智慧農業到底解決了什么

什么是智慧農業

智慧農業是農業中的智慧經濟，或智慧經濟形態在農業中的具體表現。智慧農業是智慧經濟重要的組成部分；對于發展中國家而言，智慧農業是智慧經濟主要的組成部分，是發展中國家消除貧困、實現后發優勢、經濟發展后來居上、實現趕超戰略的主要途徑。

智慧農業是將現代科學技術與農業種植相結合，從而實現無人化、自動化、智能化管理。智慧農業是物聯網技術在現代農業領域的應用，主要有監控功能系統、監測功能系統、實時圖像與視頻監控功能。

智慧農業的五大技術趨勢

無線傳感技術

對于農業物聯網系統而言，如何實現環境的實時在線監測，并將監測數據傳輸到系統中心，其秘密就在于它所使用的各種傳感器。

傳感器是將溫室環境因子等非電物理量轉化為控制系統能夠識別的電信號的基礎元件，根據物聯網系統的不同需求，溫室配備的傳感器數量和種類也大不相同。從與作物生長息息相關的環境因素來看，科技農業中應用到的傳感器主要有溫濕度傳感器、水分傳感器、營養元素傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器等。鑒于農業生產高溫、高濕的極端惡劣環境，傳感器對于穩定性、靈敏度的要求高，以致價格相對來說比較貴。但是，在無線傳感技術的輔助下，種植者能夠使作物得到適宜的溫度、光照以及精確控制的水肥，為作物創造符合其生長的最適宜的外部環境，從而達到提高品質、增加產量、節約能源的目的，并為作物大數據平臺的建立和農產品溯源提供數據支撐。由此可見，在智慧農業中，無線傳感器的應用前景非常廣泛。

機械全自動化

農業機械自動化是農業現代化的重要內容之一。它可以節省勞動力、減輕勞動強度、實現大規模生產，并提高作業質量、改善生產經營條件，提高農業的生產技術水平和經濟效益、生態效益。

近年來，農業機械全自動化技術取得了長足進步，“機器人”們在提供種植照料和監測方面更加靈敏和便捷，自動種植和自動采摘是農業機器人發展最快的兩個領域。

3D打印

沒有什么新技術能比“打印”新產品更能提高全球制造業的發展。如今，人類肝臟和腎臟的生物打印已經成為可能，更重要的是，新的疫苗和藥物已經能夠在“生物學的模塊構建”下被部分打印出來，種種創舉讓人不免遐想：當主要應用于工業和制造業領域的3D打印技術遇上傳統農業，又會碰撞出怎樣的火花？

3D打印是一種以數字模型文件為基礎，通過粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，以逐層堆疊累積的方式構造物體的快速成形技術。目前，我國農業界對于3D打印技術的應用，主要集中于農業機械裝備的研發和復雜部件制造。傳統農機研發的流程一般是：設計目標—設計方案—綜合比較—方案確定—技術分析—樣機設計—復雜件制作—整機試制—田間試驗—改進設計—產品開發。

3D打印可以改變傳統的設計流程和制作工序，在設計方案綜合比較時即可打印出模型，不僅可以直觀地進行結構方案比較，而且還可以多角度進行技術分析，在制作環節中也無需考慮對于生產工藝的依賴，在無需模具的情況下就可以短時間制造出來。將3D打印技術應用于農業機械研發和生產后，可以突破局限，開辟出巨大的設計研發空間，為農機設備的發展帶來無限可能。

植物心理學

1966年，有個名叫巴克斯特的情報專家在給庭院花草澆水時，異想天開地把測謊儀綁到了一株天南星葉片上，想測試一下水從根部到葉子的上升速度究竟有多快。隨后，他驚奇地發現，測謊儀顯示水從根部上升時的曲線圖形，居然與人在激動時測得的曲線圖形十分相似！當他嘗試用點著的火柴接近葉子時，指針的劇烈擺動甚至超出了記錄紙的邊緣，說明植物已產生了強烈的恐懼心理。

前蘇聯科學家維克多也做過一個有趣的實驗。他先用催眠術控制一個人的感情，并在附近放上一盆植物，然后用儀器把人的手和植物的葉子連接起來。維克多讓實驗者感到高興時，植物便豎起葉子，舞動花瓣；當維克多描述冬天的寒冷使實驗者渾身發抖時，植物的葉子也會瑟瑟發抖。也就是說，植物會思考，也會體察人的各種感情。這項研究已發展成為一門新興的學科——植物心理學。

