以“智慧”赋能每一粒种子

• 外汇
• 2小时之前
• 0
• 1

　　■本报记者 张巍 赵琳文/摄

　　新学期，东北农业大学的实验田里，大豆、马铃薯长势喜人。这片田野中的每一粒种子，从育种到成熟，全程都受到“科技组合拳”的精心呵护。东北农业大学农学院系奏响智慧农业“新乐章”，全力打造智能育种平台，加速优质种子培育，为农业高质量发展注入强劲科技动力。

　　育种周期从10年缩至2年

　　科技“魔法屋”成“加速器”

　　过去，“十年磨一种”是育种界的常态。如今，东农智慧农业系杨明亮团队实现了育种效率质的飞跃，仅用两年就完成了育种工作。这一突破的关键，就藏在作物信息实验室的育种实验舱里，这些充满科技感的“魔法屋”正悄然改变着农业育种的进程。

　　智慧农业系副教授胡振帮介绍：“育种实验舱内配备蓝紫光源、温度传感器和湿度传感器，可通过电脑精准调控。我们通过控制光周期，实现快速育种。”该实验室设有8个培养舱，依托精准可控的人工气候系统，舱内用定制化蓝紫光组合灯光模拟自然日照节律，配合温湿度传感器实现环境参数的毫秒级调控。依据作物光周期设定光照时长，能缩短作物生理期，实现种子加代繁殖。

　　这些育种“加速器”不仅能模拟寒地黑土到热带雨林的多种气候，还能模拟干旱、盐碱等场景，为抗疫作物育种提供有力数据支撑。目前，东北农大已建成20多个这样的实验室。科研人员通过智慧化系统远程操控，让幼苗在专属小气候中生长，师生还能通过手机查看种子光合利用率的差异。

　　以大豆为例，传统育种方式受自然条件限制，在北方一年仅能种植一代。在育种实验舱内，通过精准控制光周期，一年便可完成4至5代加速育种。这大幅缩短了育种周期，让科研人员能在更短时间内筛选出稳定的育种资源。目前，借助实验舱培育的多个大豆新品系，在大田测验中表现优异，产量显著提高、抗倒伏能力也有所增强，为保障粮食安全提供了有力支持。东北农业大学农学院智慧农业系主任魏峭嵘表示，依托先进的智慧农业装备，学校成功培育出东农豆271、284等一系列高产优质、适应性强的明星品种，创制高耐盐碱新种质200余份，申请新品种权10余项。“我们显著加快了育种进程，每年均有大量水稻、玉米、大豆、马铃薯等新品种顺利通过审定。我们期望这些成果能够服务于国家战略，有力推动龙江农业的可持续发展。”

　　AI驱动植物表型平台 “智慧电子眼”指导农业生产

　　与育种实验舱协同发力的植物表型平台，堪称农业生产的“智慧之眼”。东北农业大学紧扣育种核心需求，构建起植物表型平台与园区管控一体化系统，对传感器采集的数据进行系统整理和深度分析，实现了大数据、物联网与农业生产的有机融合。

　　“植物表型采集就像拍CT，相当于给作物拍了无数张叶绿素的荧光相片，通过图像能反映出叶绿素和花青素的含量，而这些含量反映的是植物的长势和其对逆境的反应。植物表型平台采集的各种指标是农业科研的‘数据宝库’。”胡振帮指着一套大型装备介绍。

　　该系统整合了温室高通量监测系统与田间轨道式采集设备，通过高光谱传感器、三维激光扫描仪等设备，构建起一体化数据采集网络，如同为幼苗配备了“智能管家”和电子眼。“以前都是人工在田里拍照采集植物表型，现在有了这些现代化设备，在田间和温室里采集表型时，一走一过就能获取作物的颜色变化、冠层信息、长势信息和生理指标，这些信息有助于科研人员完成作物育种。”

　　汇入“超级大脑”，经深度整合和智能分析后，能精准绘制耕地“数据画像”，实现对园区作物生长环境的精准管控，精准判断作物生长状况，为后续研发提供决策依据。例如，检测到作物叶片光谱数据异常时，可及时发现营养缺失问题，为精准施肥提供依据。通过图像识别技术识别叶片病斑特征，也能快速判断病虫害类型并给出防治方案。在一大型农场，通过植物表型平台监测，提前发现了玉米大斑病的早期迹象，指导农户及时防治，避免了病害大规模爆发，保障了玉米产量。

　　目前，东北农业大学表型园区已承担国家自然科学基金重点项目等12项重大课题，累计解析表型数据超200万组。在东农，从一粒种子到成熟作物的AI之旅，让科研人员能在更早阶段、基于更大数据量进行精准判断，加速实现从实验室突破到田间丰收的闭环。“将来会有越来越多的智慧农业场景铺展在龙江大地，为端好‘中国饭碗’注入更强大的科技动能。”胡振帮对智慧农业赋能农业新质生产力充满期待。

　　“智慧”赋能新质生产力 精准绘制耕地“数据画像”

　　在科技兴农的浪潮中，东北农业大学智慧农业系凭借育种实验舱与植物表型平台的协同发力，积极探索智慧农场关键技术和装备集成应用，通过先进算法精准预测丰收，利用无人机精细绘制稻田地图，形成可视化大数据平台和耕地“数字画像”，为千年农耕文明注入了新的活力。

　　魏峭嵘介绍，智慧农业专业在传统农科专业基础上实现深度学科交叉，利用现代化生物技术、信息技术、工程技术、现代农业管理，带动农业机械化与自动化、生物信息学、数据科学与大数据技术等专业协同发展，培养创新型、复合型人才。学生通过操作无人机收集数据，进行全覆盖监测。专家团队将育种实验舱与植物表型平台的成果，通过平台数据指导，实现了标准化治理。建立的农业基础资源要素可视化大数据平台，形成了项目农场的农业资源要素“数字画像”，为土地流转、精准选种、配方施肥提供依据。

　　据悉，智慧农业系科研团队已发表高水平论文45篇，制作农业模型10个、农业处方图9个、农业数据集4个；申请或授权发明专利15项，引进或培育高层次人才2人，实际应用校验基地覆盖9个市县、2个农场，获批科研课题13项；研发了国内首台大豆单株考种系统，研制了制种田杂株识别模型；智慧育种研究室创制的种质资源更容易转化，可提高生物育种转化效率近10%，还创制了国内首个大豆DH单倍体材料。

　　这个暑假，智慧农业系副教授张忠臣带领研究生前往普阳农场开展水稻数据测验工作，通过获取准确的水稻生长数据，让农场能够更科学地评估不同品种的适应性和高产潜力，为优化种植方案、攻克技术难题提供方向。当传统农耕文明与现代科技文明在黑土地交相辉映，一幅“田成方、路成网、机成行、数成流”的智慧农业新画卷，正在龙江大地上徐徐展开。在科技创新的驱动下，“中国饭碗”被端得更稳、更牢。