为中国大豆装上更强劲、更智能的"中国芯"

xinwen.mobi · 发表于 2025-11-11 02:26:33

为中国大豆装上更强劲、更智能的“中国芯”
海南三亚国家南繁研究院的试验基地里，数株“大豆树”茎秆粗壮，高达两米，这是中国农业科学院团队多年科研的结晶，也是中国大豆育种技术突破的象征。

在黑龙江省鹤山农场的大豆示范田里，一架搭载多光谱的无人机正在巡航，从叶片颜色到植株疏密，每一个细微变化都被清晰记录。这些实时数据传入智慧农业数字平台，通过算法分析生成针对不同地块的变量施肥处方图。

而在中国科学院东北地理所的实验室里，科学家们正在利用自主研发的“中科豆芯”系列育种芯片，精准设计培育耐盐碱、高油高产的大豆新品种。

从南繁硅谷到黑土地，一场关于大豆种业的革命正悄然进行。

01 产业困境：大豆进口依赖与增产难题
中国大豆产业正面临严峻挑战。作为关系国家粮食安全的关键农产品，大豆的进口依赖度持续多年超过80%。

国民经济的发展和人民生活水平的提高，导致对大豆的刚性需求急剧增长。

与此同时，我国大豆育种技术长期落后于发达国家，遗传改良进程缓慢，育成品种遗传基础狭窄，进一步增加了推广风险。

大豆本身是一种对光温极为敏感的作物。选育一个优良新品种，往往需要10到12年的时间，漫长的育种周期严重制约着我国大豆品种的更新速度与产业竞争力。

02 南繁硅谷：育种技术的“加速器”
海南三亚的国家南繁科研育种基地，正成为破解大豆育种周期难题的“天然加速器”。过去，科研人员像候鸟一样，只在冬季来这里给育种材料进行加代繁殖。

如今，一场从“南繁”到“南育”的转型正在这里发生。

中国农业科学院作物科学研究所研究员韩天富解释道，大豆是典型的短日照作物，大部分北方品种被引到低纬度的海南后，会提前开花，植株变得矮小。

这导致难以进行关键的杂交操作。

为解决这一难题，科研团队利用对大豆生物钟的理解，结合现代LED补光技术，在海南创造出人工可控的“长日照”环境，让原本水土不服的北方大豆也能长得高大健壮。

他们还建立了中国大豆核心亲本花粉库，把采集好的花粉在低温冰箱里保存起来，可随时取用，让杂交育种从每年短短半个月扩展到全年进行。

通过一系列技术突破，团队构建起田间规模化条件下“一年多代”工程化育种体系，将育种周期从传统的10-12年缩短至7年左右。

03 科技赋能：智能育种与精准农业
在育种技术加速突破的同时，分子设计育种与智能农业技术也在全面赋能大豆产业。

中国科学院东北地理与农业生态研究所研发的大豆分子设计育种技术，通过亲本全基因组选配技术、后代基因型分级选择技术和快速加代技术，大幅提高了育种效率。

该团队冯献忠研究员介绍，建立的全基因组亲本精准选配技术，能够预先淘汰80-90%的低概率育种杂交组合。

他们开发了低成本高通量大豆功能位点液相育种系列芯片，构建了育种后代基因型分级选择技术，实现了育种后代的低成本精准选择。

在黑龙江鹤山农场，智慧农业正从蓝图变为现实。农场农业科技服务中心技术员高工尧表示，通过无人机巡航收集的数据被输入到智慧数字农业管理平台，经算法分析生成针对不同地块、大豆不同生长阶段的处方图。

鹤山农场已连续三年应用变量施肥处方图，基于目标产量、土壤供肥和作物需肥的关系模型，构建了地块内部间的施肥关系。

2025年，农场与黑龙江八一农垦大学共同研发出三元精准变量施肥机，能够智能分析处理预设的施肥处方图数据，可以独立、动态地精准调控氮、磷、钾三种单质肥料的施用量与配比。

