在許多人固有的印象之外，今天的農業(yè)正在發(fā)生夢一般的變化，利用人工智能的精準育種，操控無人機在空中噴藥，駕駛大器械在平原上縱橫……
2024年政府工作報告提出，大力推進現代化產業(yè)體系建設，加快發(fā)展新質生產力。作為第一產業(yè)，農業(yè)產業(yè)中的新質生產力如何體現，又如何進一步發(fā)展新質生產力，推動農業(yè)現代化建設？新京報記者采訪了中國農業(yè)大學副校長林萬龍，他表示，“在新的科技革命中，新質生產力正在快速改變農業(yè)的產業(yè)模式，在未來，還有更廣闊的應用前景。”
中國農業(yè)大學副校長林萬龍/新京報資料圖片
農業(yè)不再是人們想象的模樣
現代農業(yè)是什么樣的？當許多人對農業(yè)的印象，還停留在“面朝黃土背朝天”的勞動時，農業(yè)早已經發(fā)生了天翻地覆的變化。
盡管新質生產力是一個新的概念，但事實上，隨著新一輪科技革命的推進，農業(yè)的生產方式、產業(yè)模式，都在發(fā)生著劇烈的變化，“有國外學者認為，現代農業(yè)科技將有五大突破點，多學科交叉和系統(tǒng)方法、傳感技術、數據科學和信息科學、基因組學和精準育種、微生物組學。這些領域，看起來和土地上耕作的農業(yè)相距甚遠，但事實上，它們正在深刻地改變著現代農業(yè)?！?/p>
種業(yè)是農業(yè)的芯片，也是現代農業(yè)發(fā)展的利器，而生物、信息等技術的發(fā)展的應用，正在徹底改變育種模式，“過去育種，主要靠育種家對育種材料進行表型觀察，通過育種家的經驗、勞動和堅守，看看地里哪一株長得好，把它選出來，繼續(xù)培育。這種方式要耗費大量的人力物力，還有時間，一個品種的育成，往往要10年乃至更久，有時候還需要一點兒運氣?！绷秩f龍說，“但現在，隨著生物學的發(fā)展，我們對生物基因的認識越來越深入，再通過數字技術甚至人工智能，可以進行精準組合和匹配，然后再拿到田間驗證，這種以分子設計為依托，采用基于基因組選擇模型的表型預測，以及基因組定向改造技術，實現育種定制和智能決策的育種方式，可以成為精準育種，甚至可以是定制育種，我們需要抗旱的，就定制化地去培育抗旱的，需要耐冷的，就去精準培育耐冷的品種?！?/p>
這樣的場景，曾經只出現人人們的夢想中，但如今，已經成為現實，林萬龍說，“在動植物的育種中，大量的新技術正在快速應用，改變了傳統(tǒng)的育種模式，讓育種變得更精準、更快速，比如一個糧食作物新品種，過去需要10年才有可能育成，現在只需要3到5年。我們還有植物工廠，還可以繼續(xù)縮短植物育種的時間，在大田中，可能一年只能種1代或者2代，但在植物工廠，可以繁衍5、6代，選育的時間自然更短了?！?/p>
有智慧的農田是什么樣的
當前，人工智能技術發(fā)展迅速，在各個領域中發(fā)揮著越來越重要的作用，算力正在成為新的生產力，那么在傳統(tǒng)的農田中，人工智能是否有用武之地呢？
“智能化恰恰是農業(yè)發(fā)展的未來之一。”林萬龍說，無論種植業(yè)還是養(yǎng)殖業(yè)，智慧化生產方式，其實都已經在現實中落地。盡管完全無人的智慧農場、智慧牧場仍然很少，但不可否認的是，它們確實已經出現。
在農田中遍設傳感器，每一株作物都在全天候的監(jiān)控之下，水、肥、溫度的變化，病蟲害的發(fā)生……都可以在最快的時間內，反映到后臺，根據設置好的程序，自動補充水肥，調控溫度，無人機自動飛出，噴藥防治……
當人臉識別尚未普及的時候，在牧場中，豬臉識別技術和設備就已經開始運用，智慧化設備，可以精準識別每一頭牲畜，知道它是否進食、喝水，了解它的健康狀況……
