什么是智慧農業(yè)

智慧農業(yè)是農業(yè)中的智慧經濟，或智慧經濟形態(tài)在農業(yè)中的具體表現。智慧農業(yè)是智慧經濟重要的組成部分；對于發(fā)展中國家而言，智慧農業(yè)是智慧經濟主要的組成部分，是發(fā)展中國家消除貧困、實現后發(fā)優(yōu)勢、經濟發(fā)展后來居上、實現趕超戰(zhàn)略的主要途徑。

智慧農業(yè)是將現代科學技術與農業(yè)種植相結合，從而實現無人化、自動化、智能化管理。智慧農業(yè)是物聯網技術在現代農業(yè)領域的應用，主要有監(jiān)控功能系統、監(jiān)測功能系統、實時圖像與視頻監(jiān)控功能。

智慧農業(yè)的五大技術趨勢

無線傳感技術

對于農業(yè)物聯網系統而言，如何實現環(huán)境的實時在線監(jiān)測，并將監(jiān)測數據傳輸到系統中心，其秘密就在于它所使用的各種傳感器。

傳感器是將溫室環(huán)境因子等非電物理量轉化為控制系統能夠識別的電信號的基礎元件，根據物聯網系統的不同需求，溫室配備的傳感器數量和種類也大不相同。從與作物生長息息相關的環(huán)境因素來看，科技農業(yè)中應用到的傳感器主要有溫濕度傳感器、水分傳感器、營養(yǎng)元素傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器等。鑒于農業(yè)生產高溫、高濕的極端惡劣環(huán)境，傳感器對于穩(wěn)定性、靈敏度的要求高，以致價格相對來說比較貴。但是，在無線傳感技術的輔助下，種植者能夠使作物得到適宜的溫度、光照以及精確控制的水肥，為作物創(chuàng)造符合其生長的最適宜的外部環(huán)境，從而達到提高品質、增加產量、節(jié)約能源的目的，并為作物大數據平臺的建立和農產品溯源提供數據支撐。由此可見，在智慧農業(yè)中，無線傳感器的應用前景非常廣泛。

機械全自動化

農業(yè)機械自動化是農業(yè)現代化的重要內容之一。它可以節(jié)省勞動力、減輕勞動強度、實現大規(guī)模生產，并提高作業(yè)質量、改善生產經營條件，提高農業(yè)的生產技術水平和經濟效益、生態(tài)效益。

近年來，農業(yè)機械全自動化技術取得了長足進步，“機器人”們在提供種植照料和監(jiān)測方面更加靈敏和便捷，自動種植和自動采摘是農業(yè)機器人發(fā)展最快的兩個領域。

3D打印

沒有什么新技術能比“打印”新產品更能提高全球制造業(yè)的發(fā)展。如今，人類肝臟和腎臟的生物打印已經成為可能，更重要的是，新的疫苗和藥物已經能夠在“生物學的模塊構建”下被部分打印出來，種種創(chuàng)舉讓人不免遐想：當主要應用于工業(yè)和制造業(yè)領域的3D打印技術遇上傳統農業(yè)，又會碰撞出怎樣的火花？

3D打印是一種以數字模型文件為基礎，通過粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，以逐層堆疊累積的方式構造物體的快速成形技術。目前，我國農業(yè)界對于3D打印技術的應用，主要集中于農業(yè)機械裝備的研發(fā)和復雜部件制造。傳統農機研發(fā)的流程一般是：設計目標—設計方案—綜合比較—方案確定—技術分析—樣機設計—復雜件制作—整機試制—田間試驗—改進設計—產品開發(fā)。

3D打印可以改變傳統的設計流程和制作工序，在設計方案綜合比較時即可打印出模型，不僅可以直觀地進行結構方案比較，而且還可以多角度進行技術分析，在制作環(huán)節(jié)中也無需考慮對于生產工藝的依賴，在無需模具的情況下就可以短時間制造出來。將3D打印技術應用于農業(yè)機械研發(fā)和生產后，可以突破局限，開辟出巨大的設計研發(fā)空間，為農機設備的發(fā)展帶來無限可能。

