一顆甜菜的“數(shù)智紅芯”：如何用大模型激活中國(guó)甜菜產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力？

“高質(zhì)量數(shù)據(jù)集走到哪，AI就到哪。” ——這句2025數(shù)博會(huì)的金句，正從甘蔗田、駱駝牧場(chǎng)、牧草坡地，一路北上，深入黑龍江的黑土地、新疆的綠洲灌區(qū)、內(nèi)蒙古的河套平原。

當(dāng)南方甘蔗撐起“半壁糖業(yè)”，北方的甜菜——這一耐寒、耐鹽堿的“紅色糖源”，正默默貢獻(xiàn)著全國(guó)15%以上的食糖產(chǎn)量。我國(guó)甜菜年種植面積約300萬(wàn)畝，主產(chǎn)區(qū)集中在新疆（昌吉、伊犁）、內(nèi)蒙古（呼倫貝爾、巴彥淖爾）、黑龍江（齊齊哈爾）、甘肅（張掖），是保障國(guó)家糖業(yè)安全的戰(zhàn)略性作物。

但甜菜產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期困于含糖率波動(dòng)大、青頭比例高、機(jī)械收獲損失重、病害頻發(fā)、良種依賴進(jìn)口等痛點(diǎn)。更關(guān)鍵的是——甜菜的“糖分積累拐點(diǎn)”“最佳收獲窗口”“根腐病早期預(yù)警”等核心環(huán)節(jié)，仍靠“掰開看顏色、嘗汁估甜度”的經(jīng)驗(yàn)判斷，缺乏精準(zhǔn)、可計(jì)算的數(shù)據(jù)支撐。

今天，我們提出：以“甜菜高質(zhì)量數(shù)據(jù)集”為基石，訓(xùn)練垂直領(lǐng)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(wù)產(chǎn)品，讓一顆甜菜從“土里紅疙瘩”蛻變?yōu)椤皵?shù)據(jù)定義的甜蜜單元”。

一、破局甜菜產(chǎn)業(yè)五大瓶頸：從“粗放種植”走向“精準(zhǔn)提糖” 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與核心挑戰(zhàn)：

• 含糖率不穩(wěn)定：同一地塊糖錘度（°Bx）波動(dòng)達(dá)12–18°，直接影響糖廠出糖率；

• 青頭比例高：露肩導(dǎo)致雜質(zhì)多、糖分低，糖廠扣雜嚴(yán)重；

• 機(jī)械收獲損耗大：切頂過(guò)深傷根、挖掘不凈留土中，損失率達(dá)8–15%；

• 病害難防控：根腐病、褐斑病一旦爆發(fā)，整片減產(chǎn)30%以上；

• 良種“卡脖子”：高端抗病高糖品種70%依賴KWS、BETASEED等國(guó)外公司。

而這一切的根源，在于甜菜糖分合成與轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵生理過(guò)程高度“黑箱化”——何時(shí)糖分達(dá)峰？哪塊地該優(yōu)先收？全靠技術(shù)員“掰開看芯紅不紅”。

要破局，必須建設(shè)一個(gè)以含糖率為核心、全生育期貫通、多模態(tài)融合的高質(zhì)量數(shù)據(jù)集。

我們提出甜菜數(shù)據(jù)集“五維標(biāo)準(zhǔn)”：

維度

具體體現(xiàn)

規(guī)模“大”

覆蓋主產(chǎn)區(qū)（新疆、內(nèi)蒙古、黑龍江、甘肅）、主流及國(guó)產(chǎn)新品種（如“甜研309”“KWS1146”）；采集從播種→出苗→葉叢期→塊根膨大期→糖分積累期→成熟→收獲→入廠全鏈條數(shù)據(jù)；包含土壤（pH、鹽分、硼含量）、氣象（積溫、晝夜溫差、霜凍）、無(wú)人機(jī)多光譜影像（NDVI、紅邊指數(shù)）、植株圖像（葉色、青頭高度、病斑面積）、理化指標(biāo)（錘度°Bx、蔗糖分%、鉀鈉比、α-氨基氮）、收獲參數(shù)（切頂高度、挖掘深度、損失率）、糖廠反饋（出糖率、雜質(zhì)率、扣雜記錄）。

安全“牢”

遵守《數(shù)據(jù)安全法》《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》；農(nóng)戶地塊、糖廠工藝脫敏；對(duì)含糖率、品種基因型等敏感數(shù)據(jù)加密審計(jì)；建立“一田一碼”追溯體系。

規(guī)范“正”

建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：如“錘度≥16°Bx、青頭≤2cm為優(yōu)質(zhì)原料”“α-氨基氮≤3.5mmol/100g”；制定圖像標(biāo)注規(guī)范、近紅外光譜校準(zhǔn)流程、元數(shù)據(jù)模板（地塊ID、品種、播種密度、灌溉記錄）。

效果“好”

支撐模型實(shí)現(xiàn)：含糖率預(yù)測(cè)誤差90%，高糖地塊識(shí)別效率提升50%，糖廠平均出糖率提高0.7個(gè)百分點(diǎn)。

應(yīng)用“廣”

服務(wù)種植戶（收獲決策）、合作社（調(diào)度運(yùn)輸）、糖廠（原料分級(jí)）、育種機(jī)構(gòu)（性狀關(guān)聯(lián)）、政府（產(chǎn)能調(diào)控）。

建設(shè)路徑：“場(chǎng)景驅(qū)動(dòng) + 生態(tài)協(xié)同”

• 場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)：圍繞“整片地糖分不達(dá)標(biāo)被拒收”“霜凍前沒收完?duì)€在地里”“根腐病爆發(fā)無(wú)預(yù)警”等真實(shí)痛點(diǎn)，反向設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集；