一位科學家每天早晨給含羞草演奏25分鐘音樂，聽音樂的含羞草比沒聽音樂的含羞草高1.5倍，而且葉子和刺長得更為密集?？茖W家在實驗中發現，植物喜歡聽古典音樂，對爵士樂不喜歡，喧鬧的噪音會引起植物的煩惱，生長速度減慢甚至枯萎死去。

2002年，英國科學家羅德和日本巖尾憲三特意制造出了植物活性翻譯機，只要連接上放大器和合成器，就能聽到植物的聲音。

植物和人一樣，有完整的神經系統，有思維活動規律，有心理活動，掌握了解植物的心理活動及其規律，對于揭秘大自然、服務大自然、服務人類、服務生產都具有重要而深刻的意義，也是對集約化作物生產設施新設計的又一重大貢獻。

農業大數據

目前，農業產業正處在從小農經營為主向規模化、機械化、集約化過渡的階段，這為農業大數據的應用提供了巨大空間。

農業大數據以涵蓋種植業、林業、畜牧業等子行業的農業領域為核心，涉及飼料生產、化肥生產、農機生產、農產品加工等相關上下游產業，并整合包括統計數據、進出口數據、價格數據，乃至氣象數據的宏觀經濟背景數據等環節，是跨行業、跨專業、跨業務的數據分析、挖掘與可視化。

這些數據將成為農業決策的大腦，在未來，農業大數據除了對種植提出建議外，還將為種植者提供種什么、怎么種才能達到收益最大化的系統解決方案，規避同類產品扎堆上市的同質化風險，包括市場預測、農民征信、農業金融等，都需要建立在數據分析的基礎上。

農業大數據是融合了農業地域性、季節性、多樣性、周期性等自身特征后產生的來源廣泛、類型多樣、結構復雜、具有潛在價值，并難以應用通常方法處理和分析的數據集合，使農業內部的信息流得到了延展和深化。隨著計算機的速度和容量不斷增加，收集和使用有關生產農業各個方面的信息的能力將會爆發，將永遠改變人類和作物的健康狀況。

智慧農業主要解決三大問題

早在2015年，國家推出“互聯網+”戰略之后，互聯網農業逐漸裂變出多個模式。比如，物聯網農業、農產品電商、大數據應用、氣象監測等新應用。那么，智慧農業到底能解決什么問題呢？有關專家指出，主要能解決生產效率、農產品品質、投入問題，而這三大問題恰恰是農業生產與管理最為艱難的問題。

解決生產效率問題

清華大學中國農村研究院副院長張紅宇認為，我國農業生產效率低，為發達國平均水平的2%。我國農業生產效率低下導致農業競爭力不強，農民收入低，以及農民積極性不高。因此，提高農業生產效率是農業根本之根本。智慧農業為何能提高農業生產效率呢？首先，智慧農業解放了農民，讓農民成為農業主導者；其次，智慧農業借助先進技術替代了刀耕火種、提高了農業產出比?？傮w來看，智慧農業解放了勞動力、把技術變成生產工具，替代了傳統的人工，從而實現農業穩定產出能力。

提高農產品品質

由于采用傳統的生產方式，導致農產品無標準、口感與外形不統一，從而影響用戶體驗。從結果來看，農產品品質的高低直接決定農產品銷售和價格問題。調研發現，智慧農業借助技術優勢對農產品生產、施肥、灌溉、日照、采摘時間等方面有詳細、標準的操作方法，從而確保了農產品標準化，提高了農產品品質，實現了品效合一。

減少投入

中國農業已經邁入高成本時代。從目前來看，我國農業投入成本高于日本、美國，從而導致農產品價格高、競爭力弱。以小麥為例，國產小麥市場價格多在每噸2450元左右，而國際小麥平均價格大多數情況則在每噸1800元以下。不僅如此，稻谷、大豆和玉米這些主要糧食作物，都是國內價格高于國際價格。為何中國農產品價格高于國外呢？原因是中國農民的土地租金、農資產品價格、人工成本等都在逐年上漲。借助智慧農業，可以提升土地空間的利用、減少農資產品使用、采用智能化減少人力成本等整體成本投入，從而提高農產品的競爭力。

