智慧農(nóng)業(yè)是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合的產(chǎn)物，是以信息、知識、裝備為核心要素的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，目前已經(jīng)成為各國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技競爭的制高點、未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)。發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)是推動我國農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、促進鄉(xiāng)村全面振興的重要內(nèi)容，開展智慧農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略研究對于把握我國智慧農(nóng)業(yè)中長期科技布局、厘清發(fā)展思路與方向具有積極意義。
中國工程院趙春江院士科研團隊在中國工程院院刊《中國工程科學》2021年第4期撰文，立足國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景，剖析概括了農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對智慧農(nóng)業(yè)科技的宏觀需求，詳細分析了面向 2035 年智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略構(gòu)想、重點任務(wù)、發(fā)展路徑。
文章研究表明，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)有助于解決現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益不高、競爭力不強等問題，建議加快建立“品種選育 + 數(shù)字賦能 + 智能裝備”有機融合的智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，注重頂層設(shè)計、強化技術(shù)攻關(guān)、建立差異化補貼機制、堅持“產(chǎn)村”融合、加快應用型人才培養(yǎng)；結(jié)合不同經(jīng)營主體特點、不同產(chǎn)業(yè)需求，梯次推進智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，支持實現(xiàn)“機器替代人力、電腦替代人腦、自主技術(shù)競爭力增強”三大轉(zhuǎn)變，保障我國由農(nóng)業(yè)大國走向農(nóng)業(yè)強國。
一、前言
以信息技術(shù)為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構(gòu)全球科技創(chuàng)新版圖，推動各國由傳統(tǒng)工業(yè)社會進入信息社會，農(nóng)業(yè)同步邁入數(shù)字化、智能化新時代。作為信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合的產(chǎn)物，智慧農(nóng)業(yè)是以信息、知識、裝備為核心要素的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，成為各國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技競爭的制高點、未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)。
近年來，我國在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展方面開展了系列部署，實施了一批重大應用示范工程，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)智能裝備、北斗農(nóng)機自動導航駕駛等智慧農(nóng)業(yè)科技取得了突破。然而相比發(fā)達國家，因起步晚、基礎(chǔ)薄弱，我國智慧農(nóng)業(yè)研發(fā)應用水平整體呈落后態(tài)勢；農(nóng)業(yè)傳感器、農(nóng)業(yè)模型與核心算法等關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品受制于人，仍處于“跟跑模仿”階段，落后先進國家 10~15年；由于行業(yè)頂層設(shè)計缺失，各地區(qū)的智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)水平參差不齊。提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競爭力，建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)，是國家發(fā)展的必然要求；進入新發(fā)展階段后，智慧農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，亟需從戰(zhàn)略層面進行系統(tǒng)謀劃與科學布局。