植物心理學

1966年，有個名叫巴克斯特的情報專家在給庭院花草澆水時，異想天開地把測謊儀綁到了一株天南星葉片上，想測試一下水從根部到葉子的上升速度究竟有多快。隨后，他驚奇地發(fā)現，測謊儀顯示水從根部上升時的曲線圖形，居然與人在激動時測得的曲線圖形十分相似！當他嘗試用點著的火柴接近葉子時，指針的劇烈擺動甚至超出了記錄紙的邊緣，說明植物已產生了強烈的恐懼心理。

前蘇聯科學家維克多也做過一個有趣的實驗。他先用催眠術控制一個人的感情，并在附近放上一盆植物，然后用儀器把人的手和植物的葉子連接起來。維克多讓實驗者感到高興時，植物便豎起葉子，舞動花瓣；當維克多描述冬天的寒冷使實驗者渾身發(fā)抖時，植物的葉子也會瑟瑟發(fā)抖。也就是說，植物會思考，也會體察人的各種感情。這項研究已發(fā)展成為一門新興的學科——植物心理學。

一位科學家每天早晨給含羞草演奏25分鐘音樂，聽音樂的含羞草比沒聽音樂的含羞草高1.5倍，而且葉子和刺長得更為密集。科學家在實驗中發(fā)現，植物喜歡聽古典音樂，對爵士樂不喜歡，喧鬧的噪音會引起植物的煩惱，生長速度減慢甚至枯萎死去。

2002年，英國科學家羅德和日本巖尾憲三特意制造出了植物活性翻譯機，只要連接上放大器和合成器，就能聽到植物的聲音。

植物和人一樣，有完整的神經系統，有思維活動規(guī)律，有心理活動，掌握了解植物的心理活動及其規(guī)律，對于揭秘大自然、服務大自然、服務人類、服務生產都具有重要而深刻的意義，也是對集約化作物生產設施新設計的又一重大貢獻。

農業(yè)大數據

目前，農業(yè)產業(yè)正處在從小農經營為主向規(guī)?；?、機械化、集約化過渡的階段，這為農業(yè)大數據的應用提供了巨大空間。

農業(yè)大數據以涵蓋種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)等子行業(yè)的農業(yè)領域為核心，涉及飼料生產、化肥生產、農機生產、農產品加工等相關上下游產業(yè)，并整合包括統計數據、進出口數據、價格數據，乃至氣象數據的宏觀經濟背景數據等環(huán)節(jié)，是跨行業(yè)、跨專業(yè)、跨業(yè)務的數據分析、挖掘與可視化。

這些數據將成為農業(yè)決策的大腦，在未來，農業(yè)大數據除了對種植提出建議外，還將為種植者提供種什么、怎么種才能達到收益最大化的系統解決方案，規(guī)避同類產品扎堆上市的同質化風險，包括市場預測、農民征信、農業(yè)金融等，都需要建立在數據分析的基礎上。

農業(yè)大數據是融合了農業(yè)地域性、季節(jié)性、多樣性、周期性等自身特征后產生的來源廣泛、類型多樣、結構復雜、具有潛在價值，并難以應用通常方法處理和分析的數據集合，使農業(yè)內部的信息流得到了延展和深化。隨著計算機的速度和容量不斷增加，收集和使用有關生產農業(yè)各個方面的信息的能力將會爆發(fā)，將永遠改變人類和作物的健康狀況。

智慧農業(yè)主要解決三大問題

早在2015年，國家推出“互聯網+”戰(zhàn)略之后，互聯網農業(yè)逐漸裂變出多個模式。比如，物聯網農業(yè)、農產品電商、大數據應用、氣象監(jiān)測等新應用。那么，智慧農業(yè)到底能解決什么問題呢？有關專家指出，主要能解決生產效率、農產品品質、投入問題，而這三大問題恰恰是農業(yè)生產與管理最為艱難的問題。

