最近，中國工程院院士，國家農業信息化工程技術研究中心主任，國家農業智能裝備工程技術研究中心首席專家趙春江作題為《智慧農業現狀與展望》專題報告。

他表示，現代農業生物技術、信息技術迅猛發展，成為現代農業發展的重要引擎。新的綠色革命推動傳統農業技術改造升級，包括生物化、信息化、無害化、循環化和標準化等方面，發達國家圍繞農業生產精準化、集約化、高值化已開始了新一輪的戰略部署。智慧農業工程科技的發展已成為國際上現代化農業技術發展前沿。

01 智慧農業已成為世界現代農業發展趨勢

智慧農業是以信息和知識為核心要素，通過互聯網、物聯網、大數據、人工智能和智能裝備等現代信息技術與農業跨界融合，實現農業生產全過程的信息感知、定量決策、智能控制、精準投入、個性化服務的全新農業生產方式，是農業信息化發展從數字化到網絡化再到智能化的高級階段。智慧農業整合生物技術、信息技術、智能裝備三大生產力要素。

美國、英國、澳大利亞、法國、德國、日本等國家圍繞智慧農業進行了廣泛的布局，分別出臺了NSTC“國家人工智能研發戰略計劃”、產業戰略白皮書、農業4.0手冊、農業創新2025、數字農業、社會5.0等政策，2015-2025全球智慧農業市值將達到683億美元。智慧農業包括智能農業裝備、智能傳感器系統、智能無人機、智能機器人、軟件等主要技術。

全球智慧農業發展迅猛，表現出以下趨勢：

一是大數據技術滲透農業全產業鏈。未來發展農業，要從全產業角度進行布局。大數據技術全面滲透了從種子肥料開始，到生產、加工、配送到消費者餐桌，再到廢棄物處理的全過程，體現出信息科技對農業產業發展的支撐作用。

二是智能化裝備廣泛應用。智能化的裝備是通過智能化的改造和升級，使機器具有一定的智能性，可以全面或部分地輔助人便捷、可靠地完成特定復雜的目標任務。世界智能農機裝備發展經歷了不同的歷史階段，從機械化到數字化、自動化、智能化，現在已經衍生了系統。目前，國際上研究農機裝備，重點體現在自動駕駛拖拉機、農業機器人和農業無人機等方面。

三是無人化、少人化發展迅速。由于農村勞動力減少，農村出現了無人種地的情況，特別是熱天打藥、冷庫長時工作等復雜農業生產環境條件，對人的身體有很大危害。基于勞動力減少和工作環境惡劣，無人化、少人化農場是未來的發展趨勢。

四是信息科技推動農業生產方式變革。我們原來在田里種地、養殖，現在可以進行工廠化生產，比如植物生產工廠、工廠化養豬等模式。

02 我國智慧農業的研究和應用方興未艾

我國智慧農業的發展是一個緩慢的過程，但在很多農業生產場景和環節已經得到了初步的應用。

場景一：智慧農業生產技術與裝備。在小麥、玉米、棉花、水稻等主要農作物從整地、播種、管理到收獲各個環節，都需要智能化的信息技術和智能化的裝備進行耦合，來完成這些操作的工藝。目前，我國各環節的技術和裝備基本具備，需要組合成一個完整的智能化解決方案。我國北斗精準導航與測控技術應用在播種上，安裝到拖拉機、插秧機上，可以讓機器走直行，行間銜接好，實現條帶清壟精準播種，避免復播、漏播、轉行橫播交叉等問題，提高田間作業質量。應用在灌溉上，實現精準對行灌溉。農業航空精準施藥技術，通過作業規劃、導航監管、施藥控制、施藥質量評估、防效評估、病蟲情診斷等，實現探的清、飛到位、施的準、霧化好、可評價和全程可控的目標。

場景二：園藝作物生產。園藝生產以溫室生產為主，我們在山東壽光建了一個近八萬平米的大型現代智能溫室，全部用國產的技術和設備，從水肥管理調控各個方面進行了智能化提升。與荷蘭溫室的耗能、成本、效益相比，我們的更好，且成本可以降到每平米50/元。

場景三：智慧果園生產。現在農村地區都是老人、婦女和兒童，農業生產缺乏勞動力，提升果園生產智能化水平具有重要意義。因此，我國研發了相應的設備，包括采摘、除草、噴藥、開溝、施肥、巡檢、升降作業平臺等，可實現全程機械化作業。同時，我們已經研發出很好的水果智能檢測的分析線，一小時可達到10噸的檢測線。

