从怀疑到惊喜:“草莓大王”纪荣喜用AI给草莓种植插上翅膀
传感器万一不行了,或者坏掉一个了,会造成毁灭性的后果。比如说开花期的时候,中午大棚盖起来的话,三小时就完蛋,一个都不能结果,全部都完蛋了。
作为江苏句容的“草莓代言人”,全国劳模,“草莓大王”纪荣喜一开始对于AI技术谈不上排斥,但不信任。
今年7月22日,他受到首届多多农研科技大赛组委会的特邀,期望他代表江苏草莓行业,组建一支顶尖草莓农人队伍,和另外三支顶尖农人队伍共同对战4支AI队。乐于接受新挑战的纪荣喜组建了“纪荣喜劳模工作队”,带着一丝对AI技术的怀疑奔赴云南,出发的时候,还带了独门配方一袋重达60斤的油渣,老老实实地呵护了120天草莓试验田。
然而120天后,他的想法大变样。12月16日,纪荣喜来到北京领奖,这次他的团队获得大赛组委会颁发的“创新奖”。
尽管总产量低于AI队,但他和其他农人队种的草莓总体比AI队要甜,且比赛截止一周后他的实际产量是翻盘的。“AI技术的应用能大大的提升我们单位面积产量30%到50%,其实不要50%,10%就已经够了,就能把所有成本给涵盖了。”在接受记者正常采访的时候,这位小半辈子与草莓打交道的大王谈起这次比赛,眼中放光。
90年代初,纪荣喜第一次远赴日本考察,只可以通过翻译和日本农户交流,但“用手往下扒80公分深都能摸到有机肥”,还是让他记忆犹新:难怪人家亩产比自己多一倍。
时隔三十年,今年夏天,在云南大赛基地,慢慢的变成了“草莓大王”的他,久违地深受震动:机械齿轮吱呀作响,灵活升降,计算机基于每小时采集的数据,精准调控棚内温差,适应晴雨不定的天气。他叹服:难怪AI比传统种植产量大。
▲中国农业大学的李道亮和王红清教授给纪荣喜团队颁奖,左三为纪荣喜。(摄影:穆功)
这次比赛是新电子商务平台拼多多对未来农业科学技术的一次全新探索。在联合国粮食农业组织的指导下,拼多多联合中国农业大学启动首届“多多农研科技大赛”,在云南昆明落地一个全自动化、智能化的AI农业种植平台,邀约全球顶尖的4支AI队伍和4支传统种植能手队伍参与高原草莓AI种植挑战赛。
“我还能再干10年,回去就把大赛学到的经验教给老家的莓农。”败北AI丝毫没有破坏这支“党员突击队”的战斗激情。他和另一位队员笪白玉已是配合多年的默契搭档。
作为镇江草莓协会创会会长、句容白兔镇党委书记,纪荣喜带领莓农们种草莓、学技术,从零到亩产3000斤,一步步脱贫致富。这位出生于1965年的镇江人,参与、见证了江苏草莓三十多年的发展历史,并在2015年当选为全国劳模。
通过这场比赛,纪荣喜意识到,比输赢更重要的是,要尽快把草莓的种植模式从靠经验、凭感觉来控温、采光和施肥,尽快切换到结合AI技术精准感应、测量和调控。“用大赛的经验比较丰富自己的头脑和口袋”,老农人才能拥抱新天地。
“让更多人知道句容草莓”是纪荣喜参加多多农研大赛的初衷。大赛的主旨更令他心动,以种植好手PK人工智能的“人机对战”形式,探索一批有价值的“人机协同”草莓种植方案,输出到国内更多草莓产区。他心想,我应该去。
最初他用手一摸组委会提供的栽培基质,就敏锐地意识到,之后可能会遇到肥力不够的问题。土壤不肥,草莓就不甜。纪荣喜当机立断,紧急搜集60斤油渣,即将油菜籽榨干而成的有机肥,和用顺手的铲子一起带上飞机这是老农人的杀手锏。