04 种业芯片：突破“卡脖子”技术
基因芯片技术是分子育种的核心工具，曾长期被外资垄断，成为“卡脖子”环节。

针对这一困境，国内科研机构和企业正在全力攻关。中国科学院东北地理所经历5年联合攻关，研制出基于靶向基因型检测技术的“中科豆芯”系列大豆液相育种芯片Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号。

与此同时，企业也在积极行动。苏州拉索生物芯片科技有限公司经过近6年的创新研发、2亿元的社会资本投入，成功突破了国产固相芯片点制这一“卡脖子”的关键技术。

作为国内首家、目前唯一成功实现高密度固相基因芯片自主研发、生产及商业化的国家高新技术企业，拉索生物已形成包含芯片、扫描设备、试剂、算法及配套软件在内的一体化固相基因芯片解决方案。

2025年9月，海南省种业实验室与中国种子集团有限公司合作，发布了4个“揭榜挂帅”项目，其中就包括“大豆分子标记固相检测芯片开发”。

该项目旨在设计开发一套大豆分子标记固相检测芯片，依托南繁硅谷技术平台完成芯片的验证、检测、服务工作。

05 全程优化：从育种到收获的系统性升级
大豆产业的智能化升级不仅局限于育种环节，更贯穿于从种植到收获的全过程。

在黑龙江宝泉岭农场，智慧农业管理平台作为农业数据的“集成中枢”，实现了对作物全生育周期的智能决策支持。

通过融合气象、土壤等多源数据，平台可实时诊断苗情、草情、作物长势与成熟度等关键农情，将传统依赖人工经验的农事判断，升级为可视化、标准化的科学决策。

在收获环节，农业农村部南京农业机械化研究所针对大豆机收损失率大、破碎率高、清洁度差等问题，开发了大豆高质低损智能化收获技术。

该技术创制了关键部件，优化作业参数，研制作业质量在线检测系统，研究脱粒清选参数在线调控方法，创制系列收获装备。

创制的4LZ-1.5型、4LZ-2.0型、4LZ-4型、4LZ-6型大豆联合收获机整机通过性能检测，机收损失率≤2%，含杂率≤0.5%，破碎率≤2%。

这些产品在大豆主产区推广应用，累计推广面积496.6万亩，总经济效益超过10793.6万元。

06 未来展望：“十五五”的豆田新景
随着“十五五”规划提出“提升农业综合生产能力和质量效益”，大豆产业迎来新的发展机遇。

韩天富研究员描述了他们正在构建的“北京抓基础、海南研技术、黑河出良种”的联动新格局，为北方主产区源源不断地输送带有新基因、新性状的大豆品种“新鲜血液”。

他们还与多学科专家团队合作，把人工智能、基因组选择等最新技术融入育种体系，让育种更精准、更高效。

展望“十五五”，韩天富信心满满：“我相信通过我们的努力攻关，一定能为中国大豆装上更强劲、更智能的‘中国芯’。”

今年62岁的他觉得自己正迎来事业的又一个春天：“能把自己毕生所学，应用在保障国家粮食安全这个‘国之大者’上，我感到无比幸福。”

从实验室的基因芯片到田野里的智能装备，从南繁硅谷的育种加速器到黑土地上的处方图，大豆全产业链的每一个环节都在发生深刻变革。

在黑龙江八一农垦大学与宝泉岭农场共建的智慧农业示范基地，一个由数据驱动的农业新时代正在到来。张伟教授团队开发的智慧农业管理平台，已能够根据不同地块、不同作物生长阶段的精准需求，生成变量施肥、变量施药等作业处方图，推动农业生产实现“一地一策”的精准管理。

育中国种，强中国豆。当古老的豆种遇见崭新的技术，当广袤的田野拥抱智能的算法，大豆产业的未来已悄然扎根，静待花开。

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