近年來，我國在智慧農業發展方面開展了系列部署，實施了一批重大應用示范工程，農業專家系統、農業智能裝備、北斗農機自動導航駕駛等智慧農業科技取得了突破。

然而相比發達國家，因起步晚、基礎薄弱，我國智慧農業研發應用水平整體呈落后態勢；

農業傳感器、農業模型與核心算法等關鍵技術和產品受制于人，仍處于“跟跑模仿”階段，落后先進國家 10~15 年；

由于行業頂層設計缺失，各地區的智慧農業建設水平參差不齊。提高農業質量效益和競爭力，建設智慧農業，是國家發展的必然要求；

進入新發展階段后，智慧農業的高質量發展，亟需從戰略層面進行系統謀劃與科學布局。

現階段關于智慧農業的研究較多關注概念解析、技術方法創新、技術產出效率測算、技術進展梳理、技術方案論證等方面，而從宏觀角度入手，面向 2035 年我國智慧農業發展路線進行的前瞻性分析較為少見，尤其缺乏針對不同規模主體、不同產業類型的路徑選擇問題研究。

（一）提高農業生產效率與效益的需要

技術論證和應用實踐都表明，實施智慧農業工程可實現農業大產業的精準布局、技術管控、提質增效，是解決農業生產效率低下問題的有效路徑。例如，北京市小湯山國家精準農業研究示范基地的蔬菜無人農場，通過蔬菜規模化生產全生長周期的無人化管理，平均減少人工投入成本約 55%，分別減少水、肥、藥施用量 25%、31%、70%。我國要躋身世界農業現代化國家第一梯隊唯有加快部署智慧農業，推動智能裝備替代勞力，根本性地提高生產效率。

（二）提升農業資源利用效率的需要

人多、地少、各地資源稟賦不均衡、極端氣候災害頻發，這是我國的基本農情 ，同時面臨面源污染、疫病防控等壓力。根據《2019 年中國土壤環境質量報告》，我國 1~3 等的優質耕地占比僅為 27%，基礎地力貢獻率約為 50%，均比農業發達國家低 20~30 個百分點。從資源利用率看，盡管近年來農業部門積極推進農業節肥節藥行動，至 2020 年年底我國三大糧食作物的化肥、農藥利用率已提高至 40% 以上，但相比農業發達國家仍有 20 個百分點的差距。此外，畜禽糞污綜合利用率與農業發達國家也相差 20 個百分點以上。

（三）確保農產品質量安全的需要

隨著生活方式、消費觀念的轉變，城鄉居民對優質、綠色、安全、健康農產品的需求量進一步加大。因食品制造涉及生產、加工、流通、銷售等多個環節 / 主體，受到投入品、環境、技術、經營主體機會主義行為等多種因素的制約，生產者、消費者、監管部門之間的信息不對稱，導致農產品質量監管難度大、食品安全事件屢禁不止，公眾對農產品缺乏信心。

根據《中國城市公共安全感調查報告（2019）》， 2019 年城市居民食品安全感指數僅為 0.497 2，約 66% 的受訪者在過去 1 年中至少經歷過 1 起食品安全事件，而反映食品事故違法信息的公開程度較低。確保國家食品安全，更好滿足城鄉居民多層次、個性化的食物需求，必須盡快構筑安全可控的農產品透明供應鏈，實施農產品質量安全的全程可追溯管控，確保“舌尖上”的安全。

（四）提升農產品市場競爭力的需要

在構建國內國際雙循環的新發展格局背景下，發展智慧農業有利于提升我國農產品的市場競爭力，這是我國農業高質量發展的重要方面。亟需通過智慧農業技術來提升農業產業價值鏈，促進我國農業產業核心競爭力盡快接近農業發達國家水平。

另一方面是國內市場。在全面推進鄉村振興的過程中，促進小農戶與現代農業銜接成為“三農” 工作的重點。小農戶在我國農業經營中的占比依然較高，應充分發揮信息服務聯農帶農的作用，構建面向小農戶的大數據智能服務體系，讓億萬小農戶與大市場有效對接；在鞏固拓展脫貧攻堅成果的同時，有效銜接鄉村振興，暢通城鄉經濟循環，讓小農戶增收更有底氣。

