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几年前,一个叫徐丹的年轻人从荷兰留学归来,牵头在北京建设了一块农业基地,运用前沿玻璃温室种植技术,以更高效率生产更好的蔬菜水果。

经过多年摸索,徐丹和团队试图向人们证明,种菜也可以是一件很酷的事情。2022年4月25日结束的第二届“多多农研科技大赛”上,徐丹领衔的“番茄快长”团队所种植番茄,以远超传统种植的产量和品质摘得冠军。

农民的新功课:阅读作物

你是一个农民,在北京郊区的一块农业基地种菜。你来到基地要学的第一件事,叫做“阅读作物”,观察作物长得如何,知道作物需要什么。拿番茄来说,每天早晨你要量番茄的个头,是否高了3厘米,以及其他多项指标数据是否正常,不然就要及时调整。

你在这里是剪叶工,也叫“美容师”,负责给番茄修剪藤蔓上的枝叶。不是随便剪剪,要贴着藤蔓从下往上剪,才不会给藤蔓留下“疤痕”。熟练之后,20分钟你能剪一排番茄。

你的同事有绕蔓工、落蔓工、采收工、梳花工和包装工。在这里,你们经过手把手的培训,成为国内首批具备荷兰农业职业标准的产业工人。

几年前,一个叫徐丹的年轻人从荷兰留学归来,牵头建设了这块农业基地——极星农业,运用前沿玻璃温室种植技术,以更高效率生产更好的蔬菜水果

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获得冠军的番茄快长核心队员合影

单是基地的建筑材料和设备,就从荷兰运来了58个集装箱。负责设计的荷兰公司,仔细研究了密云过去50年的气象数据,最终设计出符合当地气候条件的玻璃温室。如今,基地占地3.3万平方米,其中有2.2万平方米番茄种植区。

在番茄温室,每株番茄都有标准的模样:高度相似、色泽相近、排列整齐,都有13个果实,并且每个重约20克。比利时熊蜂是温室最忙碌的“员工”,肩负起五万多株番茄的授粉工作。

进入水培生菜区,基地采用的是全自动可移动式栽培槽,根据生菜的生长,栽培槽会向前移动,为生菜的生长留出合适空间。栽培槽设有坡度,营养液每隔5分钟自动喷洒一次。2千平方米的生菜区每年产出70万棵生菜,是传统种植产量的10倍以上。

“小时候大人总吓唬我们,不好好读书,以后只能种地。”徐丹说,“现在已经不是这样了,要想把地种好,真的得多读书、多钻研。”

徐丹每天要看两次天气预报,根据最新的天气变化,调整温室的各项数值。他的手机随时能接收温室传感器传来的异常信息。如果没有及时处理,就会紧急来电。“你跟植物打交道,植物是停不了的,所以你就可能无限加班下去,我们每天的工作很充实。”徐丹说。

他享受“阅读作物”的乐趣;“当你能够很好的阅读作物,很好的去满足植物的需求,你会发现它真的会长得非常好,叶子又大又漂亮,果子又多又甜。”

极星农业基地建成4年多,现在趋于稳定。徐丹说:“要想呼吁更多人加入这个行业,首先得证明你自己行。”他要改变人们对农业的刻板印象,种菜也可以很酷。

在冬奥会和冬残奥会期间,极星农业基地为北京赛区输送了六次、累计一吨的大番茄。

“这是一个宝贵的机会。”徐丹说,“既然我们能够达到供奥的标准,(我相信)普通消费者也会对科技农业种出来的东西更放心。”

算法种菜:搞定80%

国人日益增长的“吃好菜”需求,对农业种植提出了新的挑战。在徐丹眼中,现代农业的关键就是效率,依托前沿技术,以合适的成本追求最大限度的产量。

番茄炒蛋是我们习以为常的国民菜肴,徐丹认为,国内的番茄市场有很大空间,然而国内番茄的生产却面临着环境调控技术粗放、机械化与自动化程度较低等瓶颈问题。

2013年至今,徐丹通过种植智慧番茄,积攒了大量的生产技术和经验,并且试图教授给更多有志于农业的年轻人。

去年,徐丹注意到了第二届“多多农研科技大赛”。赛事由拼多多、中国农业大学、浙江大学联合主办,联合国粮食及农业组织和荷兰瓦赫宁根大学提供技术指导。比赛期间,参赛选手通过算法等技术远程控制,在位于云南昆明的温室种番茄,比拼产量、质量、环境可持续性和商业化可行性。

