智慧農(nóng)業(yè)以信息知識為核心，融合了遙感網(wǎng)、傳感網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)以及智能裝備、智能機器人等，深入應用到農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。

在當前我國正處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期，農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨諸多新挑戰(zhàn)和新問題。農(nóng)產(chǎn)品價格“天花板”封頂和生產(chǎn)成本“地板”抬升，農(nóng)業(yè)資源環(huán)境制約、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)失衡和發(fā)展質(zhì)量效益不高日益突出。在此背景下，迫切需要加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，從粗放發(fā)展向精細管理、科學決策模式轉(zhuǎn)變。而智慧農(nóng)業(yè)正是實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵途徑。

據(jù)統(tǒng)計，2022年我國農(nóng)業(yè)信息化市場規(guī)模達到約700億元，其中智慧農(nóng)業(yè)占比不斷提升。智慧農(nóng)業(yè)不僅可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效益，還能有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。例如，通過精準感知和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實現(xiàn)重要農(nóng)區(qū)、牧區(qū)的資源環(huán)境、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務等跨區(qū)域、全要素、多層次的數(shù)據(jù)采集，為農(nóng)業(yè)決策提供大數(shù)據(jù)支持。同時，利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程進行數(shù)字化、智能化診斷，滿足農(nóng)民對便民服務、電子商務等的全方位信息需求。

智慧農(nóng)業(yè)是全新的農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，與電腦農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)業(yè)等既有聯(lián)系又有區(qū)別。它實現(xiàn)了全要素、全鏈條、全產(chǎn)業(yè)、全區(qū)域的智能化，涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務等各個環(huán)節(jié)，內(nèi)涵和外延更加寬泛，所涉及的理論、技術(shù)、系統(tǒng)和裝備更加綜合和復雜。

智慧農(nóng)業(yè)以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，數(shù)據(jù)的獲取、處理與應用是實現(xiàn)從數(shù)據(jù)到知識到?jīng)Q策轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

數(shù)據(jù)獲取是智慧農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。通過構(gòu)建 “天空地” 一體化的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息采集技術(shù)體系，利用精準感知和數(shù)據(jù)采集技術(shù)創(chuàng)新，突破無人機農(nóng)業(yè)應用的共性關(guān)鍵技術(shù)，攻克農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和動植物生理體征專用傳感器制造，實現(xiàn)重要農(nóng)區(qū)、牧區(qū)跨區(qū)域、全要素、多層次的數(shù)據(jù)采集。例如，研發(fā)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)管理平臺，可有效提升原始數(shù)據(jù)獲取和處理能力，解決 “數(shù)據(jù)從哪來和如何管” 的問題。

數(shù)據(jù)處理分析是支撐。進行數(shù)據(jù)挖掘與智能診斷技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能處理與分析技術(shù)體系。集成農(nóng)學知識與模型、計算機視覺、深度學習等方法，研發(fā)動植物生產(chǎn)監(jiān)測、識別、診斷、模擬與調(diào)控的專有模型和算法，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全要素、全過程的數(shù)字化、智能化診斷。同時，加強農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)資源關(guān)聯(lián)挖掘、智能檢索、智能匹配與深度學習等技術(shù)研發(fā)，滿足農(nóng)民對便民服務、電子商務等全方位信息需求。

數(shù)據(jù)應用服務是目標。圍繞數(shù)據(jù)應用，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)決策平臺，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供實時的數(shù)據(jù)分析和決策支持服務。如利用機器學習算法建立農(nóng)產(chǎn)品價格預測模型，預測農(nóng)產(chǎn)品未來價格走勢，幫助農(nóng)民合理安排生產(chǎn)和銷售；建立病蟲害預警系統(tǒng)，實時監(jiān)測病蟲害發(fā)生情況并及時發(fā)出預警信息，幫助農(nóng)民采取有效的防治措施。

