東北農業大學奏響智慧農業新樂章，育種周期大幅縮短
更新時間：2025-10-05 15:09:17作者：佚名
東北農業大學構建起植物表型平臺與園區管控一體化系統。
這個學期，東北農業大學的試驗田中，大豆和馬鈴薯的發育狀況相當不錯。每一顆種子，從選育到收獲，都接受了全方位的科技創新支持。農學院智慧農業系正在推動農業智能化發展，積極建設先進育種系統，快速提升優良品種的繁殖效率，為農業現代化發展提供有力科技支撐。
育種周期從10年縮至2年
科技“魔法屋”成“加速器”
先前，培育新品種往往需要耗費十年光陰。現在，東農智慧農業系的楊明亮團隊卻以驚人的速度，兩年內就取得了顯著的育種成果。這一成就的取得，主要得益于作物信息實驗室里的育種實驗艙。這些配備了先進技術的設施，如同充滿魔力的房間，正在逐步革新農業育種的發展方向。
胡振幫副教授，智慧農業系教師，說明育種實驗艙中安裝了藍紫光源、溫度感應裝置和濕度感應裝置，這些設備能夠借助電腦進行精確控制，他們通過管理光照周期，達成快速培育作物的目標，該實驗室設有八個培育空間，依靠精確管理的人工氣候環境，空間內采用特殊設計的藍紫光組合照明，來模仿自然界的光照變化規律，同時搭配溫度和濕度感應裝置，實現環境指標以毫秒為單位進行調節。通過調整光照時間以配合作物的生長節律，可以減少植物的生命周期，從而達成快速培育種子的目的。
這些育種設施能夠復制寒地黑土到熱帶雨林的各種氣候條件，也能復制干旱、鹽堿等環境狀況，為抗病作物的培育提供充分的數據依據。現在，東北農大已經建立了二十多個這樣的設施。科研人員借助智能化系統進行遠程管理，使幼苗在特定的小氣候里發育，師生們還可以用手機觀察種子光合效率的不同。
以大豆為例，常規培育方法受地理環境制約，在北方地區一年只能收獲一次。在培育試驗設施中，借助精確調控光照周期，一年可以開展四到五次快速培育。這顯著壓縮了培育時間，使科研工作者能夠于較短時段內挑選出可靠的培育素材。現階段，通過實驗艙繁育的諸多大豆新類型，在田地試驗里成果突出，收獲量大幅度增長，抵抗倒伏的性能也獲得加強，對維護糧食穩定發揮了重要作用。東北農業大學農學院智慧農業系負責人魏峭嶸談到，借助尖端農業設施，該校研發了東農豆271、284等一批兼具高產、優質與強適應性的優秀作物類型，還成功構建了200多種抗鹽堿能力突出的新型基因資源，并提交了十多項新品種的授權申請。育種工作效率大幅提升，每年都有許多水稻、玉米、大豆、馬鈴薯等作物的新品種獲得正式批準。我們盼望這些收獲能為國家大局貢獻力量，顯著促進黑龍江農業的持續進步。
AI驅動植物表型平臺 “智慧電子眼”指導農業生產
植物表型平臺與育種實驗艙緊密配合，發揮著農業生產的洞察作用。東北農業大學圍繞育種關鍵環節，建立了植物表型平臺和園區管理系統的整合，對傳感器獲取的信息進行歸納和挖掘東北農大官網，達成了數據、網絡技術及農業實踐的深度融合。
植物表型采集的過程類似CT掃描，相當于為作物拍攝大量葉綠素熒光圖像，這些圖像可以顯示葉綠素和花青素的數量，葉綠素和花青素的數量則揭示了作物的生長狀況以及它應對不良環境的能力。植物表型平臺采集到的各種數據是農業科學研究的重要資源。胡振幫指著一套大型設備說明。