“我作为一个种植者,想看看算法能不能从我们的经验中提取有用的逻辑。”徐丹说。这位擅长种番茄的年轻人决定报名参赛,开始组建“番茄快长”团队。

在校友圈发布“英雄帖”之后,徐丹找来了擅长不同领域的队友,包括植物模型、温室大数据、开发算法等,他们身在北京、上海、云南,甚至荷兰等地。“最后发现这个团队可能对人工光不太涉及,就又去找校友圈里谁的研究课题主要在人工光,特别是人工光对于(植物)的影响。”

他们花两个月开发一套番茄种植算法,将生产经验转化为数据模型,“比如当温度高,如何调控窗户遮阴;当地质含水量降低,如何调整灌溉。”

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位于云南省昆明市的多多农研基地

算法注重条理和精确度。徐丹意识到不能再像过去生产那样,凭经验给个差不多的范围,现在他们需要“非常清晰”地告诉计算机每一项具体的参数。“当阳光强度大于多少值,可能会发出遮阳幕布,这层遮阳幕布是拉到60%还是90%。”

去年10月,徐丹的“番茄快长”队与另外三支队伍,从全球15支团队中突出重围,晋级大赛的决赛阶段。

比赛期间,徐丹每天进办公室要查看两个屏幕指数,一个是北京的温室,另一个则是云南的。白天他花在云南温室的时间更多一些,因为他不熟悉云南的气候环境,以往的经验需要做调整。

“云南紫外线比较强,所以在云南种的番茄的叶片就比我们在北京的要小10厘米左右。”徐丹解释道。算法建议要适当多留一些叶片,这样才能保证采光。因此,徐丹将每株番茄保留的叶片数量从通常的11-12片调整为16-17片。

“番茄快长”队研发的算法给出很多种植建议,但最终决策权仍然是徐丹。“用算法代替人做80%的决策,剩下的20%交给人来执行。这样,计算机可以保证一个下限。”

有一回,算法测出空气湿度要在75%,但徐丹认为,云南是高原地区,风比较大,很难维持这个数值。如果强行用喷雾,可能造成温室内湿度波动大,诱发病害。于是徐丹将湿度指数往下调。

“算法也在不断学习我的策略,去修正它的建议,这是一个双向的学习过程。”徐丹说。

偶尔也有些紧急状况。徐丹回忆,有一次他们发现温室里的熊蜂不知为何,突然就不授粉了,导致很多花凋落。

云南的是无人基地,传感器和摄像头无法第一时间发现这个状况。当他们按惯常去给作物做“体检报告”,数花和果子的数量,测量作物身高等等,才发现异常,更换了熊蜂。

“多多农研科技大赛”让徐丹第一次体验到算法的力量。他感到“未来的农业是很广义的农业”,不仅需要植物学家,还需要工程师研究设备,专家做温室材料,程序员开发算法。“农业跟其他行业的交叉会变得更多,互动也会更多。”徐丹说。

同时,大赛给年轻的农研工作者提供了展示自己的机会,不仅有高校背景的学术研究者,也有商业化种植的从业者。这也是目前行业的新趋势:越来越多具备专业知识的年轻人投身到农业这个古老且重要的行业中。

在计算机背后:人才的需求

参赛至今,徐丹和团队几乎都在北京远程“遥控”种植番茄。他第一次去云南昆明的基地现场,是在去年11月底。

当地即将入冬,徐丹去现场查看作物的生长情况,以及入冬后策略上需要做怎样的调整。“作为一个种番茄的,不亲眼看一下植物,还是多少有一点点不放心吧。”徐丹解释道。

在昆明,他恰好碰到阴天,气温比较低,“作物的状态不是特别好”。于是,他调整了疏花疏果的策略,“尽可能让植物保存一些体力”,然后又给负责基地现场的工人做一些指导。

决赛阶段四支队伍的温室都在同一个园区,间隔十多米。徐丹顺便也参观了其他三家温室。他在外头隔着玻璃看了几眼。

“看得出来大家的策略不一样,所以(番茄)长的很不一样。”徐丹回忆,“有的叶子明显长得比较粗;有的长得比较均匀;有的可能就比较矮壮;有的可能瘦高一些。”

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多多农研基地温室内

年初快入春那会,团队伙伴又去了一趟昆明,给温室添加了一些二氧化碳。同时,他们也检查了各个滴件的出水量。已经种了四个月,徐丹说,要确保每个系统都正常。

即便不用扎根在云南基地,徐丹团队的这几个月也绝非轻松。“当植物过得不舒服的时候,果子也不会好吃。”徐丹说。他们每天都要“阅读作物”,就像在和番茄对话,嘘寒问暖。农人的工作量不会小,这也吓退了不少年轻人。

