趙春江：“智慧種地”重塑農業生產新方式

2025年年初，佳木斯國家農高區集中發布了五大產業發展方向16項科技成果。其中，趙春江院士團隊研發的智慧農業技術集成成果尤為亮眼，該成果在國內率先系統性地研究了智慧農業相關技術與裝備，并構建了智慧農業生產技術體系，有效填補了我國在該領域的多項技術空白，為我國智慧農業的發展方向提供了引領。趙春江院士團隊的研究成果已分別在全國30個省市區、795個縣區、6464多個合作社、133個國營農場成功推廣應用，服務農機作業面積2.2億畝，為我國農業農村現代化和鄉村振興提供了有力的技術支撐。

趙春江，中國工程院院士，國家農業信息化工程技術研究中心主任、首席專家，國家農業智能裝備工程技術研究中心首席專家，他作為我國農業信息化領域學科帶頭人，長期從事農業信息化理論、方法與技術研究。趙春江用30余年深耕“數學+計算機+農學”交叉學科，構建起一套覆蓋“信息-農藝-農機”的精準農業技術體系，不僅填補了國內多項技術空白，還在農業專家系統、精準農業、農業物聯網等方面取得多項創新性研究成果，實現了信息技術與農業生產關鍵環節的深度融合。并且積極參與國家農業信息化戰略規劃研究，在我國農業信息化發展的關鍵節點發揮了重要作用，更在全球智慧農業領域樹立了中國標桿。

從“田間少年”到“智慧農業開荒者”

趙春江自小便懷揣著深入田間地頭的初心。他于1964年出生于河北省定興縣一個平凡的農村家庭中。由于少年時期便親身體驗到了傳統農業的辛勞，因此培養出了堅韌不拔、勤奮耐勞的品質。1981年，趙春江憑借杰出的成績，被河北農業大學農學系錄取。在校期間，他立誓要以科學技術革新農業，并致力于廣泛吸收各類科學知識。

趙春江在大學時期以極度專注科研學習而著稱于同學間。他常常在自習室的暖氣上放置饅頭，因專注于學習而忘記用餐。他總是學習至深夜，學校的“零點自習室”中，趙春江的身影總是不絕如縷，他與自己的夢想一同經歷了酷暑嚴寒，最終迎來了豐收的季節。

趙春江博士畢業后，加入了北京市農林科學院作物所小麥栽培室工作。恰逢單位準備開展《小麥生產管理專家系統》的研究，憑借其扎實的農學與計算機知識，趙春江承擔起了主要責任。盡管在當時，專家系統尚屬新鮮事物，一切工作都需摸索前進，但他并未退縮。

為了將專家的知識與經驗整合，趙春江白天前往郊區的試驗田采集數據，夜晚則返回單位將數據輸入電腦進行分析計算，得出結果后再次前往田間進行試驗比對，若發現誤差則返回修改計算程序。經過三年多的無數次推演、完善與實踐檢驗，終于，《小麥生產管理專家系統》取得了階段性成果。

最終，功夫不負有心人，鐵杵再硬終將磨成針。由他主導研發的國內首個《小麥生產管理專家系統》，通過田間數據采集與計算機模型的結合，實現了農業生產科學決策，為農業信息化奠定了基礎。

突破核心技術瓶頸 填補我國智慧農業空白

農耕文明，見證時代發展的歲月長河。農業文明的每一次躍遷都與人類突破生存邊界的智慧和技術總結提煉的經驗息息相關。隨著科技的日新月異，傳統農業正逐步向機械化、數字化、自動化升級轉型。現如今，得益于人工智能與大數據等前沿信息技術的蓬勃發展，農業領域再次迎來向智慧農業的新一輪深刻轉變。

相較于傳統“豐收靠勤勞，耕耘在四時。春播一粒種，秋收萬顆籽”的農耕狀態，智慧農業展現的則是新型的農業生產方式。“它是利用人工智能、物聯網、大數據、云計算等新一代信息科技，結合智能裝備，如導航拖拉機、收割機器人等，再與農業技術，包括品種、農藝、栽培管理等多方面融合，融合之后使農業生產方式發生翻天覆地的變化，這種新的生產方式就是智慧農業。”趙春江說。

