智慧農業新引擎：新質生產力視角下的實踐與探索

當前，以生物技術和信息技術為特征的新一輪農業科技革命正在孕育新的突破。智慧農業作為現代農業的重要發展方向，正以其強大的力量深度賦能農業現代化，推動農業高質量發展。

近年來，智慧農業在我國取得了顯著的發展成果。隨著數字鄉村建設發展工程的實施，農業農村信息化發展水平不斷提升。據統計，中國智慧農業市場規模由2017年的387.74億元增長至2022年的868.63億元。其中，數據平臺服務市場規模占比最高，達到35.9%，智慧種植、植保無人機、智慧養殖以及農機自動駕駛等細分領域也呈現出強勁的發展勢頭。

智慧農業是指充分利用現代信息技術成果，如云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等，對整個農業產業鏈進行全面升級改造。其產業鏈上游主要涉及種子、化肥、傳感器、農業機械等原材料，依靠衛星遙感、物聯網設備等實現農業智慧化；中游的智慧農業可分為智慧養殖、智慧種植等細分領域；下游的農產品加工、流通環節則含括了農村電商、冷鏈物流等領域。

新質生產力是智慧農業發展的有力支撐

智慧農業作為新質生產力在農業領域的應用體現，其發展離不開新質生產力的支撐。

智慧農業依賴于物聯網、云計算、大數據、區塊鏈、人工智能等數字技術的廣泛應用。新質生產力的發展推動了這些技術的創新和應用，為智慧農業的實現奠定了堅實的技術基礎。

新技術的應用可以實現農業生產的自動化和智能化。智能化的農業裝備可以提高農業生產的自動化程度，降低生產成本，提高生產效率，減少人力成本。

通過精準監測和控制，新質生產力可以提高農作物的產量和質量，滿足市場對高品質農產品的需求。例如，通過農產品溯源系統，可以追溯農產品的生產、加工、流通等全過程，保障消費者的權益。

新質生產力可以實現資源的高效利用和環境的保護，促進農業的可持續發展。通過精準施肥施藥、節水灌溉等措施，可以減少化肥和農藥的使用量，降低對環境的污染。

政府加大力度推動智慧農業全面發展

中國政府高度重視智慧農業的發展，出臺了一系列政策文件以推動其進步。《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》明確提出“持續實施數字鄉村發展行動，發展智慧農業”，為智慧農業的發展提供了政策導向。《數字鄉村發展綱要》則進一步強調了數字農業的重要性，并提出了具體的發展目標和措施，包括加強農村信息基礎設施建設、推動農業生產智能化等。

《農業農村部關于大力發展智慧農業的指導意見》提出了全面貫徹落實黨的二十大和二十屆相關會議精神，以推進物聯網、大數據、人工智能、機器人等信息技術在農業農村領域全方位全鏈條普及應用為工作主線，以全面提高農業全要素生產率和農業農村管理服務效能為主要目標，為智慧農業的發展提供了全面的指導和支持。

《全國智慧農業行動計劃(2024—2028年)》行動計劃旨在加快智慧農業技術裝備推廣應用，進一步推動上述指導意見的落地落實。通過組織實施智慧農業3大行動，形成一批可感可及的工作成果，加快推動智慧農業全面發展，有力支撐農業現代化建設。

各地政府也出臺了一系列地方政策以推動智慧農業的發展，并加大了對智慧農業項目的資金投入和扶持力度。

智慧農業的新實踐與新發展

智慧農業在上海、山東、浙江等省市進入實踐應用階段。河北于2020年啟動為期6年的智慧農業示范建設專項行動，重慶2021年明確5年內新增200個智慧農業試驗示范基地。

近日，農業農村部公布了2024年智慧農業建設典型案例，全國共有85個案例入選。其中，重慶市《重慶市“農品慧”平臺解決方案》、《重慶市長壽區伏羲農場智能農機解決方案》、《重慶市亙森電子科技智能趕/攔魚解決方案》、《重慶市馬上消費“富慧養”智慧養殖共同富裕解決方案》等4個案例入選。貴州航天智慧農業有限公司申報的“貴州省貴陽市菜籃子蔬菜保供基地智能化管控解決方案”成功入選全國85個典型案例之一。

浙江省打造的“鄉村大腦”,貫通省市縣三級,日均訪問量超120萬次。安徽在亳州市譙城區、宿州市埇橋區、阜陽市潁州區和太和縣4個縣（區）開展“北斗+智慧農業”支撐玉米單產提升試點，試點示范區面積2135畝。山東壽光現代農業高新技術試驗示范基地項目占地3000畝，建有高標準日光溫室、工廠化智能溫室、新材料高溫大棚、滑蓋式大棚、模塊化組裝日光溫室等10余種棚型，研制推廣立體栽培、無土栽培、椰糠栽培等多種新模式新技術，配套建設8000平米研發中心。

