寫出現(xiàn)代農業(yè)智慧耕作的代碼

■我身邊的師者

“根據檢測到的當?shù)貧夂颦h(huán)境，提前預警可能會發(fā)生的病害和區(qū)域，精準指導當?shù)啬径N植。”近日，在西北農林科技大學信息工程學院，農業(yè)農村部農業(yè)物聯(lián)網重點實驗室主任胡瑾教授，正在與副教授王天本討論柞水木耳大數(shù)據服務平臺的運行狀況。

春日勝黃金，農時不等人。在這個春耕春管時節(jié)，胡瑾非常忙碌。多年來從事農業(yè)人工智能與物聯(lián)網技術研究的她，帶領團隊埋首實驗室，用計算機為農業(yè)寫代碼，用數(shù)據建模重塑傳統(tǒng)農業(yè)模式，為農業(yè)管理提供智能決策，推動智慧農業(yè)從實驗室走入田間地頭和生產應用之中，為現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展注入新動能。

節(jié)本增效 讓植物自己說話

“之前都是人工進去查看，有了這個系統(tǒng)后，我在手機上就能操作?！痹陉兾魇∠剃柺袥荜柨h淇輝蔬菜專業(yè)合作社，社員吳紅娟邊用手機操控大棚邊說。令吳紅娟贊不絕口的“系統(tǒng)”，就是胡瑾教授團隊研發(fā)的擁有自主知識產權的“設施環(huán)境高效精準調控系統(tǒng)”。

淇輝蔬菜合作社目前共有40座溫室大棚，主要種植西紅柿、黃瓜、辣椒等越冬和早春茬蔬菜。2020年合作社通過學校涇陽縣蔬菜試驗示范站，引入了胡瑾教授團隊研發(fā)的設施大棚智慧管理系統(tǒng)，使用后的效果，讓社員們喜出望外?！芭c傳統(tǒng)大棚主要靠經驗和人力管理方式相比，這套智慧系統(tǒng)，無論是精準調控的便捷度，還是對蔬菜品質的提升，表現(xiàn)都很突出。我們計劃在更多大棚和社員中推廣應用?！焙献魃缋硎麻L鄭輝說。

我國設施農業(yè)種植面積世界第一，但水肥和環(huán)境協(xié)同精準調控方面與發(fā)達國家尚有差距。針對這些生產實際問題，胡瑾帶領團隊多年來致力于對現(xiàn)有溫室大棚進行信息化改造，通過建立融合植物生理需求的環(huán)境調控模型算法，完善模型決策及配套設備，對作物生產全過程中溫光水氣進行智能實時調控，形成了管理服務平臺、算法模型平臺、大數(shù)據分析平臺，實現(xiàn)了高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全的生產目標。該技術獲陜西高校科技優(yōu)秀成果獎一等獎，經中國農業(yè)工程學會成果鑒定達到國內領先和國際先進水平。目前已在陜西、山東、重慶等省市進行推廣應用，核心示范區(qū)面積近2萬畝，輻射近12萬畝，較傳統(tǒng)生產示范基地增產22%以上，減少人力投入15%以上。

“實現(xiàn)對所種植作物的按需調控是設施農業(yè)優(yōu)質高產的關鍵?！焙f，理想中的智慧農業(yè)，應該是讓植物自己告訴我們在什么情況下它吸收營養(yǎng)更多，長得更好，根據植物的“體檢結果報告”來建立人工智能系統(tǒng)，幫助它長得更好，消耗得更少，實現(xiàn)節(jié)本增效。

對標國際 寫出中國自主算法

“我們通過原創(chuàng)智能算法得到的調控及調控目標，可以直觀顯示出作物對光的需求減少了2/3，所造成的光合的損失只有1/5，這使我們能以更低的成本，達到一個更好的調控效果?！痹谵r業(yè)農村部農業(yè)物聯(lián)網重點實驗室，胡瑾教授團隊的博士生高攀指著電腦屏幕，向記者展示設施環(huán)境調控模型開發(fā)平臺的工作原理。最近他正忙著不斷完善這個建模平臺的3.0版本，力求進一步提升模型精度、數(shù)據自定義程度。

當前，來自該重點實驗室的17名碩、博士研究生正在從事農業(yè)智能物聯(lián)網研究。與傳統(tǒng)實驗室的儀器設備操作不同，他們聚精會神地伏案于電腦前，不時敲擊鍵盤，輸入一串串代碼。而這些代碼一旦從電腦走向田間地頭，就能巧妙地實現(xiàn)農業(yè)智慧化管理。

“我們要對標國際高水平研究成果，寫出屬于中國農業(yè)自主的算法，它應該是更適宜中國農業(yè)發(fā)展的模型構建，要有非常好的交互性和可推廣性?！焙f，智慧農業(yè)樣本采集只靠團隊的力量有很大的局限性，她希望在不久的將來，這套智慧模型可以吸納更多的農業(yè)專家、農民和農技人員的加入，讓數(shù)據庫更豐富，而基于數(shù)據生成的智慧網絡也將更智能更高效。

搶抓機遇 領跑智慧農業(yè)

今年兩會期間，習近平總書記在看望參加全國政協(xié)十四屆二次會議的民革、科技界、環(huán)境資源界委員時，勉勵廣大科技工作者要進一步增強科教興國強國的抱負，擔當起科技創(chuàng)新的重任，加強基礎研究和應用基礎研究，打好關鍵核心技術攻堅戰(zhàn)，培育發(fā)展新質生產力的新動能。

習近平總書記的講話，讓作為一名農業(yè)科技工作者的胡瑾倍感振奮，同時也深感使命重大。在農業(yè)物聯(lián)網和智慧農業(yè)的賽道當中，她選擇將感知和智能決策作為今后繼續(xù)努力的方向。

不久前，胡瑾帶領團隊在陜西省柞水縣金米村、馬房灣村、常灣村等100多個木耳種植大棚部署了溫室環(huán)境傳感器，監(jiān)測大棚內的光照、溫度、濕度、二氧化碳等數(shù)據，再通過搭建的大數(shù)據服務平臺提供精準管理、病害預警、輔助銷售等農事服務，幫助當?shù)啬径N植實現(xiàn)智慧化管理。目前該平臺已在柞水縣大規(guī)模應用且運行良好。

“希望通過我們的努力，為傳統(tǒng)農業(yè)插上信息化的翅膀，使現(xiàn)代信息技術真正賦能于農業(yè)生產，在智慧農業(yè)賽道上跑出中國速度，彰顯中國力量。”胡瑾滿懷信心地說。

《中國教育報》2024年04月01日第3版