农业强国战略背景下智慧农业建设路径初探

谭宇 陈科帆

［摘 要］随着全球人口的不断增长和城市化进程的加快，农业生产面临越来越多的挑战。为了满足不断增长的人口对食品的需求，提高粮食生产效率和质量，农业强国建设成为中国农业发展的重要战略。智慧农业作为农业现代化的一种新形态，正在成为农业经济建设与发展的新风口。本文通过对我国农业发展现状进行分析，探讨了智慧农业建设的路径和可行性，旨在为推进我国农业智慧化建设提供一些参考。

［关键词］农业强国；智慧农业；数字化转型

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2024.05.026

［中图分类号］F323 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194（2024）05-0085-04

0     引 言

新中国成立70余年来，我国粮食生产不断迈上新台阶，由供给全面短缺转变为供求总量基本平衡。2022年，全国粮食总产量达1.37万亿斤，较1949年的2 263亿斤增加了约1.15万亿斤（1斤＝0.5千克）。近年来，国际形势复杂多变，习近平总书记多次强调“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手中”，将粮食安全放到了更加突出的重要位置。在党的二十大报告中，首次提出加快建设农业强国，标志着我国将逐步从农业大国迈向农业强国。2023年2月13日，《中共中央 国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》发布，作为21世纪以来第20个指导“三农”工作的中央一号文件，进一步提出“建设供给保障强、科技装备强、经营体系强、产业韧性强、竞争能力强的农业强国”的总体目标定位。

当前，我国农业发展仍面临规模化水平较低、专业化程度不足、人均耕地面积较少等诸多桎梏，在农业强国的战略目标牵引下，亟须进一步提升农业规模化、集约化、精细化水平，建设现代化的农业生产体系［1］。以人工智能技术为基础的智慧农业作为农业现代化的一种新形态，正在成为农业生产的新风口和农业强国建设的重要抓手，是实现农业强国建设目标的必由之路。

1     我国智慧农业发展现状

在农业新兴技术应用方面，近年来我国实施了一

批智慧农业重大应用示范工程，农业专家系统、农业智能装备、北斗农机自动导航驾驶等智慧农业科技取得了突破［2］。但受经济基础、地理位置、资源禀赋等客观条件的限制和影响，不同地区、不同省份间智慧农业技术开发和应用程度参差不齐，呈现出较大的区域差异。其中，在东北、内蒙等农业基础良好的平原地带，农业规模化程度相对较高，区域内大型农业集团逐步开展了智慧农业建设。如呼伦贝尔农垦集团于2020年开展农业数字化建设，围绕“种、种、养、研、加、运、储、销”八大产业链建设“夔牛2.0”智慧农牧业系统，实现了智慧化的农牧业生产与管控。北大荒集团通过农业数据治理、AI模型算法和智慧场景应用，持续推进全环节数字化、种植科学化和管理智慧化建设，在农业物联网、数字技术应用等方面实现了全国领先［3］。

在信息基础设施建设方面，自20世纪90年代以来，随着“金农工程”等系列国家信息化建设工程的逐步开展，农村信息基础设施的建设取得长足的发展，建设逐渐配套完善。截至2022年6月，我国现有行政村已全面实现“县县通5G、村村通宽带”，基本实现与城市同网同速，具备了支撑智慧农业建设的信息化本底条件［4］。伴随着“数字中国”“数字乡村”建设的加快推进，还将持续优化农村信息服务基础设施建设，推进农业农村、商务、民政、邮政、供销等部门农村信息服务站点的整合共享。

在农业生产组织形式方面，目前我国大部分农村地区仍然实行以小农经济为主的分散型生产方式，尚未广泛建立起规模化、集约化的农业经营模式。智慧农业的建设初期需要大量的资金投入和物质保障，在数字化技术的加持下实施精细化的农业生产，从而实现规模经济效益。因此，传统的农业生产模式难以通过规模化运营降低单位产品生产成本，不利于智慧农业的产业化发展［5］。2023年中央一号文件提出要引导土地经营权有序流转，发展农业适度规模经营，总结地方“小田并大田”等经验，探索在农民自愿前提下，结合农田建设、土地整治逐步解决细碎化问题，将逐步为智慧农业建设提供适宜的组织形式。

