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连片的蔬菜大棚里空无一人，但种植户借助手机端的智慧农场数字化信息平台，可以知道蔬菜何时“渴”了，何时“饿”了，然后将调配好的“营养餐”通过智能控制灌溉施肥机“投喂”给蔬菜，实现“按需进食”。
这样智能化的蔬菜种植场景，得益于我省农业科研工作者研发的“京津冀蔬菜水肥高效生产及多模式精量管理技术”。前不久，这项技术荣获2023年度河北省科学技术进步奖一等奖。
怎样给蔬菜“投喂”定制“营养餐”？如何制定精量“营养餐”指标？用上新技术后，蔬菜的产量、品质和市场怎样？
走，到张家口市崇礼区，看看这项技术的应用效果。
10月27日，在张家口市崇礼区万家乐蔬菜有限公司大棚内，省现代农业产业技术体系露地蔬菜创新团队首席专家范凤翠（右）与种植户交流。
负责500亩彩椒“用餐”
10月27日，张家口市崇礼区，万家乐蔬菜有限公司。这里是省农林科学院冷凉区设施蔬菜信息化管理技术示范基地，也是省现代农业产业技术体系蔬菜创新团队的重要基地。
万家乐的彩椒大棚里，一株株一米多高的彩椒秧上硕果累累，既有已经成熟变色的红彩椒、黄彩椒，也有正在生长的绿彩椒，成熟的彩椒个头比成年人的拳头还大。
万家乐蔬菜有限公司总经理袁进莲摘下一个黄彩椒，放在电子秤上称重，306克，用刀切开彩椒，测量果肉厚度，有七八毫米厚。这样的彩椒，是万家乐的精品果。
每年此时，是万家乐彩椒集中上市期。今年，万家乐的彩椒不仅果大、肉厚，而且产量高，每亩地预计能收彩椒11000斤到12000斤，其中精品果可达8500斤以上。
“和三年前相比，一亩地精品果能多收1500斤到2000斤。”袁进莲说。
品质和产量双提升，得益于2022年起万家乐全面引入了省农林科学院农业信息与经济研究所推广的“冀西北冷凉区蔬菜‘水—肥—光—热’资源高效利用集成技术体系”。
“这一技术体系，目的是推动崇礼彩椒种植管理从过去以经验为主向科学精准转变，也实现了崇礼冷凉资源与光照资源的充分利用。”该研究所副所长、省现代农业产业技术体系露地蔬菜创新团队首席专家范凤翠说。
记者俯下身，在一株彩椒的根部附近，看到藏在叶子后面的白色柱形设备，设备一部分插在土里，露在地上的部分印着两个字“智墒”。
这是一款探测土壤墒情的智能设备，它能够清晰反映土壤的水分含量、温度、电导率等信息，帮助菜农实时精准掌握菜地土壤状况。
不仅土壤里设有传感器，抬起头，棚内还悬吊着一顶白色的“小灯笼”，这是检测棚内温度、湿度、光照等参数的温湿光照传感器。
这些传感器采集的数据，全部接入智慧农场数字化信息平台，平台分析数据后，会自动生成实时水肥管理方案。
万家乐的生产经理孟军打开手机上的智慧农场数字化信息平台，调出一张反映土壤含水量的实时图表，图表上居中的一条绿线，显示着目前大棚内地表到地下60厘米处，不同深度土壤含水量。
绿线左右，各有一条红线和蓝线。“左边这条红线，是土壤含水量过低的警报线，右边这条蓝线，是土壤水量足够的饱和线。当绿线接近红线时，就说明彩椒‘渴’了，需要浇水，浇到接近蓝线时，彩椒就‘喝饱了’，再浇水就浪费了。”孟军解释。
智能传感器和嵌入水肥管理模型算法的智能平台，给出了科学的水肥管理方案，但要高效执行，还需要智能精量灌溉施肥设备。
在大棚外不远处的彩钢棚里，安装着一台多棚室智能控制灌溉施肥机，机器由连体的配肥罐、过滤罐、输送泵等组成，这就是彩椒“营养餐”的“配餐机”。
孟军在白色的配料罐里调制好液态“营养餐”，在机器的电子屏上调节好管道输送压力值等参数，轻点开始键，“营养餐”就通过预埋在地下的输送管道快速抵达彩椒根部。
“过去浇地，我们要先把水抽入四五米高的水塔罐，但水塔里的水压不够，每次浇地需要七八个小时，还经常出现近处秧苗水浇多了，但远处秧苗水还没浇够的情况。”孟军指指灌溉施肥机上的压力泵说，现在有它给水肥输送管道加压，浇一次地只需要两个小时，而且灌水均匀。
目前，万家乐有3台多棚室智能控制灌溉施肥机，负责给500多亩彩椒“配餐送餐”，孟军一人就可以轻松管理彩椒日常的浇水、施肥等工作。
9月24日，省农林科学院农业信息与经济研究所大河试验地番茄试验棚内，正在进行土壤、水分及环境监测。