（五）實現農業科技自立自強的需要

近年來，我國實施了一批與智慧農業相關的科技項目和工程，推動北斗農機自動導航駕駛、植物工廠、無人機農業應用等技術方向達到或接近國際先進水平。但系統層面之外的一些關鍵核心技術仍受制于人，如高端農業環境傳感、生命信息感知設備被美國、日本、德國等企業壟斷，大馬力高端智能裝備較多依賴于進口，動植物生長模型與核心數據主要來自美國、以色列、荷蘭、日本等。

隨著農業進入數字化時代，智慧農業成為傳統農業強國搶占農業科技制高點的重要方向。我國應掌握發展主動權，注重并保持科技自立自強，圍繞智慧農業高質量發展涉及的“短板”核心關鍵技術，開展集中攻關與示范應用，推動自主可控，提高國產核心產品的市場競爭力，為農業農村現代化提供有力保障。

（一）發展思路

按照國家部署，從當前到 2035 年是我國基本實現現代化的關鍵時期。加快智慧農業發展必須立足新的發展階段，貫徹新發展理念，實現農業高質高效發展；聚焦“保障國家糧食安全、食品安全、生態安全，促進農民持續增收”的目標，針對農業 “新基建”、智慧種養、智慧供應鏈、農業智能信息服務、智慧農業相關技術產業化等方向，按照“抓重點、補短板、強弱項”的總體思路，開展重點建設。

突出農業科技自立自強，加強智慧農業的戰略性、前沿性、基礎性研究與關鍵共性技術研發，論證實施智慧農業重大科技專項與應用示范工程。攻關農業傳感器與高端芯片、農業大數據智能與知識模型、農業人工智能（AI）算法與云服務等關鍵技術，研制高端智能農機裝備、農業智能感知產品、農業自主作業（機器人）智能服務產品等重點產品。推動高端產品在智慧農（牧、漁）場、植物工廠、農產品加工智能車間、農產品智慧供應鏈等的集成應用示范，培育農業軟件開發與智能信息服務、農業傳感器與測控終端、農業智能裝備制造等配套產業。融合生物技術（品種選育）、信息技術（數字賦能）、智能裝備（機器替代），建立以“AI + 大數據 + 新一代通信技術 + 物聯網 + 北斗衛星導航”為技術支撐、與農業強國發展目標相適應、達到世界先進水平的智慧農業產業技術體系。推動農業“機器替代人力”“電腦替代人腦”“自主技術競爭力增強”三大轉變，提升農業生產智能化和經營網絡化水平，強化農業質量效益和競爭力，拓展農民增收空間，助力鄉村全面振興。

（二）2025 年發展路線與目標

實施農業大數據融匯治理、大數據認知分析、大數據深度學習等農業大數據共性關鍵技術突破，制定農業大數據標準規范，建設數字農業農村大數據中心，為數據發現知識提供支撐。研制高端植保無人機、病死畜禽無害化處理自動化裝備，推動農機裝備自主創新。加強農業 AI、農業虛擬現實（VR）等技術基礎研發，發展人機協同與農業智能系統、農業人機混合智能交互與虛擬技術；研究基于農業增強現實（AR）/VR 的表型信息解析技術，利用 VR 技術設計動植物理想表型結構，為突破農業知識模型提供基礎（見圖 1）。

圖 1 我國智慧農業技術發展路線圖（2020—2035 年）

注：以 2035 年為目標節點，根據兩輪共計 150 人次的專家德爾菲調查結果（設計了 16 個客觀題、3 個主觀題，中高級以上職稱專家占比大于 70%），篩選出了 13 項關鍵核心技術；4G 表示第四代移動通信；5G 表示第五代移動通信。

到 2025 年，我國農業數字化轉型取得重要進展。數字技術與農業產業體系、生產體系、經營體系融合，大田規模化種植基地、設施園藝標準園、規模化生豬 / 蛋雞 / 肉雞 / 奶牛養殖場、水產健康養殖示范場率先實現數字化轉型。智慧農業科技創新體系更為健全，智慧農業產業體系基本完善，智慧農業引領農業農村現代化取得階段性進展。

