新聞動(dòng)態(tài)
林萬龍：新質(zhì)生產(chǎn)力正在改變農(nóng)業(yè)
在許多人固有的印象之外，今天的農(nóng)業(yè)正在發(fā)生夢(mèng)一般的變化，利用人工智能的精準(zhǔn)育種，操控?zé)o人機(jī)在空中噴藥，駕駛大器械在平原上縱橫……
2024年政府工作報(bào)告提出，大力推進(jìn)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。作為第一產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的新質(zhì)生產(chǎn)力如何體現(xiàn)，又如何進(jìn)一步發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)？新京報(bào)記者采訪了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)林萬龍，他表示，“在新的科技革命中，新質(zhì)生產(chǎn)力正在快速改變農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)模式，在未來，還有更廣闊的應(yīng)用前景?！?/p>
農(nóng)業(yè)不再是人們想象的模樣
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是什么樣的？當(dāng)許多人對(duì)農(nóng)業(yè)的印象，還停留在“面朝黃土背朝天”的勞動(dòng)時(shí)，農(nóng)業(yè)早已經(jīng)發(fā)生了天翻地覆的變化。
盡管新質(zhì)生產(chǎn)力是一個(gè)新的概念，但事實(shí)上，隨著新一輪科技革命的推進(jìn)，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)模式，都在發(fā)生著劇烈的變化，“有國(guó)外學(xué)者認(rèn)為，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技將有五大突破點(diǎn)，多學(xué)科交叉和系統(tǒng)方法、傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)和信息科學(xué)、基因組學(xué)和精準(zhǔn)育種、微生物組學(xué)。這些領(lǐng)域，看起來和土地上耕作的農(nóng)業(yè)相距甚遠(yuǎn)，但事實(shí)上，它們正在深刻地改變著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)?！?/p>
種業(yè)是農(nóng)業(yè)的芯片，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的利器，而生物、信息等技術(shù)的發(fā)展的應(yīng)用，正在徹底改變育種模式，“過去育種，主要靠育種家對(duì)育種材料進(jìn)行表型觀察，通過育種家的經(jīng)驗(yàn)、勞動(dòng)和堅(jiān)守，看看地里哪一株長(zhǎng)得好，把它選出來，繼續(xù)培育。這種方式要耗費(fèi)大量的人力物力，還有時(shí)間，一個(gè)品種的育成，往往要10年乃至更久，有時(shí)候還需要一點(diǎn)兒運(yùn)氣。”林萬龍說，“但現(xiàn)在，隨著生物學(xué)的發(fā)展，我們對(duì)生物基因的認(rèn)識(shí)越來越深入，再通過數(shù)字技術(shù)甚至人工智能，可以進(jìn)行精準(zhǔn)組合和匹配，然后再拿到田間驗(yàn)證，這種以分子設(shè)計(jì)為依托，采用基于基因組選擇模型的表型預(yù)測(cè)，以及基因組定向改造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)育種定制和智能決策的育種方式，可以成為精準(zhǔn)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(zhǔn)培育耐冷的品種?！?/p>
這樣的場(chǎng)景，曾經(jīng)只出現(xiàn)人人們的夢(mèng)想中，但如今，已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，林萬龍說，“在動(dòng)植物的育種中，大量的新技術(shù)正在快速應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的育種模式，讓育種變得更精準(zhǔn)、更快速，比如一個(gè)糧食作物新品種，過去需要10年才有可能育成，現(xiàn)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(shí)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(shí)間自然更短了。”
有智慧的農(nóng)田是什么樣的
當(dāng)前，人工智能技術(shù)發(fā)展迅速，在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用，算力正在成為新的生產(chǎn)力，那么在傳統(tǒng)的農(nóng)田中，人工智能是否有用武之地呢？
“智能化恰恰是農(nóng)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(chǎn)方式，其實(shí)都已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中落地。盡管完全無人的智慧農(nóng)場(chǎng)、智慧牧場(chǎng)仍然很少，但不可否認(rèn)的是，它們確實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)。
在農(nóng)田中遍設(shè)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(shí)間內(nèi)，反映到后臺(tái)，根據(jù)設(shè)置好的程序，自動(dòng)補(bǔ)充水肥，調(diào)控溫度，無人機(jī)自動(dòng)飛出，噴藥防治……
當(dāng)人臉識(shí)別尚未普及的時(shí)候，在牧場(chǎng)中，豬臉識(shí)別技術(shù)和設(shè)備就已經(jīng)開始運(yùn)用，智慧化設(shè)備，可以精準(zhǔn)識(shí)別每一頭牲畜，知道它是否進(jìn)食、喝水，了解它的健康狀況……
