他让种田很“苦”变很“酷”

山东科技大学李振海教授团队科技助农 农业遥感研究上了央视
青岛早报 2024年05月21日

李振海(右)在平度开展田间冬小麦开花期试验。

  人物名片

  李振海

  身份:山东科技大学教授

  年龄:35岁

  用遥感卫星‘照看’农田、用现代化设备为农作物‘问诊’、让农户足不出户了解粮田……是很‘酷’的一件事。”

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  穿着雨靴、背着设备,在天南海北的水田、旱地里“溜达”,这是山东科技大学李振海教授的工作常态。他背的设备,可以随时检测农田里的小麦、稻米等农作物有啥“病”;他扛的电脑,可以下载千里之外卫星拍的照片用来分析农田的“喜怒哀乐”。近日,央视新闻频道、央视农业农村频道、央视频并机直播了青年教师李振海团队与农业遥感研究生工程师小队助力高标准农田的事迹,受到广泛关注。作为青岛西海岸新区刚评出的年度“最美青年”——李振海的农业遥感科技研究走上了台前。

  卫星遥感实时呵护农作物生长

  4月2日,晚春时节,正是冬小麦管理的关键时期。李振海带着团队在山东邹平市明集镇高标准农田当起了农田“摄影师”。只不过他用的“摄影机”是在麦田飞舞的无人机和千里之外的遥感卫星。

  一大早,明集镇的种粮户刘水波在手机上就收到了小麦管理的服务提醒。和普通的农民不一样,刘水波承包了1400亩的良田,是名副其实的种粮大户。“我种了1400亩地,要放到以前管理可就麻烦了。现在手机就能精确地提醒我哪个地块该浇水了、该施肥了。”

  刘水波手机上的农情服务提醒信息的背后,正是李振海团队研究的相关内容:监测农作物长势、监测病虫害、估算产量等。李振海说:“遥感卫星经过农田上空时,可以通过其搭载的传感器进行大面积观测,获取地面物体的光谱信息。智慧农业是把信息技术与农业生产全方位结合的一种现代高效农业,包括监测评估预测系统等。我们团队做的就是利用遥感卫星的数据结合农业知识进行运算,保障粮食安全,助力农业生产。”

  农户自己去地里就可以查看麦田是否需要浇水、施肥了,为何还需要遥感卫星呢?带着这个疑问,记者采访了李振海。李振海介绍:“小块田可以去地头看,但是几百亩甚至上千亩的集中种植的高标准农田管理,农户耗费大量的时间、精力也可能顾不过来。我们用遥感卫星的实时数据可以更快速精准分析出大面积农作物长势的细微变化。”

  作为山东省的科技特派员,2021年以来,李振海承接了省科技厅、教育厅的相关研究项目,团队分别在青岛市、滨州市、淄博市、东营市等地开展遥感技术在冬小麦、玉米、花生智慧农业信息感知方面的理论研究与技术示范,在农户背后为农作物的高产默默护航。

  上大学时就有智慧农业梦

  1989年出生,年仅35岁的李振海,已先后获评泰山学者青年专家、北京市优秀人才、北京市托举人才、山东省青创团队负责人等,其主持的有关农业遥感方面的国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金、农业农村部项目成果多次获得专家高度认可。

  读到博士就为了种田,后悔吗?“不后悔。”李振海说,他在上大学时是自愿选择的农学。

  时针拨到18年前,高考后想选择农学的李振海受到了来自亲戚朋友的很多质疑:“为啥要学农呢?”“不得天天下地吗?”……李振海告诉记者:“我小时候的偶像是袁隆平,感觉科学种田是一件很有意义的事情。”自小生活在东营农村的李振海对田野充满感情,加之他的父母比较开明,他做事情向来会得到父母的支持,于是大学填报志愿时,他就坚定地选择了农学专业。

  然而,现实并不等于理想。大一的时候,擅长理科的李振海对学习数理化等课程还有很大兴趣。但大二的时候学习遗传学、植物病理学等课程时,李振海隐隐觉得,传统的种植并不是自己感兴趣的方向,他的目标是科学种田,让科技为农业服务。如何突破呢?难道要放弃农业?这时候,他接触到《农业信息学》这门课程,讲到如何利用机器人遥感、利用计算机信息化种田,让他一下子感觉找到了方向。

