我國智慧農業的發展現狀、路徑與對策建議

摘" 要：為進一步促進農業高質量發展，推動農業供給側結構性改革，我國在智慧農業建設方面作出重大部署。該文首先介紹智慧農業的提出背景和內涵，分析當前我國智慧農業發展情況，指出我國智慧農業發展存在的問題，從完善頂層設計、提升核心技術、培育新型經營主體和深化產學研用聯動等方面提出推動我國智慧農業高質量發展的路徑與對策建議。

關鍵詞：智慧農業；數字化轉型；技術創新；農業改革；高質量發展

中圖分類號：F323" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2024）10-0001-04

Abstract： In order to further promote the high-quality development of agriculture and promote the supply-side structural reform of agriculture， China has made major arrangements for the construction of smart agriculture. This paper first introduces the background and connotation of smart agriculture， analyzes the current development of smart agriculture in China， and points out the problems existing in the development of smart agriculture in China. From the aspects of improving the top-level design， upgrading the core technology， cultivating a new type of management main body， and deepening the linkage of industry， university， research and application， this paper puts forward the paths and countermeasures to promote the high-quality development of smart agriculture in China.

Keywords： smart agriculture; digital transformation; technological innovation; agricultural reform; high-quality development

智慧農業是在當今數字經濟高速發展的背景下提出的新概念。數字技術為傳統農業提供了新的發展動能，促進農業生產方式從傳統向現代的轉變。智慧農業的提出，標志著我國農業迎來了數字化變革的新時代。發展智慧農業，對于解決當前農業生產面臨的土地資源緊缺問題、農民勞動強度和用工成本問題、信息不對稱造成的農民損失等具有重要意義，是實現農業供給側結構性改革的重要路徑，是通過數字化手段降低生產成本、調整產品結構以滿足市場需求的改革過程。在智慧農業上升為國家戰略的背景下，智慧農業核心技術不斷取得創新突破，物聯網、5G、大數據和區塊鏈等數字技術與農業深度融合，智慧農場、數字農機等創新應用模式不斷涌現，智慧農業已成為推進鄉村振興、實現農業農村現代化的重要抓手[1]。本文擬通過系統梳理當前我國智慧農業發展情況并分析存在的問題，從而提出推動我國智慧農業更好更快發展的路徑和對策建議。

1" 智慧農業發展概述

1.1" 智慧農業的概念與內涵

1.1.1" 智慧農業的提出背景

20世紀90年代，第三次工業革命以信息技術為標志在全球興起，隨著數字化浪潮席卷各行各業，傳統農業也面臨數字化轉型的歷史機遇。根據聯合國經濟和社會事務部人口司發布的《2023年世界人口展望報告》，全球人口截至2023年4月已達到80億3 212萬2 420人，人口的增長趨勢遠超11年前《世界人口展望：2012年修訂版》關于人口將在2035年突破96億的估測。由經合組織發布的《2023—2032年農業展望報告》指出，到2032年，未來10年糧食總消費量的年平均增速預計約為1.3%，食用農產品所占比例仍呈上升趨勢。同時，全球可耕地面積不足、水資源短缺、氣候變化等因素也對農業生產造成了巨大的挑戰，在人口增長、資源約束加劇的大背景下，我國傳統的小農分割經營的農業模式，長期存在著土地利用率低、勞動生產率低等問題，已難以滿足不斷增長的農產品供給需求。進入21世紀以來，大數據、人工智能、數字孿生等新興數字技術在農業領域的應用，使得農業生產全過程實現精細化、智能化管理成為可能，農業經營也從過去的經驗化管理逐步向數據驅動的精準化決策轉變[2]。

1.1.2" 智慧農業的定義與特征

智慧農業是新一代信息技術與傳統農業跨界融合的產物，通過技術手段實現農業生產全過程的精確感知、智能控制和精準管理，全方位深入“耕、種、管、收”各個環節，打通生產與銷售的數字聯動，引領傳統農業實現向數字化、網絡化、智能化轉型：以5G、物聯網、人工智能等新一代信息技術為支撐，通過在田間大面積布設環境傳感器、生長傳感器，借助農業物聯網平臺實現對作物生長環境的實時監測，進而指導精準化的資源投入力度；利用區塊鏈、電子標簽等技術手段，實現對種苗、化肥、農藥等投入品，以及農產品的質量安全可追溯，使每一步操作都具備可追溯性；依托農產品電商平臺和移動互聯網豐富的應用，構建起連接種植大戶、合作社、終端消費者的數字化網絡，實現商品在線交易和精準營銷[3]……總而言之，智慧農業標志著傳統農業向現代農業的轉型升級，將會深刻顛覆傳統農業的生產方式、管理模式和經營形態。

