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算法控环境、识虫害、控长势 科技番茄既高产又好吃

经过8个多月的比拼,4月25日,第二届“多多农研科技大赛”决赛峰会在线上举行,“番茄快长”队种植的番茄以远超传统种植的产量和品质摘得冠军。

星期三 2022.04.27
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算法控环境、识虫害、控长势 科技番茄既高产又好吃

中华网财经       2022-04-27 09 : 36
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如何种出又多又好的番茄?

经过8个多月的比拼,4月25日,第二届“多多农研科技大赛”决赛峰会在线上举行,“番茄快长”队种植的番茄以远超传统种植的产量和品质摘得冠军。这支队伍由荷兰瓦赫宁根大学、中国农业大学、西北农林科技大学、极星农业和拜耳作物科学的青年“新农人”组成,采用“人机融合智能”的算法策略,将先进种植经验转换为算法,辅佐种植者种出了高产量、富营养的果实。

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▲4月25日,“第二届多多农研科技大赛”决赛峰会线上举行。

第二届“多多农研科技大赛”由拼多多与中国农业大学、浙江大学联合主办,联合国粮食及农业组织、瓦赫宁根大学提供技术指导。与第一届的“科技种草莓”相似,今年的大赛命题是“科技种番茄”,以“既要种得多,又要种得好”为目标,同时关注环境可持续性和商业化可行性。赛事共吸引了全球15支团队120多名研究人员参赛。最终4支队伍闯入决赛,其中既有高校背景的学术研究者,也有商业化种植的从业者。

去年10月开始,入围决赛的选手分别在北京、上海、浙江、荷兰等地,通过软件远程控制位于云南昆明大赛基地的智能温室,结合营养学、计算机视觉和深度学习等精准农业技术种植番茄。“其间,虽然我们不能每天见到这些作物,但人机融合算法实时帮助我们,不断修正种植策略。这也验证了这套算法未来的商业价值,也就是帮助种植者提高效率,降低出错率,并打破时间和空间的限制。”冠军队“番茄快长”队长徐丹表示。

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▲冠军队“番茄快长”队长徐丹(右二)与队员们。彭来|摄

除“番茄快长”外,其他三支队伍同样表现出色。中国农业大学牵头的“智茄”队最终获得卓越奖,具备多元化科研背景的“农圣大脑”队与浙江大学青年学者组成的“喜柿”队荣获优秀奖。评审结果显示,四支决赛团队的番茄平均产量达到了传统种植的两倍左右,营养价值也符合高品质的行业标准。

“我们的全球农业粮食体系需要创新和可持续的解决方案,”联合国粮农组织驻华代表文康农(Carlos Watson)在峰会上表示,“多多农研科技大赛提供了一个创新平台,吸引青年学者、技术专家、创业者、研究机构和科技企业,针对具体需求,共同打造解决小农实际问题的实用型解决方案。”

为“让更多人吃上好番茄”而赛

作为联合国粮农组织优先推广的“四大水果”之一,樱桃番茄是我国广泛种植的重要经济作物,也是农民增收致富的重要农产品。但至今,国内很多产区,樱桃番茄的种植依然面临环境调控技术粗放、机械化与自动化程度较低等瓶颈问题,产量与品质无法满足消费者的期待。

言农夫之耕,当先利其器。做好农业,首先要有与时俱进的方法论。本次大赛,四支队伍各展所长,开启了完全不同于以往“面朝黄土背朝天”的科技种植模式。

比如,如何让农业生产“仰以鼻息”的气象信息、光照条件变得可控?“智茄”队开发的“数字番茄智能管控云平台”就实现了温室环境动态监测、番茄生长图像监测、植株病害识别等功能。当温室环境实时监测数据超出阈值,该系统就会发短信提醒操作人员;同理,当系统通过视觉技术识别到不同生长阶段叶片、花朵、果实等方面的问题,也会自动作出精准预警。

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▲“智茄”队研发的“数字番茄智能管控云平台”。

万物生长依赖光合作用,二氧化碳对于设施农业的优质高产起到了重要的作用。鉴于此,“喜柿”队的新农人们研发了一种新型轻简温室二氧化碳加富技术,在促进植株光合作用的同时,有效避免了直接施用二氧化碳但植物利用有限而导致的二次排放问题。得益于此,该团队种出的果实品质优异,维生素、氨基酸和番茄红素含量均远超传统种植的番茄。

