全球首个地膜垂直大语言模型发布 我国农业应用迈向智慧化阶段

围绕农业稳产增产与绿色发展的双重需求,地膜在保墒增温、抑草保肥等方面发挥着重要作用,但长期以来,用膜“凭经验、靠习惯”的现象在不少地区仍较突出:不同县域气候差异显著、土壤理化性质不一,作物生长周期和管理方式也各有特点,若地膜选型、厚度与降解周期匹配不当,既可能影响农时与产量,也可能带来残膜累积、回收成本上升等问题。

如何在保障生产效益的同时降低生态风险,成为地膜应用升级的关键课题。

在这一背景下,江苏省生物质复合材料与增材制造技术工程研究中心、江苏省农科院26日在南京发布地膜领域首个垂直模型“瑞雪”。

相关负责人表示,该系统面向地膜功能设计与农业环境适配的交叉需求,重点解决“不同地区怎么选膜、怎么配方、怎么评估”的实际难题,标志着地膜应用从传统经验路径向“数据建模、智能预测、精准适配”的方向迈出重要一步。

从原因看,地膜应用的复杂性在于变量多、耦合强。

气温、降水、日照与风速等气象因素影响地表热量与水分平衡;土壤质地、有机质含量与酸碱度等决定保水保肥与微生物活动;作物类型、生育期和栽培制度又对地膜的阻隔性能、力学强度与降解时间提出不同要求。

过去依赖经验的方式,难以在多目标约束下实现最优解,容易出现“膜不对地、地不对膜”的情况。

与此同时,地膜材料体系迭代加快,配方、工艺与性能指标日趋多样,也加大了一线选择与评估的难度。

据介绍,“瑞雪”系统将全国2800余个县域的长时序气象数据与土壤理化性质数据进行整合,搭建“地理环境—作物需求—地膜性能”三者关联的动态分析框架,使模型输出更贴近农业场景的真实性与可用性。

江苏省农科院装备所研究员徐磊表示,用户输入目标县域与作物类型后,系统可在降解周期、力学强度、阻隔性能等多重约束条件下进行快速寻优,形成材料组成比例、适宜厚度范围以及全周期性能预测报告,实现“一区一膜、一作一策”的定制化建议。

从影响看,该系统的推出有望在三个层面释放效应:对生产主体而言,精准用膜可提升资源利用效率,减少因选型不当导致的返工和浪费,降低残膜治理压力;对企业与科研端而言,模型输出可为配方设计、工艺优化和产品迭代提供数据依据,缩短研发与验证周期,推动地膜从“单一功能”向“多目标协同”升级;对治理端而言,系统可作为量化评估工具,为耕地质量保护、农业面源污染治理等政策执行提供更可比、可追踪的指标支撑,提升治理的精细化水平。

面向对策,业内人士认为,地膜治理和应用升级需坚持“源头减量、过程优化、末端治理”协同推进。

一是强化因地制宜的选型指导,将县域气象、土壤与作物需求纳入统一评估框架,减少“通用膜”在不适宜区域的盲目使用。

二是推动标准化与评价体系完善,围绕降解行为、力学稳定性、阻隔效果和回收可行性建立更贴近田间条件的测试与监管机制。

三是促进产学研用联动,推动模型在更多作物类型、更多栽培制度下开展验证,形成可复制、可推广的应用范式。

四是加强政策与市场协同,通过绿色采购、示范推广与补贴引导等手段,提高高适配产品的可及性与使用率。

对于前景判断,随着农业数字化基础设施持续完善,县域数据的连续性和精细度不断提升,地膜等农用投入品的“精准适配”将从试点走向常态化。

未来,类似系统若能进一步接入田间监测、农机作业与回收环节数据,形成从选型到应用、再到回收与评估的闭环管理,将有望把地膜治理从“事后处置”更多转向“事前预防”和“全过程管控”。

同时,跨区域、跨作物的应用验证与数据共享,也将成为提升模型可靠性、促进产业协同的重要方向。

从传统农耕到智慧农业,"瑞雪"系统的诞生不仅是技术层面的突破,更是农业发展理念的革新。

在生态文明建设与粮食安全双重战略背景下,这项创新将推动农业生产方式向更精准、更绿色、更可持续的方向转型。

未来,随着数字技术在农业领域的深度应用,我国现代农业体系建设有望迎来质的飞跃。