2020年中央一號文件指出，要加強現(xiàn)代農業(yè)設施建設，依托現(xiàn)有資源建設農業(yè)農村大數(shù)據(jù)中心，加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能、第五代移動通信網(wǎng)絡、智慧氣象等現(xiàn)代信息技術在農業(yè)領域的應用。近日，中央網(wǎng)信辦、農業(yè)農村部、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)《關于印發(fā)〈2020年數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展工作要點〉的通知》，明確提出要加快構建以知識更新、技術創(chuàng)新、數(shù)據(jù)驅動為一體的鄉(xiāng)村經(jīng)濟發(fā)展政策體系，加快以信息化推進農業(yè)農村現(xiàn)代化。

智慧農業(yè)是現(xiàn)代信息技術與農業(yè)生產、經(jīng)營、管理和服務全產業(yè)鏈的“生態(tài)融合”和“基因重組”，是信息技術、農業(yè)技術與裝備技術對區(qū)域農業(yè)資源、生產、市場的重新優(yōu)化配置，是現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的一種新業(yè)態(tài)。以智慧農業(yè)、數(shù)據(jù)農業(yè)和精準農業(yè)為代表的新一輪農業(yè)技術革命將使農業(yè)生產經(jīng)營活動進入智能化、集約化、高效化和個性化發(fā)展階段，從根本上改變農業(yè)社會組織體制和管理模式，促進形成大幅度提高農業(yè)生產力、資源利用效率和實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)性的綜合性解決方案。

中國農業(yè)大學人文與發(fā)展學院教授李建軍認為，推動智慧農業(yè)科技創(chuàng)新不但需要重視跨學科、跨行業(yè)的知識交流和技術集成以及人才培養(yǎng)，更需要智慧農業(yè)創(chuàng)新者和管理者具備良好的技術技能、管理經(jīng)驗和生態(tài)與環(huán)境意識，樹立高度的社會責任感。中國農業(yè)大學信息與電氣工程學院教授李道亮認為，發(fā)展智慧農業(yè)，應避免誤區(qū)，加大技術研發(fā)力度、鼓勵大型工業(yè)企業(yè)介入、加大大規(guī)模試驗示范、創(chuàng)新產學研用體系、鼓勵市場化機制與模式探索。

智慧農業(yè)的基本內涵是什么？

智慧農業(yè)是移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、空間信息技術與智能裝備等新一代信息技術與現(xiàn)代農業(yè)融合的產物，是現(xiàn)代信息技術與農業(yè)生產、經(jīng)營、管理和服務全產業(yè)鏈的“生態(tài)融合”和“基因重組”，是信息技術、農業(yè)技術與裝備技術對區(qū)域農業(yè)資源、生產、市場的重新優(yōu)化配置，是現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的一種新業(yè)態(tài)。

智慧農業(yè)的特征主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

一是農業(yè)生產要素數(shù)字化、在線化。利用先進傳感技術、智能處理及遠程控制等物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)農業(yè)生產全過程精準控制和自動化作業(yè)，提高產品質量和生產效率，節(jié)省人力成本，減少資源浪費。

二是農業(yè)決策大數(shù)據(jù)化、智能化?；谏a過程的海量數(shù)據(jù)，充分利用大數(shù)據(jù)技術和人工智能技術，對數(shù)據(jù)進行加工整理，形成專家知識庫，產生最優(yōu)化決策，保障農業(yè)生產全過程決策數(shù)據(jù)化、智能化。

三是全天候服務個性化、針對化。通過建設農業(yè)云計算平臺和區(qū)域化模塊，使農業(yè)系統(tǒng)具備自主運算能力，提高農業(yè)系統(tǒng)運算速度，快速得到反饋結果。智慧農業(yè)系統(tǒng)可以全天候在線服務，很大程度上提高了智慧農業(yè)系統(tǒng)的實用性和針對性。