  从农业到农业遥感,说起来简单做起来难。农业和农业遥感本是两种行业,两个领域的知识截然不同。本科毕业后的李振海开始硕博连读,专攻农业遥感,但是他很快就遇到了一个大难题。“当时我做的是数据同化,这是一块比较难啃的骨头。就像发射炮弹,你得跟踪计算它的抛物线,但是有风有雨就要重新计算,要不停地调整,复杂变化的情况太多。遥感中的同化类似如此,面对复杂的变化情况,需要不停地调整模型算法,因为作物生长会受到很多变量影响。这样搞了3年,一直没搞出什么成果,只能硬着头皮狠狠地啃下去,当时也比较沮丧。”李振海回忆道。

  积累了一人多高的材料、几乎把所有时间都耗在了位于北京昌平的国家精准农业示范基地里……功夫不负有心人,他的成果陆续刊发,在农业遥感上走出了一片新天地。

  自2012年以来,李振海在国家精准农业示范基地连续开展了十年的遥感定位观测试验;2019年至2021年,服务对接农业农村部全国农情调度工作,实现由传统单点统计上报到点+遥感数据结合的区域农情调度模式转变,提供农业农村部内参报告68份;相关工作得到农业农村部种植业管理司高度认可。

  团队足迹遍布大江南北田间地头

  怎样把“有论文”变成“干点事”?李振海的回答是——到农村去。在他的带领下,团队的足迹遍布大江南北的田间地头。

  李振海带的博士生赵钰介绍,农业遥感需要依赖田间试验,在四季追寻作物的生长轨迹。在严寒的冬季,观察小麦越冬的坚韧;渐暖的春日,见证作物复苏的脆弱……

  赵钰告诉记者一件事:“2020年8月,我们和李老师一起前往江苏省扬州市进行水稻遥感定量试验。当时天气特别热,李老师扛着30多斤重的地物高光谱仪,和大家一起艰难地行走在水稻田里。我们全副武装,只为努力攻克这场试验,但身上闷热的防护服和背着的沉重设备都好像在拼命压垮我们,不到半个小时,我们全员中暑。我们依靠几瓶水和几管藿香正气水来缓解中暑症状,最后坚持完成了数据采集任务。”

  作为具有农学和遥感学科交叉背景的科研工作者,李振海近年来带领团队扎根农田,利用遥感卫星,让种田从很“苦”变得很“酷”。李振海团队能够大范围连续快速预报农情,其研究成果在指导农户调优栽培、企业分类收储、预测期货小麦价格等方面起到重要作用,受到农业农村部、教育部等多个部委表彰。在山东滨州,得到他指导的种粮大户都亲切地称他为“现代农民”。

  尽管汗水经常会模糊双眼,但是用天上的遥感卫星来“照看”农田、用现代化设备为农作物“问诊”、让农户能足不出户了解粮田、让智慧农业遥感精准扶贫……这些都让李振海团队和新农人觉得种田是很“酷”的一件事!

  延伸

  山科大团队助力

  粮食产量精准预测

  食为政首,粮安天下。近年来,粮食需求刚性增长,尤其是极端天气事件频发、粮食生产不确定性增加,端牢中国饭碗的压力不断加大。山东科技大学农情遥感监测团队始终行走在农田地头,以遥感科学技术和人工智能技术赋能农业发展,助力粮食产量精准预测,为维护国家安全贡献力量。

  山东科技大学农学专业主要研究作物生产、作物遗传育种、种子生产、经营管理等方面的基本知识和技能,进行农作物的栽培与耕作、农作物转基因育种、种子生产与检验、农产品加工与营销等。农学专业就业方向为栽培耕作、作物育种、农业规划、技术开发、生产管理、农产品加工、农场经营等。例如:玉米的人工授粉,水稻的栽培与育种,玉米、花生等农作物加工成食用油,农场的经营与管理等。

  本版撰稿 观海新闻/青岛早报记者 钟尚蕾 通讯员 任波 校方供图