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生活在北京这样的一线城市，人们在生活中很容易注意到时代的发展浪潮。 无论是数字人民币的发布，还是身边机器人、智能设备的增加，还是全城越来越多的新能源汽车，都在默默地告诉人们，智慧城市正在逐步走向现实，数字经济正在强劲崛起。
数字经济容易让人联想到人工智能、无人驾驶汽车、脑机接口技术等各个高科技领域。 但其实，数字经济所能涵盖的领域非常广泛，黑科技也可以非常贴近生活。 比如，我们的菜篮子。
数字经济改变传统农业| Pixabay
数字农业现状：从鱼菜共生系统到“智能蔬菜售货机”
重庆有鱼菜共生的数字农业实验基地，基地占地面积约4000平方米，由多处钢结构和玻璃大棚组成。 传统鱼塘只用于养鱼，生产能力往往单一。 但鱼菜共生系统在多种技术的支撑下，10立方米水可以达到传统鱼塘中1亩鱼塘的生产能力，实现鱼池水资源循环利用种植蔬菜，实现“一鱼多用途”，提高效益的多元目标。 这对周边农业用地面积不足的城市具有特别的借鉴意义。
低能水力驱动蔬菜立体栽培设备|重庆市农业科学院
另外，在传统的鱼塘管理中，往往需要依靠人工喂食。 另一方面，鱼料理共生系统在物联网技术的支持下，使用可移动的喂食器进行幼鱼的喂食。 相对于人工喂食，喂食机可以根据鱼的大小、密度、摄食状况等数据更准确地进行喂食工作。 不仅如此，数码农场的喂食机还可以通过机器上搭载的摄像头识别鱼和水面的状况，大大远离“人工操作”，智能地判断鱼是否“饿”，执行正确的喂食。
例如，在数字农场，将养殖槽转移到种植的不是工人和科研人员，而是机械臂。 该机械臂可24小时完全自主作业，作业精度非常高。 机械臂视觉系统可以辅助扫描、定位工作，方位误差在毫米级。 内置的动作系统也经过了多次测试和调整，非常“人性化”，移动托盘时通过“倾斜”等动作确保提升物的稳定性，安全地将养殖槽移动到合适的栽培架上。
栽培光盘智能取放机器人|重庆市农业科学院
总的来说，鱼菜共生系统可以消除蔬菜和鱼的相互干扰，实现和谐共生，在提高单位农业用地生产能力效率和农产品质量的同时，释放劳动力。
现在，我们在城市里也可以看到数字农业的缩影。 例如，在北京的办公大楼里，就有鱼菜共生系统这样的“智能蔬菜售货机”。 从远处看，和其他景观中的绿植相似，可以给办公楼增添生机，但进去一看，其实是蔬菜。 这些蔬菜真的是可以吃的，不是装饰品。 可以说是“吃了没错”。
数字农业看起来像是突然出现在我们身边。 其实早在一九五四年，中国就提出了工业现代化、农业现代化、国防现代化、科技现代化四个现代化的战略目标。 农业现代化置于数字经济的时代背景下，表现为数字农业。 中国数字农业发展到现在，已经经过无数科研人员十几年的辛勤付出。 以重庆鱼菜共生实验基地负责人之一的李道亮教授为例，来看看数字农业在中国发展的几个故事。
李道亮教授研究数字农业的契机来自于几次出国考察。 十几年前，他看到了外国的温室。 短短四五个人就能管理500万钧花。 而且，这个温室不是依靠种植者的知识和经验来管理，而是通过完整的智能化系统来保证植物生长在最佳环境中。 这吓了他一跳。 后来，李道亮老师2008年去比利时出差时，看到了鱼菜共生的奇妙场景，为李道亮教授展示了农业发展的新路。
李道亮教授回国后，开始研究如何让这个数字化农业在中国落地。 他先得到欧盟的经费，再得到重庆农科院的支持，逐渐组建了一个研究数字农业的团队。 经过十几年的钻研，重庆鱼菜共生实验基地终于发展到了现在的规模。
但是，为什么不是猪料理的共生而是鱼料理的共生呢？ 牛料理的共生是？ 这是因为基地所在的重庆渔业资源丰富，适合在因地制宜的情况下，发展鱼菜共生系统。 但是，环境合适并不意味着没有问题。 所有的人工农业共生系统都要面临一个难题。 那是循环问题。