現(xiàn)階段關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)的研究較多關(guān)注概念解析、技術(shù)方法創(chuàng)新、技術(shù)產(chǎn)出效率測算、技術(shù)進展梳理、技術(shù)方案論證等方面，而從宏觀角度入手，面向 2035 年我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展路線進行的前瞻性分析較為少見，尤其缺乏針對不同規(guī)模主體、不同產(chǎn)業(yè)類型的路徑選擇問題研究。本文作為“智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究”咨詢項目的學術(shù)性成果展示，凸顯新發(fā)展格局下我國發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的宏觀需求，提出總體戰(zhàn)略構(gòu)想，探討產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線和重點任務(wù)，以期為智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的理論和政策研究提供基礎(chǔ)參考。
二、智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展需求分析
（一）提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與效益的需要
近年來，我國糧食產(chǎn)量連續(xù)多年保持在 6×108 t 以上，但因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)者素質(zhì)不高、現(xiàn)代化生產(chǎn)要素投入滯后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與比較效益依然低下。例如，三大糧食作物（小麥、稻谷、玉米）畝均凈利潤自 2016 年以來持續(xù)為負（見圖 1）， 2019 年農(nóng)業(yè)勞均產(chǎn)值僅相當于以色列的 4%、美國的 5%、歐盟的 15%、日本的 17%（見圖 2）。
技術(shù)論證和應用實踐都表明，實施智慧農(nóng)業(yè)工程可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)大產(chǎn)業(yè)的精準布局、技術(shù)管控、提質(zhì)增效，是解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率低下問題的有效路徑。例如，北京市小湯山國家精準農(nóng)業(yè)研究示范基地的蔬菜無人農(nóng)場，通過蔬菜規(guī)模化生產(chǎn)全生長周期的無人化管理，平均減少人工投入成本約 55%，分別減少水、肥、藥施用量 25%、31%、70%。我國要躋身世界農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化國家第一梯隊，唯有加快部署智慧農(nóng)業(yè)，推動智能裝備替代勞力，根本性地提高生產(chǎn)效率。
圖 1 三大糧食作物的平均成本收益（2006—2019 年）
注：數(shù)據(jù)來源于相關(guān)年度的《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》；1 畝 ≈ 666.7 m2 。
圖 2 世界主要國家 / 地區(qū)的農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率情況（2019 年）
注：數(shù)據(jù)來源于世界銀行公開數(shù)據(jù)庫；OECD 代表經(jīng)濟合作與發(fā)展組織。
（二）提升農(nóng)業(yè)資源利用效率的需要
人多、地少、各地資源稟賦不均衡、極端氣候災害頻發(fā)，這是我國的基本農(nóng)情，同時面臨面源污染、疫病防控等壓力。根據(jù)《2019 年中國土壤環(huán)境質(zhì)量報告》，我國 1~3 等的優(yōu)質(zhì)耕地占比僅為 27%，基礎(chǔ)地力貢獻率約為 50%，均比農(nóng)業(yè)發(fā)達國家低 20~30 個百分點。從資源利用率看，盡管近年來農(nóng)業(yè)部門積極推進農(nóng)業(yè)節(jié)肥節(jié)藥行動，至 2020 年年底我國三大糧食作物的化肥、農(nóng)藥利用率已提高至 40% 以上，但相比農(nóng)業(yè)發(fā)達國家仍有 20 個百分點的差距。此外，畜禽糞污綜合利用率與農(nóng)業(yè)發(fā)達國家也相差 20 個百分點以上。
各地實踐顯示，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)有利于提高“水肥藥”利用率，如小麥、玉米的高低隙精準施藥機可實現(xiàn)節(jié)藥 30%~40%。展望未來發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)資源環(huán)境仍然面臨硬約束，在有限的耕地與水資源條件下滿足不斷增長的人口食物需求，亟需轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，通過智慧農(nóng)業(yè)工程科技來大幅提升農(nóng)業(yè)資源利用效率。
（三）確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的需要
隨著生活方式、消費觀念的轉(zhuǎn)變，城鄉(xiāng)居民對優(yōu)質(zhì)、綠色、安全、健康農(nóng)產(chǎn)品的需求量進一步加大。因食品制造涉及生產(chǎn)、加工、流通、銷售等多個環(huán)節(jié) / 主體，受到投入品、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)營主體機會主義行為等多種因素的制約，生產(chǎn)者、消費者、監(jiān)管部門之間的信息不對稱，導致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管難度大、食品安全事件屢禁不止，公眾對農(nóng)產(chǎn)品缺乏信心。