表 1 我國智慧農業發展的主要指標預測值

注：除特別標注外，基期值均為 2019 年年底數據。

（三）2035 年發展路線與目標

在高品質、高精度、高可靠、低功耗農業環境信息感知，農產品品質信息感知，高端動植物生命信息感知，農機裝備專用傳感器等技術方向實施攻關，基本實現農業傳感器與高端芯片的自主可控，緩解智慧農業高通量信息獲取難題。實施農業機器人科技創新，發展承擔高勞動強度、適應性強、性價比高、可智能決策的新一代農業機器人，提升嫁接機器人、除草機器人、授粉機器人、打藥機器人、設施溫室電動作業機器人的技術水平，示范和推廣智慧（無人化或少人化作業）農場集成技術。瞄準應用亟需開展農業動植物知識模型、核心算法與支持決策系統等共性關鍵技術研究，推動農業大數據智能水平提升。運用軟件即服務理念，發展可適性農業云服務技術，顯著降低智慧農業運維成本，為廣大用戶提供便捷的定制化服務。

到 2035 年，農業全產業鏈數字化、網絡化基本實現，智慧農業取得標志性進展，我國進入世界農業強國前列。智慧農業的“新基建”、新理論、新技術、新裝備、新產品、新業態取得突破，自主創新能力和水平全面提升，智慧農業學科與創新團隊達到國際一流水平。農業主要環節的數字化全面轉向農業全產業鏈、全環節的數字化和網絡化，批量建成少人化或無人化的智慧農（牧、漁）場，基本建成“軟件定義、數據驅動、裝備支撐、產業融合”的智慧農業產業體系。農業傳感器與測控終端、農業智能裝備制造、農業軟件等產業規模不斷壯大，智慧農業產業核心競爭力達到國際先進水平。具體而言，預計大田、設施、畜禽、水產生產數字化水平分別達到 50%、70%、75%、75%，農業數字經濟占第一產業 GDP 的比重超過 70%。

（一）部署農業領域“新基建”，打牢智慧農業基礎

推進農業農村領域“新基建”工作，建設泛在、先進、開放、共享的農業新型信息基礎設施體系。加快 5G 網絡、數據中心、倉儲保鮮冷鏈物流等新型基礎設施建設，升級國家農業農村大數據中心，形成農業大數據標準化技術和數據交換機制。開展農業大數據的深度應用，建立農業大數據智能關鍵技術體系；構建全新的農業知識圖譜，促進數據信息轉化為實際價值，實現農業信息服務精準化、智能化。

（二）推進生產數字化轉型，批量建設智慧農場

發展“天、空、地”多尺度農業資源環境信息獲取網絡、農業資源環境信息感知技術系統，構建多時相、多維度、高精度的農業資源環境信息獲取系統與智能服務平臺，支持農業資源環境監測與信息服務能力提升。攻克大田、園藝作物傳感器瓶頸技術，加快“數字農情”建設，形成智能溫室設施建設運行集成技術體系。針對規模化農田、溫室大棚推廣種植環境監測控制、“水肥藥”精準施用、土壤作物智慧管理等技術裝備，批量建設“無人化（或少人化）農場”“植物工廠”。

（三）建設透明供應鏈，構筑質量安全防線

構建農產品供應鏈智能化生態，研發農產品采后處理加工與冷鏈智能設備，革新農產品供應鏈運行模式以顯著提升效率。發展清潔能源驅動的智能設備關鍵技術、冷庫智慧控制技術，推動農產品冷鏈行業轉型升級。在農產品供應鏈管理中應用區塊鏈、大數據、AI 技術，對農資、生產、加工、儲藏、運輸等農產品全產業鏈的諸多環節信息進行全面監管，構建農產品供應鏈的數字孿生能力，提升農產品質量安全追根溯源水平 。探索利用數據聯盟鏈方式來構建新型供應鏈協作網絡，降低供應鏈的信任成本，支持農產品供應鏈朝著綠色、智能、高效、開放方向發展。