智慧農業的落地之戰

很多人認為，智慧農業主要由互聯網公司主導，比如阿里、京東等，因為他們具有一流的互聯網技術。其實，智慧農業真正的實踐者是一線農業企業、家庭農場、農產品產區，他們借助智慧農業的應用積極嫁接到農業生產與管理中，從而幫助自身提高競爭力。

智慧農業更多的是產業落地，甚至包括農民自發地借助智慧農業應用來實現農業的提質增效。相比于一個花費百萬級的智慧農業解決方案，農民更需要切實解決生產、銷售、產業等某一個環節的落地方案。

種菜用上軌道交通 智慧農業跑出加速度

智能溫室大棚、全套滴灌技術、創新授粉方式……在江蘇省宿遷市宿城區蔡集鎮田洼智慧農業園，先進的農業設備和創新的經營模式，正在為周邊的村鎮提供農業發展的新思路。

走進田洼智慧農業園的智能玻璃溫室，仿佛走進了一個現代農業科技的試驗場與展覽館。無土栽培、立體栽培、多層葉菜漂浮培等新型栽種模式近在眼前，將高效農業由“圖景”變成現實；電子監測屏中溫度、濕度、光照等各項數據不斷切換，如同農業科技脈搏躍動不息；巧克力色的小番茄、通體亮黃的長茄、稠密垂掛的長辣椒依次映入眼簾，讓人體驗了一把蔬菜的“亂花漸欲迷人眼”……

據了解，該產業園與傳統模式不同，產業園采用“5G+農業”新技術種植蔬果“鎮企共建、企業管理、共同受益”模式運營，項目建成后，畝產收益與投入成正比，預計年分紅收益可達200萬元。

同時，將帶動周邊農戶240余戶就地就業，為村居集體年增收25萬元，充分發揮“農業+旅游”村企共建發展模式的示范帶動作用，實現村企共建新典范。

在智能玻璃溫室中，番茄種植設備一字排開，番茄秧足有3米多長，直達溫室橫梁。每個栽培架之間都有兩根圓形的軌道，上面停放著一輛升降式采摘車，在操作臺輕輕一按，智能化溫室大棚里的升降機自動升高，新型職業農民站在平臺上沿著軌道輕松前行，仔細修剪蔬果芽葉。

采摘車來回忙碌著，該車的行駛軌道還是一個加溫系統，通過燃氣輸送熱水，可以給溫室加溫。

據了解，這里運用“5G+農業”新技術，采取“鎮企共建、企業管理、共同受益”的運作模式，帶動周邊農戶就地就業。

智慧農業進大棚 一串葡萄賣200元

陽光透過拱棚照射到嫩綠、紫紅的葡萄上，葡萄粒一下子變得半透明，像極了紅色綠色的寶石。日前，在山東省威海市南海新區濱海街道西里島村的萬和七彩農業科技有限公司（以下簡稱“萬和七彩公司”），公司總經理王衛正拿著剪刀采收葡萄。

“這紅色的葡萄是我們的‘妮娜女王’，一畝地只定植六七棵，每平方米留4串葡萄，每串葡萄我們都控制到35粒上下，成熟后按串賣，一串批發價是200元左右?！蓖跣l說。萬和七彩公司的葡萄大棚全部配套了遠程控制的水肥一體化設備。大棚頂上是薄膜，四周是篩網，防鳥防蟲透風，大棚的地面上還長著繁茂的草皮。

“我們的大棚是根據高檔葡萄的生長要求設計的，地上的草皮也都定期打碎到地面，增加土壤有機質。眼下共種植了40多個品種的葡萄，都是從國外引進的優質品種?！比f和七彩公司副總經理、技術負責人初靖程介紹。

萬和七彩公司目前占地3000畝，其中有高標準智能育苗溫室15萬平方米。2000平方米的智能玻璃溫室里，20多個高檔草莓品種正在旺盛生長。玻璃溫室的北側，就是占地1000多平方米的集超凈實驗室、植物細胞工程中心、組培實驗室、基因測序等為一體的科研中心。

