在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院的棉花基地里,，智能設(shè)備的引入與應(yīng)用,，加速了育種進(jìn)程,。
2025年中央一號(hào)文件明確提出,，“以科技創(chuàng)新引領(lǐng)先進(jìn)生產(chǎn)要素集聚，因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”“深入實(shí)施種業(yè)振興行動(dòng),，發(fā)揮‘南繁硅谷’等重大農(nóng)業(yè)科研平臺(tái)作用,，加快攻克一批突破性品種”。這一綱領(lǐng)性文件為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化指明了方向,，也為三亞打造“南繁硅谷”注入了新動(dòng)能,。
三亞如何依托自身優(yōu)勢(shì)，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,，助力國(guó)家打贏種業(yè)“翻身仗”,？2月25日，記者走進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院,，探尋培育和發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的答案,，感受科技賦能下南繁育種的深刻變革。
■ 智慧育種
從“人海戰(zhàn)術(shù)”邁向“機(jī)器換人”新時(shí)代
在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院的棉花基地,，上百畝棉田正值花鈴期。智慧化數(shù)字化南繁技術(shù)團(tuán)隊(duì)執(zhí)行首席張建華及團(tuán)隊(duì)成員正操作著一臺(tái)田間作物表型智能獲取機(jī)器人在棉田中穿梭作業(yè),。
張建華手持操控器,，機(jī)器人靈活地在棉田間“行走”。他介紹道：“我們正在對(duì)棉花植株進(jìn)行視頻采集,，數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)傳遞回后臺(tái)進(jìn)行分析,。”這臺(tái)配備6個(gè)攝像頭的智能設(shè)備,，能夠多角度精準(zhǔn)捕捉棉花的株高,、莖粗、病害等關(guān)鍵表型特征,。
“機(jī)器人頂部的攝像頭負(fù)責(zé)捕捉棉花的開花數(shù)量和磷元素分布,，下方攝像頭則專注于測(cè)量莖稈粗細(xì)和植株結(jié)構(gòu)?！睆埥ㄈA感慨地說,，傳統(tǒng)育種模式采集這片棉田的表型數(shù)據(jù)需要近10人花費(fèi)近半年時(shí)間，而如今,，機(jī)器人只需輕松“走一走”,，就能迅速完成數(shù)據(jù)采集和分析。
長(zhǎng)期以來,，南繁傳統(tǒng)育種主要依賴人工,，效率低下且難以持續(xù)觀測(cè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)?！澳戏焙堋薄?，這是科研人員必吃的苦。”張建華說道,。而今，隨著科技賦能,，智慧育種正逐步改變這一現(xiàn)狀,。
作為棉花基地的主要負(fù)責(zé)人，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所助理研究員黃龍雨對(duì)機(jī)器人贊不絕口：“以前南繁季,，大家都要泡在試驗(yàn)田里觀察棉花生長(zhǎng)情況,，既辛苦又漫長(zhǎng)。現(xiàn)在有了機(jī)器人幫手,，工作效率大大提高了,。”
智慧育種不僅減少了親本用量和組配組合數(shù),，還在相同用地面積下培育了更多品種,，實(shí)現(xiàn)了更快、更高效的材料篩選,。黃龍雨表示：“結(jié)合AI輔助育種手段,，我們實(shí)現(xiàn)了智慧育種的全流程優(yōu)化，大幅節(jié)約了資源成本,，提升了育種效率,，縮短了育種周期?！?/span>
■ 科技助力
從表型采集邁向精準(zhǔn)決策新階段
不僅棉花基地充滿了“科技感”,，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院的各個(gè)試驗(yàn)田都展現(xiàn)了科技的力量。
在該院的一處玉米試驗(yàn)田,，一臺(tái)高5.7米,、寬21米的龍門吊正在緩緩移動(dòng)，對(duì)1.23畝,、84個(gè)品種近4000多株玉米植株進(jìn)行各類性狀數(shù)據(jù)采集,。