02、技術(shù)創(chuàng)新的支撐作用

精準感知和數(shù)據(jù)采集技術(shù)為智慧農(nóng)業(yè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。通過研發(fā)滿足農(nóng)業(yè)農(nóng)村需求的專業(yè)遙感衛(wèi)星、突破無人機農(nóng)業(yè)應用技術(shù)以及制造專用傳感器，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)資源環(huán)境、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務等方面的數(shù)據(jù)采集。例如，利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器實時監(jiān)測土壤、氣象等環(huán)境參數(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準數(shù)據(jù)，助力農(nóng)民做出科學決策。

數(shù)據(jù)挖掘與智能診斷技術(shù)推動了智慧農(nóng)業(yè)的智能化發(fā)展。集成多種技術(shù)方法，研發(fā)專有模型和算法，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行深度分析和挖掘，實現(xiàn)生產(chǎn)全要素、全過程的數(shù)字化、智能化診斷。例如，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中提取有價值的信息和知識，如作物的生長規(guī)律、病蟲害發(fā)生規(guī)律等，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

精準管控與技術(shù)創(chuàng)新提升了智慧農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。通過智能控制系統(tǒng)，根據(jù)農(nóng)田環(huán)境和作物生長需求，自動調(diào)節(jié)灌溉、施肥和噴藥等環(huán)節(jié)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準度和效率。例如，智能溫室采用先進的環(huán)境調(diào)控技術(shù)，實現(xiàn)溫室內(nèi)環(huán)境的自動化、智能化管理，為作物生長創(chuàng)造最佳條件。同時，研發(fā)具有自主導航、智能感知和作業(yè)能力的農(nóng)業(yè)機器人，實現(xiàn)農(nóng)作物種植、除草、施肥等作業(yè)的自動化，減輕農(nóng)民勞動強度。

智慧農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)強國建設(shè)的道路上并非一帆風順，仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。一方面，技術(shù)研發(fā)和應用成本較高，對于一些中小規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者來說，可能難以承擔。例如，先進的傳感器、智能設(shè)備以及大數(shù)據(jù)分析平臺的投入較大，這在一定程度上限制了智慧農(nóng)業(yè)的廣泛推廣。另一方面，數(shù)據(jù)安全和隱私保護問題也日益凸顯。隨著智慧農(nóng)業(yè)中數(shù)據(jù)的大量采集、存儲和傳輸，如何確保這些數(shù)據(jù)不被泄露、篡改或濫用，成為亟待解決的問題。

然而，挑戰(zhàn)往往伴隨著機遇。隨著科技的不斷進步，技術(shù)成本有望逐步降低。例如，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，傳感器等設(shè)備的價格逐漸下降，使得更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者能夠負擔得起。同時，政府和社會各界對智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)注度不斷提高，將為其發(fā)展提供更多的政策支持和資金投入。此外，消費者對綠色、安全、高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的需求不斷增長，也為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場空間。

智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊為農(nóng)業(yè)強國建設(shè)發(fā)揮著重要作用。以南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊為例，由曹衛(wèi)星教授、朱艷教授領(lǐng)銜，面向國家糧食安全戰(zhàn)略需求，將傳統(tǒng)智慧與現(xiàn)代高新科技交叉融合。該團隊致力于拓展教學，將人工智能、工程技術(shù)與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域深度融合，構(gòu)建面向未來農(nóng)業(yè)的新型專業(yè)。開設(shè)農(nóng)業(yè)人工智能與機器學習、農(nóng)業(yè)遙感原理與技術(shù)等交叉融合課程，使智慧農(nóng)業(yè)課程體系獨具特色。首創(chuàng)全國 “智慧農(nóng)業(yè)” 拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)本碩博的 “縱向” 貫通式培養(yǎng)。本科生注重 “思學研做”，碩士生突出科教融匯與產(chǎn)教融合，博士生強化科研創(chuàng)新，有效破解傳統(tǒng)本碩博培養(yǎng) “不連貫” 的難題。