在农业生产人员建设方面，虽然我国教育事业近年来发展迅速，但在城乡二元经济结构下，农村地区教育水平仍然显著落后于城市。根据2020年第七次人口普查的统计数据分析，全国25岁及以上人口总数约10.1亿人，平均受教育年限为9.46年，而农村地区25岁及以上人口受教育年限为7.78年，低于平均受教育年限1.68年［6］。农村教育发展的不足，造成农业生产人员受教育程度相对不高，主要依靠经验种植，无法将现代信息技术和新兴农业技术进行组合式应用，农业生产效率和质量均受到限制。此外，随着大量农村年轻劳动力转移至城市務工，留在农村的农业生产人员主要为中老年群体，这也是制约农业生产效率提升的重要因素。

2     农业强国战略背景下的智慧农业建设思路

以农业强国战略为方向指引，聚焦农业生产经营活动，将物联网、人工智能、大数据等技术与农业生产相结合，创新农业生产环境和农产品生长状态监测管理应用，推动农业生产领域病虫害治理，耕整地，农业种植，农田水、肥、药等施用，农业航空植保，畜禽水产养殖等方面的精准化、智能化建设。聚焦农业销售与流通，打造农产品电子商务和质量溯源体系，提供农产品溯源信息查询渠道，保障农产品生产和流动过程中安全、可靠。智慧农业建设总体框架如图1所示。

2.1   农业监测系统

通过物联感知、AI、5G等技术的创新集成，建设基于物联网的农业监测系统，对农田环境（如空气温湿度、土壤湿度等）、动植物生理状况，光合有效辐射、风速、风向、雨量等开展实时监控，为农牧品的生长进程以及灾害的预防、治理，提供及时、可靠和科学的依据，提高决策管理和服务水平。

2.1.1   环境监测

布局各类传感器，实时监测农田环境状态。通过配置温湿度传感器、土壤传感器、光敏传感器等，实现对农业园区空气、土壤、水质、光照等的有效监测。实时将农业环境监测数据传输到云平台，为农产品的生长进程以及灾害的预防、治理，提供及时、可靠和科学的依据，提高决策管理和服务水平。

2.1.2   农产品生长状态监管

集成作物生理学、农学等知识，利用视频监控、无线遥感等技术，实现作物长势报告获取、生长风险预警、营养元素丰缺监测、长势趋势预测等功能。动态、实时监测农作物长势、水分、营养含量、农产品生长状态变化等信息，实现可视化呈现，为全面、科学、准确评估农产品生长态势提供依据，推进农业生产活动科学、高效进行。

2.2   病虫害与专家指导系统

推进AI病虫害识别和专家远程指导，融合分析遥感、土壤、农产品数据等环境数据和视频图像信息，实现对病虫害的有效预警，并为专家远程诊断分析和指导提供翔实数据，实现专家足不出户，即可远程实时指导、浏览和在线答疑、咨询等服务。

2.2.1   病虫害治理

运用AI智能识别、机器学习、计算机视觉等技术，提供病、虫、草害识别能力。系统提前录入农作物生长参数和状态标准图片作为参考，农业生产者只需在合乎标准光线条件及背景下将拍摄出来的农作物照片上传，即可快速、精确地识别出病、虫、草害类型。同时采用专业模型对农业病虫害发生的光谱或图像信号进行挖掘，获取有效数据特征，实现对病虫害情况的实时识别和鉴定。

2.2.2   专家指导

收集农产品的实时生长环境参数（温度、湿度、光照强度等），供专家随时调用分析。同时系统中预置专家经验数据库，涵盖各种参数值的范围和理想值，以及针对各种问题的指导意见和解决问题的详细操作指导。此外，农户可在大棚现场通过手机拍照，上传实时的大棚内农作物的生长态势照片及视频图像，专家系统即可提供实时分析与远程指导。

2.3   智能化生产系统

构建集作物模型分析和精准生产于一体的农业生产自动化系统，依托物联网技术和生产环境监测信息对不同的农业生产对象实施精准化操作，如耕整地，农田水、肥、药的精准施用，农业航空植保，养殖自动化等。同时针对生产过程各个环节，按照一定技术标准和规范要求，通过智能化设备进行影响和控制，改善农产品品质。通过智能设施合理安排用工用时用地，提高农业生产智能化水平和劳动生产效率。

