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(lián)合未來科學論壇聚焦峰會議題“面向未來農(nóng)業(yè)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(chuàng)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(zhì)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(fā)育生物學研究所所長、發(fā)展中國家科學院院士、植物發(fā)育生物學家楊維才，與中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員田志喜，共同探討在極端氣候頻發(fā)和人工智能火爆的當下，農(nóng)業(yè)如何更好地發(fā)展。

 

　　三位院士均認為，極端天氣頻發(fā)給未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來了極大挑戰(zhàn)。韓斌表示，需培養(yǎng)全能型植物，并綜合運用現(xiàn)有技術，促進農(nóng)業(yè)發(fā)展。錢前認為，可以從現(xiàn)有的種植資源中發(fā)掘可以適應環(huán)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(nóng)業(yè)領域的探索空間非常廣闊。韓斌認為，高效的農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)很重要，人工智能可以在這方面提供支持。

 

　　極端氣候頻發(fā)，未來農(nóng)業(yè)如何應對？

 

　　近年來，世界極端氣候頻發(fā)。2023年9月，聯(lián)合國秘書長古特雷斯發(fā)出警告：“氣候崩潰已經(jīng)開始。”而農(nóng)業(yè)正是高度依賴氣候而發(fā)展的領域，溫度、水分、環(huán)境等農(nóng)業(yè)的基本要素都正遭遇挑戰(zhàn)。

 

　　韓斌院士表示，全球氣候變暖導致極端天氣頻發(fā)，給農(nóng)業(yè)帶來極大危害。據(jù)其介紹，地球上的植物經(jīng)過了1000萬年，甚至上億年的進化，才適應了地球環(huán)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(jié)收獲糧食。但是，現(xiàn)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(yǎng)全能型的植物，旱時耐旱、澇時耐澇。另一方面，人類現(xiàn)在有這么多生物學、植物學知識、栽培的經(jīng)驗，化肥工業(yè)、農(nóng)藥生產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)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(fā)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(jīng)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(fā)現(xiàn)了優(yōu)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(chǎn)糧地。錢前的家鄉(xiāng)在長江邊，經(jīng)常遭遇洪災，科學家們發(fā)現(xiàn)了一個耐淹的品種，對之后長江流域幼苗的培育產(chǎn)生重大的影響。

 

　　楊維才院士提到，全球氣候變化對農(nóng)業(yè)科學提出了新的課題，育種從關注產(chǎn)量轉(zhuǎn)向關注品質(zhì)。今年6月他去荷蘭，當?shù)剡B續(xù)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(huán)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(xù)挖掘自然界存在的優(yōu)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(tǒng)農(nóng)業(yè)如何結合？

 

　　當下，人工智能（AI）正在各行各業(yè)掀起變革。最前沿的技術和最古老的產(chǎn)業(yè)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(nóng)業(yè)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(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的決策。“未來人們只需要坐在電腦前面就知道農(nóng)場的情況，自動化機器人代替人在農(nóng)場勞作。”楊維才說，“不過其中也存在投入和產(chǎn)出的問題，國家可能需要從法律法規(guī)等各方面促進大農(nóng)場的發(fā)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(nóng)業(yè)領域占主導地位。“種植資源需要數(shù)字化，可以為農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)上應用，可以和醫(yī)學研究相類比，在醫(yī)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(fā)揮類似的作用。“這一步是非常難的，醫(yī)學領域投入的人力和物力更大。”

 

　　農(nóng)業(yè)還可以結合大數(shù)據(jù)來發(fā)展。“發(fā)掘優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、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(shù)據(jù)時代下，高效的農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)很重要?，F(xiàn)在很多國家的農(nóng)業(yè)預警機制不夠成熟，“據(jù)我所知，土壤的酸堿性、氣候的變化、病蟲害的信息，農(nóng)民現(xiàn)在不知道這些信息由誰發(fā)布，我認為需要人工智能大數(shù)據(jù)的支持。”

 

　　“農(nóng)業(yè)研究一定要用好大數(shù)據(jù)。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(fā)的一款聊天機器人程序）。”他說。