“智能育種是中國農業(yè)領域的前沿之一，尤其是在大數(shù)據整合和模型開發(fā)方面，我們有信心在未來兩三年內實現(xiàn)人工智能在育種實際應用上的根本性突破。”近日，中國農業(yè)大學校長、中國工程院院士孫其信在接受《中國科學報》采訪時指出。

孫其信表示，在智能育種時代，中國的研究世界是同步的，“在個別領域，我們已經快了半步”。

他還提到，目前中國在農業(yè)領域的研究生教育質量已與國際水平相當，“過去，出國學習幾乎是獲取先進農業(yè)技術的唯一途徑，而現(xiàn)在，國內任何一所涉農機構都能夠接觸到最前沿的科研成果，并參與到科技創(chuàng)新中來，這為我們未來農業(yè)的科技創(chuàng)新提供了堅實的人才基礎。”

迎來智能育種新時代

隨著育種研究進入基因和分子時代，基因和大數(shù)據模型進行融合，將來帶來一場育種技術的革命。愛思唯爾發(fā)布《全球高校與科研機構農業(yè)與生物科技創(chuàng)新貢獻報告》顯示，中國農業(yè)領域科研產出量，致力于作物遺傳學、育種技術和生物技術應用的研究，開發(fā)適應不同農業(yè)氣候條件的高產、抗病作物品種。

孫其信分享了中國農業(yè)大學與華為集團四年前的戰(zhàn)略合作，當時雙方探討了用人工智能技術革新育種技術的可能性。

如今，這一設想已在崖州灣國家實驗室和中國農業(yè)大學的研究中部分實現(xiàn)。雖然面臨大量投入的挑戰(zhàn)，但在整合基因型數(shù)據、表現(xiàn)型數(shù)據和智能大數(shù)據方面，已經取得了初步進展。

“我們整合了現(xiàn)有的田間表現(xiàn)型數(shù)據、2000份小麥的基因信息，構建了一個算法模型，明確哪些指標會讓做饅頭更好、哪些指標做面包更好，這樣可用于指導育種家進行品種選擇。這雖然是一個小步，但在人工智能技術的應用上已經邁出了重要的一步。”孫其信說。

“我們正在見證一場農業(yè)科技革命，”孫其信說，“我們堅信這一技術將推動農業(yè)科技和農業(yè)生產系統(tǒng)的革命性變化，真正實現(xiàn)農業(yè)的綠色轉型和可持續(xù)發(fā)展。”

他強調，中國農業(yè)大學將繼續(xù)加大對這一領域的投入，與企業(yè)合作，推動人工智能技術與現(xiàn)代生物育種技術的結合，實現(xiàn)“BT+IT”的跨學科整合。

培養(yǎng)新一代農業(yè)創(chuàng)新人才

人工智能技術的日益成熟和在各行各業(yè)的不斷滲透，對大學的教育提出了全新的挑戰(zhàn)，即如何培養(yǎng)人工智能時代的新一代科技創(chuàng)新人才和適應產業(yè)需要的人才。

孫其信透露，中國農業(yè)大學從去年開始，在除了布局直接與人工智能大數(shù)據相關的專業(yè)之外，還實施了“人工智能+”的專業(yè)升級，即將原有的傳統(tǒng)農業(yè)專業(yè)附加人工智能的輔修專業(yè)，例如經濟學專業(yè)可以輔修AI課程，最終學生將獲得兩個學位證。

當前，中國農業(yè)大學加大人工智能技術與農業(yè)技術和場景的融合交叉創(chuàng)新，“我前不久收到一封來自學生創(chuàng)業(yè)團隊的郵件，我們學校的一批研究生成立了一個AI助農的創(chuàng)新團隊，短短一年，他們已經和全國十幾個省的農場和機構建立合作，用他們研發(fā)的人工智能的決策支持系統(tǒng)，輔助農戶或地方政府進行農業(yè)決策。”孫其信說。

