农业步入“智慧时代”

夏青

“智慧农业”的概念提出于2014年。智慧农业是智能农业专家系统的简称，一般是指利用物联网技术、“5S”技术、云计算技术和大数据等信息技术实现“三农”产业的数字化、智能化、低碳化、生态化、集约化，从空间、组织、管理整合现有农业基础建设、通信设备和信息化设施，使农业和谐发展，实现“高效、聪明、智慧、精细”和可持续生态发展，是将科学技术融合在农业发展领域中的具体实践和应用。

而今，智慧农业的概念已被越来越多的人认知，智慧农业是农业发展的大势所趋也已成为共识。《中国数字乡村发展报告（2019）》预测，今年我国智慧农业潜在市场规模将达2000亿元。从“人扛牛拉”到“农机自耕”，从“指望经验”到“依靠数据”，从“看天吃饭”到“科技助力”，智慧农业为农业生产方式带来了翻天覆地的变化和更多可能。

近日，一个新西兰机器人摘猕猴桃的短視频，让许多人再次刷新了对现代农业的认识。事实上，机器人摘水果并不是新鲜事，它只是现代农业步入“智慧时代”的一个小侧面。

无人农场

“粮仓已满，请来接粮。”通过5G信号，无人驾驶收获机向它的合作伙伴——无人驾驶运粮车发出信息。

“收到。”在田边等候的运粮车，立即开到收获车旁边。收获机伸出卸粮筒，将稻谷卸到运粮车中，仅几十秒就完成了一次卸粮过程。

这是8月30日华南农业大学增城教研科学基地，中国工程院院士、华南农业大学教授、广东农村科技特派员罗锡文团队的水稻无人农场喜获丰收的收获场景。罗锡文介绍说，他们的水稻无人农场已经实现耕、种、管、收的全程全面机械化，未来该项技术有望推广至全国各地。

罗锡文团队的水稻无人农场，水稻的“耕、种、管、收”均由无人驾驶的农机完成，这在国内尚属首次。

“无人农场是现代农业建设的标志，代表了未来智慧农业的方向。世界各国都竞相将其作为发展重点，我们中国人一定要在这种高端农业技术领域拥有自己的话语权。”罗锡文一直抱着“将农民从辛苦劳作中解放出来，用智能化促进农业生产提质增效和降低成本”的心愿。

自2004年开始，罗锡文团队就开始研究农业机械导航及自动作业关键技术，相继成功突破了十大关键技术。先后研制出无人驾驶旋耕机、播种机、插秧机、高地隙宽幅喷雾机和收获机，实现了耕整、种植、田间管理和收获全程无人机械化作业。

5月3日，采用无人驾驶旋耕机完成土地耕整；5月9日，采用无人驾驶水稻旱直播机进行水稻播种；之后采用无人驾驶高地隙喷雾机和无人直升机完成了施肥和施药等作业；8月30日，由无人驾驶收获机和运粮车协同完成收获作业。

收获当天，在收获现场，专家组采用五点抽样法测产，无人农场的水稻理论亩产量为558.6公斤。

罗锡文介绍说，无人农场是实现智慧农业的一种途径，包括耕种管收生产环节全覆盖，机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时全监控、智能决策精准作业全无人等五大特点。无人农场能把作业人员从繁重的驾驶操作中解放出来，大大提高了作业效率。

据介绍，无人农场的实现，靠三大技术——生物技术、智能农机和信息技术。罗锡文特别提到，在智能农机及信息技术方面，主要依托北斗导航定位系统和5G通信系统。北斗导航定位系统主要提供精准定位，5G通信系统实时处理大量信息且信息传输速度快。目前，无人农机直线行走精度可达到2.5cm。

目前，罗锡文团队研发的基于北斗的农业机械自动导航作业成果总体达到了国际先进水平，其中水田自动导航作业和主从导航技术居国际领先水平，满足旱地和水田的耕整、种植、植保和收获等环节精准作业需要，打破了国外技术垄断，为我国现代农业智慧生产提供了重要支撑。