南京都市圈智慧農業案例眾多。

高郵市揚大康源乳業生態智慧牧場解決方案搭建智能化牧場管理系統與物聯網技術，融合重型轉盤式擠奶系統、數字化精準飼養管理及環境控制系統等各類智能化設備設施，實現奶牛養殖全過程精準化、信息化、數字化，提升生產和管理效率，節約投入品、人工及能耗，降低牧場生產碳排放，提高產品質量和安全性，促進牧場綠色、高效、可持續發展。

常州市金壇區數字化漁場解決方案充分利用現代信息技術和裝備，提升苗種繁育、病害防治、生產管理、技術服務、產品銷售等養殖各環節過程的信息化水平，打造“三大中心”（大數據、水產實驗、河蟹展覽）+“五大板塊”（蟹場、蟹市、蟹政、蟹服、蟹館）+“六大平臺”（智能養殖管理、智能裝備管理、大數據指揮決策、溯源管理、產業園管理、產業互聯網管理）+“一個門戶”（金壇河蟹門戶）+“N個應用”的整體結構，覆蓋河蟹全產業鏈，提高養殖效益，經試點使用后，較實施前每年畝均收益明顯增加。

蕪湖市繁昌區伏羲數字農場解決方案利用數字技術提升農場管理效率，實現農場生產的智能化、自動化，促進農業可持續發展，提高農場經濟效益。

南京市溧水區白馬鎮設施果蔬大棚數字化運營案例綜合利用物聯網、大數據、人工智能等現代信息技術。將農機與農藝融合創新，形成集“種苗、基質、肥料、數據、算法、系統、裝備、服務”于一體的設施果蔬智能生產整體解決方案。實現溫室水肥、環境全程智能化管控。建立融科普教育、休閑旅游、創意營銷為一體的“智慧+”立體化運營模式。為長三角乃至全國智慧農業發展探索經驗、提供樣板。

優化農業生產方式

隨著新農業技術的發展和廣泛應用，在“三農”和鄉村振興領域，智慧農業將發揮越來越大的作用。

在農業生產中應用物聯網技術，通過在農田、溫室和牧場中安裝各種傳感器，實時監測土壤濕度、溫度、光照、空氣濕度等關鍵環境參數。傳感器收集的數據會被傳輸到中央系統進行分析，幫助農民做出更精準的決策。通過土壤氮磷鉀等傳感器設備獲取的土壤信息，結合作物生長特性，系統自動執行周期性灌溉策略，實現精準灌溉和施肥，有效提高了農業生產效率和產品質量。當土壤濕度降低時，系統會自動啟動灌溉設備，確保作物獲得適量的水分。農民還可以通過手機或電腦遠程控制灌溉系統、施肥設備等，實現農業生產的自動化。這些智能化手段提高了農業生產的效率和可持續性，同時也增加了食品的安全性和透明度。

智能灌溉通過安裝土壤濕度傳感器和智能灌溉系統，可以實現對農田土壤水分的實時監測和精準灌溉，既節約了水資源，又提高了農作物的產量和品質。

精準施肥利用測土配方施肥技術和智能施肥設備，根據土壤的養分狀況和作物的生長需求，實現肥料的精準施用，減少了化肥的浪費和環境污染。

病蟲害預警通過安裝害蟲誘捕器和智能識別系統，可以實時監測害蟲的種類和數量，為病蟲害的防治提供了科學依據。

環境監測結合農業氣象環境、遙感圖像、GPS定位等信息，智能化融合、挖掘數據，對農作物生長趨勢做出預測，對農業環境及農作物生產情況進行預警分析。

促進農村經濟的多元化發展

農產品溯源：通過農產品溯源系統，可以實現對農產品的全程追溯，提高了農產品的安全性和附加值。

農業電商平臺：農產品電商平臺可以將農產品直接銷售給消費者，減少了中間環節，提高了農民的收益。

智慧旅游：生成式人工智能技術在鄉村旅游宣傳中也發揮了重要作用。通過智能生成旅游攻略、景點介紹和民俗故事等內容，生成式人工智能技術可以豐富鄉村旅游的文化內涵，提升其吸引力。