“智能化的技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，比如在奶牛、羊、豬的養(yǎng)殖中，已經(jīng)有了很好的設(shè)備，比如監(jiān)測(cè)動(dòng)物的傳感器，可以實(shí)時(shí)采集動(dòng)物的數(shù)據(jù)，這些已經(jīng)不是實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目，而是市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品?！绷秩f龍說，“還有農(nóng)場(chǎng)中，后臺(tái)控制的除草機(jī)、植保無人機(jī)等。事實(shí)上，在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，從育秧到收割，每一個(gè)環(huán)節(jié)，都有智能化的設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)完全無人化管理。而且，這些技術(shù)和設(shè)備，正在快速地發(fā)展和提升，在不遠(yuǎn)的將來，就可能真正普及到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，那時(shí)候的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將和現(xiàn)在完全不同?！?/p>
農(nóng)業(yè)工廠里的未來農(nóng)業(yè)場(chǎng)景
農(nóng)業(yè)和工廠，兩個(gè)看似沒有關(guān)聯(lián)的概念，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的支撐下，正在互相融合。
當(dāng)前，植物工廠技術(shù)發(fā)展迅速，在蔬菜生產(chǎn)、作物育種等多種領(lǐng)域發(fā)揮作用，林萬龍介紹，“植物工廠技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)很成熟，并且在許多方面都有應(yīng)用，許多人覺得植物工廠只能種植一些小型葉菜，但其實(shí)，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(zhǎng)期，在植物工廠里，只需要60天左右。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，有兩個(gè)重要的影響因素，一個(gè)是環(huán)境，典型的如天氣，常說農(nóng)業(yè)靠天吃飯，就是因?yàn)樗芴鞖庥绊懞艽螅诙€(gè)是植物自身的生長(zhǎng)規(guī)律。而在植物工廠中，我們可以為植物營(yíng)造最適合的環(huán)境，讓它完全發(fā)揮自身的潛力，長(zhǎng)得更快、更好?！?/p>
動(dòng)物也是工廠，在我國(guó)，高樓養(yǎng)豬已普遍出現(xiàn)，最高的達(dá)到26層，且已投入生產(chǎn)，“高樓養(yǎng)豬融匯了多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)成果，不只是把豬搬到了樓上。事實(shí)上，里面有工程學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，如在豬場(chǎng)中，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人巡檢，不需要人觀察，既可以減少勞動(dòng)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(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，人工合成食物已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，動(dòng)物蛋白、植物蛋白、淀粉合成等技術(shù)，正在走出實(shí)驗(yàn)室，走進(jìn)工廠。“比如2021年，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)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(yīng)器中，每年淀粉生產(chǎn)量相當(dāng)于約5畝玉米地?！?/p>
一個(gè)基于大食物觀的未來農(nóng)業(yè)，正在漸漸成型，而這也將逐漸改變?nèi)祟惖纳攀碃I(yíng)養(yǎng)狀況，林萬龍說，“基于植物工廠、植物細(xì)胞工廠、動(dòng)物細(xì)胞工廠、微生物細(xì)胞工廠、化學(xué)合成等新型生產(chǎn)模式，利用基因編輯、細(xì)胞培養(yǎng)、代謝調(diào)控、重組加工等技術(shù)，開發(fā)多元化、個(gè)性化的營(yíng)養(yǎng)健康未來食品，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)之一。在這樣的趨勢(shì)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(duì)特殊群體的特殊農(nóng)作物，如適合高血糖患者的大米、小麥，如今已經(jīng)有很多品種。甚至未來還有可能出現(xiàn)基于健康大數(shù)據(jù)的營(yíng)養(yǎng)定制，可以滿足每個(gè)人個(gè)性化的需求?！?/p>
改變?nèi)祟惤】档奈磥磙r(nóng)業(yè)
作為第一產(chǎn)業(yè)，農(nóng)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(jù)重要地位。