对于无人农场何时能大范围推广的问题，罗锡文表示需要具备两大条件。“一是基础设施要好，农田的水网、路网、电网、通讯信号等都要满足一定的条件；二是地块要大，要把面积小、零散分布的土地有效整合。”他表示，现阶段以试验示范为主，之后再逐步推广。

“科研成果多厉害，东西做得多好，关键是要看在实际中好不好用。放在实验室里只能叫样品。只有被企业看中，实现了成果转化，才叫产品。最后卖给农民了，才是商品。”16年来，在开展无人驾驶农业机械关键技术研究中，罗锡文感触最深的是，技术一定要转化，这也是今天这个技术能在中国有一席之地的关键。

罗锡文预计无人农场五年后进入推广阶段，十年后加快推广速度。”罗锡文透露，无人农场将率先在黑龙江、新疆、华北平原等地区实现。因为受限于地块小和水田作业难度大，南方相对会慢一些。

目前，罗锡文团队已与上海、山东等地确定了初步合作意向，计划试验种植面积逾万亩。9月份，罗锡文团队将在广东省佛山市进行花生无人农场试验。完成水稻无人农场的首轮试验后，11月将在该地块上进行油菜无人农场的试验。

“慧种田”替代“会种田”

33名新农人如何打理1.56万亩水稻？江西省南昌县蒋巷镇大田现代农业基地给出了答案。

在这个基地，天上飞的是植保无人机，地里跑的是智能旋耕机，立在田中的是农情监测点，掌中握的是物联大数据，过去面朝红土背朝天的庄稼汉，升级为“田管家”。基地水稻的播种、施肥、浇水、杀虫、收割，实现了全流程智能化。

从“会”种田到“慧”种田，科技改变了传统农业，也孕育出新农人。49岁的刘士国是蒋巷镇三洞村村民，过去打理自家5亩水稻已累得够呛。如今，刘士国不用再汗流浃背的在田里顶着日头辛苦劳作，只需拿着手机在一旁遥控驾驶智能农机即可。“耕牛”化身“铁牛”，农机上加装了摄像头和传感器，能全程记录农机的作业面积、运行轨迹和土地平整度等数据。只要打开手机APP，就能即时了解农机的耕作层有多深、耕作面积多大、是否存在重复耕作和漏耕等情况。靠着给大田现代农业基地当专职管理员，刘士国每月能领6000多元工资，2019年年底还拿了7万多元绩效奖。

在蒋巷镇大田现代农业基地，一眼望不到边的金色稻田中，遍布着37个农情监测点。这种集太阳能发电板、360度摄像头和风速仪等于一体的物联网设备，能实时观察农作物长势。七个功能各异的传感器埋设在不同深度的土层中，可监测土壤湿度、温度、PH值等多项指标，数据每隔两小时向后台传输一次，若与设定的标准值比对出现异常，系统会自动报警。

如此多的技术应用，是否会推高种田成本？基地负责人邹泰晖介绍，过去农民打药施肥容易过量，如今在对土壤和作物长势情况监测的基础上测土配肥，指挥无人机精量喷洒，每块田打药施肥的剂量都不同，有效提高了产量、降低了成本，更大大减少农药残留物。年底算完账，节省远比投入多，十分划算。

今年6月，无人机红外线遥感监测发现，部分区域水稻叶面枯黄。与大数据系统中的上千张图片比对后，快速诊断为卷叶虫病，基地迅速采取措施，經无人机喷洒药剂后，病虫害区域控制在2%以内，损失被尽可能降到了最低。

山西省吉县以苹果出名，年产优质苹果22万吨。吉县县长赵松强介绍，过去几年里，吉县苹果产业实现了“五个80%”以上——80%以上的耕地种植的是苹果，80%以上的行政村是苹果专业村，80%以上的农民从事的是与苹果相关的产业，80%以上的农民收入来自于苹果，80%以上的贫困户依靠苹果实现了脱贫。

