農業強國戰略背景下智慧農業建設路徑初探

譚宇 陳科帆

［摘 要］隨著全球人口的不斷增長和城市化進程的加快，農業生產面臨越來越多的挑戰。為了滿足不斷增長的人口對食品的需求，提高糧食生產效率和質量，農業強國建設成為中國農業發展的重要戰略。智慧農業作為農業現代化的一種新形態，正在成為農業經濟建設與發展的新風口。本文通過對我國農業發展現狀進行分析，探討了智慧農業建設的路徑和可行性，旨在為推進我國農業智慧化建設提供一些參考。

［關鍵詞］農業強國；智慧農業；數字化轉型

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2024.05.026

［中圖分類號］F323 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2024）05-0085-04

0? ? ?引 言

新中國成立70余年來，我國糧食生產不斷邁上新臺階，由供給全面短缺轉變為供求總量基本平衡。2022年，全國糧食總產量達1.37萬億斤，較1949年的2 263億斤增加了約1.15萬億斤（1斤＝0.5千克）。近年來，國際形勢復雜多變，習近平總書記多次強調“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手中”，將糧食安全放到了更加突出的重要位置。在黨的二十大報告中，首次提出加快建設農業強國，標志著我國將逐步從農業大國邁向農業強國。2023年2月13日，《中共中央 國務院關于做好2023年全面推進鄉村振興重點工作的意見》發布，作為21世紀以來第20個指導“三農”工作的中央一號文件，進一步提出“建設供給保障強、科技裝備強、經營體系強、產業韌性強、競爭能力強的農業強國”的總體目標定位。

當前，我國農業發展仍面臨規模化水平較低、專業化程度不足、人均耕地面積較少等諸多桎梏，在農業強國的戰略目標牽引下，亟須進一步提升農業規模化、集約化、精細化水平，建設現代化的農業生產體系［1］。以人工智能技術為基礎的智慧農業作為農業現代化的一種新形態，正在成為農業生產的新風口和農業強國建設的重要抓手，是實現農業強國建設目標的必由之路。

1? ? ?我國智慧農業發展現狀

在農業新興技術應用方面，近年來我國實施了一

批智慧農業重大應用示范工程，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［2］。但受經濟基礎、地理位置、資源稟賦等客觀條件的限制和影響，不同地區、不同省份間智慧農業技術開發和應用程度參差不齊，呈現出較大的區域差異。其中，在東北、內蒙等農業基礎良好的平原地帶，農業規模化程度相對較高，區域內大型農業集團逐步開展了智慧農業建設。如呼倫貝爾農墾集團于2020年開展農業數字化建設，圍繞“種、種、養、研、加、運、儲、銷”八大產業鏈建設“夔牛2.0”智慧農牧業系統，實現了智慧化的農牧業生產與管控。北大荒集團通過農業數據治理、AI模型算法和智慧場景應用，持續推進全環節數字化、種植科學化和管理智慧化建設，在農業物聯網、數字技術應用等方面實現了全國領先［3］。

在信息基礎設施建設方面，自20世紀90年代以來，隨著“金農工程”等系列國家信息化建設工程的逐步開展，農村信息基礎設施的建設取得長足的發展，建設逐漸配套完善。截至2022年6月，我國現有行政村已全面實現“縣縣通5G、村村通寬帶”，基本實現與城市同網同速，具備了支撐智慧農業建設的信息化本底條件［4］。伴隨著“數字中國”“數字鄉村”建設的加快推進，還將持續優化農村信息服務基礎設施建設，推進農業農村、商務、民政、郵政、供銷等部門農村信息服務站點的整合共享。

在農業生產組織形式方面，目前我國大部分農村地區仍然實行以小農經濟為主的分散型生產方式，尚未廣泛建立起規模化、集約化的農業經營模式。智慧農業的建設初期需要大量的資金投入和物質保障，在數字化技術的加持下實施精細化的農業生產，從而實現規模經濟效益。因此，傳統的農業生產模式難以通過規模化運營降低單位產品生產成本，不利于智慧農業的產業化發展［5］。2023年中央一號文件提出要引導土地經營權有序流轉，發展農業適度規模經營，總結地方“小田并大田”等經驗，探索在農民自愿前提下，結合農田建設、土地整治逐步解決細碎化問題，將逐步為智慧農業建設提供適宜的組織形式。

