·楊維才院士認為,目前關于植物如何適應氣候變化的基礎研究非常少,未來需要加強相關植物分子機理的研究。同時,他也贊同繼續挖掘自然界存在的優異基因資源的觀點,并認為需要為此鉆研新的技術。
10月14日-17日,2023未來科學大獎周科學峰會在香港舉行。期間,騰訊新聞《一起來嘮科》聯合未來科學論壇聚焦峰會議題“面向未來農業的植物研究”,舉行了一場直播活動。
10月14日晚,中國科學院院士、中國科學院分子植物科學卓越創新中心主任、作物基因組與遺傳學家韓斌,中國科學院院士、崖州灣實驗室副主任、國家作物種質資源庫主任、稻種資源專家錢前,中國科學院院士、中國科學院遺傳與發育生物學研究所所長、發展中國家科學院院士、植物發育生物學家楊維才,與中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員田志喜,共同探討在極端氣候頻發和人工智能火爆的當下,農業如何更好地發展。
三位院士均認為,極端天氣頻發給未來農業的發展帶來了極大挑戰。韓斌表示,需培養全能型植物,并綜合運用現有技術,促進農業發展。錢前認為,可以從現有的種植資源中發掘可以適應環境變化的基因。楊維才提出,未來需要加強關于植物如何適應氣候變化的基礎研究。
三位院士表示,人工智能在農業領域的探索空間非常廣闊。韓斌認為,高效的農業監測系統很重要,人工智能可以在這方面提供支持。
極端氣候頻發,未來農業如何應對?
近年來,世界極端氣候頻發。2023年9月,聯合國秘書長古特雷斯發出警告:“氣候崩潰已經開始。”而農業正是高度依賴氣候而發展的領域,溫度、水分、環境等農業的基本要素都正遭遇挑戰。
韓斌院士表示,全球氣候變暖導致極端天氣頻發,給農業帶來極大危害。據其介紹,地球上的植物經過了1000萬年,甚至上億年的進化,才適應了地球環境。人類馴化的幾大作物有1萬多年歷史,在漫長的進化和馴化的雙重選擇壓力下,我們才能按季節收獲糧食。但是,現在全球氣候變化的速度和植物進化、人類選擇的速度完全不相適應。
“這樣一來,我們需要培養全能型的植物,旱時耐旱、澇時耐澇。另一方面,人類現在有這么多生物學、植物學知識、栽培的經驗,化肥工業、農藥生產等產業能力也變強了,能不能把這些技術綜合運用起來,培育出高效的抗病抗逆的作物,也是一個探索方向。”韓斌說。
錢前院士表示,種植資源十分重要,科學家可以從中發掘出大量的基因,應對氣候變化。他舉了兩個例子:20世紀80年代,由于經常冷旱,黑龍江每年的種植面積只有約200萬畝,后來,中國科學家在印度尼西亞的熱帶水稻中發現了優良的基因,導入黑龍江的水稻品種中,黑龍江成了中國最主要的產糧地。錢前的家鄉在長江邊,經常遭遇洪災,科學家們發現了一個耐淹的品種,對之后長江流域幼苗的培育產生重大的影響。
楊維才院士提到,全球氣候變化對農業科學提出了新的課題,育種從關注產量轉向關注品質。今年6月他去荷蘭,當地連續下了三天大雨,田里的水不是金黃色的,而是黑色的,因為滋生了很多霉菌。植物如何適應這樣的環境,是未來植物抗病科學需要解決的問題。
另一方面,楊維才認為,目前關于植物如何適應氣候變化的基礎研究非常少,未來需要加強相關植物分子機理的研究。同時,他也贊同繼續挖掘自然界存在的優異基因資源的觀點,并認為需要為此鉆研新的技術。
人工智能與傳統農業如何結合?
當下,人工智能(AI)正在各行各業掀起變革。最前沿的技術和最古老的產業會擦出怎樣的火花?
楊維才表示,人工智能是近代的技術突破,但在農業領域的應用目前仍然很少。將來可以應用的場景包括了解莊稼的生長狀況,進行遠程的觀察判斷,實現智慧農業的決策。“未來人們只需要坐在電腦前面就知道農場的情況,自動化機器人代替人在農場勞作。”楊維才說,“不過其中也存在投入和產出的問題,國家可能需要從法律法規等各方面促進大農場的發展,這樣人工智能才能有更廣闊的應用場景。”
錢前認為,未來人工智能會在農業領域占主導地位。“種植資源需要數字化,可以為農業操作提供很大的輔助。具體如何應用還需要探索。”
韓斌則認為,人工智能在農業上應用,可以和醫學研究相類比,在醫學研究中,人工智能可以幫助預測人類健康,輔助進行疾病的治療,未來在植物的改良上,人工智能也能發揮類似的作用。“這一步是非常難的,醫學領域投入的人力和物力更大。”
農業還可以結合大數據來發展。“發掘優質高產、抗病、抗逆等基因,人工智能是一個很好的手段。”韓斌說,另一方面,大數據時代下,高效的農業監測系統很重要。現在很多國家的農業預警機制不夠成熟,“據我所知,土壤的酸堿性、氣候的變化、病蟲害的信息,農民現在不知道這些信息由誰發布,我認為需要人工智能大數據的支持。”
“農業研究一定要用好大數據。同時也不能離開作物的性狀,基本的生物學知識,不能什么都相信ChatGPT(OpenAI研發的一款聊天機器人程序)。”他說。