这些优质苹果是怎么种出来的呢？位于海拔1200米黄土高原上的祖庄果园是一个智慧果园：蓄水池、地块、有机肥堆沤处均有数据信息采集传感器，水池的水位、水温、盐分、电导率及土壤的PH值、土壤水分、土壤温度等数据，会自动传入数据信息采集平台。负责人杨朝辉说：“这些传感器就是‘眼睛，为我们带来生长环境的数据。据此，可以精准制订生产计划、预防自然灾害和病虫灾害，提高果树管护水平。”

黑龙江省七星农场的物联网项目包括200个监测点、20个小型气象站、20套地下水位监测装置，以及‘3S技术等，设备覆盖农场的122万亩耕地。七星农场信息中心技术员满金智介绍说，信息中心通过分析这些设备自动采集生成的大数据，找出作物生长的规律，再通过智能农机装备，逐步实现农业生产智能化。

几年前，七星农场的经营者就意识到，发展现代化农机不仅仅是农机总量的增长和规模的扩张，而是用发展“互联网+”的理念发展农业机械化，从而向智慧农业的方向迈进。今年，农场联合29家企事业单位、科研机构和高校开展农业生产全程智能化技术创新和应用示范，并实施了2000亩无人化农场建设项目。为确保智能化农机技术不断更新与提升，农场特意在北大荒精准农业农机中心东侧规划整理出80亩农田，作为全时段农机作业试验用地，使农场与各科研单位、技术公司可随时在试验田内联合开展无人驾驶作业演示，以及导航系统等新技术的数据测试工作，确保为农机技术的创新与研发提供强有力的数据支撑。此外，农场还成立了农机应用创新工作室，打造了无人化农场“产、学、研”一体化平台，促进农机科技不断创新。

为进一步提高生产效率，降低劳动用工，农场在基本实现全程机械化的基础上，率先提出并编制了水稻生产全程智能化方案，通过综合利用现有的农业大数据和不断完善的农机智能手段，将育秧插秧、田间管理、收获仓储与耕整地等水稻生产全过程向智能化方向推进发展。

截至目前，农场拥有各类农机具4.38万台/套，其中无人化农机20余台/套，综合机械化率达98%以上，基本实现了农业生产全程机械化。并在过去只能走AB线的农机导航系统上，增加了智能控制套件，实现了机械自助启停、油门自动控制、农具自动操作、感知环境、规划路径、自动避障等功能。

据了解，七星农场下一步将锁定“水稻生产全程智能化”战略目标，持续开展农机技术更新与测试工作，使无人化农场示范田在植保、收获、旋耕整地等各阶段全部实现无人化操作。进一步将现代信息技术、智能装备技术、先进农艺技术，以及农业理论相融合，真正构建出以物联网大数据为驱动的、人工智能技术为核心的“农业大脑”，并将其嫁接在实际应用的农机设备上，全力推动水稻生产全程智能化管控服务进程。

让每个果子都有“身份证”

“在智慧化果园里，每棵树都有自己的档案，这棵树哪年种的，今年浇了多少水，用了多少肥，打了多少药都清楚，未来做农产品的品质溯源也更容易。现在很多地方水果上都会印二维码，可以查到它是哪里产的、谁产的。”中国农业科学院农业资源与农业区划研究所副所长、中国农业科学院智慧农业创新团队首席科学家吴文斌这样介绍着智慧化果园。

吴文斌表示，我国农业生产近年都在不断丰收，但最大的问题就是伴随着大量的环境破坏和资源浪费。“我们的劳动生产效率，资源利用效率和土地产出率是不高的。这就需要我们引入新的信息技术的手段，对传统农业进行改造。另外，我国信息化发展也到了一定阶段，可以把数字技术和农业产业结合，未来农业的发展方向一定是数字化、智能化、网络化。”