當前，我國農業正處在由傳統生產方式向精準、智能、綠色發展方式轉變，由過度依賴人工向以機器為主轉變，由主觀經驗判斷向以大數據智能決策方向轉變的關鍵階段。趙春江認為，智慧農業不僅代表了農業技術的進步，更是農業現代化進程中的重要里程碑。隨著相關技術的不斷成熟和應用，智慧農業將在保障糧食安全、提高農業效率、促進農村經濟發展等方面發揮越來越重要的作用。

如今，智慧農業科技正成為全球發展的前沿領域，發達國家正不斷推進其戰略規劃。如美國正在應用農業傳感器、農業數據科學、農業AI技術、食品與農業信息學等發展現代農業；歐盟專注于農業大數據與AI、農機物聯網與使能技術；日本則致力于下一代農林漁業技術的創新，包括農業AI、農業機器人、農業自主無人系統等。

“世界范圍內農業生產的智能化與數字化是大勢所趨，然而目前我國農業領域的智能化水平仍比較薄弱，要在農業領域實現無人化作業仍比較困難。”趙春江介紹道。

對此，趙春江帶領團隊，不停地探索和鉆研，開創性地提出了“計算機+農學+農機”交叉融合的研究方向，成功構建了涵蓋“信息-農藝-農機”多領域的精準農業技術體系，在農業規模化產區大面積推廣應用，促進我國精準農業創新發展，填補了多項國內空白，縮短了與發達國家的差距。

“1999年，我承擔國家發展改革委下達的精準農業研究示范項目時，90%的核心技術產品都要從國外買，不僅貴，還面臨農業安全問題。現在，通過我國科研人員的努力，在電控類、電子類、信息類相關技術領域，幾乎全部技術實現了國產化，大型智能農機裝備也已得到解決。”趙春江說。

黑龍江省作為我國糧食生產的重要省份，其出產的東北大米享譽四方。由于黑龍江省地處寒溫帶，其積溫勉強能夠滿足水稻整個生長周期的需求。在氣候寒冷的情況下，水稻產量常常由于積溫不足而減產。為此，黑龍江省采取提前浸種催芽育秧的方法，既提前對水稻種子進行浸種處理，促使種子萌發小芽，然后將出了小芽的種子播于育苗盤中，并移至溫室環境下培育育秧，這樣為水稻生長多爭取100多度的積溫。

傳統的水稻浸種催芽技術包括火土催芽、“缸泡炕焐”和小規模浸泡等傳統方法。這些方法一方面效率低，另外就是由于被催芽種子溫度不均，導致出芽有長有短，比較長的芽種播種時非常容易受到機械損傷折斷而失去作為種芽的價值。基于這種考慮，趙春江團隊采用智能化程控浸種催芽技術，通過物聯網準確監測水溫，控制水溫以及相應的時間長度。同時在催化過程當中進行適量的氧氣補充，以提高芽種質量。

趙春江團隊研制的智能化程控水稻浸種催芽技術通過物聯網技術精確調控水溫和時間，一個車間能夠一次性生產出600噸的芽種，而每畝土地僅需3～5公斤的種子，確保了對種子的大規模需求。該技術的應用使水稻的灌漿期延長5～7天，積溫增加100多度，從而實現每畝增產100～150斤。該技術為黑龍江農委制定了在全省使用的“大中型智能化水稻催芽育秧基地建設標準”在黑龍江省20個市縣68個項目點成功應用浸種催芽系統888套，所建設水稻催芽生產線年產水稻芽種可達1.24萬噸，覆蓋種植面積415萬畝，年增產可達2.49億公斤，年直接經濟效益4.73億元。不僅如此，信息技術在水稻生長的其他階段也發揮著重要作用，例如利用高分辨率衛星或無人機進行水稻農情遙感監測，農業航空精準施藥系統服務大型飛機進行航空精準施藥等。

