傻大方


首页 > 人文 >

保水保肥|探寻沙漠绿洲背后的“秘密”



按关键词阅读:

11月的内蒙古已经进入冬天 , 在阿拉善盟乌兰布和沙漠重庆交通大学沙漠土壤化研究的试验地里 , 草已枯黄、蔬果已被收割 , 连平日活泼的野兔、田鼠也没了踪迹 , 万物似乎已经沉寂 。 地里的生命也随着寒冬逝去了吗?不 , 它们的情况正被各种采集器监测着 , “一呼一吸”都变为涓涓“数据流”实时传回位于沙漠实验室的数据中心 。
“它们就像孕育在妈妈肚子里的小生命 , 以前我们不清楚冬季在地下时它们会如何 , 但现在所有的情况都能了解 。 ”重庆交通大学沙漠土壤化团队成员蒋学皎说 , 现在他们的沙漠土壤化技术不仅是“黑科技” , 还有了“高科技” 。 随着腾讯—重庆交通大学沙漠生态研究联合实验室的成立 , 一套基于边缘数据中心的智慧农业解决方案孕育而生 , 改变了研究的传统模式 , 助力他们研究沙漠绿洲背后的“秘密” 。
17000亩沙漠已经变绿
还有众多“未解之谜”待解开
“内蒙古冬天来得早 , 地里的部分辣椒、西瓜都是来不及收就已经被霜冻了 。 ”11月10日 , 在位于乌兰布和沙漠实验地里 , 重庆交通大学沙漠土壤化研究团队负责人易志坚教授一边说着 , 一边带着采访人员翻看沙地里的各种作物 。 经过霜打的西瓜切开还是鲜红;白萝卜一拔就起 , 生吃依然甜脆;辣椒“二荆条”被风吹干却还辣味十足……
让沙漠变成绿洲 , 开满鲜花 , 收获庄稼 , 这是易志坚教授研究团队历经10年的研究与实践创造的“生态奇迹” 。 易志坚团队从植物中提取了一种纤维黏合剂 , 放到沙里 , 添加适量的水 , 让沙子拥有生态力学属性 , 具有了保水性 , 实现“土壤化” 。
经过在重庆多年的实践 , 2016年 , 团队来到乌兰布和沙漠小试 , 成功“变”出一片25亩左右的绿洲 , 2017年完成了中试基地内约4000亩沙漠的土壤化和绿化 , 2018年 , 面积扩大到了6000亩 。 生态修复的足迹还拓展到新疆和田塔克拉玛干沙漠、川西若尔盖沙化草地、西沙岛礁甚至包括中东和撒哈拉沙漠等地 , 截至2020年10月易志坚研究团队已完成生态恢复建设17000亩 。 “沙漠土壤化”成本远低于我国各省市土地复垦费用 , 平均用水量不到400方/亩 , 低于当地基于以色列滴灌技术制定的550方/亩的节水定额 。
“从最开始验证土壤化后植物是否能够生长 , 到进行规模化试验 , 扩大我们的植物种植面积 , 进行优势植物的选择和研究 。 再到我们发现沙漠里植物长势旺盛 , 产量也很高 , 而且产品特别好吃 。 ”易志坚说 , 这让他们觉得沙漠土壤化的实施 , 不光是可以进行生态修复 , 还能让当地致富的 。 同时他们也发现在沙漠复绿的过程中 , 还有很多“未解之谜”需要研究 。
“我们发现沙漠里种植物产量和质量会高于当地传统农田 , 而且根系特别发达 。 ”易志坚说 , 去年在内蒙古的高粱测产显示最高亩产是932公斤 , 平均亩产是789公斤 , 而全国最高平均亩产是2017年的324公斤 。 团队总结认为 , 除土壤化后的沙子保水保肥而外 , 沙漠松散性比土壤高 , 根系在土壤化层下面生长没有较大的阻力也是一个重要原因 , 发达的根系可以更充分地吸取养分和水分 , 加上日照时间长昼夜温差大 , 所以作物的产量和质量高于传统农耕地 。
不过如何能使沙漠农业在最少的资源投入下获得最佳的产出?沙漠的气候条件和土壤性质适合种植哪些农作物?在沙漠地区大面积发展农业后 , 对沙漠地区的气候 , 温湿度指标、生态、环境、人类活动等方面又会产生怎样的影响?
要进一步的巩固和扩大生物多样性的研究成果 , 亟待解决这些“未解之谜” 。
大量数据处理成研究难点
智慧农业让研究不再“靠天吃饭”
北京联盟小编注意到“探索适合沙漠地区低耗、高产、绿色的种植方式 , 就要研究清楚作物的产量 , 就需要搞清楚是受哪些方面的影响 , 又是如何影响的 。 ”蒋学皎是法国里昂国立应用科学学院微生物学博士 , 到重庆交大任教后 , 2年前受邀加入团队研究地表微生物情况 。 也因此 , 她和同在一个学校 , 研究人工智能的老公方勇成了一个团队的同事 , 尝试用人工智能的方式来进行帮助研究 。
“这是我们自己研发的田间植物表型采集系统机器人 , 它配备有激光雷达、双目相机等设备 , 能够对田野里植株的果实、病虫害、株高等情况进行探测和分析 。 ”蒋学皎说 , 这个机器人是她和丈夫一起研发的 , 这个机器人配合无人机载高光谱成像系统 , 可以采集农作物果实、病虫害、株高、出苗率等数据 , 这些数据量大、来源多样 , 处理是一大难点 。 “以前他用深度学习框架做目标检测 , 用自己的电脑 , 数据集规模在800多兆的时候 , 程序运行了三天仍无结果 。 如果处理1T的图片 , 耗时可能数月甚至数年 。 ”
“当我们了解到易教授团队的需求时 , 决定部署一个边缘计算中心 , 来解决海量数据运算和深度学习模型训练的需求问题 。 ”腾讯云数据中心高级架构师 , 沙漠项目及nano 边缘一体柜项目经理刘灵丰介绍 , 从2018年初步接触 , 到2019年10月腾讯和重庆交通大学一起成立了沙漠生态研究联合实验室 , 基于边缘数据中心的智慧农业解决方案成了首个合作课题 。
“传统的农业是靠天吃饭的 , 决策主要是靠经验积累 , 在气候变化多端的当代已不适合照搬 。 ”刘灵丰说 , 他们制定了一套智慧农业方案 , 具备在6000多亩的内蒙古实验基地上 , 部署数万个传感器的能力 , 对土壤情况、气候条件、水源条件、植株生长等环境数据、视觉数据进行采集 , 共同组建成一个比较强大的数据网 , “以后我们在看到沙漠农业的时候 , 就不再看到一片荒沙或者绿色的农田 , 而是一个个的数据点 , 把这些数据点结合起来分析 , 就可以对我们的农业生产进行科学的、有据可依的指导 。 ”
采集数据实时传输
全靠这台在沙漠中坚守的“宝宝”
若需要在6000多亩的实验基地上部署数万个传感器 , 一年大概会产生150万个数据包以及50P以上的数据存储量 , 如何能够保障这些数据的采集、存储和处理 , 让科研团队们能够简单快捷的使用到这些数据 。 一个20多人的技术研发团队在刘灵丰的带领下组成 。
在试验基地的办公区的空地上 , 立着一台2米高、1.2米宽的nano边缘一体柜 , 对于目前正在怀孕中的刘灵丰来说 , 这个边缘一体柜就像她另一个宝宝 。 “这是我们用心打造的一款针对沙漠极端气候条件的数据中心产品 , 性能提升50%~75% , 可靠性提升50%的同时制冷系统能耗却降低69% 。 ”