“智能化的技術在農業(yè)上的應用已經非常廣泛，比如在奶牛、羊、豬的養(yǎng)殖中，已經有了很好的設備，比如監(jiān)測動物的傳感器，可以實時采集動物的數據，這些已經不是實驗室的研究項目，而是市場上銷售的產品?！绷秩f龍說，“還有農場中，后臺控制的除草機、植保無人機等。事實上，在整個農業(yè)生產中，從育秧到收割，每一個環(huán)節(jié)，都有智能化的設備，可以實現完全無人化管理。而且，這些技術和設備，正在快速地發(fā)展和提升，在不遠的將來，就可能真正普及到農業(yè)生產中，那時候的農業(yè)生產，將和現在完全不同。”
農業(yè)工廠里的未來農業(yè)場景
農業(yè)和工廠，兩個看似沒有關聯的概念，在現代農業(yè)技術的支撐下，正在互相融合。
當前，植物工廠技術發(fā)展迅速，在蔬菜生產、作物育種等多種領域發(fā)揮作用，林萬龍介紹，“植物工廠技術當前已經很成熟，并且在許多方面都有應用，許多人覺得植物工廠只能種植一些小型葉菜，但其實，水稻、玉米這樣的大田作物，也可以在植物工廠中種植，比如水稻，原本需要120天的生長期，在植物工廠里，只需要60天左右。農業(yè)生產中，有兩個重要的影響因素，一個是環(huán)境，典型的如天氣，常說農業(yè)靠天吃飯，就是因為它受天氣影響很大，第二個是植物自身的生長規(guī)律。而在植物工廠中，我們可以為植物營造最適合的環(huán)境，讓它完全發(fā)揮自身的潛力，長得更快、更好?！?/p>
動物也是工廠，在我國，高樓養(yǎng)豬已普遍出現，最高的達到26層，且已投入生產，“高樓養(yǎng)豬融匯了多個領域的技術成果，不只是把豬搬到了樓上。事實上，里面有工程學、數學、信息科學、環(huán)境科學等諸多領域的科學技術和設備，如在豬場中，已經可以實現機器人巡檢，不需要人觀察，既可以減少勞動投入，也能有效減少病菌侵入，效率也更高?！?/p>
工廠中，不只有種植和養(yǎng)殖，隨著現代技術的發(fā)展，人工合成食物已經成為現實，動物蛋白、植物蛋白、淀粉合成等技術，正在走出實驗室，走進工廠。“比如2021年，中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所，研發(fā)了新的人工淀粉合成途徑。該方法合成淀粉的效率約為玉米淀粉合成的8.5倍，理論上1 立方米大小的生物反應器中，每年淀粉生產量相當于約5畝玉米地?！?/p>
一個基于大食物觀的未來農業(yè)，正在漸漸成型，而這也將逐漸改變人類的膳食營養(yǎng)狀況，林萬龍說，“基于植物工廠、植物細胞工廠、動物細胞工廠、微生物細胞工廠、化學合成等新型生產模式，利用基因編輯、細胞培養(yǎng)、代謝調控、重組加工等技術，開發(fā)多元化、個性化的營養(yǎng)健康未來食品，是農業(yè)發(fā)展的趨勢之一。在這樣的趨勢下，未來的食品將是多元化的，有滿足生存需求的，更有滿足人們健康需求的，舉例來說，針對特殊群體的特殊農作物，如適合高血糖患者的大米、小麥，如今已經有很多品種。甚至未來還有可能出現基于健康大數據的營養(yǎng)定制，可以滿足每個人個性化的需求。”
改變人類健康的未來農業(yè)
作為第一產業(yè)，農業(yè)在許多方面，發(fā)揮著普通人并不了解的作用，如生態(tài)發(fā)展，種植業(yè)減排固碳、養(yǎng)殖業(yè)減污降碳、漁業(yè)減排增匯、可再生能源代替等，都在未來的生態(tài)綠色和可持續(xù)發(fā)展中，占據重要地位。