四是農業(yè)管理信用化、安全化。農業(yè)生產中食品安全溯源和大量的數(shù)據(jù)信息十分重要，區(qū)塊鏈技術基于其“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”等特征，奠定了堅實的“信任”基礎，使農業(yè)管理信用化、安全化。

五是全區(qū)域智慧化、泛在化。智慧農業(yè)在全過程、全區(qū)域都使用信息化技術手段代替人力勞動，以科學、智能化的方式進行農業(yè)生產經(jīng)營，進而擺脫傳統(tǒng)生產的弊端，提高農業(yè)生產效率和產品品質。

01

智慧農業(yè)的建設內容

一是建立以現(xiàn)代科技為支撐的農業(yè)生產體系。開展高效的農業(yè)環(huán)境信息感知、傳輸、監(jiān)測和控制系統(tǒng)建設；創(chuàng)建以農情監(jiān)測、高效管理和自動收獲為一體的自動生產模式，提高種植業(yè)生產全過程的智慧監(jiān)測和管理；利用5G技術和物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術實現(xiàn)智能化和規(guī)模化生產；積極推進全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術在智慧農業(yè)生產中的應用，提高農業(yè)裝備的現(xiàn)代化和智能化；同時推進畜禽與水產養(yǎng)殖產業(yè)的智能化養(yǎng)殖建設，實現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境的科學管理、智慧控制和精準運行。

二是建立智慧流通體系。在生產環(huán)節(jié)對農業(yè)生產對象及生產環(huán)境實時監(jiān)測，及時調整農業(yè)作業(yè)流程；在農產品流通環(huán)節(jié)將電子商務與冷鏈運輸相結合，推進冷鏈運輸在農業(yè)流通環(huán)境的應用。引入物聯(lián)網(wǎng)標識技術，建立農產品生命周期檔案；推進農產品質量安全追溯管理平臺的建設，實現(xiàn)農產品信息的在線化、可視化管理；完善農產品質量安全監(jiān)督、管理、預警體系，切實保障農產品質量安全。開展電子商務技術培訓，推廣物聯(lián)網(wǎng)技術在農戶中的使用；協(xié)調相關部門建立完善的農產品物流、倉儲、金融體系，利用現(xiàn)代信息技術推進農產品流通系統(tǒng)的進一步發(fā)展。

三是構建智慧管理與服務體系。加強對種植業(yè)、畜牧業(yè)和農業(yè)裝備制造業(yè)的監(jiān)測和調度，推進農業(yè)產業(yè)數(shù)字化、智能化和集約化生產；加快建設農產品質量安全信用體系，建立健全農業(yè)生產規(guī)范化管理，提高政府主管部門在生產決策、指揮調度等方面的監(jiān)管力度。強化互聯(lián)網(wǎng)平臺在農產品生產、流通中的重要作用，促進傳統(tǒng)農業(yè)服務模式由公益服務向市場化、多元服務轉變，使農民通過互聯(lián)網(wǎng)掌握農業(yè)生產、銷售相關數(shù)據(jù)，從而有利于農民結合實際情況決定農業(yè)生產的重點。

02

智慧農業(yè)推動新一輪農業(yè)技術革命

自2000年以來，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、無人機和機器人等新興技術在農業(yè)中的應用和集成創(chuàng)新，正在徹底改變現(xiàn)代農業(yè)的總體圖景，推動新一輪的農業(yè)新技術革命。智慧農業(yè)、數(shù)據(jù)農業(yè)和精準農業(yè)等新術語被用來概念化這場農業(yè)新技術革命的總體特征。諸多研究文獻通常將這場新技術革命視為繼植物育種和遺傳學革命之后出現(xiàn)的又一次農業(yè)綠色革命，強調其對農業(yè)生產、食品供給和社會生活的全方位影響，預言其將徹底改變現(xiàn)代農業(yè)的生產經(jīng)營方式、資源開發(fā)與管理模式，使農業(yè)生產經(jīng)營活動進入智能化、集約化、高效化和個性化發(fā)展階段，進而從根本上改變我們對農業(yè)、食品和自然的理解與文化觀念，改變與農業(yè)和食品相關的社會組織體制和管理模式。