“智慧农业这个概念早在2014年以前就已经提出了，直到2017年左右才全面发展起来。”吴文斌说，从2017年开始，农业农村部就在农村对数字农业进行试点。“国家每年投入三四个亿的经费来做智慧农业的试点建设，然后通过点带动面的发展。全国涉农的高校、科研单位也在围绕智慧农业的关键技术做各种研发和创新，提供科技供给能力。”

吴文斌认为，智慧农业真正的落地必须要企业来介入。“像我们熟知的阿里巴巴、腾讯都在纷纷布局智慧农业。互联网企业有一个优势就是他们对信息技术的发展是很清楚的。另外，他们对市场需求把握得特别好。通过这种需求消费端去引领、改造我们上游的生产端，就形成了精准的产销对接。举个例子，阿里巴巴要卖蔬菜，就在山东建一个产地仓，按照需求和标准生产后，很快就能进入阿里巴巴的冷链物流，后续可以直接进入它的电子商务平台进行销售。”吴文斌举例道。他表示，企业的参与让整个智慧农业产业都活了，就能形成政府引导、科研单位技术支持、企业主导、农户参与的市场化运作方式，推动整个智慧农业的发展。

数字农业为农民带来的好处，吴文斌列了四点：一是数据信息技术可以帮助农民提升产量，水、肥、药精准投入也可以帮助农民降低成本；二是智慧农业能帮助农民节约劳动力；三是保护生态，灌水、喷药、施肥可以通过数据进行精准控制；四是数字农业改变了农业生产的方式和观念——以前农业生产是凭经验，现在是通过数据来进行管理。

吴文斌表示，小农生产模式会限制智慧农业的落地，这也是我国智慧农业与美国、欧盟、日本、英国差距较大的原因之一。他同时表示，“我们发展还是非常快的，从技术到装备的研发，我们在迎头赶上，差距在越来越小。非常利好的消息就是，这么多年国家一直在推规模化经营和土地流转。举个例子，苏州正在做智慧农业的试点，已基本实现了土地流转，农户手中只有土地份额，土地经营已经规模化了。通过流转，土地边界被打通了，这样就可以实现规模化经营。”

重庆市渝北区古路镇乌牛村是山区丘陵地带典型的“空壳村”：50岁以下青壮年90%外出务工，80%的土地撂荒。

2013年，乌牛村党总支书记阙兴国带领村民种仙桃李。“当时几乎找不到壮劳力。”阙兴国回忆说，加上管理不善，2017年第一次试挂果就有八成果子长虫，让他痛下决心引“智”。

2018年，阙兴国遇到重庆“在希望的田野上”乡村振兴报告团成员杨大可等人，发现他们懂技术和电商、思维有前瞻性。杨大可等人也在找地方建农业基地，双方一拍即合。当年，“四季有李”都市现代农业园项目在这里萌生。

重庆聚牛兴农业开发有限责任公司法人代表杨大可介绍说，以前果子靠人力背，现在用单轨列车一次能运1000斤。而果树所需的水、肥、药，科学配比后，通过智能果园多功能管理系统精准送到每棵树下。

这里有全国唯一一套分选李子的自动化设备，能根据大小、酸甜度等标准分选成12等，全程无需人工参与。果园生产的仙桃李一斤30元人民币还供不应求。“这还不是我们最贵的品种。”杨大可说，一对长在一起的蒙娜丽莎李，状若爱心，定价52元，取汉语谐音“吾爱”。消费者也不用担心买到假冒产品，手机扫描包装上的二维码进入可溯源系统，就能查询产地、品质等。

“四季有李”都市现代农业园规划面积2586亩，目前已改造约800亩果园，规模种植仙桃李、日本甜柿、法国蒙娜丽莎李等20余种高品质果树。

“乌牛村将成为重庆的‘后花园。”阙兴国计划依托现代农业发展，建研学中心吸引师生来实践学习，也培训职业农民；同时发展旅游，吸引外出打工的村民返乡经营民宿、餐馆、茶馆。“一年四季有花有果，我相信年轻人会回来的。”