“隨著減肥節(jié)水等一系列技術的研發(fā)和應用，綠色作物生產，綠色種養(yǎng)循環(huán)，綠色產品產業(yè)等，最終都在影響著綠色生態(tài)環(huán)境的建設和維護。”林萬龍說，“值得注意的是，當前火熱的生物制造技術，也和農業(yè)息息相關，生物制造是以微生物細胞或以酶蛋白為催化劑，進行化學品合成、或以生物質為原料，轉化合成能源化學品與材料，促使能源與化學品脫離石油化學工業(yè)路線的新模式。生物制造技術的發(fā)展，可以從根本上改變傳統(tǒng)制造業(yè)的生產模式。如利用生物+醫(yī)藥、生物+化工、生物+能源、生物+輕工等全新生產方式，誕生出了一大批全新產品，如重組蛋白藥物、生物航空煤油、生物降解塑料等等，生物制造被認為具有引領‘第四次工業(yè)革命’的潛力，未來前景十分廣闊。據預測，全球生物制造產值接近30萬億美元。”
同時，農業(yè)還和人類的健康息息相關，林萬龍介紹，比如人獸共患病的防治，一直都是一個重大的公共衛(wèi)生工作，許多給人類健康帶來嚴重風險的疾病，最初都是從動物身上傳播而來的，所以我們國家這些年一直在推動關口前移、人病獸防等工作，同時通過科研攻關，在疾病防治、檢疫等各個環(huán)節(jié)，加強人獸共患病的預防。
現代生物學和醫(yī)學的發(fā)展，也讓農業(yè)更多參與到人類健康的保護中，林萬龍介紹，“比如我們在涿州的基地，養(yǎng)了很多豬，這些豬不是為了生產肉食，也不是為了研發(fā)養(yǎng)殖技術，而是用于開展人類發(fā)育和疾病研究等，我們有一個豬規(guī)模化基因編輯平臺，可以進行器官移植等各方面的研究，在心血管領域，人類和豬有非常高的接近性，世界上已經有將豬的心臟移植給人的成功案例，豬也是人類疾病研究中的典型模式生物之一，所以這方面的未來非常廣闊。”
新質生產力需要新的人才
上窮碧落下黃泉，科技創(chuàng)新驅動的新質生產力提升，正在全方位地改變著傳統(tǒng)的農業(yè)模式，也正在把科幻變成現實。
但農業(yè)的未來遠不止于此。林萬龍說，“我國是農業(yè)大國，但還不是農業(yè)強國，和世界上的農業(yè)強國相比，我們在許多方面都有差距，緊靠傳統(tǒng)生產力的提高，很難真正縮短這些差距，只有推動新質生產力的提升，才能更快實現農業(yè)強國建設、農業(yè)現代化建設的目標?！?/p>
怎樣才提升農業(yè)領域的新質生產力？林萬龍認為，人才培養(yǎng)是最重要的基礎之一。
“提升新質生產力，推動農業(yè)現代化建設，人才是關鍵，但未來需要怎樣的人才？首先要考慮的是，人才培養(yǎng)要瞄準什么樣的業(yè)態(tài)，是新業(yè)態(tài)還是傳統(tǒng)業(yè)態(tài)？人才培養(yǎng)要緊盯怎樣的科技，是前沿科技還是常規(guī)科技？我們要培養(yǎng)什么樣的人，是領軍的創(chuàng)新人才，還是普通的人才？答案很簡單，我們需要瞄準新的業(yè)態(tài)，盯緊前沿科技，培養(yǎng)領軍的創(chuàng)新人才?！绷秩f龍說。
如何培養(yǎng)這樣的人才，林萬龍表示，“我們當前正在嘗試許多新的方法，我們強化招生宣傳，在生源上要提高質量，創(chuàng)新培養(yǎng)模式，比如中國農業(yè)大學開創(chuàng)的科技小院，讓學生在一線的生產中學習和實踐，把論文寫在大地上，在生產中發(fā)現問題，解決問題。在專業(yè)布局和升級改造中，不再局限于那些傳統(tǒng)的涉農學科，而是推動多學科交叉融合，重構農科專業(yè)的新體系，比如農業(yè)智能裝備工程、獸醫(yī)公共衛(wèi)生、生物智能科學與工程、全球治理發(fā)展等，這些專業(yè)結合了農業(yè)科學、信息科學、醫(yī)學、工程科學等諸多領域，目的是培養(yǎng)真正跨學科的創(chuàng)新人才，當未來他們投身于農業(yè)，必然會改變農業(yè)的模樣，為農業(yè)新質生產力的提升提供巨大的動力?！?/p>
新京報記者 周懷宗
編輯 張樹婧 校對 柳寶慶返回搜狐，查看更多
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