20世紀60年代出現(xiàn)以矮稈品種為代表的第一次綠色革命，通過育種技術創(chuàng)新和化肥、農藥等技術創(chuàng)新成果的集成應用，大幅度增加了糧食單產，緩解了全球人口急劇增長與糧食生產能力不足、食品短缺與饑荒等最為迫切的現(xiàn)實問題，并因此強化了以科技創(chuàng)新增加糧食生產和食品供給的生產主義主導的農業(yè)范式。但這種農業(yè)范式在創(chuàng)造諸多現(xiàn)代農業(yè)奇跡和發(fā)展神話的同時也產生了諸多嚴重的負外部性問題，如環(huán)境污染、水土資源流失、農業(yè)生物多樣性減少等，讓農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展成為更值得關注的重大問題。

20世紀80年代后期出現(xiàn)的以動植物轉基因技術創(chuàng)新為核心的第二次綠色革命，雖然預示著糧食增產和投入品減少等巨大潛力，但也因其可能存在的生態(tài)風險、食品安全和商業(yè)操控等種種問題，并未形成專家們所預期的美好結果。而基于數(shù)據(jù)科學、人工智能和生物科技等新興技術與農業(yè)的深度融合，則可能結合生產性更高的農作物品種和基于數(shù)據(jù)的決策支持系統(tǒng)來實現(xiàn)農業(yè)的綜合性集成管理，打造系統(tǒng)性的可持續(xù)、集約化的農業(yè)新范式，形成大幅度提供農業(yè)生產力、資源利用效率和實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)性的綜合性解決方案，以產生更好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效應和社會效果。

03

智慧農業(yè)將為全球農業(yè)提供全新的集成性綜合解決方案

隨著全球人口增長、全球消費者對食品需求的增加和質量品種的關注，資源短缺問題以及氣候變化對農業(yè)生產經(jīng)營活動的多層面影響日益凸顯，全球農業(yè)生產正逼近生態(tài)極限，迫切需要全新的集成性的綜合解決方案。智慧農業(yè)必將成為下一次農業(yè)革命的生長點。

智慧農業(yè)的關鍵技術包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等使能性技術，通過收集土壤、氣象和動植物相關的巨量數(shù)據(jù)來對整個農業(yè)生產經(jīng)營過程進行智慧化管理，以精準高效地利用水肥資源和動植物生產潛能，實現(xiàn)農業(yè)綠色發(fā)展和高質量發(fā)展。智慧農業(yè)是數(shù)據(jù)科技創(chuàng)新的新場景，其與農業(yè)經(jīng)濟的深度融合不僅會整體改寫農業(yè)創(chuàng)新的新范式，而且將引發(fā)使用數(shù)據(jù)分析平臺、云連接和多個數(shù)據(jù)分層模型的數(shù)據(jù)革命，成為數(shù)據(jù)科學、人工智能和區(qū)塊鏈等新興技術創(chuàng)新的新動能。世界主要農業(yè)創(chuàng)新國家及其商業(yè)機構正在通過各種科技創(chuàng)新計劃探索將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術手段導入農業(yè)新戰(zhàn)略，以期通過“新一輪綠色革命”探索精準種養(yǎng)業(yè)的新模式和新業(yè)態(tài)，改變農業(yè)經(jīng)營和食品生產方式。