稿源:(科技日报微信公众号)

【】网址:/a/2020/1121/010news354399.html

标题:保水保肥|探寻沙漠绿洲背后的“秘密”


上一篇:油鼻涕|长沙深化两型社会建设 走出生态文明发展新路子

下一篇:蒙古国|蒙古国捐赠的羊到湖北了!3万只“暖羊羊”将这样分配……


人文

5.7级地震|菲律宾棉兰老岛附近海域发生5.7级地震 震源深度40千米

阅读(20)

【5.7级地震|菲律宾棉兰老岛附近海域发生5.7级地震 震源深度40千米】中新网11月16日电 中国地震台网正式测定:11月16日06时37分在菲律宾棉兰老岛附近海域(北纬8.65度 , 东经126.45度)发生5.7级地震 , 震源深度40千米 。 文章图片 国家地震台网官方微博截图...

人文

『茂木』日美外长谈中东局势 日方强调应通过外交努力促缓和

阅读(28)

日本放送协会(NHK)还报道称,茂木或在会谈中请求美方进行克制。此外,两边还就加强所谓“日美联盟”交换了看法。本地时光1月3日,美军狙杀伊朗高等将领苏莱曼尼;8日,伊朗向美军驻伊拉克基地发射导弹进行报复,中东局面骤然进级。不过之后,美伊两边都表示不...

人文

|法国财长勒梅尔新冠病毒检测结果为阳性 立即进行自我隔离

阅读(44)

勒梅尔同时透露自己是无症状感染者,并表示在自我隔离期间将继续履职。这是法国新冠肺炎疫情近期反弹以来首位部长级高官确诊新冠病毒感染。疫情暴发以来,已有多位法国政府官员确诊感染,包括3月时确诊感染的时任文化部长雷斯特等。法国总理卡斯泰本月初由于...

人文

社保基金|广西全面启动社保基金专用票据电子化改革

阅读(29)

作为参保单位社保缴费的最后一步工作,及时领取电子荡饔至关重要,它是参保单位缴纳社保费的重要凭证。以往,参保单位在网长进行参保申报和缴费后,还须要前去社保经办机构开具志置单子,一趟流程下来,既费时又辛苦。自治区人力资本和社会保障信息中间主任覃...

人文

增收▲巩固脱贫成果新进展:就业增收 增强脱贫后劲

阅读(10)

河南省本年2月份实现省内所有贫苦县退出,抓好就业成为河南巩固脱贫结不雅的重要门路。马青山曾是河南南召县建档立卡贫苦户,经由过程成长喷鼻菇栽种顺利脱贫。2019年6月他来到广州打工,原计算春节后去上班,可突如其来的疫情打乱了筹划。河南省南召县农平易...

人文

『汇算』个税退税可以放弃 个税未补税将加收滞纳金

阅读(10)

税务总局指出,纳税人应当在取得综合所得的次年3月1日至6月30日内解决年度汇算。也就是说,应当在2020年3月1日至6月30日解决2019年度综合所得的年度汇算。如不雅你须要地点单位代办2019年度的综合所得年度汇算,需在2020年4月30日前与单位进行书面确认;过期...