場景四：智慧養殖生產。養殖是智慧農業重要的應用場景，動物的體溫檢測技術產品可以在線檢測，發現生病之后溫度升高的畜禽，便于及時進行防治。動物禽舍有害氣體專用傳感器非常實用，符合我國碳達峰、碳中和政策，減少溫室氣體排放。還可以通過視頻攝像頭監測動物行為，實時監測營養狀況、健康狀況等。巡檢機器人、防疫消毒機器人，可以代替人從事對身體有害的作業。

場景五：農產品智慧物流。農產品全產業鏈的改進，生鮮農產品中肉類、生鮮水果蔬菜是重要的一部分，都需要智慧冷鏈物流。如何控制溫度、檢測溫度，保持農產品的品質，研究超市貨架期，對食品的安全性等，都需要信息科技來支撐。“管理+農業+智能技術”，實現供應鏈可感、可控、可調。

場景六：基于大數據的信息服務。我國小農戶居多，打藥、播種等方面專業化社會化服務企業組織快速發展，體現規模化的生產效益，推動小農戶生產現代化。當前，智能語音服務機器人技術已經成熟。作為農業職業院校的學生，可提供生產技術服務、信息服務。

03 我國未來智慧農業技術技能人才需求

未來，我國發展智慧農業是一個重要的趨勢和方向，“十四五”規劃提出要發展智慧農業，目標是用電腦強化人腦、用機器替代人力、用自主替代進口，實現生產智能化、作業精準化、管理數字化和服務網絡化。

我國未來智慧農業對人才的需求：一是對農業有情懷，喜歡現代農業；二是知識交叉型，能用計算機把不同專業的知識結合起來，建立知識系統；三是技能實戰型，要會操作拖拉機、植保機等農業機械；四是具有工匠精神，要精益求精；五是懂經營會管理，提供專業化和社會化服務；六是適應信息化趨勢，推動智慧農業發展。

作為傳統的農業大國，近年來中國在提高糧食產量方面取得了巨大的成就。近期中國農業科學院和國際食物政策研究所（IFPRI）聯合發布的《中國農業產業發展報告2022》指出，2022年中國農業生產將繼續向好，糧食總產量預計將達到1.38萬億斤。

在近日舉行的2022全球數字經濟大會智慧農業論壇上，中國工程院院士、國家農業信息化工程技術研究中心主任趙春江介紹了中國發展智慧農業的路線圖。他對中國糧食生產取得的成就予以充分肯定，但同時也指出，農業仍面對各個方面的諸多挑戰。

中國農業發展面臨五大挑戰

“第一個挑戰是資源利用率的問題，目前全球都很重視現有資源的利用效率——肥料、水和土地”，趙春江指出，中國農業綠色發展研究會公布的數據顯示，我國氮肥有效利用率只有40%左右，磷肥也比較低。“農藥利用率也是40%左右，但和發達國家60%的數據相比，還是有很大的差距。”

其次，我國將土地經營權交給農民，導致生產經營的地塊比較小。小農戶、小地塊的碎片化現狀，導致農業生產效率比較低。

第三，隨著大量農村勞動力向城市轉移，導致從事農業的人口數量急劇下降。趙春江說：“現在的‘00后’幾乎沒有人愿意從事農業生產，未來必須有一種解決方案能持續地生產食物。

第四，目前中國的農業機械化率較低，約為72%左右，主要針對作業的農作物包括小麥、玉米、水稻。其他的農業設施、畜牧業、水產業、園藝業等機械化率均不高。趙春江說：“一方面我國勞動力減少，沒人種地，另一方面機械率又比較低，這就是面臨的前所未有的挑戰。”

同時，中國農業在效益方面也存在著一些問題。農民由于獲得的利潤不高甚至為負數，導致其種地積極性較低。

趙春江指出，未來的勞動力短缺、人口老齡化對中國農業可持續發展是巨大的挑戰。“在此背景下，我們必須找到一種能支持農業可持續發展的解決方案。隨著數字技術的到來，農業也進入了綠色革命、數字革命的新時代。我們必須牢牢把握這個機遇，發展數字農業與智慧農業。”

去年3月12日，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》公布，提出要建設智慧農業，加快推進農業農村現代化。趙春江指出，未來中國農業發展要推動三個方面的轉變：由傳統生產方式向高生產效率綠色發展方式的轉變，由過度依賴人向機器為主的轉變，由主觀經驗判斷向大數據智能決策轉變。

