如何種出又多又好的番茄？

經(jīng)過8個多月的比拼，4月25日，第二屆“多多農(nóng)研科技大賽”決賽峰會在線上舉行，“番茄快長”隊摘得冠軍。這支隊伍由荷蘭瓦赫寧根大學、中國農(nóng)業(yè)大學、西北農(nóng)林科技大學、極星農(nóng)業(yè)和拜耳作物科學的青年“新農(nóng)人”組成，采用“人機融合智能”的算法策略，將先進種植經(jīng)驗轉(zhuǎn)換為算法，輔佐種植者種出了高產(chǎn)量、富營養(yǎng)的果實。

4月25日，“第二屆多多農(nóng)研科技大賽”決賽峰會線上舉行。

第二屆“多多農(nóng)研科技大賽”由拼多多與中國農(nóng)業(yè)大學、浙江大學聯(lián)合主辦，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織、瓦赫寧根大學提供技術指導。與第一屆的“科技種草莓”相似，今年的大賽命題是“科技種番茄”，以“既要種得多，又要種得好”為目標，同時關注環(huán)境可持續(xù)性和商業(yè)化可行性。賽事共吸引了全球15支團隊120多名研究人員參賽。最終4支隊伍闖入決賽，其中既有高校背景的學術研究者，也有商業(yè)化種植的從業(yè)者。

去年10月開始，入圍決賽的選手分別在北京、上海、浙江、荷蘭等地，通過軟件遠程控制位于云南昆明大賽基地的智能溫室，結(jié)合營養(yǎng)學、計算機視覺和深度學習等精準農(nóng)業(yè)技術種植番茄。“其間，雖然我們不能每天見到這些作物，但人機融合算法實時幫助我們，不斷修正種植策略。這也驗證了這套算法未來的商業(yè)價值，也就是幫助種植者提高效率，降低出錯率，并打破時間和空間的限制。”冠軍隊“番茄快長”隊長徐丹表示。

冠軍隊“番茄快長”隊長徐丹（右二）與隊員們。攝影彭來

除“番茄快長”外，其他三支隊伍同樣表現(xiàn)出色。中國農(nóng)業(yè)大學牽頭的“智茄”隊最終獲得卓越獎，具備多元化科研背景的“農(nóng)圣大腦”隊與浙江大學青年學者組成的“喜柿”隊榮獲優(yōu)秀獎。評審結(jié)果顯示，四支決賽團隊的番茄平均產(chǎn)量達到了傳統(tǒng)種植的兩倍左右，營養(yǎng)價值也符合高品質(zhì)的行業(yè)標準。

“我們的全球農(nóng)業(yè)糧食體系需要創(chuàng)新和可持續(xù)的解決方案，”聯(lián)合國糧農(nóng)組織駐華代表文康農(nóng)（Carlos Watson）在峰會上表示，“多多農(nóng)研科技大賽提供了一個創(chuàng)新平臺，吸引青年學者、技術專家、創(chuàng)業(yè)者、研究機構(gòu)和科技企業(yè)，針對具體需求，共同打造解決小農(nóng)實際問題的實用型解決方案。”

為“讓更多人吃上好番茄”而賽

作為聯(lián)合國糧農(nóng)組織優(yōu)先推廣的“四大水果”之一，櫻桃番茄是我國廣泛種植的重要經(jīng)濟作物，也是農(nóng)民增收致富的重要農(nóng)產(chǎn)品。但至今，國內(nèi)很多產(chǎn)區(qū)，櫻桃番茄的種植依然面臨環(huán)境調(diào)控技術粗放、機械化與自動化程度較低等瓶頸問題，產(chǎn)量與品質(zhì)無法滿足消費者的期待。

言農(nóng)夫之耕，當先利其器。做好農(nóng)業(yè)，首先要有與時俱進的方法論。本次大賽，四支隊伍各展所長，開啟了完全不同于以往“面朝黃土背朝天”的科技種植模式。

比如，如何讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“仰以鼻息”的氣象信息、光照條件變得可控？“智茄”隊開發(fā)的“數(shù)字番茄智能管控云平臺”就實現(xiàn)了溫室環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、番茄生長圖像監(jiān)測、植株病害識別等功能。當溫室環(huán)境實時監(jiān)測數(shù)據(jù)超出閾值，該系統(tǒng)就會發(fā)短信提醒操作人員；同理，當系統(tǒng)通過視覺技術識別到不同生長階段葉片、花朵、果實等方面的問題，也會自動作出精準預警。

