浙江大學(xué)博士研究生朱常安（右）與同學(xué)在玻璃溫室中觀察番茄生長。受訪者供圖
環(huán)境傳感器實時收集玻璃溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照等數(shù)據(jù)，上載至人工智能系統(tǒng)，系統(tǒng)依據(jù)算法模型給出何時調(diào)整光照、何時澆水施肥、何時修剪葉片的建議，種植者即便相隔千里，也能夠及時控制著溫室里的一切……
你以為這是電影描繪的未來農(nóng)業(yè)？不，這是三位“學(xué)霸”在描述他們在一次農(nóng)業(yè)科技大賽上種番茄的場景。從他們的描述里，你是否感覺“未來已至”？
這三位年輕人，有海歸碩士，有本土博士，雖然他們經(jīng)歷各不相同，卻因種番茄結(jié)緣。他們身上，有科技從業(yè)者的求知與探索，有“Z世代”敢于爭先的青春銳氣，更有新農(nóng)人對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的遠(yuǎn)大夢想。
番茄、生菜種出“科技范兒”
北京密云，三萬平方米的玻璃溫室內(nèi)，一排排翠綠鮮嫩的生菜被整齊劃一地碼放在半人高的種植鋼架上。一個白色小方盒從屋頂?shù)跹b在半空，監(jiān)控著環(huán)境的各項指標(biāo)。隨著午后的日光發(fā)生變化，溫室頂部的漫反射玻璃，被一扇一扇地關(guān)上，被散射后的陽光均勻地灑在蓬勃生長的生菜上。
隔壁的育苗溫室里，櫻桃番茄的種苗正在育苗鋼架上茁壯成長。這批櫻桃番茄是溫室去年剛剛引進(jìn)的新品種，紫紅色的外皮加上遠(yuǎn)高于普通番茄的糖度，使其在市場上極為暢銷。再有一個多月，這批番茄種苗將取代溫室里的生菜，成為溫室新寵。
種菜不見地，澆灌不見水。這處極具科幻風(fēng)格的玻璃溫室是徐丹經(jīng)營的極星農(nóng)業(yè)科技園。這處農(nóng)業(yè)科技園已經(jīng)在北京密云運(yùn)營了六個年頭。
2011年，徐丹從四川農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)后，赴荷蘭瓦赫寧根大學(xué)深造，從事有機(jī)農(nóng)業(yè)研究。在荷蘭，徐丹第一次接觸到了荷蘭以芬洛式連棟溫室為代表的設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)。
“人們可以在一個裝備精良的玻璃溫室里，給番茄提供其需要的生長條件。在可控的環(huán)境中，番茄不僅可以保證品質(zhì)，產(chǎn)量也遠(yuǎn)高于田間地頭或日光大棚。”徐丹說。
見識到更先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)后，徐丹就有了把這套技術(shù)帶回國的想法。帶著這樣的希冀，徐丹放棄了申請瓦赫寧根大學(xué)的博士項目，入職當(dāng)?shù)匾患曳逊N植企業(yè)。兩年后，他帶著自己在荷蘭積累的技術(shù)和人脈，回國創(chuàng)業(yè)，募集投資近2億元，帶回全套荷蘭進(jìn)口的設(shè)備和技術(shù)，這才有了如今密云這片小有規(guī)模的玻璃溫室。
“整套玻璃溫室設(shè)施是請荷蘭團(tuán)隊設(shè)計的，并專門根據(jù)北京的氣候進(jìn)行了優(yōu)化和改良，我們也將荷蘭無土栽培、番茄工廠化育苗、水培生菜等技術(shù)帶回國內(nèi)，花了三四年消化這些技術(shù)，并培養(yǎng)了一批年輕技術(shù)骨干。”徐丹介紹道。
“我可能是我們團(tuán)隊里為數(shù)不多的‘80后’，團(tuán)隊里基本都是‘90后’，可能很快‘00后’們就要取代我們幾個‘老家伙’了。”徐丹笑著說。
廣西小伙兒陳宇沖，是徐丹技術(shù)團(tuán)隊的一員，今年剛剛26歲。他本科畢業(yè)于上海交通大學(xué)植物科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，碩士同樣畢業(yè)于瓦赫寧根大學(xué)，是徐丹的師弟。
回憶起高考后的專業(yè)選擇，陳宇沖坦言自己是被調(diào)劑才去了農(nóng)業(yè)類專業(yè)，但自己學(xué)著學(xué)著就深愛上了。帶著這份不期而遇的熱情，陳宇沖完成了四年學(xué)業(yè)，并申請去設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的頂尖學(xué)府瓦赫寧根大學(xué)留學(xué)，希望學(xué)習(xí)荷蘭頂尖的溫室技術(shù)經(jīng)驗。
畢業(yè)之際，陳宇沖求職時認(rèn)識了徐丹。那時徐丹的公司剛成立不久，技術(shù)團(tuán)隊急需懂行的專業(yè)人才。二人一拍即合，陳宇沖就這樣被徐丹從荷蘭招到北京。
