编者按
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用北斗卫星定位,无人驾驶农机驰骋田间实现精准播种;舜丰生物基因编辑技术改良玉米基因,实现作物增产增收;银河试验农场数字农田安全系统为整个粮食生产提供全方位、全过程的可视化数字信息指导;轻点手机屏幕,5G+智能菌菇方舱温度、湿度、二氧化碳浓度一键可知……在济南高新区,农业也被注入高科技,物联网、大数据、5G等现代信息技术正在被广泛应用于种植、农产品加工等领域,新农人有了“新农具”,智慧农业释放科技兴农红利,为济南高新区乡村振兴注入强劲动能。
身高“缩水” 玉米丰收加倍
全国首张主粮基因编辑安全证书落地济南
种子,被誉为农业领域的“核心动力”,承载着农业高质量发展的重要使命。
济南高新区企业舜丰生物是国内首家开展植物基因编辑产业化运作的企业,通过其核心的基因编辑育种技术,育种领域攻克了一系列关键性的技术难题,为中国种业发展“新质生产力”贡献了济南力量。
2023年4月份舜丰生物高油酸大豆获得全国首个且唯一一个植物基因编辑安全证书,通过编辑,大豆的油酸含量从不到20%提升至80%以上;
2024年1月舜丰生物长童期大豆再获得植物基因编辑安全证书,利用基因编辑技术对其进行编辑可以使大豆延迟开花,从而延长大豆的生育期,有利于将优良的大豆品种向低纬度地区推广种植;
时隔四个月,舜丰生物再次传出了好消息:舜丰生物成功获得我国首个主粮作物基因编辑生物安全证书。此次获得证书的作物是利用基因编辑技术降低株高的玉米,简称矮秆玉米。同时这也是我国首个产量性状的植物基因编辑生物安全证书。
“现代的玉米株高可达2.5-3.5米,玉米过高使植株易受到风的影响,易倒伏且不耐密植,也不利于田间管理。我们运用自主研发的基因编辑工具Cas-SF01对玉米自身基因进行改良,可使玉米株高降低25%左右,穗位可降低40%左右。”舜丰生物首席科学家、研发副总牛小牧介绍,“与普通玉米相比,矮秆玉米茎秆更为粗壮,抗风能力增强,更耐密植,从而达到增产的目的,且更有利于机械化收割。”
什么是基因编辑?基因编辑有怎样的优势?
打个比方,基因编辑技术就像编辑word文档一样,可以对作物的基因进行敲除、修改等操作。科研人员利用“基因剪刀”将DNA切断,通过细胞对受损DNA的修复产生变异,由此培育出新品种。相较于传统育种,基因编辑育种具有精准、快速、高效、可多性状叠加优化等多个优势,让育种年限从8至10年缩短到2至3年,在短时间内就能达到精准定向育种的目标。
“农业农村部此次发出主粮作物的基因编辑安全证书,表明了国家对基因编辑这项技术的认可,以及对基因编辑技术产业化发展方向的期待。”舜丰生物总经理张辉表示。
2023年底,首批高油酸大豆油已完成收获、压榨与灌装,已经步入产业化阶段。在舜丰生物技术中心,番茄、玉米等品种正在中试基地进行进一步的实验。这些看似普通的农作物,说不定就下一个会产生引领农业突破发展的“主角”。
精量播种 北斗导航引路
济南首个无人农场高产示范应用场景亮相
4月30日上午,在济南高新区遥墙街道办事处张家圈村玉米种植基地活动现场,一台无人驾驶播种机笔直前进,将玉米种子有序播撒,规律地进行耕地作业。济南市暨高新区农机农艺融合试点(玉米精量播种环节无人农场高产示范应用场景)演示现场会在此举行。
指尖操控、“智慧”种田,正取代过去传统的人力耕种模式,让“黑科技”注入田间地头,助力“汗水农业”朝“智慧农业”加速转变。
记者现场了解到,该无人驾驶系统融合了北斗导航、智能传感、自动控制、人工智能、远程通信等技术,实现了农机作业路径自主规划、高精度路径跟踪、地头自动转向、行进速度自动调控和远程遥控等功能,不仅能够节省人工成本,提高作业精准化程度,还有利于作物生长和田间管理,大大提高了智能化水平和作业效率。
“项目总投资约130万,主要包含了玉米种植全程的无人化作业,与人工作业相比减轻了劳动力,提高了作业的效果和质量。”山东中农云信息科技有限公司负责人江沐沐表示。
