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传统种植挑战AI,辽宁丹东队获得首届多多农研科技大赛先锋奖

发布时间:2021-01-21  |  浏览:


 

2020-12-18  辽宁日报

 史功成在丹东东港种了30年草莓。作为一名60后,大学毕业三十余年,班级中依旧从事农业研究的人,只有史功成一个人。

 

  农业功成于点滴。2003年,史功成研究的草莓脱毒组培苗工厂化生产技术被授予辽宁省科研成果奖。2012年,史功成参与“硫磺熏蒸防治草莓白粉病技术”的研究工作,通过硫磺熏蒸棚室,对草莓白粉病病原菌起到抑制作用。

 

  他更喜欢把草莓当作婴儿来看待,“种植草莓就像照顾婴儿一样,如果不每日照料,草莓苗会在三四天内枯萎”。

 

  4个月前,史功成参加了一场特殊的考试。和史功成一起赶考的是来自江苏镇江、安徽长丰、辽宁沈阳的顶尖草莓种植高手,他们组成传统农人组,对阵由4支杀出重围的人工智能种植队伍。

 

  一场草莓界的AlphaGo vs 李世石”大战。

 

  高考中的语、数、外、综合,在这场农业竞赛中变为了产量、投入产出比、甜度、策略价值,这几项的得分将决定队伍的最终成绩。而比赛的胜者将成为首届“多多农研大赛”的冠军。

 

  “就像高考一样”,史功成说。

 

  一场挑战赛的邀请

 

  “全国草莓看丹东,丹东草莓看东港”,在草莓的世界里,丹东东港就好比贵州茅台。

 

  东港土壤多为微酸性棕壤,有利于草莓的生长和发育,沿江沿海的区位让这里成为东北地区少有的温暖湿润的宝地。据官方资料,2020年东港草莓面积17.3万亩,产量27万吨,产值54亿元,是全国最大的草莓种植基地。

 

  丹东东港也因此聚集了一批全国最优秀的草莓种植人才。跟史功成一样,草莓种植大户、东港市草莓协会会长马廷东是丹东草莓人中的佼佼者。

 

 

  ▲马廷东是丹东草莓协会会长。图为722日,他和媒体介绍丹东草莓的特点。(摄影:穆功)

 

  在朋友眼里,马廷东的关键词是“倔”。敢折腾、有韧劲。早年多次创业失败,为了还清贷款,他自己最多同时打四五份工,凡是他能想到的活都干,就这样辛苦攒钱攒了两年多,才还上了欠款。

 

  2006年,因为欧洲草莓丰收,马廷东的上百亩草莓出现滞销,本想成为百万富翁的他,一下负债百万,多年辛苦回到原点,面对重大打击,他连续数个月都没有出门。想明白销售问题后,他再度“折腾”起来,和村里的种植大户合伙建立合作社,并将东港草莓打进了沈阳商超,他不仅还清了欠款,还让生意走上正轨。

 

  5个月前,马廷东接到了一通邀请电话,中国农业大学与拼多多要举办第一届“多多农研科技大赛”,比赛种植草莓,对手是人工智能,联合国粮农组织进行技术指导。

 

  主办方告诉马廷东,这次比赛的目的在于通过人工智能和顶尖农人的互相切磋与协作,探索出一套能切实提高生产效益和流通效率的数字化草莓解决方案,并形成可复制、可推广的模式。

 

  “实际上是在切磋中我们出人工,他们出智能,一起提高全国草莓种植的技术水平”,马廷东心里清楚这是一场友谊赛,但传统种植和人工智能的较量依然让他感到兴奋。

 

  一支包含60后、90后的队伍快速组成。队长是马廷东,技术主心骨是史功成。

 

 

  ▲圣野浆果队三位队员,从左到右依次是史功成、马廷东、马冬妮。(摄影:穆功)

 

  有了主将,还要有副将,两位年轻的新农人担当了这一角色,一位是马东妮出生于1994年,毕业于东北农业大学园艺学专业,从事生物改良土壤方向的创业。另一位是90后的杨远杰,大学毕业后一头扎进了草莓种植领域,获得过全国十大草莓种植能手的称号。

 

  人以群聚。寄托着“帮老百姓种好草莓”的愿景,这只名为“圣野浆果队”的队伍给人的印象仍然是“倔”。

 

  在云南种草莓

 

  《晏子春秋·杂下之十》中记载:“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳,叶徒相似,其实味不同。所以然者何?水土异也。”

 

  主办方把比赛地点定在了云南省昆明市。这里是我国植物品类和气候多样性最为丰富的地区。参赛品种是云南种植最多的“章姬”草莓。

 

  “水土”的重要作用,让水果的产地变得异常重要,就好像茅台酒,必须用流经当地的赤水河河水酿造,才有独特的口感。从辽宁丹东到云南昆明,直线距离2621公里。两地的气候、水质、土壤完全不同。

 

  当丹东的草莓人到了别处,还能种出一流的草莓吗?这也是组委会与马廷东关注的重点,如果离开了丹东就种不好草莓,比赛成果造福全国其他草莓产区就是空谈。

 

  来自丹东的草莓种植高手们需要回答这些问题。

 

  杨远杰说:“云南的土壤和气候与东北差距很大,云南当地主要是红壤,pH值在4552之间,东港的土壤pH值在5.3-6.3之间,栽培的草莓是章姬草莓,我们在丹东栽培的是红颜草莓,品种不一样,对于栽培的要求也不一样。”