“這是軌道式高通量植物表型采集平臺(tái)，能集成多光譜等6種高精度的圖像采集傳感器,，實(shí)時(shí)采集植物表型數(shù)據(jù),。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院作物表型組學(xué)研究團(tuán)隊(duì)科研助理李藝超介紹道,。通過這臺(tái)設(shè)備,，科研人員可以在實(shí)驗(yàn)室中通過攝像頭感應(yīng)器收集各種作物信息，利用大數(shù)據(jù)模型篩選作物基因進(jìn)行配組模擬,，開展育種工作,。
該設(shè)備不僅能分析植株的結(jié)構(gòu)，包括株高、株型等關(guān)鍵表型性狀,，還能結(jié)合可見光,、紅外、高光譜及葉綠素?zé)晒獾榷嗑S度數(shù)據(jù),，快速分析品種的抗旱性,、抗病蟲害能力等特性。
“這臺(tái)龍門架式設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全天候,、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集,，即使在夜間或惡劣天氣條件下也能持續(xù)工作?！崩钏嚦硎?，與傳統(tǒng)人工采集相比，龍門架不僅大幅提高了數(shù)據(jù)采集效率,，還降低了人力成本,。數(shù)據(jù)采集的體力活有了新裝備助力，培育篩選出一個(gè)新品種的周期可以從10年縮短到4年,。
從經(jīng)驗(yàn)育種到精準(zhǔn)育種,，再到智慧育種的跨越，生物技術(shù),、大數(shù)據(jù),、人工智能正重塑現(xiàn)代育種模式……中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院構(gòu)建了立體化科技支撐體系，包括地面步移式高通量植物表型采集平臺(tái),、機(jī)載表型采集設(shè)備和自走式無人小車,、空中無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的分子標(biāo)記輔助選擇平臺(tái)和基因組選擇育種系統(tǒng),。
“這些設(shè)備整合了不同空間和時(shí)間維度的表型數(shù)據(jù),，顯著加速了育種進(jìn)程，為作物遺傳改良和品種選育提供了高效,、精準(zhǔn)的技術(shù)支撐,。”李藝超表示,，我國(guó)在農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域已處于國(guó)際領(lǐng)先地位,，在表型組學(xué)研究和智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)方面實(shí)現(xiàn)了并跑乃至領(lǐng)跑。
“中央一號(hào)文件的發(fā)布給予科研工作者極大的激勵(lì)與鼓舞,，堅(jiān)定了我們推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的信心,。”李藝超說,，將繼續(xù)以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),，推動(dòng)“南繁硅谷”建設(shè)，助力國(guó)家種業(yè)振興戰(zhàn)略。
在科技創(chuàng)新的推動(dòng)下,，生物技術(shù),、大數(shù)據(jù)、人工智能正不斷改變著現(xiàn)代育種的模式,，南繁育種也變了“新貌”,。
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院從機(jī)器人到高通量設(shè)備，從表型采集到精準(zhǔn)決策,，科技的力量正在讓南繁不“繁”，讓農(nóng)業(yè)更“智”,。同時(shí),，人才構(gòu)成也更加多元化，不僅有農(nóng)學(xué)出身的“育種家”,，還有來自統(tǒng)計(jì)學(xué),、計(jì)算機(jī)、遙感等各種不同領(lǐng)域的年輕人,，他們的專業(yè)正在深刻影響著現(xiàn)代育種的發(fā)展趨勢(shì),。
而崖州灣科技城正集中資源全力推進(jìn)智慧育種相關(guān)工作,，更多的科研單位正通過科技賦能，讓南繁育種從傳統(tǒng)的“繁”向“簡(jiǎn)”轉(zhuǎn)變,，從人工操作向智能化、自動(dòng)化升級(jí),，大幅提升了育種效率,，為我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。
(三亞傳媒融媒體記者 張慧臏 實(shí)習(xí)生 蘇應(yīng)欣 文/圖)
原標(biāo)題：
南繁“智”變：AI賦能讓育種煥發(fā)新活力
——從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院南繁研究院看三亞如何“智慧”育種
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