一根甘蔗的“數智甜芯”：如何用大模型激活中國甘蔗產業新質生產力？

“高質量數據集走到哪，AI就到哪。” ——這句2025數博會的金句，正從果園、菌棚、堅果林、河豚塘、牧草田、駱駝牧場，一路延伸至廣西的紅壤坡地、云南的干熱河谷、廣東的珠江三角洲、海南的火山臺地。

當人們享用一杯清甜的糖水、一塊醇香的紅糖，卻很少想到——甘蔗，這一支撐中國年產超1億噸糖料作物的“甜蜜根基”，正深陷品種退化、宿根衰減、糖分波動、機械化采收難、青黃不接期斷供等系統性困境。

我國是全球第三大食糖生產國，甘蔗種植面積超1300萬畝，90%集中于廣西（崇左、來賓）、云南（臨滄、德宏）、廣東（湛江）、海南（儋州）。甘蔗不僅是制糖原料，其副產品（蔗渣、糖蜜、濾泥）可轉化為生物燃料、飼料、有機肥，是典型的“全株高值化”作物。

但產業長期依賴“看葉色估長勢、憑手感判熟度、靠經驗定砍期”，糖分積累規律、最佳收獲窗口、宿根更新策略等核心環節缺乏精準數據支撐，導致“高產低糖”“砍早了糖少、砍晚了倒伏”成為常態。

今天，我們提出：以“甘蔗高質量數據集”為基石，訓練垂直領域大模型，打造覆蓋“育種—種植—管理—收獲—加工”全鏈條的智能服務產品，讓一根甘蔗從“田間青稈”蛻變為“數據定義的甜蜜單元”。

一、破局甘蔗產業五大痛點：從“經驗估產”走向“數據定甜” 產業現狀與核心挑戰：

• 糖分不穩定：同一地塊糖錘度（錘度°Bx）波動達8–14°，影響糖廠出糖率；

• 宿根衰退快：第三年宿根產量下降30%以上，翻蔸成本高；

• 收獲窗口窄：霜凍前必須砍完，但人工短缺+機械適配差，常致“熟過頭”或“凍壞蔗”；

• 品種混雜退化：農戶自留種導致病毒累積，抗病性下降；

• 產業鏈脫節：糖廠不知田間糖分，農戶不知糖廠需求，供需錯配。

而這一切的根源，在于甘蔗從拔節到成熟的關鍵生理過程高度“黑箱化”——何時糖分達峰？哪塊地該優先砍？全靠技術員“咬一口嘗甜度”。

要破局，必須建設一個以糖分為核心、全生育期貫通、多模態融合的高質量數據集。

我們提出甘蔗數據集“五維標準”：

維度

具體體現

規模“大”

覆蓋主產區（廣西、云南、廣東、海南）、主流品種（桂糖42號、粵糖93-159、云蔗08-1609）；采集從下種→出苗→分蘗→拔節→伸長→成熟→砍收→入廠全鏈條數據；包含土壤（pH、鉀含量、有機質）、氣象（積溫、晝夜溫差、霜凍預警）、無人機多光譜影像（NDVI、紅邊指數）、植株圖像（株高、莖徑、葉色、倒伏狀態）、理化指標（錘度°Bx、蔗糖分%、纖維含量、還原糖）、宿根狀態（萌芽率、病斑）、砍運記錄（時間、車次、糖廠檢測結果）、糖廠反饋（出糖率、雜質率）。

安全“牢”

遵守《數據安全法》《農產品質量安全法》；農戶地塊、糖廠工藝參數脫敏；對糖分、品種等敏感數據加密審計；建立“一田一碼”追溯體系。

規范“正”

建立統一標準：如“錘度≥14°Bx、蔗糖分≥12.5%為最佳砍收閾值”“宿根第二年需補施硅鉀肥”；制定圖像標注規范、近紅外光譜校準流程、元數據模板（地塊ID、品種、下種時間、施肥記錄）。

效果“好”

支撐模型實現：糖分峰值預測誤差90%，高糖地塊識別率提升40%，糖廠平均出糖率提高0.8個百分點。

應用“廣”