徐丹的大舅曾经是享受国务院特殊津贴的大学客座教授,从小徐丹就对农业心生向往。从四川农业大学毕业后,徐丹前往荷兰顶级农业学府瓦赫宁根大学进修。

在瓦大读书,他们没有教科书,用的教材就是最近一两年的论文。学校的教授多是顶级的农业科学家,他们对这个行业的热爱与奉献,让徐丹备受鼓舞。

硕士毕业时,徐丹原计划继续读博深造,然而他“想去产业里看一看”,搞清楚在生产一线的荷兰农人是如何将科研技术转化为生产力。

于是,徐丹进入荷兰一家大型番茄种植企业工作。带他的师傅John是一名经验十足的农人,经常指着植物问他,“你从这个作物读到什么?”

徐丹跟John几乎形影不离,学习各项农事操作。荷兰人早在2013年就看好中国庞大的番茄市场,中国的番茄消费量大概在每年6000万吨。非常难得的是,他们将一整套先进的种植技术与经验教给了一个中国人。

两年后,徐丹回到国内,创办了极星农业。他迫不及待地想把所学的知识用到国内的农业,为农业发展贡献自己的力量。

然而现实给他上了一课。在荷兰,农业工作者的社会地位普遍较高,但是在国内,很少有人会觉得种菜是份光鲜亮丽的工作。起初,极星的技术团队一共三人。徐丹招来两个徒弟,全是西北农大毕业的研究生。

“热爱、能吃苦、愿意吃苦,这三条足够了。”徐丹解释他当初为什么选了那两个学生。2016年,在建北京基地之前,徐丹把两人送去荷兰进行两三个月的培训,让他们跟着荷兰的一线工人学习农事操作。等他们回来后,徐丹事无巨细、手把手教他们如何育苗、嫁接;如何培训工人,给工人列计划、定绩效;如何进行温室管理等等。

除了技术人才,公司也得招募工人。第一年,徐丹招了100个工人,亲自培训,三个月后只剩下15人。

培训的过程漫长且煎熬,徐丹认为在温室工作两年才可能入门。而番茄这种作物,他们一年种一茬,只有待上两三年,才可能完整经历一次番茄作物的全过程。

“时间成本确实很大,而且很难让人坚持三五年去做一件事情。可能你认为到第三年他能够掌握了,但是他在第二年就放弃了。可能你认为到第五年他能够独立去管理一个项目,他在第四年就放弃了。”徐丹说。

他理解那些放弃的年轻人,“这个行业不赚钱,收入低,不体面。”

科技农业为这些问题的解决带来一丝曙光。徐丹认为,“通过科技化的种植,让农产品标准化,优化农产品流通体系,这样就降低了流通成本,那么整个流通环节利润的分配就会变得更合理。”

换句话说,前沿的生产技术将帮助农产品工业化,保证产量和品质,而互联网企业深入到农业,将优化整个生产和供应链,从而真正让农业工作者提高收入。

过去徐丹面临的苦恼是他知道怎么种植,但不清楚怎么卖。现在通过“多多农研科技大赛”,极星农业与互联网的一次“触电”,徐丹感受到互联网技术平台的力量:帮助对接更多的客户,算法预测产量,甚至可以提前三四周就能把作物卖了。

更远的将来:精准种植

2022年4月25日,经过长达8个多月的比拼,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。

徐丹团队先前预测的产量在13公斤左右,最后他们收获了12.5公斤番茄。赛事举办方从昆明给徐丹寄了一箱他们远程种植的番茄果实。“吃到了一个几千公里以外自己种的番茄,这个感觉还挺奇妙的,味道挺好的,我们很开心。”徐丹说。

为此次比赛打造的算法模式也不会仅停留在赛事,它仍有用武之地。徐丹表示,他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。”

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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。

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。”

这次大赛也让人看到了中国农业的大批后起之秀。大赛评审组组长、中国工程院院士赵春江说:“我们很高兴地看到,这些年轻人能够选择农业作为自己的事业,以及‘多多农研科技大赛’在助力青年科学家为中国智慧农业探索前路上所做出的不懈努力。”

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。2021年8月,拼多多正式设立“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。

徐丹期待将来有机会和拼多多进行更多的合作。“我确实充满了好奇,也充满了期待。希望借助拼多多,让更多人知道我们在做什么,为什么这么做,然后能够呼吁更多人加入农业。”

现在徐丹已经把目光看向更远的将来,结合算法的精准种植技术是趋势。他计划将明年的一半收入用于人力成本投入。他反复强调,中国农业需要年轻人。“我的北京基地目前只需要两个技术员,但我现在有15个,其实是在为未来做储备。”

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