解決生產效率問題

清華大學中國農村研究院副院長張紅宇認為，我國農業(yè)生產效率低，為發(fā)達國平均水平的2%。我國農業(yè)生產效率低下導致農業(yè)競爭力不強，農民收入低，以及農民積極性不高。因此，提高農業(yè)生產效率是農業(yè)根本之根本。智慧農業(yè)為何能提高農業(yè)生產效率呢？首先，智慧農業(yè)解放了農民，讓農民成為農業(yè)主導者；其次，智慧農業(yè)借助先進技術替代了刀耕火種、提高了農業(yè)產出比?？傮w來看，智慧農業(yè)解放了勞動力、把技術變成生產工具，替代了傳統的人工，從而實現農業(yè)穩(wěn)定產出能力。

提高農產品品質

由于采用傳統的生產方式，導致農產品無標準、口感與外形不統一，從而影響用戶體驗。從結果來看，農產品品質的高低直接決定農產品銷售和價格問題。調研發(fā)現，智慧農業(yè)借助技術優(yōu)勢對農產品生產、施肥、灌溉、日照、采摘時間等方面有詳細、標準的操作方法，從而確保了農產品標準化，提高了農產品品質，實現了品效合一。

減少投入

中國農業(yè)已經邁入高成本時代。從目前來看，我國農業(yè)投入成本高于日本、美國，從而導致農產品價格高、競爭力弱。以小麥為例，國產小麥市場價格多在每噸2450元左右，而國際小麥平均價格大多數情況則在每噸1800元以下。不僅如此，稻谷、大豆和玉米這些主要糧食作物，都是國內價格高于國際價格。為何中國農產品價格高于國外呢？原因是中國農民的土地租金、農資產品價格、人工成本等都在逐年上漲。借助智慧農業(yè)，可以提升土地空間的利用、減少農資產品使用、采用智能化減少人力成本等整體成本投入，從而提高農產品的競爭力。

智慧農業(yè)的落地之戰(zhàn)

很多人認為，智慧農業(yè)主要由互聯網公司主導，比如阿里、京東等，因為他們具有一流的互聯網技術。其實，智慧農業(yè)真正的實踐者是一線農業(yè)企業(yè)、家庭農場、農產品產區(qū)，他們借助智慧農業(yè)的應用積極嫁接到農業(yè)生產與管理中，從而幫助自身提高競爭力。

智慧農業(yè)更多的是產業(yè)落地，甚至包括農民自發(fā)地借助智慧農業(yè)應用來實現農業(yè)的提質增效。相比于一個花費百萬級的智慧農業(yè)解決方案，農民更需要切實解決生產、銷售、產業(yè)等某一個環(huán)節(jié)的落地方案。

種菜用上軌道交通 智慧農業(yè)跑出加速度

智能溫室大棚、全套滴灌技術、創(chuàng)新授粉方式……在江蘇省宿遷市宿城區(qū)蔡集鎮(zhèn)田洼智慧農業(yè)園，先進的農業(yè)設備和創(chuàng)新的經營模式，正在為周邊的村鎮(zhèn)提供農業(yè)發(fā)展的新思路。

走進田洼智慧農業(yè)園的智能玻璃溫室，仿佛走進了一個現代農業(yè)科技的試驗場與展覽館。無土栽培、立體栽培、多層葉菜漂浮培等新型栽種模式近在眼前，將高效農業(yè)由“圖景”變成現實；電子監(jiān)測屏中溫度、濕度、光照等各項數據不斷切換，如同農業(yè)科技脈搏躍動不息；巧克力色的小番茄、通體亮黃的長茄、稠密垂掛的長辣椒依次映入眼簾，讓人體驗了一把蔬菜的“亂花漸欲迷人眼”……

據了解，該產業(yè)園與傳統模式不同，產業(yè)園采用“5G+農業(yè)”新技術種植蔬果“鎮(zhèn)企共建、企業(yè)管理、共同受益”模式運營，項目建成后，畝產收益與投入成正比，預計年分紅收益可達200萬元。

同時，將帶動周邊農戶240余戶就地就業(yè)，為村居集體年增收25萬元，充分發(fā)揮“農業(yè)+旅游”村企共建發(fā)展模式的示范帶動作用，實現村企共建新典范。