此外，趙春江還帶領團隊積極開展農機北斗自動導航設備研究，基于高精度北斗衛星定位技術，設計更加先進的導航和轉向控制算法。如今，新疆地區有一萬多臺拖拉機已經安裝了他團隊研發的設備，棉花的種植不再依賴人工，實現了智能化。農機手只需用手機操作裝有北斗導航系統的播種機，就可實現鋪膜、播種一氣呵成，利用導航技術可保證播種機直線作業，百米之內橫向偏差控制在2.5厘米，在提高土地利用率的同時，也促進了棉花的提質增效，降低了人工成本，極大提升了生產效率。

在探索具有中國特色的智慧農業發展道路上，趙春江認為，必須要依托中國自主研發的核心技術和拳頭產品，這也是趙春江不懈追求的目標。為此，他帶領團隊成功研發了多款低成本的測控技術產品，并推動了這些產品的產業化應用，顯著提升了設施農業的現代化生產水平。趙春江主持研發的溫室生物環境信息傳感器、溫室娃娃、溫室多回路控制器、注肥噴藥一體機、溫室測控技術集成平臺等系列產品，已被認定為國家自主創新產品。這些產品在16個省份的1萬多個溫室中得到應用，共計超過3萬套。特別是土壤水分傳感器，已被全國800多個縣的墑情監測系統所采用，而溫室控制器等產品亦已成功出口至海外市場。

持續探索 為全球農業貢獻中國方案

趙春江指出，未來農業將具備“綠色、現代與智慧”三大基本特征。“綠色”即資源高效與環境友好的可持續型農業，“現代”則指農業工業化特征，而“智慧”則依賴于大數據與人工智能對農業管控。他強調，中國農業需在這些領域持續探索與進步。

為推動智慧農業發展，趙春江提出中國農業需向五方面發力。首先，加強AI農業研究應用，涵蓋農業軟硬件、系統集成、農產品追溯、智能信息服務等領域，并開展農業智能生產和知識服務應用示范，創制智能農業技術產品，突破相關理論、方法和關鍵技術；其次，統籌推進智慧農業與數字鄉村建設，建立農村大數據平臺，旨在實現農業強大、農村美麗、農民富裕；再者，大力發展丘陵山區機械化，結合高標準農田建設，對丘陵地區土地進行統一平整治理，推進農田宜機化改造，解決農機作業難題，例如，開發適應不同山地果園地形和作業方式的丘陵山地動力機械，部分裝備還需具備遠程遙控、自動避障和智能感知功能；此外，構建農產品智慧供應鏈，利用生產、加工、流通和消費大數據，實現生產源頭可追溯、流通過程可控制、供需平衡可響應、應急需求可保障；同時，趙春江還倡導大力發展農業數字創意產業，統籌農業生產、生活和生態功能。

從刀耕火種的文明火種到精耕細作的傳統農藝，從機械化生產的工業浪潮到智能感知的數字革命，農業文明記錄著人類智慧的每一縷光芒。而今，趙春江院士團隊以新一代人工智能技術為犁鏵，正重構著“天地人稼”的千年法則——在黑龍江三江平原，搭載北斗導航的無人農機實現厘米級精準播種；在山東壽光蔬菜基地，AI病蟲害識別系統將防治效率提升70%；在云南花卉產業鏈，區塊鏈溯源技術讓每支玫瑰擁有“數字身份證”。這場由數據驅動的農業變革，不僅讓“看天吃飯”變為“知天而作”，更催生出定制化生產、云端管理、低碳循環的新業態，為中國農業鍛造出邁向高質量發展的“智慧引擎”。他以科技創新重塑農業生產方式，為中國農業現代化提供了可復制的“智慧樣本”。在“十五五”開局之年，他的探索仍在繼續，為全球農業可持續發展貢獻中國方案。