在農業生產人員建設方面，雖然我國教育事業近年來發展迅速，但在城鄉二元經濟結構下，農村地區教育水平仍然顯著落后于城市。根據2020年第七次人口普查的統計數據分析，全國25歲及以上人口總數約10.1億人，平均受教育年限為9.46年，而農村地區25歲及以上人口受教育年限為7.78年，低于平均受教育年限1.68年［6］。農村教育發展的不足，造成農業生產人員受教育程度相對不高，主要依靠經驗種植，無法將現代信息技術和新興農業技術進行組合式應用，農業生產效率和質量均受到限制。此外，隨著大量農村年輕勞動力轉移至城市務工，留在農村的農業生產人員主要為中老年群體，這也是制約農業生產效率提升的重要因素。

2? ? ?農業強國戰略背景下的智慧農業建設思路

以農業強國戰略為方向指引，聚焦農業生產經營活動，將物聯網、人工智能、大數據等技術與農業生產相結合，創新農業生產環境和農產品生長狀態監測管理應用，推動農業生產領域病蟲害治理，耕整地，農業種植，農田水、肥、藥等施用，農業航空植保，畜禽水產養殖等方面的精準化、智能化建設。聚焦農業銷售與流通，打造農產品電子商務和質量溯源體系，提供農產品溯源信息查詢渠道，保障農產品生產和流動過程中安全、可靠。智慧農業建設總體框架如圖1所示。

2.1? ?農業監測系統

通過物聯感知、AI、5G等技術的創新集成，建設基于物聯網的農業監測系統，對農田環境（如空氣溫濕度、土壤濕度等）、動植物生理狀況，光合有效輻射、風速、風向、雨量等開展實時監控，為農牧品的生長進程以及災害的預防、治理，提供及時、可靠和科學的依據，提高決策管理和服務水平。

2.1.1? ?環境監測

布局各類傳感器，實時監測農田環境狀態。通過配置溫濕度傳感器、土壤傳感器、光敏傳感器等，實現對農業園區空氣、土壤、水質、光照等的有效監測。實時將農業環境監測數據傳輸到云平臺，為農產品的生長進程以及災害的預防、治理，提供及時、可靠和科學的依據，提高決策管理和服務水平。

2.1.2? ?農產品生長狀態監管

集成作物生理學、農學等知識，利用視頻監控、無線遙感等技術，實現作物長勢報告獲取、生長風險預警、營養元素豐缺監測、長勢趨勢預測等功能。動態、實時監測農作物長勢、水分、營養含量、農產品生長狀態變化等信息，實現可視化呈現，為全面、科學、準確評估農產品生長態勢提供依據，推進農業生產活動科學、高效進行。

2.2? ?病蟲害與專家指導系統

推進AI病蟲害識別和專家遠程指導，融合分析遙感、土壤、農產品數據等環境數據和視頻圖像信息，實現對病蟲害的有效預警，并為專家遠程診斷分析和指導提供翔實數據，實現專家足不出戶，即可遠程實時指導、瀏覽和在線答疑、咨詢等服務。

2.2.1? ?病蟲害治理

運用AI智能識別、機器學習、計算機視覺等技術，提供病、蟲、草害識別能力。系統提前錄入農作物生長參數和狀態標準圖片作為參考，農業生產者只需在合乎標準光線條件及背景下將拍攝出來的農作物照片上傳，即可快速、精確地識別出病、蟲、草害類型。同時采用專業模型對農業病蟲害發生的光譜或圖像信號進行挖掘，獲取有效數據特征，實現對病蟲害情況的實時識別和鑒定。

2.2.2? ?專家指導

收集農產品的實時生長環境參數（溫度、濕度、光照強度等），供專家隨時調用分析。同時系統中預置專家經驗數據庫，涵蓋各種參數值的范圍和理想值，以及針對各種問題的指導意見和解決問題的詳細操作指導。此外，農戶可在大棚現場通過手機拍照，上傳實時的大棚內農作物的生長態勢照片及視頻圖像，專家系統即可提供實時分析與遠程指導。

2.3? ?智能化生產系統

構建集作物模型分析和精準生產于一體的農業生產自動化系統，依托物聯網技術和生產環境監測信息對不同的農業生產對象實施精準化操作，如耕整地，農田水、肥、藥的精準施用，農業航空植保，養殖自動化等。同時針對生產過程各個環節，按照一定技術標準和規范要求，通過智能化設備進行影響和控制，改善農產品品質。通過智能設施合理安排用工用時用地，提高農業生產智能化水平和勞動生產效率。