智慧農業(yè)是通過綜合應用包括計算機和移動終端、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息通信技術，自動、精準、高效地收集、提取并加工農業(yè)大系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，借助于機器學習等人工智能技術快速形成知識體系，實現(xiàn)優(yōu)質高效、節(jié)能環(huán)保、生態(tài)安全的現(xiàn)代化農業(yè)生產目標。基于大數(shù)據(jù)平臺之上的集約化農業(yè)生產經(jīng)營體系，讓各類數(shù)據(jù)“孤島”相互聯(lián)通，形成可持續(xù)發(fā)展的綜合效益。智慧農業(yè)起始于農業(yè)機械的信息化，實現(xiàn)的技術手段和基礎平臺也有賴于信息技術和數(shù)據(jù)科學的不斷突破，但其創(chuàng)新發(fā)展的根本卻在于對動植物生產與水土資源、環(huán)境之間的復雜關系和生態(tài)聯(lián)系的理解，這是巨量農業(yè)數(shù)據(jù)能否成功轉化為農業(yè)創(chuàng)新資源和智慧農業(yè)實踐的知識基礎和關鍵所在。

智慧農業(yè)作為技術密集型的集約化的農業(yè)創(chuàng)新體系，需要信息基礎設施和數(shù)據(jù)技術手段支撐，更需要農業(yè)科學和生態(tài)科學的基礎研究和理論突破。智慧農業(yè)作為數(shù)據(jù)科技創(chuàng)新與農業(yè)經(jīng)濟深度融合的產物，其創(chuàng)新發(fā)展的重要動力有賴于數(shù)據(jù)科技與農業(yè)科學、生態(tài)科學、基因科技技術、農業(yè)經(jīng)濟和社會科學知識與理論的集成整合，只有與個體動植物的基因組學、轉錄組學和微生物群等分子信息結合時，新穎的機器學習和數(shù)據(jù)挖掘技術才可能促進精準農業(yè)目標的實現(xiàn)。推動智慧農業(yè)科技創(chuàng)新必須重視跨學科、跨行業(yè)的知識交流和技術集成，也必須重視跨學科、復合型農業(yè)人才的培育和基于數(shù)據(jù)科學的農業(yè)推廣服務體系的建設。

04

智慧農業(yè)創(chuàng)新生態(tài)對實施者和管理者提出新要求

智慧農業(yè)提供了以更少的投入生產更多產品的技術解決方案，將增強食品安全和植物健康，使耕作方式更可持續(xù)，進而引發(fā)更廣泛的社會變革。智慧農業(yè)影響農戶和農業(yè)生產經(jīng)營者的田間和養(yǎng)殖場的作業(yè)習慣，催生新的農業(yè)生產經(jīng)營模式，因而需要智慧農業(yè)創(chuàng)新者和管理者具備技術技能、管理經(jīng)驗和生態(tài)與環(huán)境意識，高度關注并尊重智慧農業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的多樣性。智慧農業(yè)創(chuàng)新生態(tài)既可能包括基于人工智能、云計算和機器人技術形成的地區(qū)性的“大型”智慧農業(yè)綜合體，也可能包括由農戶或鄉(xiāng)村社區(qū)主導的“小型”智慧農業(yè)技術體系等多種形態(tài)，它們都可能成為具有適應性和獨特作用的可持續(xù)的智慧農業(yè)選項和創(chuàng)新網(wǎng)絡。我們只有尊重智慧農業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的多樣性，以及各種智慧農業(yè)系統(tǒng)的共生關系，才可能真正以負責任的創(chuàng)新態(tài)度，為構建人與自然和諧共生的現(xiàn)代化奠定穩(wěn)健而可靠的物質和技術基礎。

智慧農業(yè)正在成為新一輪農業(yè)技術革命的引爆點，其革命性影響正在逐漸超出農業(yè)領域，對鄉(xiāng)村社會發(fā)展、城鄉(xiāng)關系以及食品供應鏈和價值鏈等產生多層面影響，甚至改變農業(yè)的性質以及農民和作物與牲畜的關系，并要求我們重構農業(yè)與自然生態(tài)系統(tǒng)的關系。智慧農業(yè)創(chuàng)新的推動者和管理者必須樹立高度的社會責任感，自覺踐行負責任的智慧農業(yè)創(chuàng)新，通過各種策略包括前瞻性預判和情景構建評估智慧農業(yè)技術創(chuàng)新對各種規(guī)模的農場、農業(yè)生產和食品供應鏈與價值鏈，以及對鄉(xiāng)村社區(qū)和城鄉(xiāng)關系的整體影響，系統(tǒng)考慮智慧農業(yè)創(chuàng)新的包容性和公平性問題，以使智慧農業(yè)創(chuàng)新能夠應對各種挑戰(zhàn)并具有適用性和可持續(xù)性。

