世界顶级农业黑科技有哪些 (2023年农业黑科技)

当地球表面被冰层覆盖,人类进入地下城,那时候,粮食供给是不是已经找到耕种土地之外的新途径?这是《流浪地球2》留给农业工作者的想象。

问题的答案,大概率是肯定的!

尽管这样的预判现在看来有些不可思议,但今天的农业耕种形式,在前人看来也同样不可思议。

2050年人口破百亿,哪些农业“黑科技”,能让地球不因饥饿而流浪

在我们生活的蓝色星球上,高楼的阴影与璀璨灯火的暗角里,每天会有8亿人在饥肠辘辘中挨过漫漫长夜。联合国公布的数据显示,到2050年左右,人类总人口将比现在增加25%,冲破百亿大关,而与人口快速增长不对称的是,在环境保护和城市化持续推进的背景下,全球耕地面积已接近极限而难有扩充空间。

如果太阳即将毁灭,人类将带着地球流浪,但太阳毁灭之前,人类会不会因为饥饿而流浪?

答案是否定的!

在科技之光的照耀下,相比于向面积要产量的传统农耕,以节水灌溉,基因编辑、智慧农业等为驱动的现代农业,正让农业发展模式开始脱胎换骨迈入高质量发展时代,而人类生产粮食的能力也将获得更稳定保障。

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颠覆性农业“黑科技”,正给农业生产带来更多惊喜

  • 节水灌溉,为农业生产开辟低耗高产新道路

遭逢困厄,常会激发智慧的电光火石。被誉为“油蜜之地”实则仅有20%的国土面积适于耕种,且农业用水资源极度匮乏的以色列,在短短几十年内便跻身世界农业强国,以色列所走过的农业发展之路,清晰印证着科技在加持农业生产力上所蕴含的巨大能量。

源于以色列的节水灌溉技术,堪称是近些年来对全球农业高效和精准化生产影响最大最深远的颠覆性技术。以地表滴灌为主要形式,目前已衍生出喷灌、地下滴灌等门类齐全的新型灌溉体系,并在全球范围内获得广泛应用。在滴灌中融入水溶肥,就形成了如今在蔬菜、果树等园艺作物生产中被广泛采用的“水肥一体”灌溉技术。如今,这项技术已成为现代园艺作物生产园区的必备标配。

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数据援引以色列专家罗伊·佩莱教授讲座

节水灌溉技术在大田作物上的应用,也在快速推进。在墨西哥的推广效果表明,通过采用水肥一体化技术,玉米单产可提高27%,而用水量却可以减少66%;另一项在菲律宾进行的研究表明,与传统给水方式相比,采用滴灌技术栽培的甘蔗,产量增加了90%,而用水量则减少了70%,同时甘蔗糖度提升了5%。

未来,节水灌溉技术在大田作物生产上的推广应用,将为水资源日益匮乏的全球背景下,高效提升粮食供应水平提供基础保障。

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  • 新型育种技术,为新品种研发插上翅膀

种子被誉为农业芯片,“一粒种子改变一个世界”已是业内共识。为了筑牢本国农业生产基盘或在已然到来的竞争中抢占先机,如今,“掌握种子核心科技”正成为全球各国牟足劲儿去抢占的“科技制高点”。

一个品种可决定一个国家在某一作物领域是处处受制于人还是睥睨天下的命运,而一个基因,也会成为决定一个作物为人类创造价值能力的关键,BT基因在棉花上的应用就强有力的说明了这一点。

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本世纪以前,棉铃虫曾是棉农最为头疼的虫害,在抗药性上的超强进化能力,一度使一些地区的棉农只能依靠手工捉虫的“笨方法”才能使棉花免遭绝产命运。孟山都在上世纪80年代的研究数据表明,美国棉农用于购买种子的花费每公顷为20美元,而用于购买以防治棉铃虫为主的杀虫剂的费用每公顷却高达125美元。

但BT基因的发现,使笼罩在全球棉花产业上空的虫害阴云,一扫而空。将苏云金芽孢杆菌基因(BT基因)转入到棉花,研发出抗虫棉,棉铃虫在取食抗虫棉后,会因消化系统会遭到破坏而死亡,这样一来,棉花生产的用药成本大大降低,整个棉花产业的生产成本也因此大幅节省。

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在今后的育种工作中,像BT基因这样具有颠覆性影响的基因发现以及与之相伴的新品种研发,将随着人工智能在现代育种技术上的应用,而让作物品种的更新迭代真正驶入快车道。