2.3.1   智能化种植管理

布局自动化种植和环境控制设施，根据农业生产环境监测数据，一旦发现土壤温湿度、农作物生长状态、光照强度、土壤营养状态等低于预设值或处于不正常状态，系统即发出指令启动各种设施如加温器、加湿器、进/排气扇、遮阳棚、喷淋器、农药喷洒、肥料施用等进行工作，对抗常见的低温、干旱、光照度过强、昼夜温差大等气候影响，当到达一定程度后，又可发出指令让智能自动化生产设施停止工作，以最大限度达到高效生产、节约控制的目的。

2.3.2   智能化养殖管理

利用物联网技术，围绕设施化畜禽养殖场生产和管理环节，根据环境监测系统采集的养殖场环境数据（二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度等），同时集成改造现有的养殖场环境控制设备，实现畜禽养殖的智能生产与科学管理。养殖人员可通过手机、计算机等信息终端，实时掌握养殖场环境信息，及时获取异常报警信息，并可以根据监测结果，远程控制相应设备，实现健康养殖、节能降耗的目的。并引进养殖自动化技术，实现定时定量喂料、喂食、照明、清粪等工作的自动控制。

2.4   农产品交易平台

聚焦农产品交易服务，对接淘宝、京东、拼多多等电子商务平台，搭建连接农业生产、物流运输、消费群体的产销对接系统，为农产品、农业园区、消费者、农业市场、超市等提供农产品供求信息发布、网上展销、自由交易、预约和团购等功能，同时提供农产品信息查询、质检、交易、结算、运输等全程电子商务服务，加速农产品流通。

2.5   农产品溯源系统

围绕农业生产过程各环节，采集汇总生产者、生产地点、时间、生长状况、农事操作信息、视频和环境等基础数据内容，并进行信息化全面记录，实现对农产品生产加工管理过程的质量安全监管和档案數据的查询。

针对规模化种植养殖生产基地，在农业投入品、农作物田间管理、用药除虫、采摘包装、牲畜引进、生长环境、喂食、售卖等业务过程中，实现地块、农畜投入品、用药、除虫防疫、杀菌、喂养等日常农业信息录入与数据实时上传等功能的管理。推进溯源码生成和打印，通过扫描二维码和网站查询等方式，方便消费者进行农产品溯源信息查询和原产地产品甄别，获取农产品种植、施药、防疫、流通等信息，提升消费者购买信心和体验感。

2.6   农业产业链平台

对接供应链金融服务系统和农产品交易平台，整合农业产业供应链全流程合作各方资源，建成农田、农户、农产品、生态、物流、金融、保险等信息库与数据融合的开放技术体系，构建数字化产业供应链网络，盘活农业资源，助力乡村振兴。建设区域供应链平台，构建区域供应链流通体系，优化仓储配送、产销对接、产地服务，实现农业消费品下乡和农产品进城的双向流通，切实解决“销售难”“购买贵”等问题，促进区域供应链良性发展。

3     结束语

在新时代背景下，我国的农业发展进入了一个高质量、高效益的新阶段，智慧农业的发展将成为农业现代化的关键支撑。在推进智慧农业建设过程中，要加强农业物联网、农业大数据、人工智能、区块链等方面技术的研究和应用。同时，要加强政府引导和推动，加强技术研发和人才培养，推进智慧农业的科技创新和应用推广，推动产业协同发展和信息共享，推广智慧农业典型案例，不断提高农业生产效率和农业产品质量，实现农业可持续发展和乡村振兴。

主要参考文献

［1］赵春江.智慧农业的发展现状与未来展望［J］.华南农业大学学报，2021，42（6）：1-7.

［2］赵春江，李瑾，冯献.面向2035年智慧农业发展战略研

究［J］.中国工程科学，2021，23（4）：1-9.

［3］［作者不详］.科技引领 数创未来：北大荒集团用智慧农业点亮未来［J］.中国农垦，2023（2）：45-46.

［4］月狐数据.2023中国乡村数字化发展研究报告［R］.2023.

［5］段树谨.绿色发展背景下我国智慧农业发展问题及实现路径［J］.农业经济，2022（5）：3-5.

［6］中华人民共和国国家发展和改革委员会.改变育训模式，

补齐乡村人才短板［Z］.2023.