智慧农业现状与未来

赵春江

摘要：智慧农业是以信息和知识为核心要素，通过互联网、物联网、大数据、人工智能和智能装备等现代信息技术与农业跨界融合，实现农业生产全过程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新农业生产方式，是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段。

关键词：智慧农业；信息化；数字化；网络化；智能化

现代农业生物技术、信息技术迅猛发展，成为现代农业发展的重要引擎。新的绿色革命推动传统农业技术改造升级，包括生物化、信息化、无害化、循环化和标准化等方面，发达国家围绕农业生产精准化、集约化、高值化已开始了新一轮的战略部署。智慧农业工程科技的发展已成为国际现代化农业技术的发展前沿。

智慧农业是以信息和知识为核心要素，通过互联网、物联网、大数据、人工智能和智能装备等现代信息技术与农业跨界融合，实现农业生产全过程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新农业生产方式，是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段。

美国、英国、澳大利亚、法国、德国、日本等国家围绕智慧农业进行了广泛的布局，分别出台了NSTC“国家人工智能研发战略计划”、产业战略白皮书、农业4.0手册、农业创新2025、数字农业、社会5.0等政策，2015～2025年全球智慧农业市值将达到683亿美元。智慧农业包括智能农业装备、智能传感器系统、智能无人机、智能机器人、软件等主要技术。

一、全球智慧农业发展情况

（一）大数据技术渗透农业全产业链。发展农业，要从全产业角度进行布局。大数据技术全面渗透了从种子肥料开始，到生产、加工、配送至消费者餐桌，再到废弃物处理的全过程，体现出信息科技对农业产业发展的支撑作用。

（二）智能化装备广泛应用。智能化的装备是通过智能化的改造和升级，使机器具有一定的智能性，可以全面或部分地辅助人便捷、可靠地完成特定复杂的目标任务。世界智能农机装备发展经历了从机械化、数字化、自动化到智能化不同的历史阶段。目前，国际上研究农机装备，重点体现在自动驾驶拖拉机、农业机器人和农业无人机等方面。

（三）无人化、少人化发展迅速。由于农村劳动力减少，农村出现了无人种地的情况，特别是热天打药、冷库长时工作等复杂农业生产环境条件，对人的身体有很大危害。基于劳动力减少和工作环境恶劣，无人化、少人化农场是未来的发展趋势。

（四）信息科技推动农业生产方式变革。我们原来在田里种地、养殖，现在可以进行工厂化生产，比如植物生产工厂、工厂化养猪等模式。

二、我国智慧农业的研究和应用方向

我国智慧农业的发展是一个缓慢的过程，但在很多农业生产场景和环节已经得到了初步的应用。

（一）智慧农业生产技术与装备。小麦、玉米、棉花、水稻等主要农作物从整地、播种、管理到收获各个环节，都需要智能化的信息技术和智能化的装备进行耦合，来完成这些操作的工艺。目前，我国各环节的技术和装备基本具备，需要组合成一个完整的智能化解决方案。北斗精准导航与测控技术应用在播种上，安装到拖拉机、插秧机上，可以让机器走直行，行间衔接好，实现了条带清垄精准播种，避免了复播、漏播、转行横播交叉等问题，提高了田间作业质量。应用在灌溉上，实现了精准对行灌溉。农业航空精准施药技术，通过作业规划、导航监管、施药控制、施药质量评估、防效评估、病虫情诊断等，实现了探得清、飞到位、施得准、雾化好、可评价和全程可控的目标。

（二）园艺作物生产。园艺生产以温室生产为主，在山东寿光建成了一个近八万平方米的大型现代智能温室，全部用国产的技术和设备，从水肥管理调控各个方面进行了智能化提升。与荷兰温室的耗能、成本、效益相比，我们的更好，且成本可以降到每平方米50元。

（三）智慧果园生产。现在农村地区多是老人、妇女和儿童，农业生产缺乏劳动力，提升果园生产智能化水平具有重要意义。因此，我国研发了相应的设备，包括采摘、除草、喷药、开沟、施肥、巡检、升降作业平台等，可实现全程机械化作业。同时，也研发出很好的水果智能检测分析线，一小时可检测水果10吨。

（四）智慧养殖生产。养殖是智慧农业重要的应用场景，动物体温检测技术可实现在线检测，及时发现病害后体温升高的畜禽，便于防治。动物禽舍有害气体专用传感器非常实用，符合我国碳达峰、碳中和政策，可有效减少温室气体排放，还可通过视频摄像头监测動物行为，实时监测营养状况、健康状况等。巡检机器人、防疫消毒机器人，可以替人从事对身体有害的作业。

（五）农产品智慧物流。生鲜农产品中肉类、生鲜水果蔬菜是重要的一部分，需要智慧冷链物流。如何控制温度、检测温度，保持农产品的品质，研究超市货架期对食品的安全性等，都需要信息科技来支撑。“管理+农业+智能技术”，实现了供应链可感、可控、可调。

（六）基于大数据的信息服务。我国小农户居多，打药、播种等方面专业化社会化服务组织快速发展，体现了规模化的生产效益，推动了小农户生产现代化。当前，智能语音服务机器人技术已经成熟，可提供生产技术服务、信息服务。

三、未来智慧农业技术技能人才需求

未来我国智慧农业对人才的需求：一是对农业有情怀，喜欢现代农业的人才；二是知识交叉型，能用计算机把不同专业的知识结合起来，建立知识系统的人才；三是技能实战型，会操作拖拉机、植保机等农业机械的人才；四是具有工匠精神的人才；五是懂经营会管理，提供专业化和社会化服务的人才；六是适应信息化趋势，推动智慧农业发展的人才。

总之，发展智慧农业是一个重要的趋势和方向，“十四五”规划提出要发展智慧农业，目标是用电脑强化人脑、用机器替代人力、用自主替代进口，实现生产智能化、作业精准化、管理数字化和服务网络化。

（作者为中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任、国家农业智能装备工程技术研究中心首席专家）