• 生態(tài)協(xié)同：聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、國(guó)家糖料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中糧屯河/新疆綠翔糖業(yè)/內(nèi)蒙佰惠生、大疆農(nóng)業(yè)、主產(chǎn)省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳，共建共享數(shù)據(jù)資源。

有了高質(zhì)量數(shù)據(jù)，下一步是打造甜菜垂直領(lǐng)域大模型——一個(gè)能“感知糖分脈動(dòng)、預(yù)判霜凍風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化切頂深度”的AI甜度官。

核心能力

• 多模態(tài)理解：看懂無(wú)人機(jī)影像中的青頭比例與葉斑病，解析高光譜數(shù)據(jù)中的糖分分布，關(guān)聯(lián)晝夜溫差與鉀鈉比對(duì)糖分積累的影響；

• 時(shí)空推理：結(jié)合未來(lái)5天霜凍預(yù)報(bào)，動(dòng)態(tài)生成“優(yōu)先收獲地塊清單”；根據(jù)塊根膨大速率與葉色衰變，推薦最佳切頂高度（如“保留1.5cm青頭”）；

• 知識(shí)問(wèn)答：回答“這地能收了嗎？”“為什么糖分上不去？”“根腐病怎么防？”；

• 決策建議：如“當(dāng)前錘度16.3°，預(yù)計(jì)48小時(shí)后達(dá)峰，且72小時(shí)后有-5℃霜凍，建議立即安排收獲”；或“該地塊α-氨基氮偏高（4.1），建議下一季減少氮肥、增施硼肥”。

基于通用大模型，注入甜菜糖分代謝模型、“品種-土壤-氣候”互作數(shù)據(jù)庫(kù)、糖廠壓榨工藝知識(shí)圖譜、病害AI識(shí)別圖譜，實(shí)現(xiàn)“感知-預(yù)測(cè)-調(diào)度-優(yōu)化”閉環(huán)。

三、從模型到產(chǎn)品：讓AI“從田間紅到糖罐甜” 1. 「甜菜管家」APP —— 農(nóng)戶的AI農(nóng)藝師

• 拍照識(shí)別青頭高度、估測(cè)錘度、判斷成熟度；

• 接收霜凍/大風(fēng)預(yù)警，推送搶收或覆膜建議；

• 查詢當(dāng)日糖廠收購(gòu)價(jià)、高糖獎(jiǎng)勵(lì)政策、國(guó)產(chǎn)良種申領(lǐng)渠道。
  ?價(jià)值：降低被拒收風(fēng)險(xiǎn)，畝均增收150元+，助力國(guó)產(chǎn)種子替代進(jìn)口。

• 接入萬(wàn)畝甜菜田遙感與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)生成“糖分熱力圖”；

• 自動(dòng)生成“最優(yōu)收獲與運(yùn)輸調(diào)度計(jì)劃”，匹配糖廠壓榨節(jié)奏；

• 構(gòu)建每車甜菜的“品質(zhì)檔案”，支持“按質(zhì)論價(jià)、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”。
  ?價(jià)值：將糖廠平均出糖率提升0.5–1個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于全國(guó)年增產(chǎn)白糖3–6萬(wàn)噸。

• 掃碼查看“這塊冰糖的甜菜來(lái)自哪”（產(chǎn)地、品種、錘度、加工工藝）；

• 學(xué)習(xí)辨別“高純度甜菜糖”（晶體透亮、無(wú)焦味、溶解快）；

• 了解甜菜糖的低升糖指數(shù)（GI=60）優(yōu)勢(shì)，適合控糖人群。
  ?價(jià)值：打破“甜菜糖=劣質(zhì)糖”偏見，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)糖從“工業(yè)原料”邁向“健康食品”。

• 筑基（1年內(nèi)）
  啟動(dòng)數(shù)據(jù)集共建，完成3萬(wàn)+甜菜圖像、8000+錘度與病害時(shí)序數(shù)據(jù)采集，發(fā)布《甜菜高質(zhì)量數(shù)據(jù)集建設(shè)指南》。

• 躍升（1–3年）
  發(fā)布甜菜大模型1.0，在新疆昌吉、內(nèi)蒙古河套試點(diǎn)“甜菜管家”，在中糧屯河、佰惠生上線“智慧糖鏈”，服務(wù)50萬(wàn)甜菜種植戶與十大糖企。

• 引領(lǐng)（3–5年）
  大模型成為糖料作物“北疆?dāng)?shù)字基礎(chǔ)設(shè)施”；數(shù)據(jù)集賦能保險(xiǎn)（“霜凍指數(shù)保險(xiǎn)”）、國(guó)產(chǎn)良種審定、國(guó)際糖業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)；推動(dòng)中國(guó)甜菜從“保供壓艙石”邁向“高糖、抗逆、智能化”的全球競(jìng)爭(zhēng)力標(biāo)桿。

在AI時(shí)代，它承載著黑土地的厚重、戈壁綠洲的堅(jiān)韌、科技的精準(zhǔn)、糖業(yè)安全的底線。

我們有責(zé)任、有能力，率先建成中國(guó)甜菜的高質(zhì)量數(shù)據(jù)標(biāo)桿，訓(xùn)練出“最懂中國(guó)甜菜”的大模型，打造從新疆棉田旁的甜菜地到城市控糖廚房的智能服務(wù)鏈。

因?yàn)椋?/p>

高質(zhì)量數(shù)據(jù)集走到哪，AI就到哪。

而中國(guó)甜菜的智能化未來(lái)，
就從這一顆芯紅糖高、安心可溯開始，
滋養(yǎng)億萬(wàn)家庭的甜蜜與國(guó)家的糖業(yè)自主。