保障智慧農(nóng)業(yè)長期效益：為實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的長期健康發(fā)展，需持續(xù)引入先進技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化水平；加強對農(nóng)民的技術(shù)培訓，確保其能夠掌握和應用新技術(shù)；加強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及各類終端的建設(shè)，健全數(shù)據(jù)共享機制；兼顧保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，確保智慧農(nóng)業(yè)的長期效益與環(huán)境和諧共存。

提高農(nóng)業(yè)智能技術(shù)應用效率：推動人工智能與農(nóng)業(yè)融合，利用農(nóng)業(yè)的季節(jié)性特點統(tǒng)籌引導相關(guān)應用實踐。春季做好智能土壤分析和種植規(guī)劃、精準灌溉和施肥、病蟲害智能監(jiān)控與風險管理及規(guī)模化智能機械作業(yè)；夏季強化無人機和遙感技術(shù)應用，監(jiān)測作物健康狀態(tài)，進行預警和干預，推廣智能灌溉技術(shù)；秋季通過智能收割設(shè)備和機器人實現(xiàn)精準高效收獲，發(fā)展智能預測產(chǎn)量和分析質(zhì)量技術(shù)；冬季對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)匯總分析，評估智能技術(shù)應用效果，開展技術(shù)更新和農(nóng)民培訓。

提升智慧農(nóng)產(chǎn)品認可度：通過教育和宣傳，提高消費者對智慧農(nóng)業(yè)的認知，開發(fā)專門的產(chǎn)品認證和標簽，如 “智慧農(nóng)業(yè)認證”，運用區(qū)塊鏈技術(shù)追蹤食品來源，增加透明度。針對特定群體精準營銷，制定合理的價格策略，通過體驗店和農(nóng)場參觀增加消費者體驗，有效促進智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)品市場化。

大連市甘井子區(qū)高度重視智慧農(nóng)業(yè)項目的建設(shè)。以中交產(chǎn)業(yè)園項目推進會為例，中交集團及紅果農(nóng)業(yè)科技有限公司分別介紹了項目推進情況和公司核心技術(shù)。市區(qū)兩級農(nóng)業(yè)農(nóng)村主管部門針對企業(yè)提出的問題給予細致解答，并就產(chǎn)業(yè)園的功能定位、發(fā)展方向、種植結(jié)構(gòu)、扶持政策、規(guī)劃設(shè)計、設(shè)施農(nóng)業(yè)用地管理等方面提出意見建議。推進會現(xiàn)場討論熱烈，通過相關(guān)政策解讀，企業(yè)明確了項目落地及產(chǎn)品推廣的合法有效路徑。未來，甘井子區(qū)將推動一批因地制宜的智慧農(nóng)業(yè)項目落地，提高全面推進鄉(xiāng)村振興的效能。

2017 年在德州建成了全國第一個單體面積最大的壓巖玻璃智慧溫室。溫室引進了國際前沿信息技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)和生產(chǎn)、加工、營銷全過程進行智能化控制，種出的綠行者品牌番茄產(chǎn)品產(chǎn)量達普通大棚的 4 - 5 倍，單個溫室年均銷售收入達 8000 萬元，其標準化種植模式也帶動了全國 10 萬多戶農(nóng)戶從事標準化生產(chǎn)，脫貧致富。

重慶（榮昌）生豬大數(shù)據(jù)中心，是國家級生豬大數(shù)據(jù)中心數(shù)字豬場，專注于中小養(yǎng)殖場建設(shè)的智慧畜牧綜合服務平臺。對多個智慧養(yǎng)殖（生豬）示范場進行差別化建設(shè)，主要進行智能環(huán)控、精準飼喂、健康識別和數(shù)字屠宰等試點，并針對不同養(yǎng)殖主體在養(yǎng)殖、監(jiān)管、交易、貸款等不同環(huán)節(jié)進行數(shù)智化變革，探索形成了一套生豬智慧養(yǎng)殖生產(chǎn)規(guī)程以及監(jiān)管、交易、貸款等模式。