農業金融：智慧農業還涵蓋了農業金融等產業鏈的延伸，為農業生產提供了全方位、全鏈條的智能化服務。

推動農業現代化

智慧農場：重點應用環境監測調控、水肥藥精準管理、智能植保、無人巡檢運輸、智能農機等技術裝備。

智慧牧場：重點應用個體體征監測管理、環境精準調控、自動巡檢消殺、疾病智能診斷、精準配方飼喂、自動采集清污、廢棄物無害化處理等技術裝備。

智慧漁場：重點應用環境和水質監測、自動增氧、智能巡檢、智能投飼、個體行為觀測、魚病智能診斷、分級計數等技術裝備。

世界各國智慧農業建設

國際上，以美國為代表的大田智慧農業憑借其先進的精準農業技術，如衛星遙感、無人機監測、智能灌溉系統和大數據分析等，實現了農作物生長環境的精準調控和資源的高效利用，顯著提升了農業生產效率和作物產量。這些技術不僅優化了農田管理，還減少了農藥和化肥的使用，促進了農業的可持續發展。

以德國為代表的智慧養殖業則通過智能化管理系統，如自動化喂養、環境監測、疾病預警和遺傳優化等手段，實現了養殖過程的精細化管理和動物福利的提升。德國的智慧養殖業不僅提高了養殖效率和產品質量，還降低了疾病風險和環境污染，為畜牧業的現代化轉型樹立了典范。

以荷蘭為代表的智能溫室生產更是以其高度自動化、智能化的生產模式，引領了全球溫室農業的發展潮流。荷蘭的智能溫室配備了先進的傳感器、控制系統和機器人技術，能夠實時監測并調節溫室內的光照、溫度、濕度等環境因素，為作物提供了最佳的生長條件。這種智能溫室生產模式不僅提高了作物的產量和品質，還實現了資源的循環利用和環境的友好保護。

此外，以日本為代表的小型智能裝備業也在農業領域取得了巨大進步。日本的小型智能裝備，如智能插秧機、收割機、無人機等，以其高精度、高效率、易操作的特點，受到了廣大農民的青睞。這些智能裝備不僅提高了農業生產效率，還減輕了農民的勞動強度，為日本農業的現代化和智能化發展提供了有力支持。

荷蘭的智慧農業實踐

荷蘭食品谷（Food Valley）。2004年，荷蘭瓦赫寧根大學、相關企業、瓦赫寧根市政府、海爾德蘭省政府共同推出了“食品谷”概念。食品谷旨在利用瓦赫寧根的農業科技資源，建立一個國際領先的食品研發中心。

食品谷建立了由知識生產機構、知識輸送網絡以及知識落地服務機構組成的協同創新生態系統。其中，瓦赫寧根大學負責基礎研究，研究所、實驗型企業負責開發研究，試驗站開展應用研究。這種明確的分工和開放共享的理念使得最新的知識能夠迅速輸送到一線生產，同時最新的技術需求也能被靈敏地反饋到一線科研，形成良性循環。

食品谷采用資源共享的會員制管理模式，使會員企業能夠與其他企業或科研機構共享關鍵技術、先進設施、專業人才、實驗室資源以及前沿的創新成果。食品谷運營公司負責管理食品谷，支持企業的持續成長與發展。

食品谷占地面積約32.36平方公里，聚集了200多家食品及農業研發機構、2600多家相關公司企業以及多家技術轉移、展示、創業和金融服務等中介機構，年產值約650億美元。食品谷已成為全球農業科技和食品創新領域的標桿，被譽為“農業科技的硅谷”。

荷蘭擁有世界上最大規模的溫室農業區，玻璃溫室面積達到16.5萬畝，約占全世界溫室總面積的1/4。溫室環境控制實現了全部自動化，包括光照系統、溫度調節系統、液體肥料灌溉施肥系統、二氧化碳補充裝置以及機械化采摘、監測系統等。

荷蘭的溫室農業以高效生產著稱。荷蘭人生產一磅番茄使用的水量是1.1加侖，而美國是15.2加侖，中國則高達34加侖。

荷蘭的溫室農業還注重作物的品質提升，通過精準的環境控制和養分管理，使作物在最佳生長條件下生長，從而提高農產品的品質和口感。荷蘭的溫室農業還采用了智能化管理系統，如智能分苗系統、高度智能的灌溉系統等。這些系統能夠根據作物的生長需求和環境條件進行自動調節，實現精準管理。此外，荷蘭農民還利用大數據分析、衛星識別和無人機等技術手段進行田間管理，提高農業生產的精準性和效率。

荷蘭是世界上最大的花卉種球生產國之一，世界上75%的花卉種球都產自荷蘭。荷蘭的花卉種球生產采用了先進的育種技術和生產管理方式，確保種球的質量和產量。荷蘭的FloraHolland是世界最大的鮮花拍賣市場之一，年銷售額達數十億歐元。花卉拍賣市場采用先進的拍賣系統和物流管理方式，確保花卉產品的快速流通和高效銷售。