（四）加快技術產業化進程，壯大智慧農業產業

緊跟世界智慧農業科技發展趨勢，以推動重大產業項目培育為依托，平衡潛在技術需求、產業增長潛力、產品競爭力、技術帶動引領性 [17]。聚焦農業智能裝備制造、農業傳感器與測控終端設計及制造、農業軟件與新興信息服務業 3 類重點創新領域，實施智慧農業相關技術產業培育工程，促進智慧農業創新鏈、產業鏈精準對接，使得“三農”發展更好獲益于智慧農業科技及其產品。提高 AI、 5G、邊緣計算、新型人機交互等信息技術在智慧農機、農業傳感器、農業軟件開發中的應用成熟度，提升智慧農業軟硬件產品的支撐能力。發展農業智能生產作業裝備、農業智能作業機器人等重點智能農機裝備，實現適應性好、性價比高、可智能決策的新一代農業傳感器的標準化、產業化，構建農業軟件產業生態、產業集群。

（五）突出綠色生態理念，助力碳達峰與碳中和

應對碳達峰、碳中和的目標要求，以綠色生態為主線，應用數字技術賦能綠色農業，實現高標準的化肥、畜禽養殖碳排放；建設綠色智慧農業示范區，引領綠色農業高能效、高質量發展。實施耕地保護的智慧化轉型，推廣應用高效節水灌溉技術，提高農業水土資源利用效率。探索基于大數據驅動與多組學融合的動植物生長發育精準調控、環境變化智能應激，建立適應氣候變化的現代智慧生態農業生產體系，實現精準種植養殖，減少農業系統碳排放。推動智慧型生態保護建設，建立智慧生態保護與修復示范區，實現生態環境動態監測預警與智能監管。

（一）面向不同生產經營主體的推進路徑

1. 小農戶

以促進小農戶與現代農業有效銜接為目標，以 “信息進村入戶工程”“全國農業科教云平臺”為基礎，建立功能完善的區域性農業大數據智能服務平臺，為小農戶提供便捷、高效、精準的農業知識服務，促進農業生產性服務的精準化、個性化。鼓勵各類社會化服務組織、信息化企業探索農業智能語音交互服務新模式，為小農戶提供專業化、個性化的農業科技信息、生產托管、裝備共享等服務，降低智慧農業技術產品與服務的應用成本。繼續開展 “互聯網 +”農產品出村進城工程，支持電商企業與科研機構共同探索電商興農新模式，為小農戶提供產銷對接平臺，支持優質特色農產品的產銷銜接、優質優價。

2. 家庭農場

以提升家庭農場經營管理能力、實現最佳規模效益為目標，研制智慧農業示范農場適度規模標準，支持糧食主產區、大宗農產品優勢區、現代農業示范區的家庭農場創建智慧農業示范農場。以“中國農業社會化服務平臺”等為基礎，引導支持各類社會化服務組織為家庭農場提供菜單式、全程生產托管的智慧農業社會化服務。鼓勵市場主體開發適用的數據產品，為家庭農場提供定制性技術套餐和應用方案，支持開展針對性的排產計劃。

3. 合作社、龍頭企業等規模化經營主體

組織力量制定不同區域、不同行業無人生態農場技術應用模式的適用性標準。以國家現代農業產業園為主要載體，優先支持規模以上的糧食、蔬菜、生豬、奶牛、蛋禽等類別農場或入駐企業（合作社）批量建設國家無人農（牧）場示范基地，分階段、分層次、分領域、分梯次推進無人自主作業的集成應用，盡快形成與我國農業大國地位相適應的生態化、無人化生產技術體系。鼓勵社會資本圍繞“新基建”農業場景應用落地目標，參與農場 5G 網絡、數據中心、基礎數據資源體系、農產品數字供應鏈等新型基礎設施建設，批量建設智慧田園、智慧植物工廠、智慧牧場、智慧漁場、智慧果園、農產品智能加工車間等并凸顯示范效應。

