西班牙《非常有趣》雜志4月13日文章,原題:一項西班牙研究利用64個小麥品種、無人機和人工智能技術,發(fā)現了哪些小麥品種最能耐旱且不減產多年來,評估作物通常需要大量人工收割工作。但近日,由巴塞羅那大學等機構研究人員發(fā)表于國際期刊《植物表型組學》的研究論文《利用高通量表型分析和人工智能技術預測硬粒小麥的產量和穩(wěn)定性》,展示了一項可能改變全球農業(yè)的新技術,無需接觸小麥即可對其進行分析、甚至預測未來。
配備多光譜和熱成像相機的無人機在作物生長周期內持續(xù)飛行,記錄人眼無法看到的數據。與此同時,地面?zhèn)鞲衅髂軌驅崟r檢測作物的生理變化,從而補充無人機的觀測數據。它們就像“隱形的農民”,不需要人工介入,就能呈現出作物被收獲前的完整景象。這些數據并非僅僅以圖像的形式存在,而是被轉化為預測結果。研究人員訓練了人工智能(AI)模型,這些模型能夠整合數千種生理和環(huán)境變量,從而對小麥的生長行為做出極其精確的分析。得益于AI,研究人員能夠非常準確地預測哪些品種產量最高,以及哪些品種能夠持續(xù)高產。現在不僅僅是觀察小麥的生長情況,而是“預測它的未來”。這種方法帶來了革命性突破:無需收獲即可評估作物品種的優(yōu)劣;降低基因改良計劃的成本和時間;能夠檢測作物穩(wěn)定性。
這項技術可以在幾年內加速培育出適應氣候變化的新品種。而這正是其重大意義所在:在不久的將來,糧食安全可能取決于這些模式。在干旱、熱浪和突發(fā)變化日益頻繁的今天,預測作物生長習性與種植作物本身同樣重要。
多年來,農學界一直盛行一種觀點:植物保持綠色的時間越長,產量就越高。而這項研究利用“隱形的農民”推翻了這種觀點。產量最高、穩(wěn)定性最好的品種,不是那些能保持綠葉到最后的品種,而是那些滿足兩個關鍵條件的品種:初期生長旺盛;略微早熟。最優(yōu)良的小麥品種并非試圖熬過整個生長周期,而是在合適的時機優(yōu)化其資源配置。初始活力較低但生長周期較短的植物表現出更高的穩(wěn)定性,表明在不斷變化的環(huán)境中,效率勝過長生長周期。
這引入了一個至關重要的概念:生產穩(wěn)定性作為一項新的農業(yè)目標。它不再僅僅是在理想條件下實現產量最大化,而是要確保在不可預測的情況下也能取得可接受的農業(yè)成果。而在氣候危機的背景下,這項研究舉足輕重。
?該研究不僅提供了數據,還提出了一種深刻的思維轉變。產量與穩(wěn)定性之間的平衡成為新的標準,取代了以往不惜一切代價追求產量最大化的舊目標。這意味著要接受一個令人不適但卻現實的觀點:產量最高的植物并不總是最有價值的。理想的品種應該具備以下特點:適應不斷變化的環(huán)境;保持穩(wěn)定的表現;優(yōu)化水和養(yǎng)分利用。無人機低聲傳遞數據,算法解讀模式,植物將會更高效地抵抗病害。(作者塞爾吉奧·帕拉,羅閏譯)
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