生活在北京這樣的一線城市，人們很容易在生活中就察覺到時(shí)代發(fā)展的浪潮。不論是數(shù)字人民幣的發(fā)布，還是身邊機(jī)器人、智能設(shè)備的增多，亦或者街上越來越多的新能源汽車，都在無聲地告訴人們，智慧城市正逐步走向現(xiàn)實(shí)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)正在強(qiáng)勢崛起。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)容易讓人聯(lián)想到各種高科技領(lǐng)域，例如人工智能、無人駕駛汽車、腦機(jī)接口技術(shù)等等。但其實(shí)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)所能涵蓋的領(lǐng)域非常廣泛，可以黑科技，也可以非常貼近生活，就比如我們的菜籃子。

數(shù)字農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀：

重慶有一座魚菜共生的數(shù)字農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)基地，基地占地約4000平米，由眾多鋼架和玻璃構(gòu)成的溫室大棚組成。傳統(tǒng)魚塘往往只用來養(yǎng)魚，產(chǎn)能單一。但是魚菜共生系統(tǒng)則在多項(xiàng)技術(shù)加持下，用十立方米水達(dá)到傳統(tǒng)魚塘中一畝魚塘的產(chǎn)能，且還能循環(huán)利用魚池水資源種植蔬菜，實(shí)現(xiàn)“一魚多用”，提升效益的多元目標(biāo)。這對于一些周邊缺少農(nóng)業(yè)用地面積的城市來說，格外具有參考意義。

此外，在傳統(tǒng)的魚塘管理中，往往需要依靠人力進(jìn)行投喂。而魚菜共生系統(tǒng)則在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下使用可移動(dòng)的投餌機(jī)進(jìn)行魚苗投喂。相對于人工投喂，投餌機(jī)可以更加精準(zhǔn)地按照魚的尺寸、密度、攝食情況等數(shù)據(jù)嚴(yán)格完成投喂工作。不光如此，數(shù)字農(nóng)場中的投餌機(jī)還能通過設(shè)備上所攜帶的攝像頭識別魚和水面的情況，在很大程度上脫離“人工操作”，智能判斷魚“餓不餓”，從而執(zhí)行精準(zhǔn)投喂。

再比如，在數(shù)字農(nóng)場中，負(fù)責(zé)把養(yǎng)殖槽轉(zhuǎn)移到栽培上的并非工人或者科研人員，而是一個(gè)個(gè)機(jī)械臂。這個(gè)機(jī)械臂可以進(jìn)行24小時(shí)完全自主作業(yè)，作業(yè)精度非常高。機(jī)械臂的視覺系統(tǒng)可以幫助它進(jìn)行掃描、定位工作，方位誤差在毫米級別。內(nèi)置的動(dòng)作系統(tǒng)也經(jīng)過多次測試、調(diào)整，非常地“人性化”，在移動(dòng)托盤時(shí)會(huì)通過“傾斜”等動(dòng)作確保托舉物的穩(wěn)定性，安全地將養(yǎng)殖槽轉(zhuǎn)移到相應(yīng)栽培架中。

總地來說，魚菜共生系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了蔬菜和魚的互不干擾，和諧共生，在提高了單位農(nóng)業(yè)用地產(chǎn)能效率與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，還能解放勞動(dòng)力。

如今，我們在城市中也可以看到數(shù)字農(nóng)業(yè)的一些縮影，例如在北京的一些寫字樓里，就出現(xiàn)了一批類似魚菜共生系統(tǒng)中那樣的“智慧售菜機(jī)”。它們遠(yuǎn)看和其它景觀綠植作用類似，都可以為寫字樓增添一抹生機(jī)，但是你走進(jìn)一看，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們其實(shí)是蔬菜。這些蔬菜是真的可食用的而并非擺設(shè)，可以說是“吃看兩不誤”。

數(shù)字農(nóng)業(yè)看似是突然出現(xiàn)在我們身邊的。但其實(shí)早在1954年，中國就提出了四個(gè)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略目標(biāo)：工業(yè)現(xiàn)代化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、國防現(xiàn)代化、科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化放在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的時(shí)代背景下，其表現(xiàn)就是數(shù)字農(nóng)業(yè)。中國的數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)經(jīng)過了無數(shù)科研工作者十幾年的辛勤付出。我們以重慶魚菜共生實(shí)驗(yàn)基地的負(fù)責(zé)人之一李道亮教授為例，看一看數(shù)字農(nóng)業(yè)在中國發(fā)展的一些故事。