“我们的生活完全改变了。”54岁的段成芳以前和丈夫种水稻、养猪养鸡，年收入只有几千元；现在都在村里打工，年收入增加到七八万元。她信心满满：“村里有技术、有人才，我们老两口也一定能达到小康。”

腾讯AI种番茄

随着AI技术在中国不断发展，其应用已逐渐渗入农业生产全过程。机器学习、计算机视觉、大数据分析和云计算等是其中应用最广泛的技术。农业场景由于迭代周期较长，通常依赖农业专家数十年的经验积累；也因其包含大量复杂的物理、生物化学过程，信息量巨大，人类难以做到精准决策，而是依赖感性判断。AI技术的引入，可以高效利用传感器监测数据提取特征规律，同时借助集成了大量人类专家经验的仿真器进行模拟、探索和优化，形成一套实时、精准、可迁移的决策技术方案。腾讯也不断在农业领域持续合作与加大投入，累计研发优势和技术经验，不仅在2018年起携手世界著名农业学府荷兰瓦赫宁根大学（以下简称WUR）连续两年举办大赛，还与中国农科院、辽宁省政府、中粮集团、广东粤旺农业集团、深圳壹家仓和仲恺农业工程学院等企业和机构签订战略协议，布局智慧农业，通过深度合作让技术研究与落地商业化并驾齐驱。

6月10日，腾讯宣布了两项AI+农业领域进展——AI+研究侧和AI+农业应用侧。

在研究侧，腾讯AI Lab与WUR联办的“第二届国际智慧温室种植挑战赛”落幕。WUR为每个参赛组配备了96平方米的自动化温室，设备包括通风系统、遮光系统、加热系统、气肥机、混LED补光灯、基质栽培系统及标准传感器（用于温度、湿度和二氧化碳测量）。复赛的五支队伍挑战用AI和IoT物联网等前沿技术优化种植决策，并远程自动控制温室种植番茄（第一届为黄瓜），复赛队的五个AI收成都超过了有20年经验的农业种植专家组。其中冠军组Automatoes得到满分，实现亩产资源消耗减少16%，净利增加121%。

赛事主席、WUR温室技术科学研究团队负责人Silke Hemming博士表示，比赛目标是在六个月内竞争选出番茄的最佳智慧种植方案，并贴近五大目标：产量高、品质好、能耗少、自动化、技术可迁移。评审团最终按三个维度打分：一是作物净利润（占50%，包括产量、品质、价格等指标）；二是AI应用（占30%，包括自动化、创新性、功能性、抗干扰鲁棒性、可规模化、可迁移性等指标）；三是可持续性（占20%，包括水、肥、电、热和二氧化碳等资源的利用效率）。今年参赛的21支队伍来自26个国家，共200多人（去年15支队伍）。相较去年，在参赛队伍增多的同时，更多小型公司、独立农人和学生加入了挑战赛。

今年大赛选取番茄作为种植对象，因为黄瓜和番茄是主要的温室作物，需要监测和控制的种植和环境变量较多，能体现出不同种植策略的技术优势。在赛制上对AI与IoT技术方案提出了更高要求，并优化迭代了温室仿真器。大赛评委之一、腾讯AI Lab “AI+农业”业务负责人罗迪君博士介绍：“仿真器让参赛队能更方便、快速地获得温室仿真结果，让AI算法有充足数据样本改进算法和策略。虽然温室无病虫害会让仿真值有一定误差，但其对产量预测、气候变化影响种植对策等相关研究具有很高价值。”此外，本届比赛的番茄种植仿真器中还新增了肥料控制，能够精准地施放作物所需肥料，减少资源消耗。在作物管理模块，模拟器还可以设定一个簇中的最大果实数，并支持留叶策略和留果策略。此外，新增了三種遮光选项，包括透光型、透气型和遮光型，来更好地适应实际种植环境。