我國作為農業(yè)大國，農業(yè)生產形式已由粗放型向集約型轉變，生產結構不斷調整升級，生產水平不斷進步。但仍存在生產規(guī)模較小，生態(tài)環(huán)境惡化，勞動力老齡化嚴重，勞動生產率、農業(yè)生產效率以及資源利用率較低等問題，探索生產集約、產出高效、環(huán)境友好、產品安全的現(xiàn)代農業(yè)道路是解決這些問題的根本途徑。要實現(xiàn)集約高效，發(fā)展智慧農業(yè)是有效途徑和發(fā)展方向。針對目前我國農業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，黨的十八大提出了“工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展”的戰(zhàn)略部署。當前，我國在農業(yè)現(xiàn)代化方面仍面臨較大挑戰(zhàn)，其中農業(yè)信息化是農業(yè)現(xiàn)代化的重要目標，智慧農業(yè)是農業(yè)信息化的高級階段，農業(yè)現(xiàn)代化對智慧農業(yè)提出了更高要求。同時，中共中央、國務院印發(fā)的《關于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》中指出，要推進我國農機裝備產業(yè)轉型升級，優(yōu)化農業(yè)從業(yè)者結構，大力發(fā)展數(shù)字農業(yè)，實施智慧農業(yè)林業(yè)水利工程。無論是從我國國情還是政策導向來看，發(fā)展智慧農業(yè)已是大勢所趨。

05

智慧農業(yè)發(fā)展的基本路徑

大力加強農業(yè)生產集約化、組織化，大力推進裝備化和設施化。農業(yè)生產裝備化是基于傳統(tǒng)農業(yè)發(fā)展起來的，是指利用各種農業(yè)智能設備裝備農業(yè)，使用現(xiàn)代農業(yè)機械取代人力和畜力作業(yè)，從而進入機械化主導的農業(yè)生產階段。農業(yè)生產裝備化促進了生產力的極大發(fā)展，提高勞動生產率，顯著降低勞動強度和生產成本，推動農業(yè)生產逐步向依靠農業(yè)機械等技術的集約型生產模式轉變。

大力加強農業(yè)裝備的數(shù)字化改造，推進裝備數(shù)字化。裝備數(shù)字化是指在傳統(tǒng)農業(yè)機械裝備基礎上引入信息技術，形成具有自動控制功能的各類農業(yè)機械裝備。裝備數(shù)字化使裝備精準作業(yè)成為可能，為推動農業(yè)自動化生產提供了有力保障，有利于節(jié)約生產資料，實現(xiàn)土地利用率最大化。農業(yè)裝備的數(shù)字化是改變傳統(tǒng)農業(yè)機械生產方式、提高農業(yè)生產競爭力的重要手段，是實現(xiàn)智慧農業(yè)生產高度精準化、自動化的基礎。

大力加強農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，推進裝備網(wǎng)聯(lián)化、在線化。裝備網(wǎng)聯(lián)化是運用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)農業(yè)全程智慧生產、收獲的典型應用，是指通過運用各類視覺采集終端、無線傳感器、射頻識別等感知設備，獲取農業(yè)生產過程中的現(xiàn)場信息，并按照約定的協(xié)議，實現(xiàn)農業(yè)產前、產中、產后等相關信息的可靠通信和傳輸，將傳統(tǒng)的農機裝備升級為具備計算、通信、控制能力的新型智能裝備。實現(xiàn)農業(yè)裝備和互聯(lián)網(wǎng)相互關聯(lián)，最終形成可定位識別、監(jiān)控跟蹤以及智慧管理的巨大智能化網(wǎng)絡，這也是進行精準作業(yè)的前提。