“智茄”隊研發(fā)的“數(shù)字番茄智能管控云平臺”。

萬物生長依賴光合作用，二氧化碳對于設施農(nóng)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)起到了重要的作用。鑒于此，“喜柿”隊的新農(nóng)人們研發(fā)了一種新型輕簡溫室二氧化碳加富技術，在促進植株光合作用的同時，有效避免了直接施用二氧化碳但植物利用有限而導致的二次排放問題。得益于此，該團隊種出的果實品質(zhì)優(yōu)異，維生素、氨基酸和番茄紅素含量均遠超傳統(tǒng)種植的番茄。

而對于病害管理，“番茄快長”隊的做法是在溫室中安裝相關傳感器，通過一套自研的病害管理系統(tǒng)，在監(jiān)測室內(nèi)氣候與植物生長情況的同時，對常見的真菌性病害風險進行預測，幫助種植者規(guī)避了大部分的病害風險。這也是該團隊在比賽中獲得最高產(chǎn)量與較高品質(zhì)的重要原因之一。

此外，與其他農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新競賽不同，“多多農(nóng)研科技大賽”在考核產(chǎn)量、品質(zhì)以及綠色可持續(xù)的生產(chǎn)方式之外，還尤其重視大賽成果的商業(yè)化可行性。

“此次比賽積累的算法模式，我們下一步將在合作基地進行小范圍商業(yè)試點，不久后希望向全國推廣，讓不同地區(qū)、不同設施類型的不同種植戶都能受益。”徐丹表示。四年前，徐丹從荷蘭回國創(chuàng)業(yè)，在北京城郊用頂尖的玻璃溫室種植技術開始種植健康好吃的蔬菜水果。其中，番茄就是主打產(chǎn)品。

“此次大賽為年輕科學家提供了很好的機會，幫助他們準確理解種植戶需求，有針對性地開發(fā)產(chǎn)品。”浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院院長何勇說，“這項賽事為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植人員和農(nóng)業(yè)科研領域的專家學者，搭建了農(nóng)業(yè)前沿科技交流平臺，能夠推動農(nóng)業(yè)科技的實際成果應用于廣闊的田間地頭。”

古老的農(nóng)業(yè)躺在黃土上 年輕的農(nóng)業(yè)握在AI中

此次入圍決賽的四支隊伍中，90后成員占比約八成，“我之所以會從事農(nóng)業(yè)研究，是因為從小見慣了大人用雙手在黃土里刨挖生活，以高強度的勞動換來僅僅溫飽的生活。”“喜柿”隊隊長、浙江大學博士生朱常安長在農(nóng)村，傳統(tǒng)的勞動方式給他留下了深刻的印記。“我希望能在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率方面貢獻自己的一點力量。”

第二屆“多多農(nóng)研科技大賽”決賽隊員。攝影彭來

談到，此次比賽，“農(nóng)圣大腦”隊將種植者經(jīng)驗、歷史數(shù)據(jù)和櫻桃番茄圖像識別數(shù)據(jù)標準化，建立了櫻桃番茄種植知識結(jié)構(gòu)和知識庫，并在此基礎上開發(fā)了云托管服務系統(tǒng)，該系統(tǒng)商業(yè)化后將能顯著提升種植效率。

廣闊農(nóng)村，大有作為。“智茄”也是一支90后挑大梁的團隊。雖然很多隊員還是博士在讀，種植經(jīng)驗相對較少，但他們?nèi)�情投入。有時，他們是科學家，開發(fā)炫酷的新型算法；有時，他們是工人，搬運、安裝、調(diào)試各類設備；有時，他們又是程序員，開發(fā)智慧管控云平臺的前、后端，形成產(chǎn)品雛形。

大賽評審組組長、中國工程院院士趙春江認為，“多多農(nóng)研科技大賽”在從算法模型到智慧種植實踐等方面進行了前瞻性的創(chuàng)新和嘗試，形成了一批實用性強的技術方案。這對國家未來智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

位于云南昆明的“多多農(nóng)研科技大賽”賽事基地。攝影彭來

拼多多自成立以來就將農(nóng)業(yè)作為核心戰(zhàn)略之一。去年8月，該公司又宣布了旨在面向農(nóng)業(yè)及鄉(xiāng)村重大需求的“百億農(nóng)研專項”，以前沿技術推動農(nóng)業(yè)數(shù)字化。其中就包括連續(xù)兩年舉辦“多多農(nóng)研科技大賽”，推動精準種植技術在農(nóng)業(yè)中加速落地應用。

“改善農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動力源于對技術的開發(fā)和應用。”拼多多高級副總裁朱健翀在峰會上表示，“通過本次大賽，我們清晰地看到，農(nóng)業(yè)科技的低成本應用能夠很好地提升農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與管理水平，有效提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。我們堅信，這些技術的迭代與推廣，可以為農(nóng)產(chǎn)品創(chuàng)造更多附加值，從而為廣大農(nóng)業(yè)種植者帶來更多收入。”