在AI+农业应用侧，腾讯AI Lab借助在上一届比赛中自研的AI算法和技术经验打造的“腾讯AIoT智慧种植方案iGrow”今年已在我国辽宁省落地，第一期番茄试点迎来“小丰收”，每亩每季净利润增加数千元。

腾讯AI Lab在与辽宁省的此次合作中，展开两期种植试点。一期使用当地三个日光温室种植番茄，其中两个部署了iGrow方案的实验组。5月结束试点后，实验组和未改造的对照组相比，每亩每季提升数千元净利润。

试点顾问、有多年种植经验的资深农业技术员刘建华介绍说，作物在不同的生长周期对温室环境有不同要求。以温室温度为例，传统番茄种植中，农民应在苗期、花期、果期设定不同温度，但很难精准识别每个时刻下环境和作物生长状态的细微变化，从而判断对应的理想温度。所以在一个种植周期内，农民通常会估算一个固定温度值来操作，这非常依赖经验，无法实现低成本条件下，精准、实时、自动的种植决策优化和温室控制。

辽宁省的iGrow方案包含传感器、控制器、边缘网关等工具，在腾讯云上搭建配套PaaS平台，种植决策和温室控制均可自动执行，农民只需要在种植、采摘、设备日常维护之外做少量基础农活，节约了人力。

一粒米的“智慧人生”

民以食为天。大米作为中国人的主粮，养活了我国65%以上的人口。位于长江下游平原的江苏省南部地区水源优质，土壤肥沃，是著名的“鱼米之乡”。从石器时代到农耕时代，从工业化时代到数字化时代，随着种植方式的不断变化，米的品类品质也经历了数次嬗变，品牌消费时代的到来催生了高端米业，消费者从日常消费品时代步入品牌消费时代，更加追求舌尖上的美味。

艾津农服团队是个全员拥有农学专业背景的高知团队，其中硕士18名。他们熟悉农资，精通农技，讲求科学种植，注重农服的过程管理，致力于打造智慧农业、生产优质稻米。

除了得天独厚的产地环境，科学种田理念贯穿于艾津稻米生长的全过程。为了养地，艾津种植紫云英作为绿肥；为了做好防护，引入苗情监测系统，全程运用智能农业装备，无人机做植保，物理防控、生物防控相结合，确保品相与口感；在收获和储藏环节，则采用国际领先的低温烘干工艺，确保粒粒活米，利用專属粮仓杜绝污染，恒温保鲜、真空包装、低温储藏等技术保证品质。

收获后的稻米如何更快地送达千家万户的餐桌，是艾津新农人们遇到的又一课题。多方选型后，艾津于2020年元旦上线浪潮开源云ERP inSuite财务、供应链、CRM等系统，利用线上线下融合的新零售模式，进行数字化营销和精益化管理，实时监控物流状况。

借助数字化系统，艾津对内实现了财务业务一体化，信息流转顺畅，数据获取更加便捷，用数据支撑管理决策；对外能够实时感知客户需求，根据客户画像及时改变产品和市场策略，应对外部环境的不稳定不确定性，增强企业的敏捷性和韧性。

SKU分类编码，管理多维度属性。收割并烘干后的稻米按品种、批次入库，并按不同的规格进行包装，通过科学编码进行SKU分类，实现一物一码，对每件米品进行多维度的属性管理。精细化的米品管理成为全业务流程的基础建设。

虚拟仓库，掌控全方位数据。为及时了解各类米品的存货状态和生产包装情况，设置虚拟仓库，承载加工过程的中间状态信息，并通过Dashboard进行展示，以此保持最低库存。同时与采购、销售等业务模块无缝连接，实现数据共享，严格控制进出流程，做到按单领料、按单入库，确保及时到达百姓餐桌。

