人工智能如何重塑農業新局
日期:2025-10-11 09:27:37
人工智能正悄然走進育種、種植、養殖等農業生產的各個領域,重塑著農業的格局。
最近熱播的電視劇《生萬物》里,封二臨終前把全家人召集在一起,給大家講了“種地的事”:“田是根,地是本,打莊戶的第一條就是要敬著地;豬糞肥,羊糞壯,牛糞只能當配方;三分地,七分澆,糞是勁,水是命……”在秋分到來之際,這位種了一輩子地、執著于買地開荒的老莊稼把式,帶著對土地的深切眷戀和對豐收的向往與期待,溘然長逝。封二無疑是中國傳統農民的典型代表,那些朗朗上口的種地口訣,更是多少代莊戶人摸索出來并口口相授、代代相傳的耕作方式。他們雖然敬畏土地,熟知節氣,懂得莊稼的“脾氣”,但祖祖輩輩仍然過著半饑半飽的日子,擺脫不了“靠天吃飯”的宿命。
假如封二能穿越到今天,看到種子在育種加速器里茁壯成長,AI大模型精準計算出播種、施肥、澆水的最佳時間;看到無人拖拉機在一望無際的高標準農田里自動播種、收割;看到像他兒子封大腳那樣的年輕人,用手里的一部智能手機就能輕松管理田間事務,他一定會驚嘆:原來種地還能這樣“聰明”、這樣“不費勁兒”!
這種種地的方法如今有了一個新名詞:人工智能。8月26日,國務院印發《關于深入實施“人工智能+”行動的意見》,明確了實施“人工智能+”行動的總體要求、發展目標和重點方向,推動人工智能與經濟社會各行業各領域廣泛深度融合。在國家戰略的推動下,人工智能正悄然走進育種、種植、養殖等農業生產的各個領域,重塑著農業的格局。從靠天靠經驗種田,到靠數據和算法決策,農業正在迎來一場深刻的數智化轉型。今天,就讓我們一起走進人工智能的世界,看看它如何改變農業的面貌。
智能育種 好種子不必“十年磨一劍”
提起我國的種業創新,袁隆平是繞不過去的名字。20世紀60年代,這位被稱作“泥腿子專家”的老育種家,為了選育雜交水稻,踏上了漫長而艱辛的“尋稻之旅”。他用了整整兩年時間,才從幾十萬株水稻中找到6株雄性不育株;又經過13年的努力,中國秈型雜交水稻“三系”配套才最終成功。那一代育種人的付出,是真正的“十年磨一劍”。
而今,人工智能正讓育種發生深刻改變。在北京市通州區于家務回族鄉國際種業科技園區的辦公大樓里,藏著一間神奇的實驗室——高通量分子育種服務平臺。走進實驗室,映入眼簾的是一臺龐大的黑色機器。科研人員告訴記者,這是全球領先的PCR擴增設備,單次檢測通量是普通小型設備的2000倍。科研院所常用的小型PCR儀一次最多檢測300多個樣本,而這臺設備能同時完成幾十萬次擴增反應,檢測結果可直接在電腦上判讀。科研人員表示,它幾乎代表了當前分子輔助育種的最高通量。
那么,“高通量”究竟改變了什么?
傳統的分子育種,往往依靠1~2個標記來精準定位某個主效基因,用于解決單一性狀的篩選問題,比如能不能抗病、耐不耐旱,檢測的范圍有限。而高通量分子育種則不同,它通過全基因組標記覆蓋所有位點,在基因層面進行“全面掃描”,就像一次全身CT,不放過任何潛在有用的基因位點,從而在更大范圍內高效篩選和重組優良性狀。
“現代育種首先要把優良的基因發掘出來,再通過雜交、分離、篩選,把對育種目標有用的基因重新組裝,同時淘汰不利基因。我們做的,就是為育種家提供分子檢測,幫助他們快速篩選材料。”平臺負責人單云鵬說。
如果說高通量分子育種像是一雙“火眼金睛”,能在基因的海洋里迅速找到有用片段,那么育種加速器就是為潛力種子的生長按下了“加速鍵”。在國際種業科技園區的農作物育種加速器內,一個個全人工光生長室整齊排列,架子上的玉米挺拔生長,盆里的小麥苗生機勃勃。不同作物分住在不同“小單間”,享受定制化的生長環境。
育種加速器通過光照、溫度、濕度、水肥等的精準調控,讓作物的生長節奏徹底擺脫了自然季節的束縛。比如在大豆快速加代育種實驗室里,科研人員通過人工調控,把大豆的生育周期從120天縮短到了90天,并嘗試壓縮至60天,實現一年4~5代的高效迭代。過去5年才能獲得的育種材料,現在僅需2年就能獲得。
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