陳宇沖的加入助力了徐丹公司的技術(shù)研發(fā)進(jìn)展，多項新專利得以成功申請，不少溫室環(huán)境控制的“黑科技”被應(yīng)用到溫室的日常生產(chǎn)中。
種的是番茄，競的是“黑科技”
2021年8月，一次偶然的機(jī)會，兩人得知由拼多多、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)聯(lián)合籌劃的第二屆“多多農(nóng)研科技大賽”即將舉辦，參賽團(tuán)隊需要運(yùn)用前沿營養(yǎng)科學(xué)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、人工智能等技術(shù)，在6個月的時間里，挑戰(zhàn)遠(yuǎn)程在云南百余平米的實驗溫室中種番茄。
對于徐丹和陳宇沖來說，這項賽事像是為他們量身定制的。兩人從荷蘭帶回并鉆研多年的溫室技術(shù)，有了一個展示的舞臺，他倆也希望在比賽中見識其他團(tuán)隊的技術(shù)成果，取長補(bǔ)短。
就這樣，徐丹和陳宇沖組建了“番茄快長”隊參加了比賽，他們采用“人機(jī)融合智能”的算法策略，將自己多年積累的種植經(jīng)驗轉(zhuǎn)換成算法模型輔佐種植。出色的技術(shù)優(yōu)勢，積累多年的實踐經(jīng)驗，讓“番茄快長”隊順利進(jìn)入了決賽。
進(jìn)入決賽的四支隊伍中，陳宇沖和來自浙江大學(xué)的“喜柿”隊隊長朱常安結(jié)下了深厚的友誼。陳宇沖在荷蘭研究番茄的溫室種植，朱常安則在浙江大學(xué)研究番茄育種的基因編輯技術(shù)，兩人的研究方向一個偏實踐操作，一個偏基礎(chǔ)研究，相仿的年齡，互補(bǔ)的研究方向，讓二人時常在比賽之余暢談番茄。
與陳宇沖漸漸愛上農(nóng)業(yè)不同，山東小伙兒朱常安從小就對農(nóng)業(yè)有深厚感情。
“我是農(nóng)村長大的孩子，從小就看著家人面朝黃土背朝天種地。2016年高考結(jié)束后，我選擇了西北農(nóng)林科技大學(xué)的設(shè)施農(nóng)業(yè)專業(yè)。非常希望通過自身所學(xué)，為國家農(nóng)業(yè)發(fā)展出一份力，也想為家鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)面貌的改善提供支持。”朱常安道出自己的初衷。本科畢業(yè)后，朱常安被浙江大學(xué)的碩博連讀項目錄取，目前在農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院就讀，師從中國工程院院士喻景權(quán)教授。
決賽階段，“番茄快長”隊、“喜柿”隊與另外的兩支隊伍在算法、環(huán)境控制、農(nóng)事操作等多個方面進(jìn)行了激烈的比拼。四支隊伍用線上系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制著遠(yuǎn)在云南的實驗溫室，各隊成績的比拼是用番茄的產(chǎn)量和質(zhì)量來衡量，這些顯性指標(biāo)背后，是各隊多學(xué)科交叉研究成果科技水平的較量。
當(dāng)幾支隊伍種在實驗溫室的作物出現(xiàn)相似問題時，幾支隊伍也會一起交流，為番茄“把脈”。
“有一次，我們幾個隊伍的種苗同時出現(xiàn)了葉片發(fā)黃的疑似病害現(xiàn)象，但奇怪的是四個隊的AI系統(tǒng)都沒有報警。我們交流過后堅信不是算法出了問題，而是另有隱情。把‘發(fā)病’植株從云南郵寄到實驗室檢測也發(fā)現(xiàn)，植株并未遭遇病害。后來我們反復(fù)查看比賽的監(jiān)控畫面時才發(fā)現(xiàn)，原來是農(nóng)事操作過程中，實驗溫室內(nèi)的卷簾上的露水不小心濺到植株的葉片上，才導(dǎo)致了病斑，著實讓我們虛驚一場。”朱常安和陳宇沖共同回憶著比賽過程中的小插曲。
2022年4月，決賽結(jié)果公布，挺進(jìn)決賽的四支隊伍的櫻桃番茄平均產(chǎn)量均達(dá)到傳統(tǒng)種植的兩倍以上，營養(yǎng)價值也均符合高品質(zhì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這對于徐丹、陳宇沖、朱常安這些農(nóng)業(yè)科研人來講，是共同的勝利。
“科研+實踐”經(jīng)驗豐富的“番茄快長”隊，在環(huán)境控制上更出色，決賽拔得頭籌。朱常安的“喜柿”隊，則在番茄品質(zhì)的較量中最終獲勝，維生素C和番茄紅素的含量均為四支隊伍中最高的。
“比賽的結(jié)果對于我們來講不是最重要的。這次比賽讓我們知道，起碼在設(shè)施農(nóng)業(yè)這個領(lǐng)域，有這么多志同道合的人，大家既有實踐派，又有學(xué)院派，在彼此相互交流的過程中，碰撞出了許多好的想法，這些想法讓我們對中國設(shè)施農(nóng)業(yè)的未來發(fā)展充滿了希望。”徐丹說。