他還表達了對農業(yè)教育和人才發(fā)展的信心。據孫其信介紹，目前考生在選擇專業(yè)時，對中國農業(yè)大學呈現(xiàn)出兩大熱點趨勢：一是與人工智能信息技術和生物育種相關專業(yè)備受青睞，這些專業(yè)在今年的招生中吸引了最為優(yōu)秀的生源；二是傳統(tǒng)農學、獸醫(yī)及動物科學等專業(yè)同樣受到追捧，顯示了新一代學子對農業(yè)領域的濃厚興趣。

“這表明，在當前的經濟發(fā)展背景下，農業(yè)作為可持續(xù)投資與發(fā)展的重要領域，依然保持著強大的吸引力。”孫其信他認為，相較于工業(yè)領域，農業(yè)始終存在需求缺口，并且具有長期穩(wěn)定的需求特性，比如糧食消費，每年都需要持續(xù)供應。“今年，中國農業(yè)大學的農學專業(yè)在生源質量排名中名列前茅，這也反映出越來越多的學生對現(xiàn)代農業(yè)技術和科學研究抱有濃厚的興趣。”

關注氣候變化與糧食安全

今年7月，聯(lián)合國多家機構聯(lián)合發(fā)布的2024年《世界糧食安全和營養(yǎng)狀況》報告顯示，2023年，全球約有7.33億人面臨饑餓；在世界糧食計劃署開展行動的71個國家中，有3.09億人面臨突發(fā)性糧食不安全狀況。

面對嚴峻的全球糧食安全形勢，孫其信表示，糧食不安全不僅體現(xiàn)在某些地區(qū)真正的糧食短缺，還涉及到經濟欠發(fā)達地區(qū)無法負擔糧食進口費用的問題，區(qū)域沖突和政治沖突也導致糧食難以從生產地運送到需要的地方。“糧食不安全的另一個重要方面是營養(yǎng)不良，特別是在經濟欠發(fā)達地區(qū)，食物種類單一導致營養(yǎng)失衡，”孫其信補充道。

從全球不同地區(qū)的模型測算來看，在現(xiàn)有糧食生產技術水平下，平均氣溫比工業(yè)革命前每上升1度，糧食產量平均會下降6%至8%。談到氣候變化對糧食生產的影響，孫其信認為氣候變化的影響是深遠且逐步的，既有積極的一面，也有負面的一面。他舉例說：“過去黑龍江溫度偏低，就是一年的積溫不夠，不能種水稻。但一些區(qū)域因為溫度上升，帶來熱量增加，第三積溫帶一年的有效積溫增加了100度，反而可以種植水稻。”

然而，氣候變化帶來的負面影響更為顯著，特別是極端氣候事件對農業(yè)生產造成了巨大的沖擊?！度蚋咝Ｅc科研機構農業(yè)與生物科技創(chuàng)新貢獻報告》也指出，從宏觀視角審視，氣候變化已成為農業(yè)研究的背景音，極端天氣、農業(yè)災害頻發(fā)及低碳減排需求迫切，對糧食安全構成了嚴峻挑戰(zhàn)。

“近幾年，尤其是今年，中國和全球的極端天氣極其頻繁，氣候的不可預測性和突發(fā)性給農業(yè)生產帶來了巨大的損失。”他說。

孫其信提到，今年有一個新詞叫玉米“超短裙”，指的就是玉米的苞葉比正常短一截，玉米棒子裸露在空氣中，看上去就像玉米穿上了“超短裙”。原因是今年六、七月份，河南、山東地區(qū)出現(xiàn)了短時的干旱和高溫天氣，對整個夏玉米的產量產生了嚴重影響。

此外，2023年河南的“爛場雨”導致小麥產量大幅下降，今年南美洲嚴重干旱，都對糧食生產系統(tǒng)構成了嚴重的威脅。

孫其信呼吁，全球高度關注未來氣候變化情景下的農業(yè)生產轉型和糧食安全問題，“我們必須在全球范圍內關注未來氣候變化情景下如何確保糧食安全。”