根據(jù)《中國城市公共安全感調(diào)查報告（2019）》， 2019 年城市居民食品安全感指數(shù)僅為 0.497 2，約 66% 的受訪者在過去 1 年中至少經(jīng)歷過 1 起食品安全事件，而反映食品事故違法信息的公開程度較低。確保國家食品安全，更好滿足城鄉(xiāng)居民多層次、個性化的食物需求，必須盡快構(gòu)筑安全可控的農(nóng)產(chǎn)品透明供應鏈，實施農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的全程可追溯管控，確保“舌尖上”的安全。
（四）提升農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力的需要
在構(gòu)建國內(nèi)國際雙循環(huán)的新發(fā)展格局背景下，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)有利于提升我國農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力，這是我國農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要方面。我國已是世界第一大農(nóng)產(chǎn)品進口國、第二大農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易國，但在世界農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易活動中的話語權(quán)和影響力依然不夠（農(nóng)產(chǎn)品進口依存度從 2001 年的 6.19% 增長到 2018 年的 13.44%）。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019 年我國大豆的自給率不到 20%，食用植物油自給率僅為 30%，多種農(nóng)產(chǎn)品的國內(nèi)市場價高于國外到岸價的 30%。國際競爭力薄弱的關(guān)鍵原因在于國內(nèi)生產(chǎn)成本較高，如小麥、水稻、玉米、大豆等種植成本普遍比國際市場高 40%~70%。因此，亟需通過智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)來提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)價值鏈，促進我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)核心競爭力盡快接近農(nóng)業(yè)發(fā)達國家水平。
另一方面是國內(nèi)市場。在全面推進鄉(xiāng)村振興的過程中，促進小農(nóng)戶與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)銜接成為“三農(nóng)” 工作的重點。小農(nóng)戶在我國農(nóng)業(yè)經(jīng)營中的占比依然較高，應充分發(fā)揮信息服務(wù)聯(lián)農(nóng)帶農(nóng)的作用，構(gòu)建面向小農(nóng)戶的大數(shù)據(jù)智能服務(wù)體系，讓億萬小農(nóng)戶與大市場有效對接；在鞏固拓展脫貧攻堅成果的同時，有效銜接鄉(xiāng)村振興，暢通城鄉(xiāng)經(jīng)濟循環(huán)，讓小農(nóng)戶增收更有底氣。
（五）實現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技自立自強的需要
近年來，我國實施了一批與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)的科技項目和工程，推動北斗農(nóng)機自動導航駕駛、植物工廠、無人機農(nóng)業(yè)應用等技術(shù)方向達到或接近國際先進水平。但系統(tǒng)層面之外的一些關(guān)鍵核心技術(shù)仍受制于人，如高端農(nóng)業(yè)環(huán)境傳感、生命信息感知設(shè)備被美國、日本、德國等企業(yè)壟斷，大馬力高端智能裝備較多依賴于進口，動植物生長模型與核心數(shù)據(jù)主要來自美國、以色列、荷蘭、日本等。
隨著農(nóng)業(yè)進入數(shù)字化時代，智慧農(nóng)業(yè)成為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)強國搶占農(nóng)業(yè)科技制高點的重要方向。我國應掌握發(fā)展主動權(quán)，注重并保持科技自立自強，圍繞智慧農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展涉及的“短板”核心關(guān)鍵技術(shù)，開展集中攻關(guān)與示范應用，推動自主可控，提高國產(chǎn)核心產(chǎn)品的市場競爭力，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化提供有力保障。
三、我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展總體戰(zhàn)略構(gòu)想
（一）發(fā)展思路
按照國家部署，從當前到 2035 年是我國基本實現(xiàn)現(xiàn)代化的關(guān)鍵時期。加快智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展必須立足新的發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展；聚焦“保障國家糧食安全、食品安全、生態(tài)安全，促進農(nóng)民持續(xù)增收”的目標，針對農(nóng)業(yè) “新基建”、智慧種養(yǎng)、智慧供應鏈、農(nóng)業(yè)智能信息服務(wù)、智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等方向，按照“抓重點、補短板、強弱項”的總體思路，開展重點建設(shè)。