這套裝置融合了溫室內的高效環境監測網絡和地里的軌道式數據采集工具，借助高光譜探測儀、立體激光測量儀等工具，建立起綜合性的信息收集系統，仿佛給幼小的植物安裝了“智慧助手”和“電子視覺系統”。過去需要在田地中手動拍攝以收集植物表型數據，如今借助先進設備，在農田和溫室中，只需經過即可獲取作物顏色差異、冠層狀況、生長態勢及生理參數，這些數據對科研人員開展作物選育工作大有裨益。
大量信息傳入“超級大腦”，經過深度融合和智慧處理，可以精確描繪農田“信息形態”，有效掌控園區植物生長條件，準確評估作物發育情況，為后續研究提供參考方向。比如，一旦發現植物葉片的光譜信息出現偏差，就能迅速察覺養分不足的狀況，為科學施肥提供指導。借助視覺分析手段，可以辨識出葉部病害的征狀，同時迅速識別出病蟲種類，并制定相應的治理措施。在某處規模宏大的農業場所，利用植物生長狀況監控系統，提前察覺到了玉米上大斑病的初期表現，促使種植者及時進行控制，防止了病害的廣泛蔓延，確保了玉米的收成。
東北農業大學表型園區現在負責十二項重大科研項目，包括國家自然科學基金重點項目，累計解析的表型數據超過兩百萬個組。在東農，從種子到成熟作物的AI探索過程，使科研人員可以在更早的時間點，憑借更多數據量進行準確分析，從而推動實驗室研究成果向田間實際產出的快速轉化。未來，龍江地區將涌現出更多智慧農業的應用實例，為中國人的糧食安全提供更強勁的技術支持，胡振幫對此抱有熱切期望，期待智慧農業能夠有效提升農業的整體發展水平。
“智慧”賦能新質生產力 精準繪制耕地“數據畫像”
農業科技迅猛發展下，東北農業大學智慧農業學科借助育種實驗室和植物觀測系統的共同作用，著力研究智能農場核心技術與設備整合運用，借助尖端計算方法準確預判收成，運用航空器精細制作水田圖景，打造出直觀數據系統與土地“虛擬形象”，給悠久的農耕文化帶來了新的生機。
魏峭嶸說明，智慧農業學科依托傳統農學領域，完成高度學科融合東北農大官網，借助先進生物科技、信息科技、工程科技以及現代農業生產管理，促進農業機械化與自動化、生物信息學科、數據科學及大數據技術等學科共同進步，旨在塑造具備創新思維與綜合能力的專業人才，學員運用無人機采集信息，實施全面檢測。科研人員借助實驗站與植物觀測系統的成果，在平臺信息支持下，達成了規范化管理。搭建的農業基礎要素可視化數據系統，繪制出項目農場的農業要素“數字形象”，有助于土地調整、精確挑選種子、科學調配肥料。
該系科研團隊已刊發專業學術論文45篇，構建農業仿真系統10套、農業指導方案9套、農業信息庫4個；提交或獲批專利技術15項，吸納或培養高級專家2名，實際應用驗證點遍布9個市縣及2個農場，獲得科研項目支持13項；開發出國內首款大豆個體測試裝置，建立了制種區雜質檢測方法；育種研究部門創造的基因材料更易利用，可提升生物繁育效率約10%，還研發了國內首個大豆雙單倍體材料。
這個暑假，智慧農業系副教授張忠臣帶領研究生前往北大荒普陽農場執行水稻數據采集任務，目的是獲取精準的水稻生長狀況信息，以便農場可以更科學地判斷各種水稻品種的適應程度和產量潛力，從而為改進種植計劃、解決技術問題提供依據。傳統農耕文化與現代科技在黑土地上相互映襯，呈現出一幅“田塊規整、道路縱橫、農機有序、數據涌動”的智能農業新景象，正在黑龍江地區逐步呈現。得益于科技革新的推動，“中國飯碗”得以更加穩固、更加堅實。
哈爾濱日報記者張巍 趙琳