2024年,济南高新区依托辖区山东中农云信息科技有限公司人工智能应用示范场景的技术优势和玉米精量播种装备,组织实施农机农艺融合试点(玉米无人农场高产示范应用场景)建设项目,推进玉米减损收获,增产增效,有利于提升玉米精量播种和机收减损的规范化、机械化、标准化水平。
来到济南高新区银河试验农场里,一台作物肢体语言解析系统机器正在对农田里的目标作物生长全过程的监控,通过手机便可了解作物生长期、生长势及对病虫危害状的智能识别、分析。“我们通过数字农田安全生态系统,对农田墒情、病虫情、苗情、灾情四情全过程监测防控,为整个粮食生产提供全方位、全过程的可视化数字信息指导,构建空地一体化数字农场。”济南市农业科学研究院园艺科创部负责人董贝介绍。
银河试验农场是由济南市农业科学研究院通过科技合伙人制度,与济南高信银河农业开发有限公司合作共建,在济南高新区遥墙街道27公顷区域内形成了完整的生态循环圈。
“我们利用农田生物多样性相生相克的原理,通过生态景观设计和功能植物种植,打造田间自然天敌昆虫的‘加工厂、储存间’,涵养的天敌如瓢虫、草蛉、食蚜蝇、寄生蜂,源源不断地转移到农田去控制作物害虫。”董贝指着银河试验农场里黄色的条带介绍道。
“这种重构的天敌控害农田生态系统,不仅保障了粮食安全,而且大大减少或者不使用杀虫剂防治害虫,从而生产出健康、安全的生态农产品。”董贝表示,“2024年将落户十余个院研项目,争取2年内达标‘国家级黄河流域农业高质量发展生态防控试验示范基地’。”
喝“纯净水” 住5G智能方舱
智慧大脑助力食用菌开出致富金花
“智慧方舱”用科技玩转农业,用“智慧大脑”助力济南高新区乡村振兴发展。
在济南高新区赵合村,一座外观像集装箱又科技感十足的小房子引起大家的关注。走进这座5G+智能菌菇方舱,数千个菌包整齐排列在架子上,一排排菌袋上绽放着一朵朵黄灿灿的金耳。
今年3月份,赵合村采用“党组织领办合作社+企业+农户”模式,因地制宜推广智能方舱食用菌种植。相比传统出菇房,有体积小、单位面积出菇量高、可灵活移动等优势。智能方舱食用菌种植实现了种植管理的数字化、可视化,不仅提高了产量和品质,还让种植过程更加便捷和高效。
“我们这个方舱内种植的品种为金耳,在市场上具有很高的经济价值,除正常食用外,还有很高的药用价值,备受人们的喜爱。”赵合村村委会支部委员刘寿敬介绍,“在这个方舱内,系统采用5G工业互联网平台、物联网技术等多种信息技术,自动采集监测调控方舱内的温度、湿度、二氧化碳含量等数据,还可以进行紫外线杀菌,为食用菌生长提供了稳定、适宜的环境。”
刘寿敬用手机展示着方舱内的温度、湿度和二氧化碳浓度,“通过手机我们可以实时了解方舱内各项数据指标情况,以及菌包内芯的温度湿度都能清晰可见。当方舱内各项指标与目标指标有偏离时,方舱可以实现各项指标的精准调控,像我们现在正在给方舱内增加湿度,风机与净化水装置会全自动启动,使用的也全都是纯净水。”
“每座方舱满载3000个菌包,以金耳为例,每个菌包能产出1.2-1.6斤的金耳,每批次20-25天的周期,可产出3600斤以上,每仓净利润5000元。也就是说,一年一个舱能创造6万元的净收入。”济南高新区遥墙街道党工委副书记、办事处副主任苗继宏表示,“我们计划年内建设10座方舱,后期将组织食用菌方舱种植技术培训,鼓励村民承包种植,推动村民收入和村集体收入双提升。预计到今年年底,推动村集体收入增收30万元。”
科技下田地,增收添底气。让实验室里的科研成果在广袤的田野落地生根,让创新成果更好惠及广大农民。济南高新区发展步伐随着“三次创业”不断加快,近年来济南高新区积极深化“一村一业”发展、“三变”改革,深化拓展“万人下乡,千村提升”工程,深入推进“千企兴千村”行动,奏响了乡村振兴“高新”音符。
面向未来,农业现代化空间广阔、大有可为,绿色农业引领新一轮高质量发展。济南高新区正让“科技之花”绽放田野,为乡村振兴发展注入智慧之力。(爱济南 记者:葛君 美编:王淑臻 爱济南融媒区县中心出品)