“AI种番茄”技术走出实验室收获“儿时味道”

2021-01-18 09:08:02 来源：科技日报

天气热了自动开窗通风，土壤干了滴灌系统主动浇水，茎叶粗细、果子大小都有传感器实时传递信息，除了人工剪枝摘果，其他工序都由人工智能系统完成……

在这个高度智能化的温室内，一群平均年龄不到30岁的“码农”，种出了亩产3万斤的高品质番茄，尝过的人无不称赞——“这就是小时候的味道”。

1月10日，“AI种番茄”技术走出实验室，落户江苏高邮智慧农业示范基地。根据江苏省农业科学院(以下简称江苏省农科院)智慧农业团队与高邮市政府签订的合作协议，双方将在这里打造一个核心100亩、辐射600亩的智慧农业示范基地，今后种植品种也将从番茄逐渐拓展到其他果蔬。

小番茄为何“如此多娇”

红的娇艳欲滴、黄的温润如玉、绿的沁人心脾、黑的晶莹透亮……1月12日，记者走进江苏省农科院“智慧温室”，仿佛进入了一个五彩的世界，10多种来自世界各地的番茄品种在此争奇斗艳。

正值“霸王级寒潮”横扫江南，户外寒风凛冽，气温已降到零下，但“智慧温室”里却能感受到浓浓的春意，温度显示在20.1℃，完全没有传统大棚湿闷的感觉。几十个金属栽培槽整齐排开，栽培槽里一株株长势茂盛的番茄藤蔓沿着铁丝向上攀爬。

记者发现，有些植株藤蔓上安装有传感器，角落里还安装了摄像头，这些都是自动控制系统的一部分。

“我们利用传感器、摄像头等物联网感知技术，以及4G、Zigbee、WiFi等网络传输技术，可以实时精准地感知、传输、获取、处理关于温室内环境和番茄的各种数据。”团队带头人、江苏省农科院信息所副所长任妮博士告诉记者，每个番茄生长全过程的数据，都以可视化的方式展现，工作人员可随时随地通过电脑、手机查看番茄的“健康状况”。

对农作物长势的描述终于告别“良好”“喜人”这样笼统的词汇，取而代之的是依靠植物本体传感器所采集的番茄叶温、茎粗、果径等数据，“当前的光照是否充足，温度是否合适，水肥是否施得恰当，都能让番茄自己来‘说话’。”任妮说。

除了番茄生长全过程数据实时精准感知，智慧温室内还有水肥一体化智能管控系统，包括水肥机、滴灌系统和无公害配方水溶肥，实现了按需精准施肥，让番茄也拥有“私人定制”的营养师，不仅吃得饱而且吃得好。

另外，这些番茄全程都栽培在基质中，杜绝了土传病害，减少杀菌剂和杀虫剂的使用;同时，还用熊蜂对番茄进行自然授粉，杜绝使用生物激素和生长剂，让番茄回归“儿时的味道”。

可复制可落地的智慧农业技术

5G、传感器、机器人……近几年，智慧农业的概念被热炒，一连串貌似高大上的词汇，可能会让人以为这是一项高高在上的技术。

但在任妮的眼里，智慧农业应该是实实在在能落地应用、解决实际问题的技术，“智慧农业不仅仅是各种信息技术的代名词，更是农业的新业态、新模式。”任妮说。

“我认为传统农业现在面临两个最关键的问题，一个是谁来种地，另一个是如何种好地。”任妮说，智慧农业可以吸引更多有知识、有文化、有技术的年轻人加入到农民的队伍中来，让农民成为有吸引力的职业，也就是新型职业农民。而在提升农作物产量、把控农产品质量、降低农业生产风险以及减少农业对环境的影响等方面，智慧农业也大有可为，通过智能设备实现农业生产的标准化、精准化、智能化和绿色化，就能够让农业变成有奔头的产业。

朝着这个目标，3年前，任妮带着一群平均年龄不到30岁、完全没有学过农业知识的信息技术人员，用智能技术种起了番茄。

到现在，种出的番茄已经是第三季，这次收获的番茄不仅口感很好，而且产量大幅提高。“眼下这一季番茄，小的亩产2万多斤，大的可达3万多斤。”任妮说，最关键的是，形成了一整套可复制可落地的智慧农业技术，对方只需建好大棚，其他的都交给智慧农业系统，不论谁来种、不论在哪种，品质和产量都能保持一致。

以番茄为例，从8月份定植，到来年的6月份清棚，整个生长周期的水肥和环境调控都不需要人为干预。借助物联网、大数据和人工智能技术，系统会分析温度、光照、湿度、二氧化碳以及基质的温度、湿度、酸碱性等指标，一旦发生异常，就能够自动提醒管理员及时采取措施。

任妮说，在番茄整个生长周期中，只有整枝、打杈、下盘、采摘需要人工操作，“过去2个人管理1个大棚忙得停不下来，现在1个人管2个大棚轻轻松松”。

为了解答种植户的技术疑问，他们还利用人工智能深度学习技术，把公开的番茄专著、论文及网络资源汇集起来，打造了一个基于知识图谱的智能专家问答系统。“只要是有关番茄种植的，智能专家都可以全天候进行精准作答。”任妮说。(张晔)

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