荷蘭的花卉產業還采用了智能化管理系統進行生產管理。通過傳感器實時監測花卉的生長環境和生長狀態，并根據數據進行自動調節和管理。荷蘭還利用大數據分析等技術手段進行花卉市場的預測和規劃，提高花卉產業的競爭力和盈利能力。

日本的智慧農業實踐

宮城縣登米市的智慧農業實踐

宮城縣登米市以稻米聞名，是日本大米的主要原產地之一。然而，隨著日本飲食文化的多樣化發展，大米在國內的銷量持續下降。為了應對這一挑戰，登米稻農決定提升稻米的品質，打造無公害的優良有機農產品。

減少農藥和化肥使用：從2003年開始，日本農業合作社（JA）的當地分支機構JA Miyagi Tome率先減少了稻田中農藥和化肥的使用，使環保、有機、無公害成為了登米大米的標志。

為了解決勞動力短缺問題并提高稻田產量，登米稻農引進了無人機和傳感器等智慧農業技術。無人機用于實現農藥的精確噴灑，傳感器則用于實時監測大片農田的水位變化。

在農業無人機上裝備了可以測量水稻植株顏色和高度變化的攝像機，通過分析農作物生長的定量數據快速準確地判斷何時需要施肥、何時需要打藥，并計算出精確的用量。

經過近20年的發展，目前80%的登米稻米都嚴格按照無公害環境標準種植。無人機的高精度噴藥降低了稀釋比例，提高了效率，還實現了100倍的節水效果。

鹿兒島縣Horiguchi Seicha茶廠的智慧農業實踐

Horiguchi Seicha是日本最大的茶廠之一，已有70多年的歷史。為了提升茶葉的品質和競爭優勢，該公司正在使用新技術改造傳統茶園。

使用名為“颶風之王（Hurricane King）”的機器人，以高壓將風和水吹過茶樹，從而消除蟲害。嘗試全新的耕作方法，并結合機器人技術、信息通信技術（ICT）實現智能化驅動的無公害防蟲。引進了一種能夠自動部署覆蓋茶樹的機器“Baron Screens”，可以自動伸出遮蔽的黑屏保護茶葉免受風和強烈陽光照射的危害。利用5G的無線傳感器來監控現場條件或引導自動機器人。

節省了農業勞動力，解決了勞動力短缺的問題，構建了綠色無污染的生態友好型茶園。

日本農協與巴斯夫公司的合作

日本農民數量減少，農業生產環境變化，需要提高農業生產力。

智慧農業技術應用，引進Xarvio數字農業解決方案，將積累了大量耕種數據的人工智能（AI）技術與衛星每日收集到的數據相結合。從2023年開始，Xarvio系統還可以提供雜草風險預測。

在智能手機或其他設備上可以詳細查看每塊稻田的生長情況，并在AI的建議下在最恰當的時間施放最合適數量的化肥。AI能夠預測病蟲害，提供適合每塊農田和作物品種的耕種方案。在日本全國的3.3萬公頃農田中得到使用，占到以水田為主的全國耕地面積的近0.8%。

另外，中東地區的沙漠垂直農場運營模式也是智慧農業創新案例。這些農場采用科技農業水培技術、魚菜共生、光伏農業等一體化運營模式，實現了在沙漠環境中高效生產農產品的目標。垂直農場不僅提高了土地利用率和農業生產效率，還減少了水資源浪費和環境污染。

以傳統農業為主的孟加拉國利用信息與通信技術（ICT），通過傳感器和物聯網（IoT）實時監測農田的土壤濕度、溫度、降雨量和地下水位等關鍵數據，實現智慧水資源管理。這些數據被傳送到中央數據庫后，系統會進行分析，并幫助農民做出精準的灌溉決策，確保作物在不同生長階段獲得適量的水分。此外，該系統還具備實時監控和預警功能，能夠在干旱或洪水等極端天氣來臨前向農民發出警報，幫助他們提前做好應對措施。這些科技手段顯著提升了孟加拉國的農業生產力，同時也為環境保護和應對氣候變化提供了技術支持。

農業領域正面臨著深刻的變革。智慧農業是中國從農業大國走向農業強國的關鍵支撐點，是規模化農業的新引擎與助推器。智慧農業作為新質生產力在農業領域的應用拓展，正以其強大的力量推動農業現代化和可持續發展。

未來，隨著科技的不斷進步和政策的持續支持，智慧農業將迎來更加廣闊的發展前景。