何鑫淼,王文濤,陳赫書,亓美玉,劉 娣
(黑龍江省農業科學院畜牧研究所,黑龍江 哈爾濱 150086)
踐行大食物觀,是農業大國發展的必須,目前我國食物領域面臨的三大問題有糧食安全、食品安全、發展持續性,而貫穿三大問題的關鍵是技術創新,這是一切食物產業發展的核心力量,生物技術和數字技術驅動的動植物育種、智慧數據和智能制造集群驅動的農業設備設施,以及未來朝著綠色可持續方向發展的大農業,是重要的路徑。
食物領域面臨的挑戰有很多,糧食安全、極端自然災害、動植物疫病、食品添加、資源短缺等,這些都將成為長期影響農業的最底層核心挑戰,隨著科技的進步和社會的發展,簡單耕作,一般勞動者為主的傳統農業1.0 時代已經過去,以機械化為主、一般勞動者為特征的小型規模2.0 農業也即將退出歷史舞臺,農業3.0 時代典型特征是職業化勞動者掌握的農業自動化,是目前的主流農業模式,但是農業4.0 的趨勢大勢已來,智能運算、智慧機器人將大量取代勞動力,自動化的機械設備設施,農業互聯、大數據中心、人工智慧、區塊鏈將催化傳統的農業必須進行轉型升級,未來的農業將不是自動化程度達到100%,而是智慧化達到100%。
在全新智慧農業生產體系下,當各項技術手段開始走向規模化應用時,人工智能也將成為畜牧領域最可靠的關鍵技術,在養豬領域智慧化的應用,會是利用智能化走在前列的領域之一。生豬養殖量占畜禽養殖量50%以上,豬糧安天下,也是最好被復制和模式轉化的產業。智慧化養豬產業體現在智能育種、豬疫病健康體系,智慧養殖等方面。
過去20 年,已測序3 000 多種動物基因組,1 000 多種植物基因組,各類基因數據庫、測試數據庫層出不窮,容量巨大,且仍在不斷擴充,讓人們對物種的深度解析更加深入。生豬品種中也有幾十個品種被測序,傳統生豬育種,重視生長速度、料重比、窩產仔豬數、背膘厚等數據,包括逐漸納入育種目標的泌乳力、肌內脂肪含量、肉質性狀、抗病力等,但是仍然存在育種周期長,可選方案多,目標路徑多樣化,結果可變以及投入經費多的問題。未來生豬育種,將是以生物信息學為主導的大數據潛力挖掘,結合基因組技術、基因編輯技術、生物信息學技術、系統生物學、合成生物學、圖像識別、表型預測等多學科交叉融合的育種體系,目標是精準、節約、可控、高效。
人工智能在生豬健康領域也不斷發揮作用。物聯傳感及配套分析軟件在豬行為學方面具有精準特性,通過傳感器結合臨床特征,如呼吸頻度、咳喘頻率、行為特征、趴窩狀態等模塊式分析,可分析到生豬異常行為及疫病關聯,第一時間獲得健康及疫病相關信息,并提出解決辦法,突破傳統的發病后診斷檢測時效過長問題。同樣在細菌性、病毒性病原微生物的檢測方面,通過微觀大數據對病毒形態進行準確定型,在顯微器械下對病原微生物進行快速物理性鑒定,時效、成本和準確性大幅改善。在豬只保健與疾病防控用藥方面,通過計算模擬,迅速發現藥物與疾病,疾病與基因間的關系,縮短靶點發現周期,在藥物合成配伍中,也可模擬試驗推導化學合成方案,縮短時間,減少成本。
未來生豬養殖場,將向少人化、無人化方向發展,豬場將被具有運算能力的智慧系統所管理,環境監控探頭、豬群監測系統、非接觸性測定設備、拖拽機器人、自動采授精系統,豬只盤檢、飼料自動飼喂、自動飲水系統、輸送系統等構成豬場智能化體系。其核心是大數據及智慧化分析運算系統,搜集飼料營養大數據,精準調控飼料配方;建立豬只體重、背膘厚等模型,準確進行測定;結合氣體、溫度、濕度檢測,自動開展環境控制;根據豬只行為及增重情況,不斷調整配方和環境小氣候控制。再通過數據的不斷積累,生產力更加高效,同時輔助相應自動化設備進行生產管理。
“智慧化豬場”是養豬產業的未來,這一理念正快速傳播,并在養豬領域掀起一場巨大革新。“智聯系統”是物聯思維、智慧思維、數據思維的大聯合,打造“可靠、低成本、標準化、高效率”的養豬模式,生豬生產保產穩供確保糧食安全,精準飼喂飼料的合理配置及檢測確保食品安全,智慧化的生產管理確保產業可持續發展。可以說“智聯豬場”不僅探索產業發展,更是在探索未來。