1.2" 我國智慧農業發展的現狀

1.2.1" 政策扶持力度加大

近年來，黨中央和各級政府高度重視智慧農業發展，形成了“頂層設計+地方試點+資金支持+標準規范”等多管齊下的政策體系，為智慧農業快速發展提供了堅實保障。中央層面提出了明確部署，將智慧農業的發展上升到國家戰略高度。2021年，《中共中央國務院關于全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見》再次強調要“發展智慧農業，建立農業農村大數據體系”。2023年，《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》也明確指出了推進智慧農業、數字鄉村等方面的重點工作。各地積極貫徹落實中央部署，密集出臺地方層面的智慧農業發展規劃，結合區域特色和資源稟賦，提出具體發展思路和舉措，如《浙江省數字鄉村建設實施方案》提出建設智慧農業示范區，《黑龍江省科技振興行動計劃（2022—2026年）》的目標是依托現有農業實力，打造全國數字農業先導區。用于智慧農業平臺和示范區建設的財政資金持續增加，《2021—2023年農機購置補貼政策實施指導意見》進一步明確，各省可圍繞智能農機產品的推廣應用，將部分品目產品補貼額測算比例提高至35%。

1.2.2" 技術應用日趨成熟

近年來我國在智慧農業核心技術領域持續加大創新力度，取得了一系列重大突破，初步形成系統的技術應用模式[4]。例如，北斗導航技術在農業生產中的廣泛應用，基于北斗的高精度定位服務，實現了各類農用機械的自動駕駛和精細作業，大幅降低了農民的勞動強度，提高了作業效率；借助農田高密度的傳感器網絡，實時監測作物生長狀況，根據作物需肥需藥特性，可變噴頭精準施肥噴藥；農產品供應鏈也做到了全過程精細化管理，通過區塊鏈、電子標簽等技術手段，實時上傳種植、養殖、采摘、加工和運輸等各環節關鍵信息，實現產品從“田頭到餐桌”的精準溯源；大數據平臺應用機器學習等算法預測產量、預警病蟲害、模擬種養等，為農業生產決策提供數據支持，數字孿生技術實現生產過程的虛實交互，通過構建作物生長和環境變化的數字孿生系統，進行各種條件下的模擬仿真和預測控制；智慧溫室技術在設施園藝領域得到廣泛應用，通過環境監測系統、生長傳感器等設備采集溫度、濕度、光照及二氧化碳濃度等參數，結合作物生理特性建立精準控制系統，實時調節溫室內環境，提高單產水平[5]。

1.2.3" 產業規模不斷擴大

在政策支持與技術進步雙重驅動下，我國智慧農業相關產業快速增長，規模不斷擴大，初步形成較為完整的產業生態。一是智能農機市場快速擴張，智能導航播種機、可變噴灌機、除草機器人等智能裝備逐步普及。根據中商產業研究院《2022年中國農業機械行業市場前景及投資研究報告》，中國農業機械行業市場規模由2018年的4 286億元增長至2022年的5 611億元，年均復合增長率達7.0%；二是農業物聯網進入應用階段，各類環境監測設施、作物生長傳感器被廣泛使用，使農業生產全面實現精細化管理，農業物聯網行業增速顯著提升；三是農業大數據平臺快速發展，整合氣象、土壤、遙感等多源農業數據，智慧農業云服務平臺不斷完善，云服務成為智慧農業的重要支撐[6]；四是系統集成企業加快發展，提供從研發設計到運營服務的智慧農業整體解決方案，推動產業鏈部署，依托智慧農業模式培育的數字種養、環控生豬等綠色農產品品牌壯大，深受消費者歡迎。