制定精量“营养餐”指标
10月26日，范凤翠带领团队2名博士赶到崇礼，调查彩椒生长、棚室环境状况及当前市场，检测彩椒新技术应用效果。
庞大、详实的蔬菜生长数据，是定制科学“营养餐”的基础。
为了这份“营养餐”，过去12年里，范凤翠和团队在做一项持续试验——追踪蔬菜生长过程中水、肥在土壤作物环境系统中去向和转移转运积累的路径和量值。
“我省蔬菜节水灌溉研究起步晚，灌溉施肥理论滞后于产业需要，精量科学水肥指标欠缺，基层技术人员在做技术推广时，没有统一的标准可以参照。”范凤翠说。
作为省级农业科研单位，省农林科学院农业信息与经济研究所给出了我省茄果类、瓜菜类、叶菜类3大类共7种主要蔬菜的精量科学水肥指标。
简单来说，就是揭示出每一方水、每一种肥的去向，以及如何在蔬菜生长的过程中发挥作用。
“我们首次创建了理想环境植株蒸腾耗水的研究新方法，并通过大量试验，找到了黄瓜、茄子、番茄、甜瓜、芹菜、甘蓝等7种蔬菜的动态蒸腾耗水规律。”范凤翠说。
比如早春茬番茄，它在花果期、盛果期、后期的耗水量是苗期的3倍；早春茬西瓜在膨瓜期耗水量是伸蔓期、成熟期的2倍。
有了这个科学的蔬菜耗水指标，就能测算出我省主要蔬菜的节水潜力，并制定挖潜策略。
范凤翠团队调研发现，7种蔬菜都不同程度存在过量灌溉问题，其中早春茬黄瓜的问题最突出。
“我省早春茬黄瓜种植户在生产中经验灌水量，每亩高达300多立方米，而它实际需水量全生育期只有150.77毫米，折合一亩地约100立方米，节水潜力很大。”范凤翠说。
按此估算，黄瓜生产中，约有三分之二的灌溉水都是无效损耗。蔬菜不会说话，范凤翠团队就通过观测、试验、分析，摸清蔬菜对水的需求。
通过12年连续观测，范凤翠团队探明了负压渗灌条件下7种蔬菜的动态需水规律，明确了土栽条件下节水、高产、高效灌溉制度，为我省蔬菜精准灌溉理论及指标体系建立提供了依据。
不仅要追踪水分，还要追踪养分，后者是供肥指标的依据。
一直以来，种植户的蔬菜管理普遍存在大水大肥问题。其实一种蔬菜，在不同生长阶段，对肥料的吸收速率、需求量都有差异；不同蔬菜，养分的高需求时段也各不相同。
要科学施肥，就要找到这些差异点。
“我们发现按照茄果类、瓜菜类、叶菜类的传统分型对蔬菜进行水肥管理，不如按照‘收获类型’分类更有规律可循。我们找到了一次收获、多次收获、即时收获的蔬菜水分养分需求规律，提出了依据‘收获类型’进行水肥同步供给的原则和策略。”范凤翠说。
如一次收获的西瓜，在开花前养分需求低，膨果期养分需求高，后期趋中，所以要特别注意膨果期追肥；而多次收获的番茄，前期和后期养分积累比例小、需肥少，中期积累比例最大，需肥多，这时充足的养分供应是提高产量的关键。
蔬菜吸收进体内的养分存储在了哪里，又是怎样转移的，也需要摸清。
目前，范凤翠团队探明了番茄、茄子等多种蔬菜体内养分积累和运转规律，构建起蔬菜养分积累模型，揭示出不同类型蔬菜养分转移、储存的差异性。
这些，只是范凤翠团队“京津冀蔬菜水肥高效生产及多模式精量管理技术”的一小部分，这一技术搭建起的是一个全方位多模式的水肥高效生产体系，通过多模式的技术输出，应对京津冀蔬菜的多类型需求，从而推动蔬菜规模化水肥高效利用进程。
“我们最重要的目标，就是通过‘根—水—肥—苗同位同步’实现水肥高效利用。按蔬菜根的位置供水肥，根到哪里，水肥到哪里，不亏不漏；按作物需求同步供水肥，作物需要多少供多少，按需供给。”范凤翠说。
这就是“营养餐”追求的精量。
10月27日，记者在崇礼万家乐蔬菜有限公司彩椒大棚内看到用于探测土壤墒情的智能设备。
每亩增收2万多元
科学的“营养餐”可以让蔬菜品质好、产量高，但真正要让蔬菜在市场上卖出高价，增产又增收，才是蔬菜种植户最大的期盼。
所以，农业科研工作者不仅要创新技术，还要分析市场，让农业技术创新与产业需求真正融合。范凤翠团队就为万家乐彩椒卖高价，想出了一个好点子。
10月27日10点，记者一进大棚，眼镜立刻就被一层雾气蒙住了。
此时崇礼室外温度只有8摄氏度，而棚内22摄氏度，到了下午1点，温度升高到28摄氏度。白天这样的温度对于彩椒生长十分理想。