“隨著減肥節(jié)水等一系列技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，綠色作物生產(chǎn)，綠色種養(yǎng)循環(huán)，綠色產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)等，最終都在影響著綠色生態(tài)環(huán)境的建設(shè)和維護(hù)。”林萬龍說，“值得注意的是，當(dāng)前火熱的生物制造技術(shù)，也和農(nóng)業(yè)息息相關(guān)，生物制造是以微生物細(xì)胞或以酶蛋白為催化劑，進(jìn)行化學(xué)品合成、或以生物質(zhì)為原料，轉(zhuǎn)化合成能源化學(xué)品與材料，促使能源與化學(xué)品脫離石油化學(xué)工業(yè)路線的新模式。生物制造技術(shù)的發(fā)展，可以從根本上改變傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)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(chǎn)方式，誕生出了一大批全新產(chǎn)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(rèn)為具有引領(lǐng)‘第四次工業(yè)革命’的潛力，未來前景十分廣闊。據(jù)預(yù)測(cè)，全球生物制造產(chǎn)值接近30萬億美元?！?/p>
同時(shí)，農(nóng)業(yè)還和人類的健康息息相關(guān)，林萬龍介紹，比如人獸共患病的防治，一直都是一個(gè)重大的公共衛(wèi)生工作，許多給人類健康帶來嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)的疾病，最初都是從動(dòng)物身上傳播而來的，所以我們國(guó)家這些年一直在推動(dòng)關(guān)口前移、人病獸防等工作，同時(shí)通過科研攻關(guān)，在疾病防治、檢疫等各個(gè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)人獸共患病的預(yù)防。
現(xiàn)代生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，也讓農(nóng)業(yè)更多參與到人類健康的保護(hù)中，林萬龍介紹，“比如我們?cè)阡弥莸幕?，養(yǎng)了很多豬，這些豬不是為了生產(chǎn)肉食，也不是為了研發(fā)養(yǎng)殖技術(shù)，而是用于開展人類發(fā)育和疾病研究等，我們有一個(gè)豬規(guī)?；蚓庉嬈脚_(tái)，可以進(jìn)行器官移植等各方面的研究，在心血管領(lǐng)域，人類和豬有非常高的接近性，世界上已經(jīng)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(zhì)生產(chǎn)力需要新的人才
上窮碧落下黃泉，科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的新質(zhì)生產(chǎn)力提升，正在全方位地改變著傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)模式，也正在把科幻變成現(xiàn)實(shí)。
但農(nóng)業(yè)的未來遠(yuǎn)不止于此。林萬龍說，“我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，但還不是農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)，和世界上的農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)相比，我們?cè)谠S多方面都有差距，緊靠傳統(tǒng)生產(chǎn)力的提高，很難真正縮短這些差距，只有推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力的提升，才能更快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)建設(shè)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的目標(biāo)。”
怎樣才提升農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的新質(zhì)生產(chǎn)力？林萬龍認(rèn)為，人才培養(yǎng)是最重要的基礎(chǔ)之一。
“提升新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，人才是關(guān)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(zhǔn)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(lǐng)軍的創(chuàng)新人才，還是普通的人才？答案很簡(jiǎn)單，我們需要瞄準(zhǔn)新的業(yè)態(tài)，盯緊前沿科技，培養(yǎng)領(lǐng)軍的創(chuàng)新人才。”林萬龍說。
如何培養(yǎng)這樣的人才，林萬龍表示，“我們當(dāng)前正在嘗試許多新的方法，我們強(qiáng)化招生宣傳，在生源上要提高質(zhì)量，創(chuàng)新培養(yǎng)模式，比如中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)開創(chuàng)的科技小院，讓學(xué)生在一線的生產(chǎn)中學(xué)習(xí)和實(shí)踐，把論文寫在大地上，在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。在專業(yè)布局和升級(jí)改造中，不再局限于那些傳統(tǒng)的涉農(nóng)學(xué)科，而是推動(dòng)多學(xué)科交叉融合，重構(gòu)農(nóng)科專業(yè)的新體系，比如農(nóng)業(yè)智能裝備工程、獸醫(yī)公共衛(wèi)生、生物智能科學(xué)與工程、全球治理發(fā)展等，這些專業(yè)結(jié)合了農(nóng)業(yè)科學(xué)、信息科學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程科學(xué)等諸多領(lǐng)域，目的是培養(yǎng)真正跨學(xué)科的創(chuàng)新人才，當(dāng)未來他們投身于農(nóng)業(yè)，必然會(huì)改變農(nóng)業(yè)的模樣，為農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的提升提供巨大的動(dòng)力。”