7月19号,纪荣喜和笪白玉抵达云南富民比赛基地。此后4个月,在这片高原土地,他和辽宁东港、安徽长丰等地获过世界金奖的“顶尖农人”,对阵来自荷兰、江苏、云南和中国农业科学院的4支AI队,传统农艺与AI种植正面比拼。
“云南温度高,适合种章姬品种,我们要用自己的杀手锏,为江苏的草莓种植争光”,纪荣喜回忆最初的心情,很想赢。
一开始,他并没有将栽培基质一次性倒入试验田,而是先倒一半,再用铲子拌匀,避免基质和油渣非间接接触,土壤过热,然后浇水,让土壤吸收水分,使营养成分变得更丰富,紧接着倒入剩下一半栽培基质,并压紧压实,使营养层更稳固,利于草莓根茎吸收。
之后一周,他采取调控施肥策略,初期基质不肥,只给草莓田施含氮量低的磷钾肥,避免草莓苗前期疯长,花期延长,结果缓慢。到了花期,给肥以氮钾肥为主,补充植物生长动能。区别于新手的小水小肥,纪荣喜以老农人的经验一次给足水和肥,隔一天施一次肥。
栽种后一个月,纪荣喜队的草莓在传统农人队中遥遥领先,只比AI队中的荷兰AiCU队落后一点。“当时嘴上谦虚说AI队能赢,但心里对自己很有信心。机械操作万一失误了呢,毕竟我们是有老底子的。”在比赛初期,纪荣喜自信满满。
这份底气来自句容“草莓大王”三十年的种植实践。高中毕业后,纪荣喜被分配到句容白兔村委会做农业技术员。突然从学校走向地头,年轻的他甚至不知草莓为何物。后来,阴差阳错,他成为镇江市农科所原所长赵亚夫的首批弟子。
“80年代初,别人从日本回来都带电器三大件,我师傅就只带了一箱书和20棵草莓种苗。”这对他触动很深,纪荣喜回忆,这是镇江种草莓的开端,更让他一脚踏进草莓种植领域,一干就是三十年。
云南的120天和他过去的三十年没什么不同,一天之中的大部分时间都待在田里。“只有去看叶片的颜色,才知道下一步该怎么做。花果期,氮肥多了,果子就发白,钾肥多了,果子膨大,微量元素多了,果子就发硬。”
句容的老经验在云南用不上了这是纪荣喜在比赛中遇到的最大困难。
7月下旬正值夏季,地处长江中下游的句容已是三十多度的酷暑,纪荣喜并没有在夏天种草莓的经验。草莓分冬春两季,生长需要低温和短光照条件,在句容,通常是23度以下,每天日光照8小时之后。云南的气候和句容迥异。云南富民地处高原,昼夜温差大,白天晴雨不定。此时的草莓苗已经有了花苞,身处陌生环境的纪荣喜对草莓苗呵护备至。“我们每两天调一次温度,不然草莓从外面一进大棚就容易感冒。”有了丰富营养的油渣和老农人的精心呵护,纪荣喜队的头茬草莓长势喜人。令纪荣喜始料未及的是,按照以往经验,在第一茬果开花前,他们每天都给草莓遮阴三小时。在云南,如此一来,反而造成草莓第二次花芽分化缓慢,导致第二茬果迟迟未结出来,团队大幅落后。这让草莓大王久违地感到挫败。
纪荣喜和笪白玉两人连夜诊断,紧急制定适合云南的光照方案,并配合落后进度调整给水给肥的策略。奋战数天后,终于,他们棚里的草莓结出第二茬果子,一些顶果的个头甚至比别的队还要更大些。纪荣喜长舒一口气。
复盘这次失误,他连连感慨,“只有因地制宜,才能种好草莓。”反观AI队,在科学建模和参数适配下,他们的光照方案基于传感器每小时对环境和植株的数据监测,包括对土壤和空气中的湿度、温度和二氧化碳浓度的实时监测,以及对叶片和果实设定参数的监测,来掌握草莓植株的生长情况,再由机械齿轮升降遮光帘,以实现因地制宜的精准调控。在时而烈日当空、时而倾盆大雨的天气里,当AI队大棚的遮光帘徐徐上升,须臾之间又缓缓下降,齿轮灵活转动,对周遭环境反应敏捷,让疲于奔波的纪荣喜印象深刻。AI队的输肥管道是另一项重点工程。