线上线下融合，实现新零售模式。艾津稻园在江苏各地有多家线下门店，线上则有微店、有赞、天猫等多个销售通道。善用社群营销手段，尽量做到零库存，降低运营成本和物流损耗。艾津将货物运输到仓库后，由中心仓发往各地区域仓，然后以社区为单位进行配送，由团长完成最后一公里。

物流实时管控，提高客户满意度。客户下单后，一方面可自助查询物流信息，节省客服工作量；另一方面公司可根据订单情况集中打印快递面单、集中发货，实时监控货物流向，及时补发损耗品，提高客户满意度。

今年新冠肺炎疫情期间，艾津新农人离厂不离线，依靠系统在家办公，正常接单和出货，业务非但没有受到影响，而且比往常有所增长。艾津新农人用科技和智慧，为特殊时期老百姓高品质的“米袋子”提供了保障。

艾津团队的新农人们非常重视数字化对产业的提升，积极拥抱变化，在财务、供应链数字化的基础上，继续规划生产制造、过程管理的数字化，形成数据采集自动化、数据分析可视化、数据处理智能化、数据监管统筹化的完整链条，覆盖生产、经营、管理全过程，打通农业全产业链，实现一二三产业融合发展。

未来，艾津团队计划在种植环节完善智能化作业，利用物联网技术联网机械设备，动态监测稻田的墒情、苗情、虫情、灾情等，以数据支撑科学种植，用手机等移动设备执行田间管理，实现对设备的作业、田间监控等远程控制和实时数据采集；在生产环节，利用设备作业留痕、智能标识码、视频监控等手段，实现稻米从播种到收获、质检、包装、仓储等作业全程的可追溯，确保产品质量，打造优质品牌，增加产品附加值。在营销环节，根据市场需求灵活安排生产计划，以销定产，满足客户需求的多样化、实时化、个性化和低成本。

智慧农业的挑战与机遇

联合国粮食及农业组织（FAO）在5月底召开了气候智慧农业会议，探讨中国等发展中国家的农业如何在生态环境变化及风险灾害下利用科技实现智慧转型。

当前，互联网、物联网、人工智能、大数据、云计算等科技进步正在引领新一轮的工业革命，在农业领域便是推动了智慧农业的发展。智慧农业的概念由精准农业、数字农业、智能农业演化而来，技术体系主要包括农业物联网、农业大数据和农业云平台等三个方面。狭义的智慧农业主要体现在农业生产领域，是集新兴的互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。广义的智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。可以说，智慧农业是通过生产领域的智能化、经营领域的差异性，以及服务领域的全方位信息服务，推动农业产业链升级，实现农业精细化、高效化与绿色化，保障农产品安全、农业竞争力提升和农业可持续发展。

中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江表示，随着农业信息化和农业机械化的快速发展，我国农业正大步迈入智慧农业时代。伴随农业劳动力老龄化、人工成本增加，智慧农业的出现，有助于提升产品质量效益和产业国际竞争力。

中国农业大学信息与电气工程学院教授、农业农村部农业农村信息化专家咨询委员会副主任委员李道亮分析认为，从当前的发展形势来看，我国智慧农业整体上仍然处于初级阶段：对物联网相关技术的开发、运用时间较短，市场规模小、产业化程度低，在生产、加工、流通和消费各环节涉及的感知技术和智能处理技术还不成熟，仍然存在许多技术瓶颈需要攻克，产业体系需要进一步完善。如何培育、发展好这一新兴产业？专家强调，智慧农业并非大数据与农业的简单叠加，其涉及现代信息技术与农业生产、经营、管理和服务全产业链的“生态融合”和“基因重组”，是一个大的产业生态系统。

“智慧农业具有显著的多学科交叉的特点。智慧农业系统中，最核心的是数据。但仅有信息、数据、传感器还远远不够，需要将这些技术嫁接在实际应用的农机设备上。”赵春江说，今后，智慧农业的重点发展任务将集中在研发具有自主知识产权的农业传感器、发展大载荷农业无人机植保系统、研制智能拖拉机、研发农业机器人、解决农业大数据源问题、发展农业人工智能等方面。