今年8月，第三屆“多多農(nóng)研科技大賽”開啟報名，這屆比賽聚焦用科技的力量挑戰(zhàn)種生菜。徐丹和陳宇沖看著自己溫室里生菜綠意盎然的景象，哥倆想衛(wèi)冕的心情溢于言表，商量著今年要繼續(xù)參賽。
設(shè)施農(nóng)業(yè)之路，未來如何走？
番茄是三大世界性貿(mào)易蔬菜之一，在全球蔬菜貿(mào)易中占有重要地位。截至2020年，全球番茄種植面積達(dá)505.5萬公頃。中國是世界番茄產(chǎn)量最大的國家，2020年中國番茄產(chǎn)量為6515萬噸，接近全球番茄產(chǎn)量的1/3，番茄種植面積達(dá)到110.4萬公頃。
即便是全球第一大番茄產(chǎn)地，中國與農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國家相比，番茄種植效率卻落后不少。2020年全球番茄產(chǎn)量數(shù)據(jù)顯示，中國番茄每平方米產(chǎn)量為5.9千克，而在荷蘭，每平方米番茄產(chǎn)量可達(dá)50.7千克。通過溫室技術(shù)對番茄的生長環(huán)境進(jìn)行精確控制，極大地提升了荷蘭的生產(chǎn)效率。
在徐丹和陳宇沖看來，雖然荷蘭的設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備和技術(shù)可以進(jìn)口，但這項技術(shù)在中國的“本地化”還有很長的一段路要走。
陳宇沖告訴記者，荷蘭是典型的溫帶海洋性氣候，冬天不會特別冷；夏天不會特別熱，氣候波動小，北京則是冬冷夏熱，荷蘭的溫室最重要的是解決冬季的光照問題，而北京的溫室就必須在溫度控制上花更大的心思。
“我們現(xiàn)在引進(jìn)的是這套產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品，如果想讓這項技術(shù)在中國大規(guī)模擴(kuò)展，就需要構(gòu)建中國自己的設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。這樣才能控制溫室的建設(shè)成本，并培養(yǎng)更多的技術(shù)人員。”陳宇沖補(bǔ)充道。
而在朱常安看來，荷蘭設(shè)施農(nóng)業(yè)高效率與其遵循的生產(chǎn)銷售制度分不開。荷蘭的番茄產(chǎn)業(yè)是訂單農(nóng)業(yè)，訂單中規(guī)定農(nóng)產(chǎn)品收購數(shù)量、質(zhì)量和最低保護(hù)價，訂單農(nóng)業(yè)使農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)之前就明確了銷路，在一定程度上避免了價格波動和市場供求關(guān)系所帶來的風(fēng)險。而生產(chǎn)者只需要承擔(dān)生產(chǎn)風(fēng)險，按照訂單保質(zhì)保量完成生產(chǎn)任務(wù)即可。
“相比之下，國內(nèi)的蔬菜種植農(nóng)戶，既要管好生產(chǎn)，又要拓展銷路，生產(chǎn)者需要直面市場，蔬菜的價格稍微一波動，種植戶們的收益就會大受影響。很多種植戶不敢將大量的資金用于農(nóng)業(yè)設(shè)施和農(nóng)業(yè)技術(shù)，擔(dān)心會血本無歸。”朱常安說道。
設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分。“中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)還處在起步階段，急需其他學(xué)科的人才進(jìn)入到這個領(lǐng)域群策群力，我們經(jīng)常去一些高校交流，發(fā)現(xiàn)許多高校是有符合我們溫室技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究成果的，但他們卻從沒想過自己的研究成果可以在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域落地。”徐丹說。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國際學(xué)院院長、教育部長江學(xué)者李道亮在第二屆“多多農(nóng)研科技大賽”決賽后表示，高水平農(nóng)業(yè)科研人才隊伍對于中國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展極其重要。在他看來，中國未來探索現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)等新的方向，需要年輕學(xué)者在算法模型、基因編輯、智慧種植等方面進(jìn)行大膽的前瞻性創(chuàng)新和嘗試。當(dāng)這些技術(shù)真正落地之時，將對我們國家農(nóng)業(yè)的未來發(fā)展起到極大推動作用。（記者張米揚(yáng)、莫鑫）
