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巡检机器人和科研仪器共享平台促进国家种业创新

发布时间:2024-05-10人气:

一提到三亚,人们往往首先想到的是阳光、沙滩、椰林。以下数据却鲜为人知:早在20世纪50年代,就有大批农业科技人员每年9月至翌年5月,“追着太阳跑”到三亚一带的“天然大温室”进行育种工作。新中国成立以来育成的2万多个农作物新品种,超70%经过南繁孕育。南繁是指每年秋冬季节,将农作物品种带到海南等我国南方光温条件适宜的地区,从事农作物品种选育、种子生产加代和种质鉴定等活动的方法。目前,全国29个省份800多家南繁单位在海南设立稳定的科研育种基地,数十名育种领域的院士及近万名科技人员常年奔走在南繁基地。

2018年,习近平总书记在海南考察时来到国家南繁科研育种基地,强调国家南繁科研育种基地是国家宝贵的农业科研平台,一定要建成集科研、生产、销售、科技交流、成果转化为一体的服务全国的“南繁硅谷”。2022年,习近平总书记在位于三亚市崖州湾科技城的崖州湾种子实验室考察调研时指出,要围绕保障粮食安全和重要农产品供给集中攻关,实现种业科技自立自强、种源自主可控,用中国种子保障中国粮食安全。

海南牢记总书记殷殷嘱托,坚定不移推进南繁种业高质量发展,加快建设国家重大科技创新平台,积极服务打赢种业翻身仗的国家战略。日前,记者走访三亚崖州湾科技城,探究新技术、新模式、新场景不断在南繁基地“上新”,向“种”图强的基础不断夯实。

新技术:智慧南繁破解“三难三烦”

4月底,三亚市崖州区(坝头)南繁公共试验基地艳阳高照。白色防鸟网笼罩下的试验田内,有的水稻还未成熟,尚显青葱;有的稻穗低垂,满目金黄,稻香四溢。“这是‘京粳香8号’高质高产示范方,这个品种产量高,抗倒性好,煮出的米饭香、口感佳,目标产量是亩产600公斤。”南京农业大学三亚研究院基地负责人袁世峰告诉记者。

试验田边上立着的一块大显示屏上,实时显示着田里的各项数据,包括肥力、墒情、虫情等信息。“‘南繁南繁,又难又烦’已经成了历史,目前已步入智慧南繁时代!”袁世峰指着显示屏说。

站在田埂上,放眼望去,试验田里安装着多个传感器和摄像头,一个酷似玩具车的稻情巡检机器人正来回移动。据介绍,稻情巡检机器人搭载了深度相机、激光雷达等多个传感器,犹如田间哨兵,能在巡检过程中精确感知田块环境与作物长势,为农业全过程标准化种肥水药处方指导提供支撑。

“因为自主获取和实时分析多尺度、多角度的农田信息,科研人员可以实时监测、收集作物表型信息并上传数据平台。这样种地不仅轻松高效,而且通过分析累积的全年大数据,可为今后水稻种植优选最佳模式。”袁世峰表示。

过去常说,南繁事业有“三难三烦”,“三难”是指落实用地难、保障生物安全难、配套设施合规难;“三烦”包括烦材料易丢失、烦农田水利设施差、烦生活保障跟不上。现在26.8万亩南繁用地全部纳入永久基本农田予以重点保护,并已全部建成高标准农田,科研人员可以通过手机“云选地”,再通过南繁服务站“云种地”,“育繁推”全流程都有了保障。

在南繁服务站(坡田洋)一楼,服务站负责人孙吉先拿出手机打开共享用地服务平台,只见地图上的已租地块和可租地块用不同颜色标示。点击地块后,面积、租金、配套水利和道路设施、土壤肥力一目了然,还能通过VR身临其境般看地。

孙吉先说:“以前科研人员为了找到理想的南繁用地,需在各个村庄来回奔波,实地察看地块情况。现在我们搭建了信息化服务平台,科研单位和企业登录后,不仅可以线上选地,还可以从线上找农田、找农机、找工人、买农资等,科研人员即便不在基地,也能获得从播种到收获的全链条服务。”

走进南繁服务站(坡田洋)这栋三层小楼,记者看到宿舍、工具仓储室、试验室、餐厅、农用无人机、田间的各种设备一应俱全,可以满足科研人员生产生活需求,拎包即可入住。孙吉先表示,现在宿舍、仓库供不应求,每年早早就被预订一空,今年计划做部分改造,为科研人员提供更多便利。

新模式:联合攻关超越“单打独斗”

走进海南省种业实验室,曹晓风院士工作站的博士后王富强正聚精会神地观察田菁种苗的变化,并将数据及时记录在册。他告诉记者,目前团队致力于开发并培育新型耐逆蛋白饲草——田菁,选育适合南方酸土、滨海盐渍土和东北苏打盐碱地等不同类型边际土地的田菁新品种(系),尽可能充分利用边际土地,填补中国优质饲草需求缺口。“四月份开始,团队就进入比较忙的春耕季节。今年我们将在黑龙江、吉林、内蒙古、新疆、甘肃、河北、山东等地试种上万亩田菁,培育出更适合当地的品种,实现‘南菁北种’。”