“5G+”智慧農業 每天節約5000元

“一鍵觸碰就能根據土壤的溫度、濕度進行灌溉、施肥，智能化操作不僅提高了管理效率，還節約了生產成本。”日前，在位于重慶昌州街道八角井村的秦橙智能綜合產業園內，工作人員正在操作間里感受“5G+”帶來的好處。

“秦橙智能綜合產業園是由重慶新秦橙現代農業發展有限公司攜手重慶移動榮昌分公司共同打造的，占地300畝的宜機化智慧果園，為榮昌首個投用的‘5G+’智慧農業產業園?！痹搱@負責人介紹。

該果園依托5G技術、結合先進傳感設備，實現了對果園氣候、土壤、病蟲害、作物長勢等重要數據的自動采集。同時，通過大數據分析，自動生成農業有害生物預測、預報趨勢圖，輔助決策系統進行科學調控，自動開啟智能環境調節、水肥灌溉控制、安全生產監控、病蟲綠色防控等功能。從而實現農業園區集約化、網絡化、智能化管理，有效降低勞動強度，減少病害發生，提升農業管理效率。

“以前需要50個人開展的抗旱工作，現在一鍵在手，只需要1人遠程負責對監控系統進行周期性維護、管理即可，每天至少節約5000元勞力成本。”該負責人介紹，“總的來說，智慧果園在傳統種植基礎上，能節約60%的生產成本，提高20%的產量?！?/p>

無人機讓農業更綠色更智慧

“鋤禾日當午，汗滴禾下土?！鼻О倌陙淼膫鹘y農耕場景，如今更換成指尖輕輕一動，無人機就騰空而起，按照規劃路徑往麥田、菜地噴灑農藥。

在小麥生長重要時期，山東省即墨市華山區小麥田里，一位植保無人機飛手手指輕輕一按， 10分鐘工夫，十幾畝的小麥輕輕松松就打藥完畢。一架無人機一小時可以完成60-90畝，效率是人工的40倍。除了省時省力，無人機噴灑農藥還能減少人工打藥的漏噴、重噴現象，減少近一半的農藥用量，讓農業生產更綠色。

植保無人機具有節本增效、減少污染等特點，減輕了農藥對噴灑者的身體危害，緩解了農村勞動力不足的問題，順應了農業全程機械化的要求。

植保無人機替代人工作業帶來的第一個改變，就是可以實現“人藥分離”，保障農民的生命安全和健康。由于采用超低空作業，在作業時旋翼向下的下沉氣流可使噴灑漂移減少、農藥沉積率增加，從而極大降低作業環境空氣中的農藥含量，減少污染。此外，無人飛機旋翼產生向下的巨大旋力，推動農藥霧滴對作物從上到下進行穿透，均勻散落于植株各個部位，在大幅減少農藥用量的情況下還提高了防治效果。

一片600畝的麥田，人工打藥需要2個月，使用無人機則只需1天。相對于人工背負式藥箱噴灑，植保無人機作業節水80%、節藥30%-50%、節肥約20%。也就是說過去人工打藥，一畝地需要半小時、15公斤藥水，現在只需1分鐘和半公斤藥水，作業效率是人工的40倍以上。

四川邛崍的一位農場主，自營農場面積近4000畝，往常植保人工服務開銷約16萬元，農藥費用約32萬元。2017年自購2臺無人機及配套設備，采用無人機作業，節約農藥費用6萬元/年，植?？偝杀竟澥〗?0萬元，1年就收回無人機采購成本?！卑不諒]江的一個飛防作業隊，2017年購置5臺植保無人機，全年開展植保服務87天。共計完成大田植保作業7.3萬余畝，收入約70萬元；完成經濟作物作業5000余畝，收入約13萬元。部分作業攜帶藥劑，可收取藥劑費用，除去飛手支出等，凈利潤接近30萬元。

養豬智能化：機器人巡檢 1人養2000頭

牧原公司在老河口市賀灣村的牧原第五養豬分場年出欄生豬20萬頭。地面干凈，辦公樓屋頂鋪滿深灰色的太陽能發電板，一座座白色方形建筑整齊排布，綠植、花園、試驗田分布園區各處。