公司以 5G 技術(shù)為依托，搭建了智慧水產(chǎn)管理平臺，實現(xiàn)育苗、養(yǎng)殖的智能化管理和產(chǎn)品質(zhì)量可追溯，在極大節(jié)省人力和時間的同時，也為企業(yè)提供了更加精準可靠的數(shù)據(jù)，為企業(yè)發(fā)展綠色養(yǎng)殖提供了有力的技術(shù)支撐。

環(huán)境控制自動化。采用內(nèi)外遮陽、植物補光聯(lián)合技術(shù)，有效調(diào)節(jié)溫室內(nèi)植株直射光強，為植株提供優(yōu)良的光照環(huán)境；采用雙側(cè)連續(xù)開窗、外遮陽、濕簾風機、內(nèi)循環(huán)風機、內(nèi)保溫、側(cè)卷、高壓噴霧及管道供暖技術(shù)，有效控制溫室內(nèi)溫度、濕度及空氣流動；采用水肥一體化、精準灌溉和回液消毒再利用技術(shù)，為植株提供優(yōu)良的根部環(huán)境。生產(chǎn)管理數(shù)字化。采用智能環(huán)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測溫室內(nèi)光照、溫度、濕度、營養(yǎng)等環(huán)境條件，建立草莓、櫻桃、番茄、水果黃瓜等植物生長模型，自動開啟或關(guān)閉相關(guān)設(shè)施裝備，實現(xiàn)植物生長過程自動化監(jiān)測與調(diào)控。智能場景多樣化。植物工廠設(shè)置 8 層人工光栽培床，采用人工可控光、溫濕度和營養(yǎng)液精準控制，進行 vivi 袋育苗與 vivi 免洗菜生產(chǎn)，實現(xiàn)綠色高效種植與加代繁殖。葉菜工廠引進國際先進的葉菜水耕栽培全自動一體化設(shè)備，模塊化機械單元實現(xiàn)自動定植、自動采收、自動消毒、灌溉水回收、頂部供暖等技術(shù)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全網(wǎng)管理與控制。在果菜工廠，草莓、番茄、黃瓜等采用懸吊式椰糠無土栽培技術(shù)，配套采摘機器人、采摘車、agv 運輸車、巡檢機器人等自動化園藝生產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)果菜高產(chǎn)高效高質(zhì)。

智慧農(nóng)業(yè)潛力巨大，將引領(lǐng)農(nóng)業(yè)邁向更加智慧、高效、綠色的新時代。在智慧農(nóng)業(yè)的推動下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將更加精準化。通過傳感器和大數(shù)據(jù)分析，農(nóng)民可以實時了解土壤、氣候、作物生長等情況，實現(xiàn)精準施肥、灌溉和病蟲害防治，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。同時，智慧農(nóng)業(yè)將促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的整合和優(yōu)化。從種子選育、種植管理到收獲加工、銷售物流，整個農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈將實現(xiàn)信息化、智能化，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的整體競爭力。

此外，智慧農(nóng)業(yè)還將為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。通過精準控制農(nóng)業(yè)投入品的使用，減少資源浪費和環(huán)境污染，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展。例如，智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)作物需水情況自動調(diào)節(jié)灌溉量，避免水資源的浪費；精準施肥技術(shù)可以減少化肥的使用量，降低農(nóng)業(yè)面源污染。同時，智慧農(nóng)業(yè)還可以促進農(nóng)村一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，拓展農(nóng)業(yè)的多功能性，為農(nóng)民增收致富開辟新途徑。

總之，智慧農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)強國建設(shè)中具有重要的戰(zhàn)略地位和廣闊的發(fā)展前景。盡管面臨著一些挑戰(zhàn)，但只要我們充分發(fā)揮科技的力量，加強政策支持和資金投入，不斷創(chuàng)新和完善智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，就一定能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展，引領(lǐng)農(nóng)業(yè)邁向更加智慧、高效、綠色的新時代。