服務蔗農（砍收決策）、合作社（調度運輸）、糖廠（原料調度）、育種機構（性狀關聯）、政府（產能預警）。

建設路徑：“場景驅動 + 生態協同”

• 場景驅動：圍繞“整片蔗地糖分不達標”“霜凍前沒砍完爛在地里”“糖廠拒收低糖蔗”等真實痛點，反向設計數據采集；

• 生態協同：聯合廣西大學甘蔗研究所、云南省農科院甘蔗所、國家糖料產業技術體系、中糧糖業/南寧糖業/洋浦南華、大疆農業、主產縣政府，共建共享數據資源。

有了高質量數據，下一步是打造甘蔗垂直領域大模型——一個能“感知糖分脈動、預判砍收窗口、優化宿根管理”的AI甜度官。

核心能力

• 多模態理解：看懂無人機影像中的葉色衰變與倒伏風險，解析高光譜數據中的糖分分布，關聯晝夜溫差與蔗糖積累速率；

• 時空推理：結合未來7天霜凍預報，動態生成“優先砍收地塊清單”；根據宿根年限與土壤養分，推薦翻蔸或補肥方案；

• 知識問答：回答“這地能砍了嗎？”“為什么隔壁田更甜？”“宿根第三年怎么管？”；

• 決策建議：如“當前錘度14.2°，預計3天后達峰，建議72小時內安排砍運”；或“該地塊宿根已三年，鉀含量偏低，建議本季結束后翻蔸并種植桂糖55號”。

基于通用大模型，注入甘蔗糖分積累動力學模型、“品種-環境-管理”互作數據庫、糖廠壓榨工藝知識圖譜、氣候災害預警系統，實現“感知-預測-調度-優化”閉環。

三、從模型到產品：讓AI“從田間甜到糖罐” 1. 「蔗管家」APP —— 蔗農的AI農藝師

• 拍照或上傳無人機圖，AI估測錘度、判斷成熟度、推薦砍收時間；

• 接收霜凍/暴雨預警，推送搶收或防護建議；

• 查詢當日糖廠收購價、高糖獎勵政策、良種補貼申領流程。
  ?價值：提升畝均收益200元+，降低“低糖被拒收”風險，助力小農戶對接現代化糖業體系。

• 接入萬畝蔗區物聯網與衛星遙感，實時監控糖分地圖；

• 自動生成“最優砍運調度計劃”，匹配糖廠壓榨節奏；

• 構建每車甘蔗的“糖分檔案”，支持“按質論價、優質優價”。
  ?價值：將糖廠平均出糖率提升0.5–1個百分點，相當于全國年增產白糖5–10萬噸。

• 掃碼查看“這塊紅糖的甘蔗來自哪”（產地、品種、錘度、加工工藝）；

• 學習辨別“真古法紅糖”（蔗香濃郁、無焦苦味、溶解后無雜質）；

• 支持“認養一畝甘蔗田”，體驗從田間到糖罐的全過程。
  ?價值：賦能區域公用品牌（如“桂字號”“云蔗”），推動甘蔗從“工業原料”走向“健康食品IP”。

• 筑基（1年內）
  啟動數據集共建，完成5萬+甘蔗圖像、1萬+錘度與氣象時序數據采集，發布《甘蔗高質量數據集建設指南》。

• 躍升（1–3年）
  發布甘蔗大模型1.0，在崇左、臨滄試點“蔗管家”，在中糧糖業、南寧糖業上線“智慧糖鏈”，服務百萬蔗農與十大糖企。

• 引領（3–5年）
  大模型成為糖料作物“數字基礎設施”；數據集賦能保險（“霜凍指數保險”）、良種審定、國際糖業貿易標準互認；推動中國甘蔗從“保障供給”邁向“高值化、綠色化、智能化”的全球標桿。

在AI時代，它承載著紅壤的厚重、陽光的饋贈、科技的精準、產業的希望。

我們有責任、有能力，率先建成中國甘蔗的高質量數據標桿，訓練出“最懂中國蔗”的大模型，打造從廣西蔗田到萬家糖罐的智能服務鏈。

因為，

高質量數據集走到哪，AI就到哪。

而中國甘蔗的智能化未來，
就從這一口清甜純粹、安心可溯開始，
滋養億萬家庭的日常與國家的糖業安全。