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数字农业“把脉”未来
2019-04-09    来源: 《大学生》杂志  

肖浏骏

南京农业大学和佛罗里达大学

联合培养农业信息学专业2015级博士生

党的十九大报告提出,加快推进农业农村现代化是乡村振兴的本质所在和突破口。

近百年来,全球气候变化非常明显,气候波动增加,致使极端气候事件频发,这会给农业生产带来怎样的影响呢?

“全球温度每升高1摄氏度,小麦产量将平均降低5.7%,这也意味全球每年将损失近4000万吨小麦。”这是我们课题组在朱艳教授带领下在气候变化领域顶尖杂志《自然-气候变化》上发表的研究结果。

这又会对我国的粮食安全带来怎样的威胁呢?

我们研究团队利用我国稻麦主产区近30年气象观测资料和田间试验资料,分析近30年我国稻麦主产区高温胁迫、低温胁迫的时空分布特征,及其对产量波动的影响。研究结果为进一步深入研究高温胁迫、低温胁迫对我国麦稻生产的影响及国家粮食安全策略制定等提供支撑。

准确预测极端气候下的稻麦生产力是我国精准农业预测预警技术中迫切需要发展的关键技术之一。

全球范围内,关于温度升高对小麦作物生产潜在效应的定量评估模型约有30种,但它们的评估结果却存在较大差异。谁才是可信的?

我们与佛罗里达大学合作,系统解析了目前国际知名作物生产力形成模拟模型在极端温度胁迫条件下对作物生长过程的预测能力,明确了已有模型在极端温度胁迫响应的不足和进行下一步模型改进的指导方案,为模型改进与完善明确了方向。

具体地讲,我们以稻麦作物系统为对象,以提高模型模拟预测能力为目标,开展全自动人工气候室内模拟极端温度处理下的稻麦盆栽试验。

这是我们团队依托于南京农业大学“作物学”国家一级重点学科、“农业信息学”江苏省优势学科、国家信息农业工程技术中心和农业部小麦区域技术创新中心等优势平台,在国家自然科学基金、国家863计划、国家重点研发计划及部省科研项目的大力支持下,瞄准数字农业的研究前沿所做的研究。

通过多年累积的试验资料,我们成功构建了温度胁迫对稻麦生产力模拟预测算法。这使得精准农业技术在管控农业生产风险中可以做到早预测、早发现、早预警,减缓农业生产波动,提升农产品供给能力。不仅能改善作物生长模型在现有气候条件下对作物生长预测的准确性,更能为未来气候条件下温度对作物生产力效应的评估提供一个更为可靠的工具。

党的十九大报告提出,加快推进农业农村现代化是乡村振兴的本质所在和突破口。世界各国农业的发展,基本遵循了从以体力和畜力劳动为主的农业1.0,到以农业机械为主要生产工具的农业2.0,再到以农业生产全程自动化装备支撑下的3.0,最后达到以物联网、大数据、云计算和人工智能为主要技术支撑的全要素、全链条、全产业、全区域智能化的农业4.0。

我们研究提出的未来气候情景下区域稻麦生产力提升的技术途径和应对措施,实现我国稻麦生产力预测分析、影响效应评估、生产策略制定的数字化和智能化也正是时代所趋,为早日实现农业现代化、乡村振兴和伟大的中国梦贡献一份力量。

泱泱中华,农业演替,漫长渐进,农业现代化之路重任在肩。