智能設(shè)計(jì)育種打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新“芯片”

種業(yè)一直以來(lái)被譽(yù)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的芯片，已成為世界各國(guó)爭(zhēng)相搶占的農(nóng)業(yè)科技制高點(diǎn)。而當(dāng)前機(jī)器學(xué)習(xí)、基因編輯、全基因組選擇及合成生物學(xué)等前沿科技的創(chuàng)新發(fā)展已引領(lǐng)國(guó)際種業(yè)巨頭強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入智能設(shè)計(jì)育種時(shí)代，育種周期明顯縮短、成本顯著降低、效率顯著提高。

當(dāng)前美國(guó)已基本進(jìn)入智能設(shè)計(jì)育種時(shí)代，依托此前積累的大量育種數(shù)據(jù)及全流程大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行作物表型模擬及利用決策模型輔助育種家進(jìn)行精準(zhǔn)雜交組配。近年來(lái)已有多家國(guó)際種業(yè)公司以重組與并購(gòu)等形式實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)與生物技術(shù)多元化融合以整合育種研發(fā)鏈條、增強(qiáng)在國(guó)際種業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。目前我國(guó)尚處于由“跟跑”向“并跑”的角色轉(zhuǎn)換中，多數(shù)動(dòng)植物核心種源對(duì)外依存度較高，原創(chuàng)不足，當(dāng)前亟須彌補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)融合、多元學(xué)科交叉及產(chǎn)業(yè)化等方面的不足，實(shí)現(xiàn)育種技術(shù)體系智能化及工程化。

智慧農(nóng)業(yè)助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)

機(jī)器學(xué)習(xí)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等信息科學(xué)在智慧農(nóng)場(chǎng)、智能溫室等具體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景下集成應(yīng)用,管理者能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)信息感知、科學(xué)量化決策、智能控制農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備及精準(zhǔn)控制投入。美國(guó)已有20%耕地及80%大農(nóng)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)大田生產(chǎn)全程數(shù)字化，平均每個(gè)農(nóng)場(chǎng)約擁有50臺(tái)連接物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。而我國(guó)整體智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用不足，同時(shí)因?yàn)榛A(chǔ)研究及學(xué)科交叉研究的不足，現(xiàn)有高端農(nóng)機(jī)裝備核心部件、農(nóng)業(yè)傳感器核心感知元器件及農(nóng)業(yè)人工智能核心技術(shù)依賴國(guó)外。

數(shù)據(jù)是信息科技與農(nóng)業(yè)深度融合的重要前提。法國(guó)已由政府主導(dǎo)、多主體共同承擔(dān)建設(shè)涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各部門的農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并致力于打造集科研、咨詢、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及公共管理等為一體的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)體系。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)形式繁雜、數(shù)量巨大、分布分散且缺少統(tǒng)一統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)收集成本高、難度大及準(zhǔn)確性差，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理難以實(shí)現(xiàn)多源融合與深度挖掘運(yùn)用。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種分布式數(shù)據(jù)記錄方式及共享式數(shù)據(jù)庫(kù)，具有去中心化、開放性、數(shù)據(jù)不可篡改及可溯源等核心特征，與農(nóng)業(yè)溯源系統(tǒng)結(jié)合后能夠連接生產(chǎn)、加工、流通、存儲(chǔ)及銷售等農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)可以有效降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及監(jiān)管成本，但目前普遍面臨著隱私泄露、數(shù)據(jù)安全及區(qū)塊容量不足等問(wèn)題。

以氣候智慧型農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)“雙碳”

為應(yīng)對(duì)糧食安全、氣候變化及溫室氣體排放等三重挑戰(zhàn)，氣候智慧型農(nóng)業(yè)承擔(dān)著保障農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力及氣候適應(yīng)的重任，以農(nóng)業(yè)發(fā)展新理念提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適應(yīng)力、應(yīng)變力及整體效率。各國(guó)相關(guān)主體針對(duì)自身農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特征通過(guò)技術(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變促進(jìn)固碳減排來(lái)應(yīng)對(duì)碳中和挑戰(zhàn)。

美國(guó)主要運(yùn)用培育耐熱性更高的玉米及大豆新品種、進(jìn)行土壤養(yǎng)分管理等生物信息技術(shù)手段，另外采取將溫室氣體減排效果納入高管績(jī)效考核、停止加工亞馬遜非法砍伐森林區(qū)的養(yǎng)殖肉牛、停止與亞馬遜大豆供應(yīng)商合作等措施。

巴西則主要采取以提供低息貸款的方式鼓勵(lì)最少耕作法、出臺(tái)森林保護(hù)綜合性戰(zhàn)略、采用“種養(yǎng)共生”復(fù)合生產(chǎn)體系等措施發(fā)展可持續(xù)性集約化農(nóng)業(yè)。

英國(guó)政府通過(guò)法律確立“凈零排放”目標(biāo)、細(xì)化低碳農(nóng)業(yè)激勵(lì)政策、鼓勵(lì)各界自發(fā)選擇碳監(jiān)測(cè)工具等措施引導(dǎo)推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

在“碳達(dá)峰碳中和”戰(zhàn)略背景下我國(guó)已在相關(guān)研究領(lǐng)域開展諸多實(shí)踐行動(dòng)，如我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳十大技術(shù)模式，主要分為種養(yǎng)業(yè)減排、土壤固碳及新能源替代三大思路，但目前整體上仍存在減排固碳關(guān)鍵技術(shù)成本較高、效果有待驗(yàn)證、難以快速推廣等突出性問(wèn)題。因此亟須在保障糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給的基礎(chǔ)上提升農(nóng)業(yè)全鏈條固碳減排技術(shù)創(chuàng)新突破水平。

農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察綜上，面對(duì)紛繁復(fù)雜的國(guó)際環(huán)境形勢(shì)及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型需求，我國(guó)首先要推進(jìn)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)、新興交叉學(xué)科研究短板領(lǐng)域的協(xié)同攻關(guān)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)突破；其次要推動(dòng)形成產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力；再次要完善新型農(nóng)業(yè)科技服務(wù)體系，解決農(nóng)業(yè)科技服務(wù)有效供給不足的問(wèn)題。唯有正視自身農(nóng)業(yè)科技與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，面向國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新需求，才能構(gòu)建起農(nóng)業(yè)科技自立自強(qiáng)的創(chuàng)新體系。