突出農(nóng)業(yè)科技自立自強，加強智慧農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略性、前沿性、基礎(chǔ)性研究與關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，論證實施智慧農(nóng)業(yè)重大科技專項與應用示范工程。
攻關(guān)農(nóng)業(yè)傳感器與高端芯片、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能與知識模型、農(nóng)業(yè)人工智能（AI）算法與云服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)，研制高端智能農(nóng)機裝備、農(nóng)業(yè)智能感知產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)自主作業(yè)（機器人）智能服務(wù)產(chǎn)品等重點產(chǎn)品。
推動高端產(chǎn)品在智慧農(nóng)（牧、漁）場、植物工廠、農(nóng)產(chǎn)品加工智能車間、農(nóng)產(chǎn)品智慧供應鏈等的集成應用示范，培育農(nóng)業(yè)軟件開發(fā)與智能信息服務(wù)、農(nóng)業(yè)傳感器與測控終端、農(nóng)業(yè)智能裝備制造等配套產(chǎn)業(yè)。
融合生物技術(shù)（品種選育）、信息技術(shù)（數(shù)字賦能）、智能裝備（機器替代），建立以“AI + 大數(shù)據(jù) + 新一代通信技術(shù) + 物聯(lián)網(wǎng) + 北斗衛(wèi)星導航”為技術(shù)支撐、與農(nóng)業(yè)強國發(fā)展目標相適應、達到世界先進水平的智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。
推動農(nóng)業(yè)“機器替代人力”“電腦替代人腦”“自主技術(shù)競爭力增強”三大轉(zhuǎn)變，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化和經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化水平，強化農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競爭力，拓展農(nóng)民增收空間，助力鄉(xiāng)村全面振興。
（二）2025 年發(fā)展路線與目標
實施農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)融匯治理、大數(shù)據(jù)認知分析、大數(shù)據(jù)深度學習等農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)共性關(guān)鍵技術(shù)突破，制定農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準規(guī)范，建設(shè)數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心，為數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)知識提供支撐。研制高端植保無人機、病死畜禽無害化處理自動化裝備，推動農(nóng)機裝備自主創(chuàng)新。加強農(nóng)業(yè) AI、農(nóng)業(yè)虛擬現(xiàn)實（VR）等技術(shù)基礎(chǔ)研發(fā)，發(fā)展人機協(xié)同與農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)人機混合智能交互與虛擬技術(shù)；研究基于農(nóng)業(yè)增強現(xiàn)實（AR）/VR 的表型信息解析技術(shù)，利用 VR 技術(shù)設(shè)計動植物理想表型結(jié)構(gòu)，為突破農(nóng)業(yè)知識模型提供基礎(chǔ)（見圖3）。
圖 3 我國智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2020—2035 年）
注：以 2035 年為目標節(jié)點，根據(jù)兩輪共計 150 人次的專家德爾菲調(diào)查結(jié)果（設(shè)計了 16 個客觀題、3 個主觀題，中高級以上職稱專家占比大于 70%），篩選出了 13 項關(guān)鍵核心技術(shù)；4G 表示第四代移動通信；5G 表示第五代移動通信。
到 2025 年，我國農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型取得重要進展。數(shù)字技術(shù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系、經(jīng)營體系融合，大田規(guī)?；N植基地、設(shè)施園藝標準園、規(guī)?；i / 蛋雞 / 肉雞 / 奶牛養(yǎng)殖場、水產(chǎn)健康養(yǎng)殖示范場率先實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。智慧農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系更為健全，智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系基本完善，智慧農(nóng)業(yè)引領(lǐng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化取得階段性進展。具體而言，預計大田、設(shè)施、畜禽、水產(chǎn)生產(chǎn)的數(shù)字化水平分別達到 25%、45%、50%、30%，生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈流通率超過 40%，實現(xiàn)質(zhì)量安全追溯的農(nóng)產(chǎn)品占比超過 25%，農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟占第一產(chǎn)業(yè)國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比重超過 15%，行政村電子商務(wù)站點覆蓋率不低于 85%（見表 1）。