在草莓的不同生长时期施以不同配比的肥料考验传统农人的手艺。纪荣喜回忆,“父辈种田只知道用氮肥,到了我们这一代,知道要用氮磷钾,没有磷肥杆子不硬,没有钾肥果子不甜,但我们也只知道个大概剂量,都混在一起溶解。那多少水带走多少肥?施五分钟肥够了吧?全凭手感。”而他注意到,在AI队的大棚里,每种肥料经由每根管道输送到土壤中,水和肥的配比、剂量和施肥的时期、时间长短,都是经由计算机中的模型测算完毕,再精准投放,甚至废水都会重新检测。
“对氮磷钾以外的微量元素的用量,AI队都很讲究。比如,我们就不敢乱用有机硼,虽然它容易在土壤中固定,植物根系容易吸收,但不知道用多少量,害怕误伤草莓,造成焦边。”他说,这是自己在比赛中最欠缺、也最想学的经验。“人工操作不是难度,科技含量是难点。”
“我在田里的时候是技术员,带莓农种地的时候是书记,送货的时候是司机。”纪荣喜如此总结自己在生活里扮演的多重角色。这次从云南参赛回来,他还得再多学一项新技术用AI种草莓。
11月24日早晨,句容只有7度,在纪荣喜家的草莓棚里,已然浮现了水分检测传感器和水肥一体机的身影。屏幕上绿色的数字实时跳动,显示气温和湿度变化。配置先进的设备是老农人拥抱新技术的第一步。此时的纪荣喜正照例在田间和莓农们交谈。他所在的白兔镇党支部,要求每个党员定向帮扶约10户莓农。党支部带头种草莓,一路输出最新的种植理念和技术,从露天地面种植,到大棚高架台栽培。整个镇江市的草莓种植培养面积也从最初的8.7亩,跃至如今的5.5万亩。
和莓农相处多年,纪荣喜深知,莓农是最实在的一批人。“要做得比别人好,莓农才会给你竖大拇指,草莓大王是做出来的,不是喊出来的。”
按照惯例,头茬草莓上市,市场处于供不应求的状态,因此草莓上市越早,就越能抢到定价权。从2019年开始,纪荣喜开始探索利用低温冷藏技术,提前了冬季草莓的上市时间。“比普通种植户至少提前了40天,卖到100块一斤还供不应求,别人家25块一斤的还没熟,这就刺激了大家求知的欲望,也愿意向你学习。”早在三十年前,纪荣喜去日本考察的时候,就想借鉴低温冷藏技术,但当时没有资金和技术自建冷库。如今,条件依然不成熟,激烈的市场之间的竞争最终帮他做了决定。“现在安徽山东等周边区域都在种草莓,压力太大,必须要向前跨。只有填补市场空白,才能卖到好价钱。”
强中自有强中手。在云南的多多农研决赛中,八支比赛队伍各显神通,将第一茬草莓的收获期提前了整整60天。AI队和农人队的草莓含糖量等指标持平,但AI队在产量上全面领先。这让纪荣喜逐渐放下了胜负心,转而萌发了强烈的求知欲,一如当初在日本考察时的心态。“要用比赛丰富头脑和口袋,这是在学校也学不到的东西。”他说。
从向荷兰引进农业生产设备,到向荷兰队学习AI种植技术,在比赛中纪荣喜潜移默化地完成认知升级。今年8月,荷兰贸易促进会到访句容,纪荣喜进一步接触到荷兰草莓种植的技术,例如使用充分消毒的基质栽培,可以从源头减少病虫害等,并购买了相关这类的产品,用于投产。对纪荣喜来说,用AI种草莓不再遥不可及,而是变成他心心念念希望能够通过多多农研大赛学习的经验,并铺就未来十年的奋斗道路。
“农业1.0是父辈用人工种地,2.0是用拖拉机,3.0是用手机电脑,4.0是用传感器到田里探测,但还下不了指令,未来会发展到人能给机器下指令。等我到了六十多岁,不能下地的时候,还能继续用AI种地。”说起草莓种植的未来,这位“草莓大王”充满期待。