在智能玻璃溫室中，番茄種植設備一字排開，番茄秧足有3米多長，直達溫室橫梁。每個栽培架之間都有兩根圓形的軌道，上面停放著一輛升降式采摘車，在操作臺輕輕一按，智能化溫室大棚里的升降機自動升高，新型職業(yè)農民站在平臺上沿著軌道輕松前行，仔細修剪蔬果芽葉。

采摘車來回忙碌著，該車的行駛軌道還是一個加溫系統，通過燃氣輸送熱水，可以給溫室加溫。

據了解，這里運用“5G+農業(yè)”新技術，采取“鎮(zhèn)企共建、企業(yè)管理、共同受益”的運作模式，帶動周邊農戶就地就業(yè)。

智慧農業(yè)進大棚 一串葡萄賣200元

陽光透過拱棚照射到嫩綠、紫紅的葡萄上，葡萄粒一下子變得半透明，像極了紅色綠色的寶石。日前，在山東省威海市南海新區(qū)濱海街道西里島村的萬和七彩農業(yè)科技有限公司（以下簡稱“萬和七彩公司”），公司總經理王衛(wèi)正拿著剪刀采收葡萄。

“這紅色的葡萄是我們的‘妮娜女王’，一畝地只定植六七棵，每平方米留4串葡萄，每串葡萄我們都控制到35粒上下，成熟后按串賣，一串批發(fā)價是200元左右?！蓖跣l(wèi)說。萬和七彩公司的葡萄大棚全部配套了遠程控制的水肥一體化設備。大棚頂上是薄膜，四周是篩網，防鳥防蟲透風，大棚的地面上還長著繁茂的草皮。

“我們的大棚是根據高檔葡萄的生長要求設計的，地上的草皮也都定期打碎到地面，增加土壤有機質。眼下共種植了40多個品種的葡萄，都是從國外引進的優(yōu)質品種?！比f和七彩公司副總經理、技術負責人初靖程介紹。

萬和七彩公司目前占地3000畝，其中有高標準智能育苗溫室15萬平方米。2000平方米的智能玻璃溫室里，20多個高檔草莓品種正在旺盛生長。玻璃溫室的北側，就是占地1000多平方米的集超凈實驗室、植物細胞工程中心、組培實驗室、基因測序等為一體的科研中心。

“5G+”智慧農業(yè) 每天節(jié)約5000元

“一鍵觸碰就能根據土壤的溫度、濕度進行灌溉、施肥，智能化操作不僅提高了管理效率，還節(jié)約了生產成本。”日前，在位于重慶昌州街道八角井村的秦橙智能綜合產業(yè)園內，工作人員正在操作間里感受“5G+”帶來的好處。

“秦橙智能綜合產業(yè)園是由重慶新秦橙現代農業(yè)發(fā)展有限公司攜手重慶移動榮昌分公司共同打造的，占地300畝的宜機化智慧果園，為榮昌首個投用的‘5G+’智慧農業(yè)產業(yè)園?！痹搱@負責人介紹。

該果園依托5G技術、結合先進傳感設備，實現了對果園氣候、土壤、病蟲害、作物長勢等重要數據的自動采集。同時，通過大數據分析，自動生成農業(yè)有害生物預測、預報趨勢圖，輔助決策系統進行科學調控，自動開啟智能環(huán)境調節(jié)、水肥灌溉控制、安全生產監(jiān)控、病蟲綠色防控等功能。從而實現農業(yè)園區(qū)集約化、網絡化、智能化管理，有效降低勞動強度，減少病害發(fā)生，提升農業(yè)管理效率。

“以前需要50個人開展的抗旱工作，現在一鍵在手，只需要1人遠程負責對監(jiān)控系統進行周期性維護、管理即可，每天至少節(jié)約5000元勞力成本?！痹撠撠熑私榻B，“總的來說，智慧果園在傳統種植基礎上，能節(jié)約60%的生產成本，提高20%的產量?！?/p>