棚内的温度能保持如此之高，是因为彩椒住在双层保温棚里。外层棚，是传统的冷棚，覆盖塑料棚膜；内层棚，除了塑料棚膜，还有一层黑色保温被，它日出后收卷起来，日落后覆盖上去。
加盖一层内置保温被，是范凤翠团队的一项技术创新，被称为“冷棚彩椒内置保温被保温减灾提质增效技术”，已经获得发明专利。
崇礼每年10月，都会出现几天突然低温，之前，崇礼彩椒大棚都是冷棚，部分果实还未收获就遭受冻害，给农民造成一定经济损失。
范凤翠看着烂在地里的彩椒，非常心疼，她决定想办法为大棚保温，帮助彩椒度过低温这个“坎”。
起初的研究方向，是在冷棚外加盖保温被，结果春天的大风把被子全吹跑了，给土壤加温成本又太高。2021年，范凤翠团队想到内置保温被的方法，在万家乐设了3个保温被试验棚。
“我到试验棚一看，彩椒长得又大又好，当时就心动了。2022年我们的冷棚全部加装了内置保温被。”袁进莲说，去年11月崇礼一场大雪，室外降到零下18摄氏度，但棚里的彩椒照样生长。
有了这层保温被，彩椒棚内最低温度提高4到5摄氏度，还可以抵御棚外零下十几摄氏度的暂时低温，春天彩椒可以提前20天左右定植，秋季可以延长50天采收期。
多出来的这两个多月，就是增收的关键。
早种晚收，可以让每亩地彩椒精品果增收1500斤到2000斤。而且，崇礼多数种植户的彩椒在“十一”之前销售一空，万家乐彩椒错期在10月5日到11月15日之间上市，正值市场彩椒短缺时期。
“‘十一’之前，崇礼彩椒收购价最便宜时只有7毛钱一斤，最高也只有四五元，但‘十一’后，彩椒价格一路上涨，这几天红彩椒卖到12元一斤，黄彩椒卖到8元一斤。”袁进莲说，一年就可以收回保温被的投入成本。
袁进莲种植彩椒已经18年，过去一直凭经验种植，挣不到太多钱，也舍不得投入，种植规模一直难扩大。但最近3年，通过引入范凤翠团队的一项项新技术，万家乐每亩地比过去增收2万多元，种植规模翻了一倍，未来还计划扩大种植面积。
10月27日，刚刚收获的红彩椒存放在崇礼万家乐蔬菜有限公司仓库内。
2021年万家乐蔬菜有限公司注册“奥椒”品牌。2022年初，崇礼彩椒被国家知识产权局认定为地理标志证明商标。如今，在北京新发地蔬菜批发市场，万家乐供应的崇礼越夏彩椒占有很大市场优势。
蔬菜逐日精准灌溉预测决策模型、蔬菜水分敏感指数模型、蒸散量预测估算模型、养分积累模型……
在2023年度河北省科学技术进步奖一等奖“京津冀蔬菜水肥高效生产及多模式精量管理技术”的内容介绍中，“模型”这个词频繁出现了40多次。
农业模型，指的是农业系统要素内及要素间关系的定量化表达。
“农业+大模型”，是新质生产力的体现，是实现智慧农业的核心技术力量。它通过引入人工智能、大数据分析等技术，赋能智慧农业信息感知、信息传输、信息处理与控制全过程，提升农业生产的智能化、精准化水平，从而创造新的价值和效率。
河北是农业大省，需要高度重视农业模型的研究开发，这是实现农业高质量发展的重要引擎和机遇。
仅从蔬菜产业来说，河北是蔬菜种植大省，蔬菜种植面积1200多万亩，种类多、茬口多、规模类型多、立地生态类型多样。但河北从事蔬菜种植的小农户比例大，经济附加值较低的露地蔬菜种植比例高，占70%以上，种植户蔬菜管理方式相对滞后，耗水量较大。
所以，无论从产业升级的需要，还是生态发展的需求，河北蔬菜种植管理模式都需要向精量、精准跨越，需要针对不同地域、不同蔬菜品种，开发多样化、个性化的农业模型。
跳出蔬菜产业，“农业+大模型”还能给河北现代农业众多领域提供丰富想象空间。
育种领域，大模型可以分析大量遗传数据和生长数据，帮助科学家和育种专家进行更准确的品种选育。
养殖领域，大模型可以监测和分析动物的生理和行为数据，为养殖户提供精确的饲养方案，提高养殖效率，降低疾病风险。
农产品市场分析领域，大模型可以分析市场数据，为农产品定价、市场趋势预测提供依据，帮助农民和企业做出决策。
…………
不过，农业场景复杂多变，“农业+大模型”在实际落地过程中并不轻松，需要进行数据收集与整合、模型定制化开发、算法与模型创新、技术集成与平台建设，还包括用户教育与市场推广、政策与资金支持、法规与标准制定等诸多层面形成合力。
河北发展“农业+大模型”，需要通盘考量，从体制机制到平台建设、人才储备等各个层面做足准备，以适应农业新质生产力的发展。