李道亮教授鉆研數(shù)字農(nóng)業(yè)的契機(jī)來源于幾次出國考察。十幾年前，他在國外看到了一個(gè)溫室，只需四五個(gè)人就能管理500萬盆花，并且這個(gè)溫室并不依靠種植者的知識或者經(jīng)驗(yàn)來管理，而是通過一個(gè)完整的智能化系統(tǒng)去保證植物生長在一個(gè)最佳的環(huán)境，這讓他大為震撼。隨后，李道亮老師在2008年去比利時(shí)出差時(shí)，又看到了魚菜共生的奇妙場景，這讓李道亮教授看到了農(nóng)業(yè)發(fā)展的新道路。

李道亮教授回國后，開始嘗試研究如何將這種數(shù)字化的農(nóng)業(yè)在中國落地，他先是得到了一筆歐盟的經(jīng)費(fèi)，而后又得到了重慶農(nóng)科院的支持，逐漸組建出了一支研究數(shù)字農(nóng)業(yè)的團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過十幾年鉆研，重慶魚菜共生實(shí)驗(yàn)基地終于發(fā)展成了如今的規(guī)模。

不過，為什么是魚菜共生，而不是豬菜共生？牛菜共生呢？這是因?yàn)榛厮诘闹貞c，有著發(fā)達(dá)的漁業(yè)資源，在因地制宜的情況下，適合發(fā)展魚菜共生系統(tǒng)。不過，環(huán)境適宜并不意味著沒有問題。所有人工農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)都要面對一個(gè)難題，那就是循環(huán)問題。

魚類和蔬菜所需要營養(yǎng)物質(zhì)以及生長環(huán)境并不完全相同，如果粗暴組合，往往就是按下葫蘆浮起瓢。比如，如果蔬菜因?yàn)槿扁洝㈣F等元素而生長不良時(shí)，直接加入相應(yīng)肥料，結(jié)局很有可能是蔬菜沒問題了，但是魚全死了。同樣地，盡管養(yǎng)魚的水確實(shí)含有氮肥，但魚自然成長所產(chǎn)生的氮肥種類與含量與蔬菜需要的并不能完美匹配，只有合適的氮肥才能促進(jìn)蔬菜生長。

如果想要將養(yǎng)魚的水以及魚類產(chǎn)生的氮肥用于蔬菜的澆灌，實(shí)現(xiàn)廢物利用及系統(tǒng)內(nèi)部的資源循環(huán)，就需要在中間加入生化處理的步驟。說起來簡單，但如何保持魚和菜的生長平衡其實(shí)是一件非常棘手的問題。李道亮教授的團(tuán)隊(duì)通過十幾年的研究，發(fā)明了一套有效的過濾系統(tǒng)，它可以過濾魚池水中的固體物質(zhì)，也可以將水中各類氮肥進(jìn)行轉(zhuǎn)化再利用，比如將對于植物有害的氨氮和亞硝氮通過硝化細(xì)菌作用，轉(zhuǎn)化為對植物有益的硝氮。

在初步解決魚菜共生系統(tǒng)中資源循環(huán)的問題后，李道亮教授的團(tuán)隊(duì)開始著手研究如何提高單位產(chǎn)量。在平面面積有限的情況下，發(fā)展立體農(nóng)業(yè)，充分利用地學(xué)空間優(yōu)勢，顯然是提高產(chǎn)量的有效方法。

為此，李道亮教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)前往新加坡進(jìn)行了學(xué)習(xí)。新加坡是一個(gè)地少人多的國家，他們的農(nóng)業(yè)耕地面積很少，但需求卻不小，由此發(fā)展出了垂直農(nóng)業(yè)的模式。不過，從新加坡引進(jìn)的栽培架雖然能用，但放到重慶卻明顯有些“水土不服”，實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不理想。