表 1 我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要指標預測值
注：除特別標注外，基期值均為2019年年底數(shù)據(jù)。
（三）2035 年發(fā)展路線與目標
在高品質(zhì)、高精度、高可靠、低功耗農(nóng)業(yè)環(huán)境信息感知，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)信息感知，高端動植物生命信息感知，農(nóng)機裝備專用傳感器等技術(shù)方向?qū)嵤┕リP(guān)，基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)傳感器與高端芯片的自主可控，緩解智慧農(nóng)業(yè)高通量信息獲取難題。實施農(nóng)業(yè)機器人科技創(chuàng)新，發(fā)展承擔高勞動強度、適應性強、性價比高、可智能決策的新一代農(nóng)業(yè)機器人，提升嫁接機器人、除草機器人、授粉機器人、打藥機器人、設(shè)施溫室電動作業(yè)機器人的技術(shù)水平，示范和推廣智慧（無人化或少人化作業(yè)）農(nóng)場集成技術(shù)。瞄準應用亟需開展農(nóng)業(yè)動植物知識模型、核心算法與支持決策系統(tǒng)等共性關(guān)鍵技術(shù)研究，推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能水平提升。運用軟件即服務(wù)理念，發(fā)展可適性農(nóng)業(yè)云服務(wù)技術(shù)，顯著降低智慧農(nóng)業(yè)運維成本，為廣大用戶提供便捷的定制化服務(wù)。
到 2035 年，農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化基本實現(xiàn)，智慧農(nóng)業(yè)取得標志性進展，我國進入世界農(nóng)業(yè)強國前列。智慧農(nóng)業(yè)的“新基建”、新理論、新技術(shù)、新裝備、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)取得突破，自主創(chuàng)新能力和水平全面提升，智慧農(nóng)業(yè)學科與創(chuàng)新團隊達到國際一流水平。農(nóng)業(yè)主要環(huán)節(jié)的數(shù)字化全面轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈、全環(huán)節(jié)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，批量建成少人化或無人化的智慧農(nóng)（牧、漁）場，基本建成“軟件定義、數(shù)據(jù)驅(qū)動、裝備支撐、產(chǎn)業(yè)融合”的智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。農(nóng)業(yè)傳感器與測控終端、農(nóng)業(yè)智能裝備制造、農(nóng)業(yè)軟件等產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大，智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)核心競爭力達到國際先進水平。具體而言，預計大田、設(shè)施、畜禽、水產(chǎn)生產(chǎn)數(shù)字化水平分別達到 50%、70%、75%、75%，農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟占第一產(chǎn)業(yè) GDP 的比重超過 70%。
四、我國智慧農(nóng)業(yè)重點發(fā)展任務(wù)
（一）部署農(nóng)業(yè)領(lǐng)域“新基建”，打牢智慧農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)
推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域“新基建”工作，建設(shè)泛在、先進、開放、共享的農(nóng)業(yè)新型信息基礎(chǔ)設(shè)施體系。加快 5G 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、倉儲保鮮冷鏈物流等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，升級國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心，形成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準化技術(shù)和數(shù)據(jù)交換機制。開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的深度應用，建立農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能關(guān)鍵技術(shù)體系；構(gòu)建全新的農(nóng)業(yè)知識圖譜，促進數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為實際價值，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)精準化、智能化。