智慧農業路線圖分五步

智慧農業包括四個重要部分，即信息獲取、以大數據為基礎的智能決策、精準控制與投入、個性化的精準服務。趙春江指出，發展智慧農業對應對全球氣候變化、水土的保持、保護、減少農藥的使用以及保護生物多樣性等具有重要的作用和意義。

他表示，未來智慧農業的發展目標包括三個方面：

第一，通過計算技術提高人對農業整體生命系統的把控能力；

第二，通過高等智能化的機械化技術替換人力勞動；

第三，用自有產品替代進口產品。

“使得農業生產逐步地走向智能化，服務網絡化，這是中國智慧農業的發展目標。那么每個階段怎么走？通過研究我們將其分成了五步。”趙春江介紹道，我國從2020年開始已經推進智慧農業的發展，第一步預計從2020年到2030年將進行持續的技術創新，重點解決理論、技術、方法相關的應用場景問題。

第二步重點是技術產品的研發和創新，實現農業生產過程中智能化的控制與自動化的操作以及智能化服務。趙春江指出，這一步的時間點將從2022年到2030年，“預計經過十年的技術創新，能夠發展出滿足我國智慧農業發展的技術體系與產品體系。”

在中國發展智慧農業的路線圖中，第三步是集成化的應用示范；第四步要實現智慧農業技術的廣泛應用，這一階段預計從2030年持續到2035年，屆時農業數字經濟的規模將達7.8萬億元；第五步，智慧農業要形成產業在農業領域進行廣泛地應用，這一階段將從2035年發展到2050年。

趙春江表示，到2050年我國的社會經濟、人口素質、應用環境等將發生巨大的變化。屆時農業要全面實現智慧化的管理，農業數字經濟規模達到24萬億元。

統籌智慧農業發展和數字鄉村建設

目前，我國已經推動了一系列相應的措施和政策以推動智慧農業的發展。趙春江指出，首先是加強農村基礎設施建設，5G通信網絡已經在我國農村地區如縣城、鄉鎮等開始進行建設。一些響應的技術標準和技術規則如國家標準、行業標準、團體標準、地方標準等也正在推進。

第二，支持技術創新。除了在國家層面上設立重點研發專項外，還有技術攻關的項目以解決智慧農業發展的技術問題；第三，各個省市正在推動以場景為驅動的應用示范；第四，制定鄉村政策保證體系，以政策“組合拳”推動智慧農業的發展。

“我國國土面積太大、場景太復雜，未來發展智慧農業的模式我們從技術發展、技術應用的模式角度分成三大類。”趙春江指出，第一類面向農民和家庭農場，重點以提供專業化和社會化服務為主。第二類瞄準全國380萬座家庭農場，推動中等尺度規模的生產經營主體搞技術的配套和集成。第三類在東北地區、西北地區等地的大農場實施完整的技術集成解決方案，以推動智慧農業的發展。

趙春江表示，我國政府高度關注農業，除生物技術外，在推動信息技術的發展和應用上也給予了很大的支持。比如1999年在小湯山建立了精準農業的國家應用示范基地，可以進行相應的產品設計、研發、中試和示范，以及傳感器、生產線式的中試生產。

目前，基于新能源的智能拖拉機已經被大型農機企業研發面世。一些大型農機企業正在探索高端農機裝備的研發，并將這一技術和農業的實際場景，尤其是結合農業科學持續發展、保護性耕作等國際熱點和方向進行應用示范。

此外，我國在探索天空地一體化的信息獲取以及集成應用方面也獲得進展。如通過遙感無人機以及物聯網技術，可以實現精準施肥。在河北省建設的79個智慧農場中就有部分農場實現了這一功能。

北斗衛星導航技術也已經被廣泛地應用于農業生產的各個環節，體現出北斗衛星導航技術作為數字的底盤技術在農業中的重要作用。趙春江說：“從種到收、運輸等各個環節，北斗衛星導航技術為中國發展智慧農業，奠定了很好的基礎。北斗衛星導航技術對支持我國智慧農業的發展，特別是大田智慧農業發揮了很重要的作用。同時各地政府正在開展大量的田間新技術的展示和示范。”

他總結道，在我國有著強大農業需求的基礎，基于一定的技術基礎以及各種各樣應用場景的驅動，未來中國智慧農業一定會發展得很好。“發展智慧農業要兼顧數字鄉村建設，將智慧農業的發展和數字鄉村建設統籌起來，實現鄉村振興。”