传统育种方式需要做大量的杂交,然后还要靠非凡的眼力来人工判断和评定杂交后的性状表现,万里挑一优中选优,过程漫长,效率低下。要有所收获,除了专业技术,通常还需要运气的光顾。而基于机器学习、全基因组学、基因编辑、合成生物学等前沿技术的发展,高科技含量的“智能设计育种”已然来临。

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智能化新型育种技术可以将巨量的基因进行海量的模拟组合,然后对可能产生的性状进行准确呈现和预判,这样便可以极大增加各种基因排列组合的数量,为基于品质,高产,抗逆等目标的新品种选育,提供更丰富的选项,而从田间地头到智能平台的育种方式转变,将极大缩短育种周期,从而可以以极低的育种成本,更高效精确的达成育种目标。

凭借雄厚的种质资源数据支撑,以及多元学科的融合发展、关键技术上的突破等优势,目前美国已经在全球范围内率先进入到作物品种智能设计选育的“新育种时代”。

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  • 智慧农业技术,正颠覆传统农业生产经营方式

当老农清脆的鞭哨与水田里步态蹒跚的老牛还寄托着很多人诗画乡愁的时候,一场融合了云计算、5G、物联网与自动化的新型农业生产方式,正将农耕带入一个全新的智慧时代。

上世纪80年代,发端于美国的精准农业,是如今正引领农业生产方式变革的“智慧农业”理念的源起。以提升农业生产效率为核心,以提高农业生产精准控制能力为牵引,与智能灌溉,物联网等前沿技术的融合,已经让人类可以对农业生产实现从种到收全过程的精准预测与智能干预,智慧农业不仅颠覆了原有的农耕模式,与农产品流通环节的融合也日渐加深,并极大提升了农业从生产到流通全产业链的运行效率与效益。

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在澳大利亚的葡萄园,光照,温度,湿度等环境因子传感器,可实时动态搜集葡萄生长环境数据并将这些数据传输到智慧农业管理系统,根据业已建立的生长控制模型,智慧农业中枢可通过水肥一体,避雨遮阳等设备来对葡萄生长因子做出科学精准调控,从而保证产出的葡萄质量更稳定,更符合酿制高品质传统葡萄酒的原料要求。

在日本,受农业人口老龄化等不利因素影响,曾经为之骄傲的以精耕细作高人力成本为代价的“工匠之技”,越来越难以适应农业发展的需要,在这种背景下,高度省力化的智慧农业生产方式,成为农业迭代的不二选择。

如今,在日本通过数字技术将传统农耕技艺进行模型化整合处理,以自动化农机,移动端远程操控等智慧手段为典型,耄耋之年仍能进行高效高质量的田间管理已经成为现实。智慧农业的光耀下,自然环境和人的体能状况对农业生产质量与效率的束缚越来越小,高度可控化的生产过程,正为农业生产提供越来越稳定的保障。

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生产之外的“农业问题”

农业的世界,并不是平的,一些在资本和技术上具有强大优势的育种公司,对以种子为代表的农业关键技术的垄断越发明显,带来的结果是,现在农业资源与技术,越来越集中,而农业欠发达国家和地区,在汹涌的农业变革大潮中,越来越难有话语权,而成为被牵着鼻子走的时代附庸。

让人类远离饥饿的技术储备越来越充足的趋势下,如何让农业欠发达地区更平等的共享人类文明的发展成果,是农业生产本身之外的一个巨大考验。

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在农药、化肥等工业文明产物的助力下,过去30年,全球农业的产能,获得突飞猛进的长足发展,农作物单产水平、农业生产效率获得飞跃。但农业贸易体系、土地分配制度、农业生产关系,这些农业生产本身以外的问题,正左右着全球农业产出的再分配问题。

一个令人心惊的事实是: 全球从事农业生产的人口约为40亿,产出了足够养活80亿人的粮食,但是,把这些粮食从农户手中通过贸易手段进行再分配的企业,全球却只有1万多家。

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这意味着,巨量的供需两端,产生了巨大的利润,而这些利润却攥在了这一万多家农产品经营企业手里,如何采用新的商业模式或政策工具,来解决生产之外对人类粮食安全构成巨大挑战的现有农产品贸易模式,让生活在同一个地球家园上的人们更平等的共享农业文明的成果,这是与提高粮食产能同等重要的问题,也是目前比思考如何解决让地球流浪问题更迫切、更考验智慧的现实需要。

结语

眼下我们所熟知的农业,正在被持续迭代的新形式不断超越与颠覆,而农业的未来,以及人类解决粮食问题的智惠,容得下更多想象。 在浩渺宇宙与时间长河里,我们短暂一生仿佛瞬间闪过的流星,在生命之光闪耀时候,你有什么样的故事要讲?不妨与大家分享。

#把地球的故事讲给宇宙##三农观察日记#