（二）推進生產(chǎn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，批量建設(shè)智慧農(nóng)場
發(fā)展“天、空、地”多尺度農(nóng)業(yè)資源環(huán)境信息獲取網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)業(yè)資源環(huán)境信息感知技術(shù)系統(tǒng)，構(gòu)建多時相、多維度、高精度的農(nóng)業(yè)資源環(huán)境信息獲取系統(tǒng)與智能服務(wù)平臺，支持農(nóng)業(yè)資源環(huán)境監(jiān)測與信息服務(wù)能力提升。攻克大田、園藝作物傳感器瓶頸技術(shù)，加快“數(shù)字農(nóng)情”建設(shè)，形成智能溫室設(shè)施建設(shè)運行集成技術(shù)體系。針對規(guī)?；r(nóng)田、溫室大棚推廣種植環(huán)境監(jiān)測控制、“水肥藥”精準施用、土壤作物智慧管理等技術(shù)裝備，批量建設(shè)“無人化（或少人化）農(nóng)場”“植物工廠”。發(fā)展裝備化養(yǎng)殖，應用養(yǎng)殖業(yè)投入品、養(yǎng)殖過程、產(chǎn)品質(zhì)量等專用傳感器，構(gòu)建現(xiàn)代動物生長與發(fā)育過程的知識模型；研制養(yǎng)殖智能農(nóng)機裝備，發(fā)展基于大數(shù)據(jù)的養(yǎng)殖動態(tài)飼料配方、智慧育種技術(shù)，建立養(yǎng)殖場群體優(yōu)化管理與決策大數(shù)據(jù)平臺，研發(fā)養(yǎng)殖重點環(huán)節(jié)作業(yè)機器人；在規(guī)?；笄菟a(chǎn)養(yǎng)殖場批量建設(shè)“無人化（或少人化）牧場”“無人化（或少人化）漁場”。
（三）建設(shè)透明供應鏈，構(gòu)筑質(zhì)量安全防線
構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品供應鏈智能化生態(tài)，研發(fā)農(nóng)產(chǎn)品采后處理加工與冷鏈智能設(shè)備，革新農(nóng)產(chǎn)品供應鏈運行模式以顯著提升效率。發(fā)展清潔能源驅(qū)動的智能設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)、冷庫智慧控制技術(shù)，推動農(nóng)產(chǎn)品冷鏈行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。在農(nóng)產(chǎn)品供應鏈管理中應用區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、AI 技術(shù)，對農(nóng)資、生產(chǎn)、加工、儲藏、運輸?shù)绒r(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈的諸多環(huán)節(jié)信息進行全面監(jiān)管，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品供應鏈的數(shù)字孿生能力，提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追根溯源水平。探索利用數(shù)據(jù)聯(lián)盟鏈方式來構(gòu)建新型供應鏈協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，降低供應鏈的信任成本，支持農(nóng)產(chǎn)品供應鏈朝著綠色、智能、高效、開放方向發(fā)展。
（四）加快技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程，壯大智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)
緊跟世界智慧農(nóng)業(yè)科技發(fā)展趨勢，以推動重大產(chǎn)業(yè)項目培育為依托，平衡潛在技術(shù)需求、產(chǎn)業(yè)增長潛力、產(chǎn)品競爭力、技術(shù)帶動引領(lǐng)性。聚焦農(nóng)業(yè)智能裝備制造、農(nóng)業(yè)傳感器與測控終端設(shè)計及制造、農(nóng)業(yè)軟件與新興信息服務(wù)業(yè) 3 類重點創(chuàng)新領(lǐng)域，實施智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)培育工程，促進智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈精準對接，使得“三農(nóng)”發(fā)展更好獲益于智慧農(nóng)業(yè)科技及其產(chǎn)品。提高 AI、 5G、邊緣計算、新型人機交互等信息技術(shù)在智慧農(nóng)機、農(nóng)業(yè)傳感器、農(nóng)業(yè)軟件開發(fā)中的應用成熟度，提升智慧農(nóng)業(yè)軟硬件產(chǎn)品的支撐能力。發(fā)展農(nóng)業(yè)智能生產(chǎn)作業(yè)裝備、農(nóng)業(yè)智能作業(yè)機器人等重點智能農(nóng)機裝備，實現(xiàn)適應性好、性價比高、可智能決策的新一代農(nóng)業(yè)傳感器的標準化、產(chǎn)業(yè)化，構(gòu)建農(nóng)業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)、產(chǎn)業(yè)集群。
（五）突出綠色生態(tài)理念，助力碳達峰與碳中和