2.3.1? ?智能化種植管理

布局自動化種植和環境控制設施，根據農業生產環境監測數據，一旦發現土壤溫濕度、農作物生長狀態、光照強度、土壤營養狀態等低于預設值或處于不正常狀態，系統即發出指令啟動各種設施如加溫器、加濕器、進/排氣扇、遮陽棚、噴淋器、農藥噴灑、肥料施用等進行工作，對抗常見的低溫、干旱、光照度過強、晝夜溫差大等氣候影響，當到達一定程度后，又可發出指令讓智能自動化生產設施停止工作，以最大限度達到高效生產、節約控制的目的。

2.3.2? ?智能化養殖管理

利用物聯網技術，圍繞設施化畜禽養殖場生產和管理環節，根據環境監測系統采集的養殖場環境數據（二氧化碳、氨氣、硫化氫、空氣溫濕度等），同時集成改造現有的養殖場環境控制設備，實現畜禽養殖的智能生產與科學管理。養殖人員可通過手機、計算機等信息終端，實時掌握養殖場環境信息，及時獲取異常報警信息，并可以根據監測結果，遠程控制相應設備，實現健康養殖、節能降耗的目的。并引進養殖自動化技術，實現定時定量喂料、喂食、照明、清糞等工作的自動控制。

2.4? ?農產品交易平臺

聚焦農產品交易服務，對接淘寶、京東、拼多多等電子商務平臺，搭建連接農業生產、物流運輸、消費群體的產銷對接系統，為農產品、農業園區、消費者、農業市場、超市等提供農產品供求信息發布、網上展銷、自由交易、預約和團購等功能，同時提供農產品信息查詢、質檢、交易、結算、運輸等全程電子商務服務，加速農產品流通。

2.5? ?農產品溯源系統

圍繞農業生產過程各環節，采集匯總生產者、生產地點、時間、生長狀況、農事操作信息、視頻和環境等基礎數據內容，并進行信息化全面記錄，實現對農產品生產加工管理過程的質量安全監管和檔案數據的查詢。

針對規模化種植養殖生產基地，在農業投入品、農作物田間管理、用藥除蟲、采摘包裝、牲畜引進、生長環境、喂食、售賣等業務過程中，實現地塊、農畜投入品、用藥、除蟲防疫、殺菌、喂養等日常農業信息錄入與數據實時上傳等功能的管理。推進溯源碼生成和打印，通過掃描二維碼和網站查詢等方式，方便消費者進行農產品溯源信息查詢和原產地產品甄別，獲取農產品種植、施藥、防疫、流通等信息，提升消費者購買信心和體驗感。

2.6? ?農業產業鏈平臺

對接供應鏈金融服務系統和農產品交易平臺，整合農業產業供應鏈全流程合作各方資源，建成農田、農戶、農產品、生態、物流、金融、保險等信息庫與數據融合的開放技術體系，構建數字化產業供應鏈網絡，盤活農業資源，助力鄉村振興。建設區域供應鏈平臺，構建區域供應鏈流通體系，優化倉儲配送、產銷對接、產地服務，實現農業消費品下鄉和農產品進城的雙向流通，切實解決“銷售難”“購買貴”等問題，促進區域供應鏈良性發展。

3? ? ?結束語

在新時代背景下，我國的農業發展進入了一個高質量、高效益的新階段，智慧農業的發展將成為農業現代化的關鍵支撐。在推進智慧農業建設過程中，要加強農業物聯網、農業大數據、人工智能、區塊鏈等方面技術的研究和應用。同時，要加強政府引導和推動，加強技術研發和人才培養，推進智慧農業的科技創新和應用推廣，推動產業協同發展和信息共享，推廣智慧農業典型案例，不斷提高農業生產效率和農業產品質量，實現農業可持續發展和鄉村振興。

主要參考文獻

［1］趙春江.智慧農業的發展現狀與未來展望［J］.華南農業大學學報，2021，42（6）：1-7.

［2］趙春江，李瑾，馮獻.面向2035年智慧農業發展戰略研

究［J］.中國工程科學，2021，23（4）：1-9.

［3］［作者不詳］.科技引領 數創未來：北大荒集團用智慧農業點亮未來［J］.中國農墾，2023（2）：45-46.

［4］月狐數據.2023中國鄉村數字化發展研究報告［R］.2023.

［5］段樹謹.綠色發展背景下我國智慧農業發展問題及實現路徑［J］.農業經濟，2022（5）：3-5.

［6］中華人民共和國國家發展和改革委員會.改變育訓模式，

補齊鄉村人才短板［Z］.2023.