智能管控系統代替人工“照顧”農作物，從沒(méi)種過(guò)地的新手，也能在人工智能輔助下熟練種地……

“從前靠經(jīng)驗，現在更多依靠數字化、智能化種植，甚至借助AI與農作物‘對話(huà)’。”漫步鄉間，半月談?dòng)浾呗?tīng)到來(lái)自田間地頭的“新”聲。

近年來(lái)，多地加強農業(yè)科技創(chuàng )新和應用，探索發(fā)展AI種植、智慧農業(yè)，借助人工智能為傳統農業(yè)裝上數字大腦，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)與農業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，形成集農業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、觀(guān)光采摘等多種業(yè)態(tài)于一體的綜合型智慧農業(yè)模式，促進(jìn)農業(yè)提質(zhì)升級，助力鄉村振興。

AI調控讓作物重回“兒時(shí)的味道”

穿過(guò)風(fēng)淋室、除掉衣物上的塵埃，換上白大褂、防止將病菌帶入實(shí)驗室……江蘇省南京市溧水區的江蘇省農科院智慧農業(yè)創(chuàng )新團隊的智慧溫室內，10余種番茄在智能調控的適宜溫度下長(cháng)勢正好。

江蘇省農科院農業(yè)信息研究所所長(cháng)、智慧農業(yè)創(chuàng )新團隊首席研究員任妮介紹，智慧溫室有水肥一體化智能管控系統。“系統根據季節、番茄的生長(cháng)周期實(shí)施水肥調控，讓番茄更好生長(cháng)，種出‘兒時(shí)的味道’，一畝地年產(chǎn)值超過(guò)10萬(wàn)元。”

眼下氣溫升高，番茄苗的葉片蒸騰作用增強，需要吸收更多的養分。“這個(gè)時(shí)候，AI派上了大用場(chǎng)。”江蘇省農科院農業(yè)信息研究所副所長(cháng)劉家玉告訴半月談?dòng)浾撸碍h(huán)境傳感器捕捉到溫室內溫度升高至30攝氏度，智能管控系統會(huì )啟動(dòng)水肥機、滴灌等裝置。”

AI是如何做到的呢？

“我們研發(fā)了數據感知系統，番茄果實(shí)和藤蔓間安裝有空氣傳感器、土壤傳感器、水質(zhì)傳感器，溫室四周有攝像頭，室外還有小型氣象站等感知終端。”任妮說(shuō)，在機器視覺(jué)、知識圖譜、生產(chǎn)場(chǎng)景管理、投入品管控、糖度檢測等技術(shù)加持下，智能管控系統在一定程度上可以代替人工更好地“照顧”農作物。

江蘇省農科院智慧農業(yè)創(chuàng )新團隊開(kāi)發(fā)的“智小農”微信小程序界面中，各項環(huán)境監測數據一目了然。智能管控系統根據季節、番茄生長(cháng)周期實(shí)施水肥調控，工作人員在手機上動(dòng)動(dòng)手指，環(huán)境變化、作物生長(cháng)、設備運行等情況盡在掌握。

在揚州一處農業(yè)科技園區，得益于一體式智慧泵站灌溉系統，農田水肥可以實(shí)時(shí)監測，農作物生長(cháng)環(huán)境超前預知。工作人員告訴半月談?dòng)浾撸\用智慧泵站灌溉系統后，各類(lèi)傳感器可感知不同數據，實(shí)時(shí)監測土壤濕度、氣象條件和作物需水量等關(guān)鍵指標，灌溉、施肥有了精準依據。

科技，讓農業(yè)從傳統的“看天吃飯”轉向標準化生產(chǎn)。“根據傳感器收集的數據，再結合外部氣象預報，智能管控系統實(shí)施環(huán)境參數監測和自動(dòng)調節，外遮陽(yáng)、內保溫、天窗、濕簾、循環(huán)風(fēng)機等設備由電腦智能控制。”任妮說(shuō)，這可以讓農作物在最優(yōu)的環(huán)境和營(yíng)養條件下生長(cháng)。

一鍵收菜，從“望天收”邁向“望網(wǎng)收”

得益于科學(xué)種植，江蘇省農科院智慧農業(yè)創(chuàng )新團隊種出的“AI番茄”品質(zhì)更好，一斤能賣(mài)到20多元。“摘下來(lái)就不愁賣(mài)，在我們的電商社群里，提貨名額一放出來(lái)，瞬間就被搶光。”任妮說(shuō)。