應對碳達峰、碳中和的目標要求，以綠色生態(tài)為主線，應用數(shù)字技術(shù)賦能綠色農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)高標準的化肥、畜禽養(yǎng)殖碳排放；建設(shè)綠色智慧農(nóng)業(yè)示范區(qū)，引領(lǐng)綠色農(nóng)業(yè)高能效、高質(zhì)量發(fā)展。實施耕地保護的智慧化轉(zhuǎn)型，推廣應用高效節(jié)水灌溉技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)水土資源利用效率。探索基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動與多組學融合的動植物生長發(fā)育精準調(diào)控、環(huán)境變化智能應激，建立適應氣候變化的現(xiàn)代智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，實現(xiàn)精準種植養(yǎng)殖，減少農(nóng)業(yè)系統(tǒng)碳排放。推動智慧型生態(tài)保護建設(shè)，建立智慧生態(tài)保護與修復示范區(qū)，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測預警與智能監(jiān)管。
五、中國特色智慧農(nóng)業(yè)分類推進路徑
（一）面向不同生產(chǎn)經(jīng)營主體的推進路徑
1. 小農(nóng)戶
以促進小農(nóng)戶與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有效銜接為目標，以 “信息進村入戶工程”“全國農(nóng)業(yè)科教云平臺”為基礎(chǔ)，建立功能完善的區(qū)域性農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能服務(wù)平臺，為小農(nóng)戶提供便捷、高效、精準的農(nóng)業(yè)知識服務(wù)，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性服務(wù)的精準化、個性化。鼓勵各類社會化服務(wù)組織、信息化企業(yè)探索農(nóng)業(yè)智能語音交互服務(wù)新模式，為小農(nóng)戶提供專業(yè)化、個性化的農(nóng)業(yè)科技信息、生產(chǎn)托管、裝備共享等服務(wù)，降低智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)品與服務(wù)的應用成本。繼續(xù)開展 “互聯(lián)網(wǎng) +”農(nóng)產(chǎn)品出村進城工程，支持電商企業(yè)與科研機構(gòu)共同探索電商興農(nóng)新模式，為小農(nóng)戶提供產(chǎn)銷對接平臺，支持優(yōu)質(zhì)特色農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)銷銜接、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價。
2. 家庭農(nóng)場
以提升家庭農(nóng)場經(jīng)營管理能力、實現(xiàn)最佳規(guī)模效益為目標，研制智慧農(nóng)業(yè)示范農(nóng)場適度規(guī)模標準，支持糧食主產(chǎn)區(qū)、大宗農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)的家庭農(nóng)場創(chuàng)建智慧農(nóng)業(yè)示范農(nóng)場。以“中國農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)平臺”等為基礎(chǔ)，引導支持各類社會化服務(wù)組織為家庭農(nóng)場提供菜單式、全程生產(chǎn)托管的智慧農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)。鼓勵市場主體開發(fā)適用的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，為家庭農(nóng)場提供定制性技術(shù)套餐和應用方案，支持開展針對性的排產(chǎn)計劃。
3. 合作社、龍頭企業(yè)等規(guī)?；?jīng)營主體
組織力量制定不同區(qū)域、不同行業(yè)無人生態(tài)農(nóng)場技術(shù)應用模式的適用性標準。以國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園為主要載體，優(yōu)先支持規(guī)模以上的糧食、蔬菜、生豬、奶牛、蛋禽等類別農(nóng)場或入駐企業(yè)（合作社）批量建設(shè)國家無人農(nóng)（牧）場示范基地，分階段、分層次、分領(lǐng)域、分梯次推進無人自主作業(yè)的集成應用，盡快形成與我國農(nóng)業(yè)大國地位相適應的生態(tài)化、無人化生產(chǎn)技術(shù)體系。鼓勵社會資本圍繞“新基建”農(nóng)業(yè)場景應用落地目標，參與農(nóng)場 5G 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源體系、農(nóng)產(chǎn)品數(shù)字供應鏈等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，批量建設(shè)智慧田園、智慧植物工廠、智慧牧場、智慧漁場、智慧果園、農(nóng)產(chǎn)品智能加工車間等并凸顯示范效應。
（二）面向不同產(chǎn)業(yè)主體的推進路徑
1. 智慧種植業(yè)
