農業專家張育斌坐在寧波財經學院辦公室,點點手機,遠在100多公裏外的象山縣高泥村20畝共享農田就可自主灌溉。
這是智慧農田的小切口。倘若跟隨記者來到他的智能節水灌溉實驗室,對於未來農業的想象遠超灌溉,還有大數據、人工智能加持下的農田監控、決策、水肥氣溫全自動智能化操作係統。一句話,未來農業就像無人駕駛,智能精準、按需生產。
手機看墒情,點點屏幕就可遠程灌溉
走進張育斌在寧財院的智能節水灌溉實驗室,一套水肥一體灌溉係統呈現在眼前。“這個是控製係統,屏幕上點一下,你看這個沙盤,我們模擬不同地形,不同灌溉方式,滴灌、噴灌這些都開始工作了。”張育斌語速飛快。
水肥一體化技術,是借助壓力係統把可溶性固體或者液體肥料,按照土壤養分含量和作物種類的需肥規律,配兌成肥液和灌溉水一起施作於農作物。簡單講,就是水肥混合通過灌溉係統作用於農田。
這個技術的關鍵在於不同地形如何實現智能灌溉。
沙盤呈現了農田、果園、丘陵、溫室大棚不同的灌溉係統。大麵積平整土地采用噴灌;丘陵地帶分層加壓,把水一層一層噴淋作用於山野,也可以通過無人機淋灌作業;溫室大棚可以采用土下埋管滴灌,讓水肥直接作用於植物根部。
“我們還在地塊插入水肥監測傳感器,做到土壤墒情實時檢測,我們把這些數據傳上雲端,一方麵可以根據墒情、氣象條件和植物生長規律,按需作業。另一方麵當引入AI係統,那麼這些外在數據,結合植物生長數據模型,AI係統不斷學習就能發展出自我決策係統,農業也就進入了人工智能、無人駕駛時代了。”張育斌說。
張育斌的這套水肥一體係統已經在寧波江北、餘姚、象山等30餘處農田或種植基地運行。他點點手機屏幕,100多公裏外的象山縣黃避嶴鄉高泥村20畝共享農田的土壤墒情數據一目了然:土溫:16.1℃,土濕:57.2%。
據了解,與傳統的灌溉與施肥措施相比,水肥一體化優勢明顯。經過測算,水肥一體化設備投用後,畝均可實現節水約45%,節肥約35%,節省人力80%以上。“我們還可以把氧氣打進水裏,增加灌溉水的含氧量,提高作物產量和改善品質。如果應用太陽能板光伏供電還可以節能,同性能的水肥一體節能型灌溉設備,我們的價格比國外便宜一半。”張育斌說。
為了搞研究,他承包土地當農民
“85後”專家張育斌是寧波財經學院副教授,也是寧波市農田建設專家庫專家。
和實驗室專家不一樣的是,張育斌的實驗室在農田、灘塗和高山,他要解決的不是學術問題,而是用科技解決小到水渠水量測算,大到智慧農田管理係統的實際問題。
雖然是高校教師,但張育斌一年有三分之一的時間在鄉野。“最忙的就是七八月份,最熱的時候,我要帶著團隊到農田看設備運行。節水灌溉設備大多也集中在夏季施工,吃住在野外,團隊小夥子、小姑娘頂不牢,中暑是常事。”張育斌告訴記者,他不光要查看農田灌溉設備。作為寧波市水利局專家,他還要巡訪全市水站。
這些水站位於偏遠山區,汽車不能到達的地方,張育斌要爬山查看架在山頂的水站。“隻能趁周末、假期去看水站,最遠的一次刷了3萬多步,到家沾上枕頭就睡著了。”張育斌了解寧波的水資源,也親眼看到夏季枯水期,山區老太走上幾公裏挑水吃。
這更堅定了他要把聰明才智用在節水灌溉領域的決心。他的碩博研究方向也是為了解決農田水利的實際問題去深造。“我本科讀的是通信技術,碩士研究生讀控製技術,這兩個專業搞搞設備、開發軟件夠用了,但是農田水利很多問題光有技術也不行,工作之後我又去讀了智能灌溉的博士。現在我和團隊在學習流體力學,就是想辦法把水肥混合後怎樣攪拌地更均勻。”張育斌聊到他的農田灌溉,充滿激情,隨手拿起一根塑料管給記者做演示。“你看,如果我把這個水管管壁做成螺旋狀的,水肥一體施壓進來,螺旋攪拌後噴出來的水肥是不是更均勻?”張育斌癡迷於做一個“問題終結者”。
研究需要設備,他自掏腰包十多萬買器材;灌溉設備需要與工廠合作定製,他就去找企業;設備做好了需要實驗田,他就自掏腰包租賃土地搞研究……正是十餘年如一日的忘我鑽研,張育斌和他的團隊終於做成了一套自己的水肥一體化設備。
小發明解決大問題,他的快樂在田間地頭
張育斌的研究奔著“解決問題”去,他成了鄉親們喜歡的“專家”。
“手機通訊錄裏一大半是農業合作社負責人,農技站的工作人員。一個電話過來,我就去給他們想辦法。”張育斌有這樣的興趣,也有這樣的自信。
“噴淋灌溉的管子架設到農作物上方,然後再插孔沿著管子流下來。之前一直是插孔,時間長了孔洞鬆動漏水,要經常更換。這個事我就琢磨很久,我就把它設計成螺紋口,像瓶蓋一樣的這麼個小東西,一頭擰在主管道上,一頭接水管實現噴淋,既不會鬆動漏水,也不會影響末端水壓,用個十幾年不會壞。”張育斌說,這麼一個個小小改動,就解決了農田水利灌溉中“滴冒跑漏”的問題。
講到這些,記者深切感受到:他的熱愛、他的得意、他的快樂,全在這些不起眼,但非常實用的設計中。他也把他的鑽研、他的熱愛,傳遞給學生。“我的學生跟著我,一起往鄉下跑,一起做研究。在解決實際問題中,他們的能力發展很快。好多我帶的學生畢業從事的就是農田水利工作,因為熟悉情況,又有解決問題的能力,一上崗就能工作。”
張育斌十幾年都在與農業打交道,樂此不疲,”你為鄉親解決一個小問題,他們打心眼裏感謝你。鄉親們的一句感謝是我做研究最大的動力。”
對於農業的未來發展,張育斌也有著自己的憧憬,“現在的控製係統,專業人員能看懂,老百姓看不懂。我正在做的數字孿生和智能灌溉技術研究,就是把終端做成VR一樣,是農田生產的虛擬鏡像,老百姓一看就明白就能操作。如果再加上人工智能,未來農業就是精準操控、按需生產,你想要尺寸多大、甜度多少的草莓,就可以私人定製。”張育斌說,未來農業是有待創造的星辰大海,而他隻是萬千人中的小小拓荒者。(通訊員:王冬曉)
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