智慧农业是智慧经济的组成部分，是发展中国家消除贫困并实现后发优势，实现经济发展和赶超的路径。对中国来说，小农经济的特征决定了农业生产规模效率的不足，也桎梏了中国從农业大国向农业强国的发展。智慧农业是未来世界农业的发展方向和竞争焦点，也是中国农业实现赶超，推动乡村振兴，迈入农业强国的发展机遇。

目前，我国智慧农业已经初具规模并呈现良好的发展势头，但仍然处于新模式和新业态的发展时期，产业链正在逐步形成阶段，在关键技术和制度机制建设上还需不断推进和完善。政策层面，2019年国务院印发了《关于促进乡村产业振兴的指导意见》，指出要加快重要农产品全产业链大数据建设，加强国家数字农业农村系统建设。2020年农业农村部发布了《数字农业农村发展规划（2019-2015年）》，指出“十四五”时期是推进农业农村数字化的重要战略机遇期。同时，2020年中央一号文件指出要依托现有资源建设农业农村大数据中心，加快物联网、大数据、区块链、人工智能、第五代移动通信网络、智慧气象等现代信息技术在农业领域的应用。微观发展层面，不少企业都已深入布局智慧农业。例如大北农公司针对猪产业推出了以猪联网为核心的农业生态链，富邦股份建设“土壤数字地图”，大禹节水积极发展智慧水务，中证指数公司发布了智慧农业主题指数。

我国智慧农业未来发展的潜力巨大，主要的优势包括：一是拥有巨大的市场和土地资源，进而有利于推动智慧农业的发展。智慧农业的全面发展需要大量的数字化和科技投入，必须拥有规模经济的优势才能更好地发展；二是中国数字经济和互联网技术等发展水平位居世界前沿，拥有发展智慧农业的良好技术基础，并且在农业电子商务发展上已有较为完善的布局。

与此同时，我国在智慧农业发展上仍然存在不足和劣势。

首先，发展智慧农业的基础技术存在不足。智慧农业的发展包括基础层、技术层和应用层，我国智慧农业的优势目前主要集中于技术层和应用层，但硬件设施（如芯片、光纤、传感器等）等基础层发展存在不足。

其次，智慧农业发展存在不平衡。区域上东部沿海地区的发展水平远高于中西部地区；行业上林产品数字经济占比高，渔产品和农产品次之，而畜牧产品数字经济占比低。

第三，智慧农业的基础建设不足。智慧农业发展主要依托农村，依赖物联网、大数据、人工智能等技术，对通讯和资源的5G基站、大数据中心、云计算中心等基础设施有很高的要求，这些基础设施主要集聚在城市，农村的建设还有待加强。

第四，小农经济和农业生产分散化的羁绊。智慧农业的发展需要大规模和集成化，同时人工智能采用的深度学习和机器学习依赖于数据规模。小农经济的分散化以及土地流转制度的不完善将不利于智慧农业生产的发展。

面对机遇和挑战，需要系统而全面的布局智慧农业的发展，占据先行的优势以及技术层面的优势，在新一轮智慧农业的发展中实现弯道超车和追赶，实现乡村振兴和城乡协调发展，建设高质量发展的农业强国。

针对我国智慧农业发展需求，李道亮建议，一方面，应加强科研高校、科研机构在智慧农业科研方面的投入力度，加大技术研发力度，攻克卡脖子技术，推进农业物联网、大数据、人工智能产品产业化；健全产学研用培养体系，开展农业人才、新型职业农民、农业经纪人等农业从业者科普、教育、培训工作，加快培养大量复合型人才。另一方面，鼓励大型工业企业介入、加大大规模试验示范、创新产学研用体系、鼓励市场化机制与模式探索。