經(jīng)過研究，李道亮教授的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)可能是二者在地理環(huán)境及氣候上的差異導(dǎo)致了結(jié)果的不同。新加坡地處熱帶，光照充分，溫度較高。但是重慶卻是“山城霧都”，陰雨天氣多。為此，他們將新加坡占地面積大但是種植層數(shù)少的栽培架系統(tǒng)，進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后的栽培架與溫室在建筑高度上可以達(dá)到3:4的比例，間距增大，種植密度增大，這提高了單位面積的產(chǎn)量，降低了前期投資。此外，在栽培架的驅(qū)動(dòng)上，也由新加坡原有的電力驅(qū)動(dòng)模式，因地制宜地改成了更加環(huán)保且實(shí)惠的水力驅(qū)動(dòng)模式。改進(jìn)后的栽培架可以讓蔬菜充分地、輪流地接受光照，極大地降低了運(yùn)行成本，提高了大面積推廣的可行性。

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。李道亮教授的團(tuán)隊(duì)在推廣魚菜共生系統(tǒng)落地的過程中，也遇到過很多挫折。例如，他們在江蘇做蟹塘工程時(shí)，因?yàn)闆]有充分考慮到極端天氣因素，高高豎起的傳感器在夜晚時(shí)被雷擊中，導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控，約三成的螃蟹死去。此后他們在戶外設(shè)置儀器時(shí)，都會(huì)設(shè)置避雷措施。還有一次，有個(gè)魚塘水閥失控，整個(gè)魚塘的水都被放干，魚也幾乎全死了。這個(gè)教訓(xùn)，促使李道亮教授的團(tuán)隊(duì)研究出了水位傳感預(yù)警系統(tǒng)，進(jìn)而也讓團(tuán)隊(duì)更加重視各類農(nóng)業(yè)智能設(shè)備的研發(fā)。

數(shù)字農(nóng)業(yè)的未來：

俗話說“千里之堤潰于蟻穴”，對于數(shù)字農(nóng)業(yè)這樣的智能化、一體化系統(tǒng)而言，一個(gè)小小的問題也可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的失效或崩潰。現(xiàn)實(shí)條件往往不可預(yù)測，也比實(shí)驗(yàn)環(huán)境要復(fù)雜得多。數(shù)字農(nóng)業(yè)雖然在實(shí)驗(yàn)基地得到了成功驗(yàn)證，但其發(fā)展仍然需要大量實(shí)踐以完善系統(tǒng)、積累經(jīng)驗(yàn)。數(shù)字農(nóng)業(yè)的問題，也不僅僅是養(yǎng)魚種菜的問題，也同樣是傳感器、自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)的綜合問題……數(shù)字農(nóng)業(yè)要想真正發(fā)展起來，少不了各行各業(yè)共同努力。

目前，重慶魚菜共生系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)基地的產(chǎn)出主要提供給基地工作人員食用，并沒有進(jìn)行商業(yè)化售賣，但可以說掀開了中國數(shù)字農(nóng)業(yè)的新篇章。基地的成功也引起了很多地方政府及企業(yè)的關(guān)注，有了“種子”與方向，數(shù)字農(nóng)業(yè)在中國的推廣只是時(shí)間早晚的問題。

需要注意的是，魚菜共生系統(tǒng)只是數(shù)字農(nóng)業(yè)的一個(gè)分支，并不是唯一的方向。數(shù)字農(nóng)業(yè)是指在地學(xué)空間和信息技術(shù)支撐下的集約化和信息化農(nóng)業(yè)技術(shù)，其發(fā)展方向非常多樣，前景廣闊。雖然數(shù)字農(nóng)業(yè)目前仍有很多未能攻克的問題，例如設(shè)備、系統(tǒng)成本高，難以與小農(nóng)戶的需求適配等。但糧食安全關(guān)乎國運(yùn)民生，農(nóng)業(yè)的發(fā)展是社會(huì)發(fā)展的基本保障，在農(nóng)村勞動(dòng)力與農(nóng)業(yè)用地緊張，農(nóng)產(chǎn)品多樣化需求提升的情況下，數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展迫在眉睫。

希望在不遠(yuǎn)的未來，會(huì)有越來越多像李道亮教授一樣的專家學(xué)者走進(jìn)這個(gè)領(lǐng)域，拓展數(shù)字農(nóng)業(yè)的版圖，不斷推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。

內(nèi)容來源：光明網(wǎng)，農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察全網(wǎng)推薦