鱼和蔬菜所需的营养素和生长环境并不完全一样，粗暴搭配时往往会按葫芦漂浮。 例如，如果蔬菜因钾、铁等元素不足而生长不良，直接施肥的话，最终蔬菜没问题，但鱼很可能全部死亡。 同样，养鱼水中确实含有氮肥，但鱼自然生长形成的氮肥种类和含量与蔬菜需要的并不完美，只有合适的氮肥才能促进蔬菜的生长。
将养鱼水、鱼苗氮肥用于蔬菜灌溉，实现废弃物利用和系统内部资源循环，需要进行生化处理。 说起来很简单，如何保持鱼和菜的生长平衡其实是个非常棘手的问题。 李道亮教授的团队通过十几年的研究，发明了有效的过滤系统。 它可以过滤鱼池水中的固态物质，也可以通过硝化细菌的作用，将对植物有害的氨氮和亚硝酸氮转化为对植物有益的硝酸氮。
初步解决了鱼菜共生系统中资源循环的问题后，李道亮教授团队开始研究如何提高单产。 在平面面积有限的情况下，发展立体农业，充分利用地学空间优势，显然是提高产量的有效途径。
为此，李道亮教授带领团队赴新加坡学习。 新加坡是一个地少人多的国家，他们的农业耕地面积少，但需求不小，所以发展了垂直农业的模式。 但是，新加坡引进的栽培棚可以使用，放在重庆显然“水土不服”，实验结果不理想。
经过研究，李道亮教授团队发现，两者的地理环境和气候差异可能导致了结果的差异。 新加坡位于热带，光照充足，温度很高。 但是重庆是“山城雾都”，经常下雨。 为此，优化了新加坡占地面积大但种植级数少的种植棚系统。 优化后的种植棚和温室在建筑高度上可达到3:4的比例，间隔加大，种植密度加大，从而提高了单位面积产量，降低了前期投资。 另外，在种植棚的驱动上，新加坡也从传统的电力驱动模式，因地制宜地改变为更加环保经济的水力驱动模式。 改进后的栽培架可以充分、交替地对蔬菜进行光照，大大降低了运行成本，提高了大面积推广的可能性。
实践是检验真理的唯一标准。 李道亮教授的团队在推进鱼菜共生系统落地的过程中，遭遇了很多挫折。 例如，他们在江苏进行蟹塘施工时，没有充分考虑极端天气因素，导致竖立较高的传感器夜间雷击，控制系统失控，约三成蟹死亡。 之后，他们在室外安装设备时，会安装避雷措施。 有一次，鱼塘的水阀失控，整个鱼塘的水干涸了，鱼也几乎死了。 这个教训促使李道亮教授的团队研究水位传感器报警系统，并且让团队更加重视各类农业智能设备的开发。
数字农业的未来：困难重重，前景广阔
俗话说“千里之堤溃于蚁穴”，对于数字农业这样智能化一体化的系统来说，即使是小问题也有可能导致整个系统的故障和崩溃。 现实条件往往无法预测，比实验环境复杂得多。 数字农业在实验基地得到了成功验证，但其发展仍需要大量实践，需要完善系统，积累经验。 数字农业的问题，不仅是养鱼蔬菜的问题，也是传感器、自动化、大数据以及物联网的综合问题……数字农业要想真正发展，离不开各行各业的合作。
目前，重庆鱼菜共生系统实验基地的生产主要提供给基地工作人员，不进行商业销售，但可以说开启了中国数字农业的新篇章。 基地的成功也引起了很多地方政府和企业的关注，“种子”和方向，数字农业在中国的普及是早晚的问题。
数字农业也是值得期待的未来|车站酷我
需要注意的是，鱼菜共生系统是数字农业的一个分支，不是唯一的方向。 数字农业是指以地学空间和信息技术为支撑的集约化和信息化农业技术，其发展方向十分多样，前景广阔。 数字农业目前还存在许多未能克服的问题，如设备、系统成本高，难以适应小农户的需求等。 但在粮食安全事关国计民生、农业发展是社会发展的基本保障、农村劳动力和农业用地紧张、农产品多样化需求不断增长的情况下，发展数字农业已迫在眉睫。
希望在不远的未来，会有越来越多像李道亮教授这样的专家学者进入这一领域，拓展数字农业版图，推进农业现代化。
来源：光明网
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