無人機讓農業(yè)更綠色更智慧

“鋤禾日當午，汗滴禾下土?！鼻О倌陙淼膫鹘y農耕場景，如今更換成指尖輕輕一動，無人機就騰空而起，按照規(guī)劃路徑往麥田、菜地噴灑農藥。

在小麥生長重要時期，山東省即墨市華山區(qū)小麥田里，一位植保無人機飛手手指輕輕一按， 10分鐘工夫，十幾畝的小麥輕輕松松就打藥完畢。一架無人機一小時可以完成60-90畝，效率是人工的40倍。除了省時省力，無人機噴灑農藥還能減少人工打藥的漏噴、重噴現象，減少近一半的農藥用量，讓農業(yè)生產更綠色。

植保無人機具有節(jié)本增效、減少污染等特點，減輕了農藥對噴灑者的身體危害，緩解了農村勞動力不足的問題，順應了農業(yè)全程機械化的要求。

植保無人機替代人工作業(yè)帶來的第一個改變，就是可以實現“人藥分離”，保障農民的生命安全和健康。由于采用超低空作業(yè)，在作業(yè)時旋翼向下的下沉氣流可使噴灑漂移減少、農藥沉積率增加，從而極大降低作業(yè)環(huán)境空氣中的農藥含量，減少污染。此外，無人飛機旋翼產生向下的巨大旋力，推動農藥霧滴對作物從上到下進行穿透，均勻散落于植株各個部位，在大幅減少農藥用量的情況下還提高了防治效果。

一片600畝的麥田，人工打藥需要2個月，使用無人機則只需1天。相對于人工背負式藥箱噴灑，植保無人機作業(yè)節(jié)水80%、節(jié)藥30%-50%、節(jié)肥約20%。也就是說過去人工打藥，一畝地需要半小時、15公斤藥水，現在只需1分鐘和半公斤藥水，作業(yè)效率是人工的40倍以上。

四川邛崍的一位農場主，自營農場面積近4000畝，往常植保人工服務開銷約16萬元，農藥費用約32萬元。2017年自購2臺無人機及配套設備，采用無人機作業(yè)，節(jié)約農藥費用6萬元/年，植?？偝杀竟?jié)省近20萬元，1年就收回無人機采購成本?！卑不諒]江的一個飛防作業(yè)隊，2017年購置5臺植保無人機，全年開展植保服務87天。共計完成大田植保作業(yè)7.3萬余畝，收入約70萬元；完成經濟作物作業(yè)5000余畝，收入約13萬元。部分作業(yè)攜帶藥劑，可收取藥劑費用，除去飛手支出等，凈利潤接近30萬元。

養(yǎng)豬智能化：機器人巡檢 1人養(yǎng)2000頭

牧原公司在老河口市賀灣村的牧原第五養(yǎng)豬分場年出欄生豬20萬頭。地面干凈，辦公樓屋頂鋪滿深灰色的太陽能發(fā)電板，一座座白色方形建筑整齊排布，綠植、花園、試驗田分布園區(qū)各處。

豬舍全封閉，底部有三層防滲處理，糞便處置也是全封閉。豬尿和豬糞，通過專用管道收集后，分離制作沼氣、沼液和有機肥，施肥還田或銷往外地。在封閉豬舍內，還裝有負壓異味收集設備，對生豬氣味進行工業(yè)化除臭，有效過濾和殺滅93%的空氣游菌，還能實現出風端1米以外無臭味的效果。

為了保障豬群健康，豬場防疫實施極致管理。為抵御豬瘟風險，豬舍不會讓外人進入，并進行嚴格消毒。

通過企業(yè)的遠程監(jiān)控，可以清晰看到各個豬圈里的情況，豬定時進食、悠閑休息。巡檢機器人在豬舍頂部的軌道上，來回監(jiān)控著豬群的實時情況。

巡檢機器人集成可見光攝像頭、3D攝像頭、紅外熱像儀、拾音器、氣體檢測儀等各類傳感器，實時傳送著溫度、濕度、風機轉速、異常聲音等指標，后方平臺通過云監(jiān)控、大數據分析和自動化設備運行，實現生豬養(yǎng)殖的智慧管理。育肥階段，2000多頭生豬只需要一名養(yǎng)殖技工照料。

