智種資訊在線：在氣候變化與糧食安全挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻的今天，一項(xiàng)融合半個(gè)世紀(jì)田間試驗(yàn)與人工智能技術(shù)的突破性研究，正為我們揭開水稻可持續(xù)生產(chǎn)的新密碼。
近期發(fā)表于《大田作物研究》（Field Crops Research）的一項(xiàng)國(guó)際合作成果，通過對(duì)1968—2017年間150季水稻、近億條觀測(cè)數(shù)據(jù)的AI分析，為理解氣候、品種與管理如何共同塑造水稻長(zhǎng)期產(chǎn)量，提供了顛覆性的新視角。
AI解鎖水稻穩(wěn)產(chǎn)新密碼
菲律賓洛斯巴尼奧斯長(zhǎng)期水稻連作實(shí)驗(yàn)（LTCCE）堪稱農(nóng)業(yè)界的‘時(shí)間膠囊。自1968年起，這片土地每年見證著旱季、早雨季與晚雨季的三季稻作輪回。在這里，不同季節(jié)實(shí)施差異化的氮肥管理，新品種持續(xù)更迭，形成了跨越五十年的完整田間記錄。
人工智能揭開水稻連作50年后收獲的持續(xù)秘密
研究團(tuán)隊(duì)將這部“田間日記”交由機(jī)器學(xué)習(xí)模型解析，讓算法讀懂農(nóng)民與科學(xué)家五十年的積累。“這是AI首次系統(tǒng)揭示氣候、管理與遺傳因素在稻作系統(tǒng)中的長(zhǎng)期交互作用。”國(guó)際水稻研究所科學(xué)家齋藤一樹博士指出，“結(jié)果表明，保持亞洲稻作體系生產(chǎn)力的關(guān)鍵，不僅在于科學(xué)管理，更在于根據(jù)季節(jié)特征開展定制化育種并加快品種更新。”
多維協(xié)同：破解水稻穩(wěn)產(chǎn)的核心密碼
研究發(fā)現(xiàn)，水稻產(chǎn)量的長(zhǎng)期穩(wěn)定來源于多維協(xié)同——氮肥管理、品種更新速度與光照條件缺一不可，但其影響因季節(jié)而異。
旱季低溫利于籽粒充實(shí)；早雨季較高溫度有助于氮素礦化與早期生長(zhǎng)；晚雨季則面臨弱光與病害雙重壓力。長(zhǎng)期種植同一品種還會(huì)削弱對(duì)氮的響應(yīng)性并增加病害風(fēng)險(xiǎn)。
更具顛覆性的發(fā)現(xiàn)是：上世紀(jì)七八十年代產(chǎn)量下滑的根本原因，并非氮肥不足，而是夜間溫度上升。夜溫升高會(huì)加劇作物呼吸消耗，顯著降低產(chǎn)量。這一結(jié)論為全球變暖背景下的育種方向提供了關(guān)鍵依據(jù)。
三大戰(zhàn)略：構(gòu)建氣候智慧型稻作體系
基于研究結(jié)論，團(tuán)隊(duì)提出三大戰(zhàn)略路徑：選育耐夜間高溫的旱稻品種——直擊氣候變暖要害；開發(fā)耐濕耐弱光的雨季品種——提升陰雨季節(jié)光能利用率；建立品種定期輪換機(jī)制——打破長(zhǎng)期連作導(dǎo)致的生態(tài)脆弱性
AI與半個(gè)世紀(jì)的田間觀測(cè)結(jié)合，讓我們具備了從理解歷史到設(shè)計(jì)未來的能力。”岐阜大學(xué)山口智明博士表示，“這意味著農(nóng)民將獲得更精準(zhǔn)的技術(shù)指導(dǎo)，稻作體系將更具韌性。”
京都大學(xué)桂圭介教授進(jìn)一步指出：“這項(xiàng)成果為亞洲2200萬公頃灌溉稻區(qū)提供了氣候智慧型管理藍(lán)圖，幫助我們?cè)诓淮_定的氣候中穩(wěn)住飯碗。”
智種評(píng)論
此研究也為我國(guó)育種方向提供了明確指引：未來水稻育種目標(biāo)應(yīng)從單一“高產(chǎn)”轉(zhuǎn)向“高產(chǎn)—穩(wěn)產(chǎn)—氣候適應(yīng)性”三維優(yōu)化。我國(guó)可借鑒本研究模式，探索“耐夜溫”性狀的遺傳機(jī)制，構(gòu)建融合基因組、表型與氣候數(shù)據(jù)的智能育種平臺(tái)，加快算法驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)育種進(jìn)程。
對(duì)水稻種植戶而言，建議建立“品種更新日歷”，每3—5年參照當(dāng)?shù)剞r(nóng)技推廣部門推薦，系統(tǒng)更換主栽品種，結(jié)合AI肥水管理模型，實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)種田”到“數(shù)據(jù)種田”的轉(zhuǎn)型。
我國(guó)南方稻區(qū)與菲律賓三季稻在氣候響應(yīng)上高度相似，應(yīng)盡快整合長(zhǎng)期定位觀測(cè)數(shù)據(jù)（如中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)），建設(shè)“中國(guó)稻作大數(shù)據(jù)平臺(tái)”。這不僅支撐智能育種與精準(zhǔn)管理，更是保障國(guó)家糧食安全與農(nóng)業(yè)韌性的戰(zhàn)略基石。
當(dāng)算法讀懂半個(gè)世紀(jì)的田間智慧，人工智能正成為守護(hù)糧食安全的新農(nóng)具。這不僅是一場(chǎng)技術(shù)革命，更是農(nóng)業(yè)范式的重塑——讓數(shù)據(jù)扎根土地，用智能滋養(yǎng)生命。”
在算法與種子的交匯處，中國(guó)正迎來一場(chǎng)‘數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的育種革命’。