2" 我國智慧農業發展存在的問題

2.1" 農業機械化水平低，農村地區發展智慧農業的基礎設施薄弱

農業機械化水平偏低和農村信息基礎設施薄弱，是當前我國智慧農業發展面臨的突出問題。一方面，農用機械的裝備密度偏低，智能農機市場滲透率不足，智能農機的應用比例不高，機械化作業面積占比偏小，糧食作物機播面積低，無法滿足大規模智慧農業發展需求，作業系統化程度較弱，運維保障能力薄弱，缺乏機械化作業隊伍和維修隊伍[7]；另一方面，網絡基礎設施覆蓋率低，根據《2023年數字鄉村發展工作要點》提出的目標，到2023年底，農村寬帶接入用戶數超過1.9億，5G網絡基本實現鄉鎮級以上區域和有條件的行政村覆蓋，農業生產信息化率達到26.5%。光纖到村率低，部分農村地區甚至4G網絡仍未達到全覆蓋。

2.2" 智慧農機等關鍵核心技術創新能力不足

我國在智慧農機等關鍵核心技術領域的自主創新能力仍不足，主要表現在農機裝備的網絡協同與工業互聯網平臺支撐能力還很薄弱，智慧農機等核心技術創新在一段時間內仍是我國智慧農業發展的短板。智能感知技術與裝備還無法滿足精細化農業生產的信息采集需求，如用于獲取作物和土壤多維參數的先進傳感器技術創新不夠，精準作業控制技術有待提高，作物生長模型和變量施肥決策系統還未能實現精確化，技術的核心部件與配套算法依賴進口，自主研發系統性能有限，數字孿生和虛擬仿真技術應用水平偏低，難以支撐智能農機的全生命周期數字設計。在具體應用層面，機器人集成化應用程度不高，無人機的性能與可靠性亟待提升，智能化水平亦有限[8]。根據《2023—2029年中國農業機器人行業市場專項調研及投資前景規劃報告》，預計2023年，我國農業機器人產量約為31 193臺，需求量約為31 473臺。宏觀來看，當前中國農業機器人產業雖然在統計上供需基本平衡，但考慮到我國當前耕地面積超過19億畝（1畝約等于667 m2），傳統人力耕作方式效率低下且面臨勞動力老齡化問題。一方面，農業機器人目前的普及率與巨大的耕地面積不匹配，市場容量極具潛力，廣大農村和現代化大型農場都存在對各類植保、采摘、除草機器人的需求；另一方面，國內農業機器人的核心技術和關鍵部件目前還依賴進口，但隨著國產化比例不斷提升，農業機器人在原材料采購、生產制造等環節的自給率將顯著提高。因此，無論從上游供給端還是下游需求端來看，中國農業機器人產業都存在極其廣闊的成長空間。

2.3" 智慧農業生產經營規?；潭炔桓?/p>

當前智慧農業行業下游的應用場景主要包括數據平臺服務、無人機植保和精細化養殖等領域，各領域智慧農業生產經營規?；潭热杂写嵘鶕罢爱a業研究院2023年3月發布的《中國智慧農業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》，截至2022年末，國內智慧農業相關企業僅有14 700家左右，專業化的智慧農業頭部企業較少，大多數農戶經營規模小，生產經營方式仍較傳統，智慧農業應用水平有限；標準化大田智慧農業示范區建設不足，智能感知、精準施肥、環境控制等技術難以推廣應用，無法形成規?；痉缎?；公共服務體系不健全，缺乏面向農戶的統一化數字化服務，缺乏統一的生產資料采購、產銷對接等數字化服務，無法有效調動各類生產要素聚集到優勢龍頭示范區，規?；洜I的制約因素較多。

3" 推動我國智慧農業高質量發展的路徑與對策

3.1" 完善頂層設計，加強政策引導

完善頂層設計，加強政策引導，是推進我國智慧農業發展的重要路徑之一。完善智慧農業頂層設計需要制定統一的國家層面的智慧農業發展規劃，對2035年時智慧農業應達到的戰略定位和發展目標進行明確部署，使中央和地方兩級在智慧農業規劃編制方面實現統籌協調，形成自上而下的規劃體系。要構建完善的智慧農業政策法規體系，需要將智慧農業發展的內容納入國民經濟和社會發展規劃，并要制定專門的智慧農業促進法來加強法規制度建設，明確政府、企業和農民在智慧農業發展中的職責和法律關系。要加大智慧農業財政資金投入力度，需要增設智慧農業發展專項資金，持續加大對核心技術研發和產業化應用的資金支持力度，完善信息技術與農業現代化深度融合的政策性支持。