（二）面向不同產業主體的推進路徑

1. 智慧種植業

圍繞糧食和蔬菜的穩產保供、提質增效需求，在規模化糧食和蔬菜生產基地，重點開展“天、空、地”一體化智能監測與精準服務應用示范。推動糧食主產區氣候智慧型農業模式、西北地區草地氣候智慧型管理模式等氣候智慧型農業應用示范項目，增強作物生產對氣候變化的適應能力。開展農機、農藝與智能化融合應用示范工程，補齊精準作業覆蓋環節不全、智能裝備協作效率不高等短板。批量建設“無人化（或少人化）農場”“植物工廠”，配套應用嫁接機器人、除草機器人、打藥機器人、采摘機器人、設施溫室電動作業機器人等，實現無人化或少人化種植場景落地。

（一）編制智慧農業中長期規劃綱要

按照國家鄉村振興戰略、《數字鄉村發展戰略綱要》要求，注重規劃銜接，論證和編制“國家智慧農業發展戰略綱要（2021—2035）”。在農產品優勢產區、國家農業科技園區和國家現代農業產業園的所在縣（市），圍繞農業生產數字化轉型、農產品透明供應鏈、農業大數據智能服務等方向，推動智慧農業工程建設，顯現智慧農業發展成效。

（二）實施智慧農業關鍵核心技術攻關

立足科技自立自強，瞄準農業產業升級與高質量發展，重點圍繞農業傳感器與信息采集系統、高端智能農機裝備、農業機器人、農業大數據與計算智能、農業模型與算法等短板技術及薄弱環節，布局并實施關鍵核心技術攻關項目。建設國家智慧農業創新中心、重點實驗室等產業助推平臺，論證推進“智慧農業科技創新 2035”重大項目，切實提升自主研發能力，為行業用戶提供更多用得上、用得起、用得好的軟硬件產品。可率先在環渤海經濟區、長江三角洲地區、粵港澳大灣區、成渝經濟圈等重點區域以及一些現代農業基礎較好的城市，創建國家級智慧農業創新發展試驗區，開展新技術驗證，加速成果轉化應用。

（三）建立差異化的智慧農業補貼機制

建議將農業物聯網成套設備、智能拖拉機配套測控終端納入農機購置補貼范疇，適度提高智能化高端農機購置補貼標準。針對區域和產業差異性，建立支持各類規模農戶應用數字技術的差異化補貼機制：為小規模農戶提供智能移動終端補貼與網絡接入費用減免；按照生產規模給予適度規模經營主體以定額補貼或比例補貼，按照服務面積給予智能作業服務主體以托管服務補貼；針對生豬、奶牛、家禽養殖大縣實施智慧畜禽養殖試點補貼方案；以東北地區、內蒙古自治區、新疆維吾爾自治區等地為重點，針對大田糧食、露地蔬菜等智能動力設備和專用作業裝備，給予購置補貼與作業服務補貼；以設施蔬菜標準園、水產健康養殖示范場為重點，探索農業物聯網成套設備與解決方案補貼辦法。

（四）統籌智慧農業與數字鄉村發展

建議以縣（市）為單位，以“農業高質高效、農民富裕富足、農村宜居宜業”為目標，就智慧農業和數字鄉村開展一體化設計和建設。將農業農村 “新基建”納入國家鄉村建設行動，推進縣域農業農村大數據中心、農業農村“天、空、地”一體化觀測體系建設，實施農業生產基地、農村物流設施的數字化改造，試點開展 5G、互聯網協議第 6 版（IPv6）、窄帶物聯網等網絡協同應用。支持有條件的縣（市）打造“鄉村大腦”，統籌開展農業農村數字經濟、環境數字化治理、鄉村數字政務、鄉村數字治理等建設，實現農業農村數字化、智能化的普惠應用。

（五）培養應用型人才隊伍

突出“產業為主、專項服務”的技術推廣理念，依托現有農民教育培訓體系，開展農村科技特派員、農技員服務能力提升計劃。重點圍繞農業生產基地數字化標準化改造、智慧農業信息技術操作規程與工藝、農機智能裝備操控與管護、應用系統與平臺使用及后期維護等方向，開展智慧農業應用型人才專門培訓，快速形成人才規模優勢，集聚智慧農業建設的內生原動力，為智慧農業工程的應用推廣、成效發揮提供智力保障。