豬要是萬一病了，一般不吃藥不打針。主要通過調節(jié)豬舍的環(huán)境氣候，提升抵抗力來治病，如改變溫度、濕度、通風量、含氧量等。

在牧原飼料廠，車間生產非常安靜。生豬從出生到銷售，飼喂的飼料配方有15種以上。牧原公司的專業(yè)營養(yǎng)研發(fā)團隊，根據生豬生長階段所需的營養(yǎng)，分階段研發(fā)精細化配方，以促進生豬健康成長。

據了解，飼料生產從原料采購、倉儲物流、加工制作、成品運輸等全流程，采用多次消毒檢測、密閉輸送及高溫滅殺等技術，全方位抵御病毒侵襲。

牧原的屠宰項目自動化程度很高。屠宰車間采用自動開膛機器人，結合3D成像識別技術降低對內臟的破壞；分割車間采用X光穿透技術，自動識別異物并報警；全自動冷藏庫，可進行食品安全全程追溯。

告別粗放，告別污染，走向智能科技和精細管理。老河口牧原公司快速崛起，闡釋了現代化養(yǎng)殖的原理。

無人農場是未來趨勢

無人農場是人工不進入農場的情況下，采用物聯網、大數據、人工智能、5G、機器人等新一代信息技術，通過對設施、裝備、機械等遠程控制、全程自動控制或機器人自主控制，完成所有農場生產作業(yè)的一種全天候、全過程、全空間的無人化的生產作業(yè)模式。

隨著物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術的發(fā)展，英國、美國、以色列、荷蘭、德國等發(fā)達國家陸續(xù)開始構建無人大田農場、無人豬場、無人漁場。2019年，我國山東、福建、北京等地也開始了無人大田農場、無人豬場的探索，無人農場作為未來農業(yè)的一種新模式，已經開啟。

在當前疫情的情況下，無人農場更能發(fā)揮其絕對的優(yōu)勢，確保在重大災情疫情下，不影響農業(yè)生產和產品供應。從現在開始布局無人農場技術研發(fā)、模式集成、商業(yè)機制、支撐政策，對加速推進我國現代農業(yè)發(fā)展意義重大。

無人農場是對農業(yè)勞動力的徹底解放，代表著最先進農業(yè)生產力，必將大幅度提高農業(yè)生產率、資源利用率、土地產出率，確保農產品品質以及農業(yè)綠色發(fā)展，是未來農業(yè)的發(fā)展方向，必將引領我國現代農業(yè)的發(fā)展方向。

參謀觀察

“智慧農業(yè)”助力鄉(xiāng)村振興

民族要復興，鄉(xiāng)村必振興。2021年的中央一號文件提出，要發(fā)展智慧農業(yè)，建立農業(yè)農村大數據體系，推動新一代信息技術與農業(yè)生產經營深度融合。為接下來一個時期中國的鄉(xiāng)村振興描繪了新藍圖，對于我國現代農業(yè)的轉型升級具有重要意義。

當前，伴隨著新技術的加速涌現，互聯網、大數據、人工智能等技術運用到農業(yè)生產各環(huán)節(jié)，數字農業(yè)、智慧農業(yè)應運而生，提高了土地、勞動、資本等各項生產要素資源的配置與利用效率，為我國推動鄉(xiāng)村振興，邁入農業(yè)強國提供了發(fā)展機遇。

發(fā)展智慧農業(yè)，是中央有關政策的要求，更是轉變農業(yè)發(fā)展方式的現實需要，要加大財政扶持力度，加強農村數字基礎設施建設，提升農村網絡設施水平和服務供給。同時實施新型職業(yè)農民培育工程，創(chuàng)新形式發(fā)展信息化培訓體系，全面提升農民信息供給、傳輸和獲取能力，促使傳統農民向“新農人”轉變，為發(fā)展智慧農業(yè)、推動鄉(xiāng)村振興提供必要的智力支持。

（來源：人民論壇漫評）