大力加強農業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展，推進農業(yè)決策大數(shù)據(jù)化、智能化。決策大數(shù)據(jù)化、智能化是智慧農業(yè)發(fā)展的高級階段，是指采用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、機器人等新型信息化技術，獲取并分析農業(yè)生產中的海量數(shù)據(jù)，由云管控平臺自主計劃和決策，并由裝備自主完成農業(yè)生產全過程，實現(xiàn)以機器為核心、數(shù)據(jù)為驅動的一種新型農業(yè)智能化生產模式，這也是智慧農業(yè)的終極形態(tài)。

大力發(fā)展農業(yè)裝備智能化和農業(yè)機器人，努力推進作業(yè)精準化、自動化。作業(yè)精準化是我國智慧農業(yè)發(fā)展的必由之路，是指利用3S技術、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能裝備、機器人等現(xiàn)代化技術手段，實現(xiàn)對農業(yè)生產過程的精準控制，并對動植物生長狀況進行精準監(jiān)測。結合人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等先進技術，實現(xiàn)精準定位、精準施肥、精準變量投喂、精準噴藥、精準播種、精準收獲。農業(yè)生產作業(yè)的精準化提高了作業(yè)效率、作業(yè)質量和農作物產量，是智慧農業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

06

智慧農業(yè)推進建議

加大技術研發(fā)力度。政府部門應在全國層面設立智慧農業(yè)發(fā)展專項資金，將智慧農業(yè)建設和發(fā)展經(jīng)費納入財政資金預算，明確資金使用時各區(qū)縣等財政配套比例，發(fā)揮智慧農業(yè)專項資金的放大和引導作用。各省市應從實際出發(fā)，加大智慧農業(yè)相關新型技術研發(fā)力度，攻克核心技術。

鼓勵大型工業(yè)企業(yè)參與。政府部門應鼓勵互聯(lián)網(wǎng)、通信、物流等龍頭企業(yè)加快融入智慧農業(yè)建設。充分利用這些企業(yè)技術、資源，將互聯(lián)網(wǎng)工具滲透農業(yè)生產全過程，激活農業(yè)生產力，帶動智慧農業(yè)快速發(fā)展。

加大大規(guī)模試驗示范。在當前智慧農業(yè)效益不明顯、農民收入不高、市場信息化運作欠佳的情況下，公益行業(yè)的加入將促進智慧農業(yè)的發(fā)展。因此，建議國家相關部門基于我國農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求，基于“發(fā)展需要、技術可靠、示范性好”的原則，實施一批影響深遠的智慧農業(yè)示范工程，加快推進國家級重點智慧農業(yè)示范基地建設，促進智慧農業(yè)跨領域交叉快速發(fā)展。

創(chuàng)新產學研用體系。針對我國智慧農業(yè)發(fā)展需求，政府應加強科研高校、科研機構在智慧農業(yè)科研方面的投入力度，健全產學研用培養(yǎng)體系，開展農業(yè)人才、新型職業(yè)農民、農業(yè)經(jīng)紀人等農業(yè)從業(yè)者科普、教育、培訓工作，加快培養(yǎng)大量復合型人才。

鼓勵市場化機制與模式探索。政府部門應針對智慧農業(yè)的市場發(fā)展需求及方向進行宏觀指導，以國家政策帶動農業(yè)高效益發(fā)展，建立政府部門支持、科學技術支撐、企業(yè)參與運營的運行機制。借助人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術，打破智慧農業(yè)市場發(fā)展的時空限制，開辟農業(yè)新市場，實現(xiàn)智慧農業(yè)市場多元化發(fā)展。