 

  这就好像打篮球,丹东队没有主场优势,面对的规则也不一样,这里的三分线离球框更远。而他们的对手,人工智能队可以说是“武装到牙齿”。

 

  AI组的自动化设备能够对超过 38 个生产环境参数进行监测。对27个生产环境参数实现控制,包括通风设定温度、通风窗设定角度、风扇设定温度、关闭和打开遮阳幕的辐射强度、灌溉水肥的盐碱度和酸碱度等等。

 

  AI组科学家则利用机器学习、先进的神经网络等算法策略,建立一套草莓生产模型,录入对应的数据,并建立起与甜度、产量、效益等相关的曲线。同时,在相应模型基础上,投喂历史数据和实时数据,让这个“大脑”更加聪明,对草莓种植进行更准确的判断和决策。

 

 

  ▲720日,马廷东(左一)和史功成(右一)检查比赛基地的草莓苗。(摄影:穆功)

 

  反观传统组,他们只有定比施肥器、水泵、滴灌软管、种植槽等农艺生产设备,以及基础的温湿度、水肥 EC 监测仪器等。

 

  在AI组面前,草莓种植是透明的数据,在丹东队这边,草莓种植依然是依靠经验。

 

  这并没有打击到丹东队的四人,为了做好前期的种植工作,杨远杰和马冬妮进行了包括土壤、水质采样等在内的大量工作。史功成和马廷东则去了解更多当地草莓种植的信息,并给出种植意见。

 

  杨远杰和马冬妮的工作很辛苦,有时候干完一天活,不单单裤腿有泥,往往头发上也会有土,而他俩又特别较真,有误差的数据,一定要跑过去再测一遍,而且他们还提高了数据更新的频率,确保能够及早发现草莓生长中的问题。

 

  杨远杰说:“刚开始心情比较激动,因为能和这些种植高手一起比赛,本身也是一次难得的学习机会,所以并不觉得很辛苦。”唯一让他感到难受的是,杨远杰的孩子刚刚3岁,繁忙的种植工作让他甚至没有时间陪孩子视频。

 

  那一段时间,他们的微信群形成了早晚报制度,每天不仅有土壤pH值、水质情况、光照情况的图片、文字反馈,晚间还会对草莓苗的形态进行复盘,关键的结果时期,“圣野浆果队”的微信群里,往往会讨论到深夜。

 

  史功成说:“草莓种植就像照顾孩子一样,比如施肥器有没有实现精准施肥;灌溉用水的pH值、EC值是多少,稳不稳定;基质槽内的肥料有没有形成肥料堆积、水分积累有没有导致沤根、烂根等等,这些情况我们都要保持关注。”

 

  有时,小组内部也会有意见分歧,10月份,因为肥料的问题,作为学生的杨远杰和老师史功成还起了冲突,一方认为是肥料施放的问题,一方认为是肥料配比的问题,两人谁也没有说服谁,第二天一早跑去重新测量了数据,两人才达成一致。

 

  草莓走向“新种植”

 

  4个月的时间转瞬即逝,丹东人在云南种的“章姬”草莓即将成熟。

 

  1216日,比赛结果揭晓,虽然平均产量不敌AI队,但“圣野浆果队”所在的传统农人组,种植的草莓甜度超过AI队,由于出色的表现,“圣野浆果队”获得了多多农研科技大赛的先锋奖。

 

 

  ▲1216日,马廷东(左二)和史功成(左三)接受评委代表的颁奖。(摄影:龙遇春)

 

  “心有不甘是肯定的,但未来怎么去优化草莓种植有了方向”,对这一结果,史功成失落之余有欣喜,同场竞技的AI队展示的技术,让他像拳皇看到了合金机甲。

 

  人机大战输给AlphaGo两年后,李世石终于在公众面前谈起那场世纪对决。他对AlphaGo的评价是“没有弱点”。“虽然是赢了一局,可是输了四局也是事实,只是因为运气赢了一局而已。”

 

  马廷东更快用理性消解了失败带来的情绪。他对媒体说:AI队的自动化设备,省了非常多的人力,他们使用的一些机械化操作,给我们传统队很多启发,比如智能控温,智能施肥浇水,为我们大园区解决用工难、工时贵的问题提供了解决方向。”

 

  虽然名义上是“传统队”,但像马廷东、史功成、杨远杰、马冬妮这样的传统草莓种植农人,已经走向了“新种植”。

 

  合作社的技术研发团队研发出草莓后墙立体栽培技术、秸秆栽培技术;研发的红颜低温冷藏促早熟栽培技术,获得丹东市科技进步二等奖,使丹东红颜草莓上市时间提早1个月以上,成为全国红颜草莓最早上市的地区。单此一项技术,就可以让草莓单价提高至100元一斤。

 

  比赛结束后不久,马廷东的倔劲又上来了,他在“圣野浆果队”微信群里发消息,“要好好把AI队的技术学过来,做丹东新技术种植第一”。 史功成、杨远杰、马冬妮几乎同时回复了“必须的”。

 

  这或许是赛事主办方最希望看到的。

 

  多多农研大赛组委会负责人兰克说,拼多多将联合更多优秀队伍和机构,探索数字农业科技的产、销一体化应用,“让小农户承担的起新技术并从中受益,是整个行业的理想,希望通过青年科学家的努力早日实现,做到让农业酷、农民富。”

 

 


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