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光明网讯(记者 刘晗旭)草莓的生长,自有时令。秋凉催花,冬春结果,到了夏秋,往往进入草莓供应的“断档期”。然而,当光照可以调节、温度可以控制、水肥可以精准供给,农业生产的时空边界正在被重新探索。发展智慧农业、培育农业新质生产力,正在让越来越多的科研成果走出实验室,在真实生产中寻找答案。
近日,第五届“多多农研科技大赛”在上海农业科创谷迎来收官时刻。50平方米的植物工厂里,白色花朵与红色果实相映,层层栽培架间散发着草莓的清甜香气。经过170天种植比拼,中国农业大学赛博农人团队蝉联一等奖,拟生态、莓立方团队分获二、三等奖,欧普智莓团队获得优胜奖。这些在夏秋“断档期”结出的国产草莓,让青年科研人员交出了一份沉甸甸的实践答卷。
在50平方米里,学着与植物“对话”
“我们在第113天才开始第一次采收。”
终期答辩现场,赛博农人团队队长陈民慧讲起这段等待。比最早采收的队伍晚了近两个月,但凭借稳定的连续结果能力,团队在随后50天里累计收获284.45公斤草莓,最大单果重达73.7克。
这背后是一套“与植物对话”的智能环控系统。100多个传感器监测点,记录草莓生长环境和植株变化;算法依据叶片生长、光合和蒸腾等信息,调整光照、水肥与温湿度;连蒸腾到空气中的水汽,也被空调收集起来重新用于灌溉,回收率达到75.7%。
“我们最大的收获,是把生产现场变成科研现场。”一名赛博农人队员说,实验室理想条件下难以遇到的小问题,在这里都会出现,还得亲自想办法解决。
对于这套系统,评委、中国农业科学院都市农业研究所首席科学家杨其长颇感兴趣。他注意到,团队利用移动栽培架将空间利用率提高了2.5倍,种植株数却并非最多。“虽然提高2.5倍,但是你的株数没有达到比较高的一个株数,这是什么原因?”杨其长追问。 陈民慧解释,种植密度需要兼顾植株生长和通风条件。团队经过前期试验,才确定了适宜的种植数量。一问一答,道出了农业工程的复杂:空间可以压缩,光照可以调节,作物生长所需要的环境却容不得随意取舍。种得更密,未必就能收得更多。从种得出,到种得好、种得稳,果实成熟的背后,还有许多值得继续琢磨的学问。
当算法遇到病虫害,年轻人重新认识农业
其实,比丰收更令人难忘的,是那些没能如愿的时刻。
“为什么现在很多植株不是处在开花结果状态?”终期评审中,杭州市农业科学研究院草莓研究团队负责人余红向莓立方团队发问。
这支由上海交通大学师生和企业科研人员组成的队伍,曾在7月底迎来满眼葱绿、花果繁盛的喜悦。然而,随着比赛推进,农事操作中的沟通偏差逐渐累积,最终影响了植株长势。
“我们需要从自身找一些原因。”团队成员吕兆晨坦言,再精细的控制系统,也离不开真正理解植物生长的农艺人员。欧普智莓团队则交出了四队中最低的用电量,却因病虫害未能有效控制,没能取得预期收成。
“好不好植物说了算。”中国农业大学教授贺冬仙在赛后采访中指出,植物工厂虽然能够调节光、温、水、气、肥等环境条件,但最终要关注植物本身的生长反应,协调地上部分与地下部分、营养生长与生殖生长,以及白天光合作用与夜间代谢之间的平衡。这场持续数月的比赛,让青年学子看到了农业生产的复杂性。病虫害如何预防,农事操作如何规范,环境参数怎样随着植株生长及时调整,都需要在实际种植中不断摸索。再精密的控制系统,也必须接受产量、品质和持续生产能力的检验。
草莓成熟时,从一季收获走向广阔天地
获得二等奖的拟生态团队,选择了一条颇具挑战的技术路线:不用传统栽培基质,让草莓根系直接接触流动的营养液。凭借浅液流栽培技术,草莓约40天便结出头茬果实。
但根系温度的波动,也让团队吃了苦头。
“根系跟裸泳一样,没有一个保护层。”拟生态团队在采访中打了个比方。由于缺少基质缓冲,夜间降温迅速传导至液流,直接影响根系活力,部分果实没能长到理想大小。这些经历让团队找到了新的改进方向。拟生态团队代表何朝辉表示,计划明年推出集装箱式浅液流植物工厂,并结合新加坡等地的示范探索及海外客户需求,继续验证技术在不同环境中的应用潜力。
把光温水气肥装进植物工厂,让种植走向更多气候与资源条件各异的地区,前景令人期待。但从技术可行走向商业可行,仍需跨过能耗、成本、持续生产与市场需求等关口。
一届赛事能够检验一套方案,一项农业技术的成熟,却往往需要多年积累。从第一届的温室种植探索,到这一届在50平方米植物工厂里开展国产草莓攻关,“多多农研科技大赛”已连续举办五届。本届赛事吸引全球46支团队、300余人报名。农学、工程、人工智能等不同领域的研究者在这里相遇,各自带来新的技术,也在交流中发现自身知识与经验的不足。中国工程院院士赵春江在终期评审中寄语参赛者,希望大家将掌握的科学知识运用到现代农业生产实践中。贺冬仙也在赛后采访中谈到:“我们不仅仅玩AI、模型……更多的是拿生产实践的草莓的产量、品质、能耗、成本来谈效益、效率。”
从算法模型走向真实生产,从技术指标走向成本效益,农业科技成果的转化,需要长期稳定的试验条件,也需要科研机构、产业界与社会力量持续参与。“多多农研科技大赛”项目负责人邓新波表示,拼多多将继续围绕农业科技研发、实景试验和成果转化投入资源,推动技术在生产实践中不断优化。
土地上的收获有时令,农业科研却需要一茬接着一茬地积累。一届比赛结束,总有人带着新的问题继续出发。当更多年轻人愿意走进田野、俯身观察作物,当企业、科研机构和平台愿意为一次次试验投入时间与资源,那些今天还难以解决的问题,便有了在明天得到回答的可能。
这一季草莓已经成熟,下一届的赛题是什么,新的试验又会在哪里展开,尚待揭晓。