位于一楼的大型仪器公共服务中心里,各类设备满负荷运转,来自多所科研机构的工作人员正忙着分析比对实验材料。王富强说:“这些设备都是共享的,科研人员在手机上预约申请,然后扫码开机,就可以自主使用,非常方便。”说话间,他拿出手机点开“我爱崖州湾”App,进入科研仪器预约共享平台。记者看到上面显示仪器总数9007台,入驻单位22家,仪器总值16.44亿元。“非常便捷,科研人员只要预约就会收到审核和反馈通知,甚至有时走到门口再提交申请都来得及。”王富强说。

据介绍,以前各家南繁队伍“单打独斗”,所有材料都得寄回各自的实验室分析。2019年,海南省成立三亚崖州湾科技城管理局,为科研人员提供服务保障,打破科研壁垒。2021年5月,崖州湾种子实验室挂牌成立,以创新模式推动技术联合攻关。

崖州湾种子实验室推出揭榜挂帅新举措,企业命题、院校揭榜答题、市场评卷,把分散的科研机构和力量整合起来,把实验室里的“创新链”与种子企业急需的“产业链”打通,着力提升科研成果的产业转化效率。2021年11月以来,崖州湾种子实验室已联合企业进行了三期揭榜挂帅,累计推出103个课题项目,吸引了来自国内76所高校和科研院所的专业科研团队。

采访中,记者从专家口中听到一个高频词——南繁育种CRO模式。据了解,种业CRO模式是指在商业化育种环境下,将种业技术链各环节进行专业化行业细分,注重资源、技术、数字、知识产权的应用赋能,聚焦生物育种技术,以委托合同的形式开展专业、安全、高通量、数字化外包服务所形成的商业化种业全产业链技术服务模式。

今年3月,在2024中国种子(南繁硅谷)大会上,智慧南繁CRO综合服务平台启用。该平台联通三亚、乐东、陵水三地的南繁服务资源并在线上集中展示,实现南繁服务信息资源集聚化、平台化、统一化。“在CRO模式下,科研人员可以直接更方便地获取授权种质资源和育种材料,将育种检测鉴定工作委托给当地机构,不仅能缩短育种时间,投入也相对少一些。作为新概念、新业态,种业CRO产业尚处于初期培育阶段,我们将逐步完善平台各项功能。”三亚崖州湾科技城创新发展中心工作人员潘静峰说。

新场景:科研资源创新主体加速“上新”“抢滩”

3月7日,中国农业科学院国家南繁研究院、作物科学研究所与阿里巴巴达摩院联合发布了我国首个面向育种数据处理全流程的智慧育种平台。该平台实现了育种数据管理和分析、计算加速、AI预测亲本及优良品种的育种全流程整合,目前已吸引全国65家科研机构“尝鲜”

这个智慧育种平台智慧在哪?中国农业科学院国家南繁研究院副院长李慧慧这样跟记者形容——过去,育种专家需要手捧本子,观察记录农作物的生长状况,回实验室后再将数据逐一输入电脑中。然后通过海量的数据对比,育种专家才能在田间千万个植株中选出最需要的那一株。这种育种流程耗时又费力,还容易产生误差。少打一个小数点、多写一个0的状况时有发生。

全流程智慧育种平台,则以“基因型”为中心进行育种。每个植株上都绑了条形码,育种专家手持专业设备扫描后,就能采集到植株的数据,就好比超市里的工作人员扫描商品的条形码一样。同时,无人机在农田上空飞行,监测作物生长情况,实时获得倒伏性状、抗旱性状等指标数据,并将这些数据上传到智慧育种平台。在平台上建立数据分析任务后,在大数据与算法的加持下,平台能够实现对作物性状的精准预测和优异基因型筛选,提高品种选育的精准度和效率。

据介绍,该平台实现了包括育种数据管理和分析、大模型大算力优化加速、人工智能算法预测亲本及优良品种的育种全流程整合,其数据容量、运行速度以及数据安全措施均达到世界先进水平,将成为革新生物育种的重要工具。

科研平台还在不断“上新”,科研资源和多元创新主体加速向崖州湾科技城集聚。据介绍,海南省种业实验室正在筹建高通量、大规模的基因分型联合中心,预计年内对外开放,届时实验室的科研服务保障能力将迈上新台阶。

良好的服务能力,加上独特的气候优势和政策优势,吸引了不少科研院所、高校和企业“抢滩”入驻三亚崖州湾科技城。据统计,目前,已有中国农业大学、中国农业科学院等国内21家顶尖农业科研院所及高校分支机构入驻,南繁产业关联企业超2800家。截至2023年底,引进南繁领域海南省高层次人才337人,认定南繁领域人才815人(全职682人、柔性引进133人),设立7个院士工作站和2个院士团队创新中心。“南繁硅谷”汇聚创新资源,产学研用一体化的种业创新发展格局正加速构建。

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