而对于病害管理,“番茄快长”队的做法是在温室中安装相关传感器,通过一套自研的病害管理系统,在监测室内气候与植物生长情况的同时,对常见的真菌性病害风险进行预测,帮助种植者规避了大部分的病害风险。这也是该团队在比赛中获得最高产量与较高品质的重要原因之一。

此外,与其他农业科技创新竞赛不同,“多多农研科技大赛”在考核产量、品质以及绿色可持续的生产方式之外,还尤其重视大赛成果的商业化可行性。

“此次比赛积累的算法模式,我们下一步将在合作基地进行小范围商业试点,不久后希望向全国推广,让不同地区、不同设施类型的不同种植户都能受益。”徐丹表示。四年前,徐丹从以智能温室农业闻名的荷兰回国创业,在北京城郊用顶尖的玻璃温室种植技术开始种植健康好吃的蔬菜水果。其中,番茄就是主打产品,在今年北京冬奥会及冬残奥会期间还曾先后六次为奥运村供应。

“此次大赛为年轻科学家提供了很好的机会,帮助他们准确理解种植户需求,有针对性地开发产品。”浙江大学生物系统工程与食品科学学院院长何勇说,“这项赛事为传统农业种植人员和农业科研领域的专家学者,搭建了农业前沿科技交流平台,能够推动农业科技的实际成果应用于广阔的田间地头。”

古老的农业躺在黄土上 年轻的农业握在AI中

如今的90后已经不会种菜了?

非也。此次入围决赛的四支队伍中,90后成员占比约八成,其中不乏立志报效家乡的农二代。“我之所以会从事农业研究,是因为从小见惯了大人用双手在黄土里刨挖生活,以高强度的劳动换来仅仅温饱的生活。”“喜柿”队队长、浙江大学博士生朱常安长在农村,传统的劳动方式给他留下了深刻的印记。“我希望能在提高农业生产效率方面贡献自己的一点力量。”

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▲第二届“多多农研科技大赛”决赛队员。彭来|摄

与之类似,“农圣大脑”队队长、90后祝清震曾是一名汽车工程师,在工作中了解到我国农业技术和装备发展落后的现状后,便主动放弃造车,转而攻读农业工程博士学位。

“我虽然走出了那个生我养我的小乡村,但依然希望改变家乡那种相对落后的农业生产方式。”祝清震说。此次比赛中,“农圣大脑”队将种植者经验、历史数据和樱桃番茄图像识别数据标准化,建立了樱桃番茄种植知识结构和知识库,并在此基础上开发了云托管服务系统,该系统商业化后将能显著提升种植效率。

广阔农村,大有作为。“智茄”也是一支90后挑大梁的团队。虽然很多队员还是博士在读,种植经验相对较少,但他们全情投入。有时,他们是科学家,开发炫酷的新型算法;有时,他们是工人,搬运、安装、调试各类设备;有时,他们又是程序员,开发智慧管控云平台的前、后端,形成产品雏形。

“人才是第一资源,农业农村科技人才是强农兴农的根本。”中国农业大学国际学院院长、教育部长江学者李道亮在第二届“多多农研科技大赛”决赛峰会上表示,“打造高水平农业科研人才队伍,需要激发每个人的活力,同时要注重团队精神的塑造。该赛事搭建了农业人才切磋和交流的平台,是一种非常好的人才培养模式。”

而大赛评审组组长、中国工程院院士赵春江认为,“多多农研科技大赛”在从算法模型到智慧种植实践等方面进行了前瞻性的创新和尝试,形成了一批实用性强的技术方案。这对国家未来智慧农业的发展具有重要意义。

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▲位于云南昆明的“多多农研科技大赛”赛事基地。彭来|摄

作为中国最大的农产品上行平台,拼多多自成立以来就将农业作为核心战略之一。去年8月,该公司又宣布了旨在面向农业及乡村重大需求的“百亿农研专项”,以前沿技术推动农业数字化。其中就包括连续两年举办“多多农研科技大赛”,推动精准种植技术在农业中加速落地应用。

“改善农业产业的驱动力源于对技术的开发和应用。”拼多多高级副总裁朱健翀在峰会上表示,“通过本次大赛,我们清晰地看到,农业科技的低成本应用能够很好地提升农业的生产与管理水平,有效提高农产品的产量和品质。我们坚信,这些技术的迭代与推广,可以为农产品创造更多附加值,从而为广大农业种植者带来更多收入。”

责任编辑:CF001
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