国以农为本,农以种为先。种子是基础性农业生产资料,是保障国家粮食安全的根本,是农业的“芯片”。
《瞭望东方周刊》记者张静编辑顾佳贇
随着家庭收入水平提高,中国人对“吃”越来越讲究食材的丰富和健康,而许多食物的源头,是种子。
中国农科院作科所小麦育种专家肖永贵长期从事育种研究,他所在的中国农科院改良了北京烤鸭品种,替代曾常用的英国樱桃鸭;解决了甘蓝种源问题,让甘蓝不再是进口高价菜;辣椒、西红柿、小麦和水稻的品质也已经离国际先进水平越来越近。
中国农科院作科所小麦育种专家肖永贵在试验田里
一粒种子的不断进化,背后是政策与技术的不断支持。
2月22日,《中共中央国务院关于做好年全面推进乡村振兴重点工作的意见》(以下简称《意见》)发布,《意见》指出,大力推进种源等农业关键核心技术攻关。全面实施种业振兴行动方案。推进种业领域国家重大创新平台建设。
年7月,国家发改委与农业部联合印发《“十四五”现代种业提升工程建设规划》,提出加紧推进种业关键共性技术和种源核心技术攻关。到年,打造一批育种创新平台,选育推广一批种养业新品种,育种创新能力达到先进水平。
从一颗小小的种子可以看出中国种业振兴的重要性。眼下,中国农业走到了转型升级的转折点:提高农业机械化、数字化、产业化程度迫在眉睫。而以人工智能、云计算为代表的数字技术在“研产供销”全链路中的运用,是中国人对西方种业大国实现“弯道超车”,打赢“种业翻身仗”的好机会。
《意见》也指出,大力推进数字乡村建设。推进智慧农业发展,促进信息技术与农机农艺融合应用。
“数实融合”助力乡村振兴,将大有可为。
智慧育种堪比农业里的“中央厨房”
国以农为本,农以种为先。种子是基础性农业生产资料,是保障国家粮食安全的根本,是农业的“芯片”。
近年来,我国加快推动现代种业发展,取得明显成效。农作物良种覆盖率达96%以上,自主选育品种面积占比超过95%。但同时我国种业发展还存在不少短板和弱项,种业自主创新水平与发达国家相比还有明显差距,例如大豆、玉米单产水平还不到美国的60%。
本土品种圆白茄子向市场推广以后开始进行大规模育种
曾经有位基层干部表示,有些“洋种子”优势明显,价格远高于国内种子,甚至能高出几十倍。“进口的按粒卖、国产的论斤卖,这是我国种子行业目前最大的问题”。
尽管中国已经进入数据智能时代,但不少国内的育种者都有过“用眼看、用秤称、用尺量、用牙咬”的种子检测经历,能否选育出一个理想的作物品种,往往只能依靠育种者的经验,极大限制了新品种选育的效率。
从世界范围看,种业历经过常规育种、杂交育种、分子育种3个阶段。如今,育种正迎来4.0的新阶段,即智慧育种,主要强调生物科技与信息、智能等数字技术的深度融合。
“以往的育种方案主要是奔着高产,随着人民生活水平提高之后,对优质的要求要大于高产,所以我们的研究方向也已经转到优质节水和稳产的方向上。未来,智慧育种将来会是育种4.0时代的一个主要技术。通过将云计算、人工智能、基因编辑等技术综合应用于育种,技术和效率上将全面超过传统育种行业。”肖永贵介绍。
《意见》里明确提出的“推进种业领域国家重大创新平台建设”。其实早在去年,已经有育种“国家队”和数字科技代表企业开始打造新样本。
年6月8日,由中国农业科学院作物科学研究所与阿里巴巴公益基金会牵头,会同北京中国农业科学院农业发展基金会、阿里巴巴达摩院达成合作,共同推动建立生物技术(BT)、信息技术(IT)与智能技术(AT)的深度融合的“智慧育种”平台,为加快培育作物新品种提供重要技术支撑。12月30日,作科所进一步宣布,已初步搭建了智慧育种平台。
中国农科院和阿里巴巴集团智慧育种平台签约仪式
育种为什么一定要使用人工智能、云计算为代表的数字技术?
据了解,自从引入基因组测序技术与基因编辑技术以后,育种所需要的算力成百上千倍的提升,对算法要求也更高。通过人工智能、云计算等数字技术,能上百倍的提升计算速度和模型预测准确率,解决科学家对算法、算力的核心需求,从而极大提升育种效率。
“形象来说,智慧育种公共服务平台将像一个‘中央厨房’,育种专家就是‘厨师’,挑选他们所选的‘食材’和‘配料’,根据作物基因型、表型、栽培措施、气候环境数据和育种过程中相关图像数据的查询和联合分析,模拟‘烹饪’出他们想要的‘菜肴’。”阿里巴巴达摩院科学家顾斐介绍说。
据肖永贵介绍,世界大国都将数字化、智能化作为农业发展的战略重点和优先发展方向。数字技术、生物技术是当今时代创新最活跃的两大领域,这两大技术的交叉融合,将会引发农业现代化的颠覆性创新。生物育种正迎来巨大机遇。年底,作为8个被“点名”的前瞻性、战略性国家重大科技项目之一,生物育种被写入国家十四五规划纲要。中央强调打好种业翻身仗,有序推进生物育种产业化。
数字技术正从“餐桌”延伸至“土地”
用手机在生鲜平台下单,半小时后生鲜农产品就送到家,消费端的数字化已进入老百姓的日常生活。相比较而言,田园与土地的数字化,依然是一块新鲜的热土。当然,改革也已经铺开。
用无人机打农药就是例证之一,在数字技术赋能下,极飞科技一名员工可以干以前几百人的活。如今的极飞科技服务超过万农户、7.8亿亩次农田;在粮食安全保障方面,通过降低自然灾害、病虫草害和低效耕作导致的粮食减产,减少粮食作物损失约万吨,可满足万人口一年的粮食需求;在农药喷洒方面一共减少了吨农药化肥使用量,缓解土壤污染和农产品农药残留等问题。
在数字化供应链方面,传统菜市场的损耗率可达20%~30%,管理水平较好的商超损耗率约10%,而通过数字技术管理的盒马降低至5%。
最近一套阿里研发的数字供应链与运筹优化技术全面应用到盒马,这套数字技术通过纳入季节、节假日、促销、天气、APP流量、品类竞争等参数,能相对准确预测销量,以销定采,将损耗率再降低了1%。
年12月召开的中央经济工作会议强调:要坚持节约优先,实施全面节约战略。这也是国家首次将节约提升到“战略”层面。实践证明,“数实融合”能有效为“节约战略”的实施提供重要保障。
未来5~10年,中国农田会实现从机械化走向智能化。创新工厂创始人、董事长李开复分析,看向未来,新的农业生产组织方式是产业的刚需,为智能化的农业设备和数字化系统平台创造了广阔的应用可能性。AI在农业领域的落地将明显加速,甚至进入国际化,助力农业的行业整体在全球提升生产效率,扩大产量。
数字技术将信息作为农业生产要素,用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理,使信息技术与农业各个环节实现有效融合,对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。
“可以实现农业科技自立自强、提高农业生产效率与效益、提升农业资源利用效率、确保农产品质量安全、提升农产品市场竞争力。”肖永贵说。
除此之外,农业里的“数实融合”不仅能让农民享受到农业附加值带来的红利,也可以不断创造农村就业机会,吸引青年回乡创业,助力乡村振兴。
四川理塘阿里数字农业基地,川西高原实现种植、采收全机械化作业
乡村振兴需要更多