3.2" 加快補齊短板，提升智慧農機技術領域的自主創新能力

智慧農機作為智慧農業的重要組成部分，其技術創新能力直接關系到智慧農業整體發展水平。為實現智慧農業高質量發展，必須加快補齊智慧農機創新短板，提升核心技術的自主創新能力。一是要依托我國自主北斗導航系統提供高精度的位置服務，大力研發適用于不同種植制度和地形地貌的智能作業系統，實現對作物行位置的精確控制，進行精細化的施肥施藥、灌溉除草等操作。提升系統抗干擾能力，保證復雜環境下的高精度定位。二是要創新作物生長信息獲取技術，研發高靈敏度的激光雷達等成像設備，獲取高清三維點云信息，結合深度學習算法，實現對作物形態參數、生長狀況的精確判斷，開發多種作物專用傳感器，獲取作物內在生理指標，建立不同品種的數字孿生模型。三是要訓練人工智能，優化作業路徑智能規劃算法，利用強化學習等方式訓練路徑規劃模型，考慮作物分布、地形地物等復雜環境因素，動態規劃最佳作業路線，指導農機進行精細運動控制，建立作業協同路徑規劃系統，實現多機協同作業。四是要構建先進的機器視覺與環境感知系統。使用深度學習算法提升圖像處理能力，輔以紅外、毫米波等傳感設備，全方位感知復雜農業環境，避免誤操作，建立三維道路場景語義識別系統，增強農機在復雜場景中的自主駕駛能力[9]。

3.3" 培育新型智慧農業經營主體，構建智慧農業公共服務體系

要推動我國智慧農業規模化發展，培育新型智慧農業經營主體尤為關鍵。應從多個方面著手，采取差異化培育策略，促進新型經營主體快速成長壯大。第一，可以依托化肥、種子等農業龍頭企業的技術、產品及品牌優勢，打造規?；闹腔坜r場，對設施農業進行標準化改造，采用智能化的農業設備，實現種養環節的數字化聯動。第二，支持農民專業合作社開展組織模式和經營模式創新，打造新型的智慧農業合作社，探索“企業+合作社+農戶”的聯合模式，通過引入資本和技術要素，利用數字技術賦能合作社，構建線上線下融合的數字化服務生態圈。第三，應進一步落實對科技型農業企業的稅收減免、貼息貸款、風險補償等扶持政策，大力支持這類企業加大智慧農業技術研發和應用的投入力度。在成功典型的基礎上，推動相關技術向周邊地區輻射[10]。

3.4nbsp; 創新產業機制，產學研用深度銜接

要推動智慧農業持續快速發展，就需要打通從技術研發到產業化應用的創新鏈條，建立健全產學研用深度融合的機制，形成技術供給端與經營應用端良性互動的產業生態。第一，要建立開放共享的技術和研發成果轉移轉化機制，通過技術許可、轉讓等方式，鼓勵科研院所將技術移交給企業，支持企業將創新成果迅速產業化，同時健全知識產權保護機制，加強智慧農業公共技術服務平臺建設，為企業提供檢測認證、技術培訓、研發成果示范推廣等公共服務。第二，要深化產學研用合作，支持建立產學研聯合的技術創新平臺，開展具有前瞻性、原創性的技術研發，并設立科技成果轉化基金，鼓勵高校院所的研發成果向企業轉移轉化；健全科技項目管理服務，完善技術項目的立項、評審、驗收制度體系，加強對項目進展的動態監管。第三，要強化智慧農業人才隊伍建設，加強專業人才培養，擴大人才供給規模，并建立人才評價激勵機制，完善人才信息服務平臺，加強高層次人才引進，以補充國內人才短板。

4" 結束語

智慧農業是當代農業發展的重要方向，也是我國實現農業現代化的必由之路。在智慧農業快速發展的背景下，要順應時代發展大勢，把握歷史機遇，充分利用數字技術賦能傳統農業，推動農業生產方式變革，讓廣大農民真正享受到科技進步紅利，切實提高農業生產效率，豐富農民增收渠道，確保國家糧食安全，促進鄉村經濟社會全面發展，最終實現共同富裕。

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