江蘇省農科院智慧農業(yè)創(chuàng )新團隊使用研發(fā)的采摘機器人開(kāi)展番茄采摘作業(yè)實(shí)驗 趙久龍 攝

手機“巡田”、澆水不濕手、種菜不下田……科技賦能助力降低用工量，提高種植效益。“常規種植方法下，一個(gè)人管理一畝地忙得停不下來(lái)，現在一個(gè)人可以輕松管理4畝地。”任妮告訴半月談?dòng)浾摺?/p>

江蘇省農科院智慧農業(yè)創(chuàng )新團隊的智慧溫室背后，是數十名平均年齡30歲出頭的技術(shù)人員。“我們每個(gè)種植基地都有專(zhuān)門(mén)的服務(wù)對接群，不管是系統報錯，還是人為發(fā)現問(wèn)題，24小時(shí)都有值班人員遠程解決或安排專(zhuān)人現場(chǎng)排查。”劉家玉說(shuō)。

在南京溧水、湯山等多個(gè)種植基地，因為進(jìn)口技術(shù)價(jià)格高、缺乏有經(jīng)驗的農藝師、種植效益不高等，玻璃溫室曾長(cháng)期閑置，如今在國產(chǎn)人工智能技術(shù)加持下迎來(lái)新生。

“以水肥一體化智能管控系統為例，國外的系統可能要三五十萬(wàn)元，我們自研的系統價(jià)格一般不到十萬(wàn)元，質(zhì)量也趕上來(lái)了。”任妮說(shuō)，“AI番茄”已走出實(shí)驗室，走向廣闊的農村大地，帶動(dòng)農民增收。

江蘇省農科院智慧農業(yè)創(chuàng )新團隊持續聚焦設施果蔬、特色水產(chǎn)、數字育種等智慧農業(yè)應用場(chǎng)景，深度重塑現代農業(yè)發(fā)展優(yōu)勢。智慧農業(yè)整體解決方案已在江蘇省內多個(gè)農業(yè)種植基地落地，應用到草莓、葉菜、黃瓜等多品類(lèi)種植。從“望天收”邁向“望網(wǎng)收”，風(fēng)靡一時(shí)的線(xiàn)上農場(chǎng)游戲，在現實(shí)中得以實(shí)現。

向大田邁進(jìn)，錨定未來(lái)農業(yè)

拼多多平臺和光明母港(上海)種業(yè)科技有限公司攜手的“多多農研科技大賽”已舉辦至第四屆，入圍決賽的隊伍在同一規格的集裝箱植物工廠(chǎng)內，“遠程”種植同一品種的農作物，在規定時(shí)間內產(chǎn)量高、能耗低、品質(zhì)好、算法優(yōu)者便告獲勝。

前兩屆比賽的場(chǎng)景設在溫室內，經(jīng)驗老到的種植戶(hù)與掌握新技術(shù)的農業(yè)“小白”同臺競技。“去年，我們把場(chǎng)景轉換到全人工智能化控制的植物工廠(chǎng)內，并選擇一個(gè)較難種植的新品種。在比賽過(guò)程中，各團隊可謂是‘八仙過(guò)海，各顯神通’，展現了不同新技術(shù)在新場(chǎng)景下的應用過(guò)程。”“多多農研科技大賽”賽事組委會(huì )代表林新儀說(shuō)。

“我們發(fā)現，AI種植模型需要大量的高質(zhì)量數據進(jìn)行訓練，這需要耗費大量人工采集不同作物在復雜環(huán)境中的海量數據。然而，有的數據可能存在失真或標注不準確的問(wèn)題，會(huì )影響模型的性能和準確度。”林新儀說(shuō)，AI種植模型在應用過(guò)程中需要人工干預，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整。

來(lái)自中國農業(yè)大學(xué)的楊浩已參加過(guò)三屆“多多農研科技大賽”，在他看來(lái)，農業(yè)種植環(huán)境復雜，受到許多因素影響，AI模型暫時(shí)難以完全囊括，可能導致預測不準確、決策不科學(xué)。

AI種植前景可期。然而，相對于大田種植，目前AI種植多應用在溫室大棚內，種植成本仍然較高，所以更適合種植生長(cháng)發(fā)育較快、附加值較高的果蔬，比如番茄、草莓。AI種植邁向大田還有較長(cháng)的路要走。