豬舍全封閉，底部有三層防滲處理，糞便處置也是全封閉。豬尿和豬糞，通過專用管道收集后，分離制作沼氣、沼液和有機肥，施肥還田或銷往外地。在封閉豬舍內，還裝有負壓異味收集設備，對生豬氣味進行工業化除臭，有效過濾和殺滅93%的空氣游菌，還能實現出風端1米以外無臭味的效果。

為了保障豬群健康，豬場防疫實施極致管理。為抵御豬瘟風險，豬舍不會讓外人進入，并進行嚴格消毒。

通過企業的遠程監控，可以清晰看到各個豬圈里的情況，豬定時進食、悠閑休息。巡檢機器人在豬舍頂部的軌道上，來回監控著豬群的實時情況。

巡檢機器人集成可見光攝像頭、3D攝像頭、紅外熱像儀、拾音器、氣體檢測儀等各類傳感器，實時傳送著溫度、濕度、風機轉速、異常聲音等指標，后方平臺通過云監控、大數據分析和自動化設備運行，實現生豬養殖的智慧管理。育肥階段，2000多頭生豬只需要一名養殖技工照料。

豬要是萬一病了，一般不吃藥不打針。主要通過調節豬舍的環境氣候，提升抵抗力來治病，如改變溫度、濕度、通風量、含氧量等。

在牧原飼料廠，車間生產非常安靜。生豬從出生到銷售，飼喂的飼料配方有15種以上。牧原公司的專業營養研發團隊，根據生豬生長階段所需的營養，分階段研發精細化配方，以促進生豬健康成長。

據了解，飼料生產從原料采購、倉儲物流、加工制作、成品運輸等全流程，采用多次消毒檢測、密閉輸送及高溫滅殺等技術，全方位抵御病毒侵襲。

牧原的屠宰項目自動化程度很高。屠宰車間采用自動開膛機器人，結合3D成像識別技術降低對內臟的破壞；分割車間采用X光穿透技術，自動識別異物并報警；全自動冷藏庫，可進行食品安全全程追溯。

告別粗放，告別污染，走向智能科技和精細管理。老河口牧原公司快速崛起，闡釋了現代化養殖的原理。

無人農場是未來趨勢

無人農場是人工不進入農場的情況下，采用物聯網、大數據、人工智能、5G、機器人等新一代信息技術，通過對設施、裝備、機械等遠程控制、全程自動控制或機器人自主控制，完成所有農場生產作業的一種全天候、全過程、全空間的無人化的生產作業模式。

隨著物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術的發展，英國、美國、以色列、荷蘭、德國等發達國家陸續開始構建無人大田農場、無人豬場、無人漁場。2019年，我國山東、福建、北京等地也開始了無人大田農場、無人豬場的探索，無人農場作為未來農業的一種新模式，已經開啟。

在當前疫情的情況下，無人農場更能發揮其絕對的優勢，確保在重大災情疫情下，不影響農業生產和產品供應。從現在開始布局無人農場技術研發、模式集成、商業機制、支撐政策，對加速推進我國現代農業發展意義重大。

無人農場是對農業勞動力的徹底解放，代表著最先進農業生產力，必將大幅度提高農業生產率、資源利用率、土地產出率，確保農產品品質以及農業綠色發展，是未來農業的發展方向，必將引領我國現代農業的發展方向。

參謀觀察

“智慧農業”助力鄉村振興

民族要復興，鄉村必振興。2021年的中央一號文件提出，要發展智慧農業，建立農業農村大數據體系，推動新一代信息技術與農業生產經營深度融合。為接下來一個時期中國的鄉村振興描繪了新藍圖，對于我國現代農業的轉型升級具有重要意義。

當前，伴隨著新技術的加速涌現，互聯網、大數據、人工智能等技術運用到農業生產各環節，數字農業、智慧農業應運而生，提高了土地、勞動、資本等各項生產要素資源的配置與利用效率，為我國推動鄉村振興，邁入農業強國提供了發展機遇。

發展智慧農業，是中央有關政策的要求，更是轉變農業發展方式的現實需要，要加大財政扶持力度，加強農村數字基礎設施建設，提升農村網絡設施水平和服務供給。同時實施新型職業農民培育工程，創新形式發展信息化培訓體系，全面提升農民信息供給、傳輸和獲取能力，促使傳統農民向“新農人”轉變，為發展智慧農業、推動鄉村振興提供必要的智力支持。

（來源：人民論壇漫評）