她给传统农业插上信息化的翅膀
2024-03-22 149

  “根据检测到的当地气候环境,提前预警可能会发生的病害和区域,精准指导当地木耳种植。”近日,在西北农林科技大学信息工程学院,农业农村部农业物联网重点实验室主任胡瑾教授,正在与副教授王天本讨论柞水木耳大数据服务平台的运行状况。

  春日胜黄金,农时不等人。在这个春耕春管时节,胡瑾非常忙碌。多年来从事农业人工智能与物联网技术研究的她,带领团队埋首实验室,用计算机为农业写代码,用数据建模重塑传统农业模式,为农业管理提供智能决策,推动智慧农业从实验室走入田间地头和生产应用之中,为现代农业发展注入新动能。

  “之前都是人工进去查看,有了这个系统后,我在手机上就能操作。”在泾阳县淇辉蔬菜专业合作社,社员吴红娟边用手机操控大棚边说。令吴红娟赞不绝口的“系统”,就是胡瑾教授团队研发的拥有自主知识产权的“设施环境高效精准调控系统”。

  淇辉蔬菜合作社目前共有40座温室大棚,主要种植西红柿、黄瓜、辣椒等越冬和早春茬蔬菜。2020年合作社通过学校泾阳县蔬菜试验示范站,引入了胡瑾教授团队研发的设施大棚智慧管理系统,使用后的效果,让社员们喜出望外。“与传统大棚主要靠经验和人力管理方式对比,这套智慧系统,无论是精准调控的便捷度,还是蔬菜品质的提升,表现都很突出。我们计划在更多大棚和社员中推广应用。”合作社理事长郑辉说。

  我国设施农业种植面积世界第一,但水肥和环境协同精准调控方面与发达国家尚有差距,而传统日光温室信息化程度低,大量依赖人力,造成作物管理不善,设施蔬菜单产较低。针对这些生产实际问题,胡瑾带领团队多年来致力于对现有温室大棚进行信息化改造,通过建立融合植物生理需求的环境调控模型算法,完善模型决策及配套设备,对作物生产全过程中温光水气进行智能实时调控,形成了管理服务平台、算法模型平台、大数据分析平台,实现了高产、优质、高效、生态、安全的生产目标。该技术获陕西高校科技优秀成果奖一等奖,经中国农业工程学会成果鉴定达到国内领先和国际先进水平。目前已在陕西、山东、重庆等省市进行推广应用,核心示范区面积近2万亩,辐射近12万亩,较传统生产示范基地增产22%以上,减少人力投入15%以上。

  “实现对所种植作物的按需调控是设施农业优质高产的关键。”胡瑾说,理想中的智慧农业,应该是让植物自己告诉我们在什么情况下它吸收营养更多,长得更好,根据植物的“体检结果报告”来建立人工智能系统,帮助它长得更好,消耗得更少,实现节本增效。

  “我们通过原创智能算法得到的调控及调控目标,可以直观显示到作物对光的需求减少了2/3,所造成的光合的损失只有1/5,这使我们能付出更低的成本,达到一个更好的调控效果。”在农业农村部农业物联网重点实验室,胡瑾教授团队的博士生高攀指着电脑屏幕,向记者展示设施环境调控模型开发平台的工作原理。最近他正忙着不断完善这个建模平台的3.0版本,力求进一步提升模型精度、数据自定义程度。

  当前,来自该重点实验室的17名硕、博士研究生正在从事农业智能物联网研究。与传统实验室的仪器设备操作不同,他们聚精会神地伏案于电脑前,不时敲击键盘,输入一串串神奇的代码。而这些代码一旦从电脑走向田间地头,就能巧妙地实现农业智慧化管理。

  “我们要对标国际高水平研究成果,写出属于中国农业自主的算法,它不是简单的复制,而是更适宜中国农业发展的模型构建,要有非常好的交互性和可推广性。”胡瑾说,智慧农业样本采集只靠团队的力量有很大的局限性,她希望在不久的将来,这套智慧模型可以吸纳更多的农业专家、农民和农技人员的加入,让数据库更丰富,而基于数据生成的智慧网络也将更智能更高效。

  今年两会期间,习总书记在看望参加全国政协十四届二次会议的民革、科技界、环境资源界委员时,勉励广大科技工作者要进一步增强科教兴国的抱负,担当起科技创新的重任,加强基础研究和应用基础研究,打好关键核心技术攻坚战,培育发展新质生产力的新动能。

  习总书记的讲话,让作为一名农业科技工作者的胡瑾倍感振奋,同时也深感使命重大。她认为,在农业物联网和智慧农业的赛道当中,最缺乏的是感知和智能决策,而这两个“卡脖子”问题是国家近年来各项重大政策部署和重点任务里经常提及的,也是她继续努力的方向。

  不久前,胡瑾带领团队在陕西省柞水县金米村、马房湾村、常湾村等100多个木耳种植大棚部署了温室环境传感器,监测大棚内的光照、温度、湿度、二氧化碳等数据,再通过搭建的大数据服务平台提供精准管理、病害预警、辅助销售等农事服务,帮助当地木耳种植实现智慧化管理。目前该平台已在柞水县大规模应用且运行良好。

  “希望通过我们的努力,为传统农业插上信息化的翅膀,使现代信息技术真正赋能于农业生产,在智慧农业赛道上跑出中国速度,彰显中国力量。”胡瑾满怀信心地说。(中国教育报-中国教育新闻网通讯员 徐鑫 记者 冯丽)