圍繞糧食和蔬菜的穩(wěn)產(chǎn)保供、提質(zhì)增效需求，在規(guī)?；Z食和蔬菜生產(chǎn)基地，重點開展“天、空、地”一體化智能監(jiān)測與精準服務(wù)應用示范。推動糧食主產(chǎn)區(qū)氣候智慧型農(nóng)業(yè)模式、西北地區(qū)草地氣候智慧型管理模式等氣候智慧型農(nóng)業(yè)應用示范項目，增強作物生產(chǎn)對氣候變化的適應能力。開展農(nóng)機、農(nóng)藝與智能化融合應用示范工程，補齊精準作業(yè)覆蓋環(huán)節(jié)不全、智能裝備協(xié)作效率不高等短板。批量建設(shè)“無人化（或少人化）農(nóng)場”“植物工廠”，配套應用嫁接機器人、除草機器人、打藥機器人、采摘機器人、設(shè)施溫室電動作業(yè)機器人等，實現(xiàn)無人化或少人化種植場景落地。
2. 智慧養(yǎng)殖業(yè)
側(cè)重規(guī)模化生豬（1×104 頭以上）、奶牛（500 頭以上）、蛋雞 / 肉雞（疊層棟舍規(guī)模 1×105 只以上，立體散養(yǎng)棟舍規(guī)模 5×104 只以上）養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，注重畜禽養(yǎng)殖業(yè)軟硬件集成應用，重點推廣動態(tài)飼料配方、智能育種、環(huán)境精準控制、精準飼喂裝備、智慧管理、糞污智能化處理等技術(shù)。發(fā)展陸基工廠養(yǎng)殖（面積 7×107 m3 以上）、網(wǎng)箱養(yǎng)殖（淺水 1.4×106 只以上、深海 2×104 只以上）、海洋牧場示范區(qū)等規(guī)?；a(chǎn)養(yǎng)殖基地，推廣應用“無人化（或少人化）漁場”智能感知、可靠傳輸、精準預測、決策與控制等技術(shù)，形成覆蓋養(yǎng)殖、捕撈、水產(chǎn)流通與加工等全過程的智慧漁業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。
3. 農(nóng)產(chǎn)品智慧供應鏈
在海南省、山東省、重慶市、河北省、貴州省、江蘇省等鮮活農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)和特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)，建立和投產(chǎn)智能加工車間農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量無損檢測與分級分選系統(tǒng)。在有條件的鮮活農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)、特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)，建立農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域性冷鏈物流節(jié)點和骨干網(wǎng)絡(luò)，保持對農(nóng)產(chǎn)品儲運環(huán)境的精準調(diào)控。依托單品種全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)試點縣，建設(shè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品供應鏈追溯平臺，示范應用農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)聯(lián)盟鏈管理新模式，保持高端農(nóng)產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)監(jiān)測和可追溯管理。在全國農(nóng)產(chǎn)品主銷區(qū)，探索農(nóng)產(chǎn)品供應鏈智能監(jiān)管模式，整合智慧農(nóng)貿(mào)系統(tǒng)可視化信息展示、農(nóng)產(chǎn)品溯源、區(qū)塊鏈等功能，保持重大食品安全事件的及時預警、快速響應、源頭追溯。
六、對策建議
（一）編制智慧農(nóng)業(yè)中長期規(guī)劃綱要
按照國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》要求，注重規(guī)劃銜接，論證和編制“國家智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略綱要（2021—2035）”。在農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)、國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)和國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的所在縣（市），圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、農(nóng)產(chǎn)品透明供應鏈、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能服務(wù)等方向，推動智慧農(nóng)業(yè)工程建設(shè)，顯現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展成效。
（二）實施智慧農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)
立足科技自立自強，瞄準農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級與高質(zhì)量發(fā)展，重點圍繞農(nóng)業(yè)傳感器與信息采集系統(tǒng)、高端智能農(nóng)機裝備、農(nóng)業(yè)機器人、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與計算智能、農(nóng)業(yè)模型與算法等短板技術(shù)及薄弱環(huán)節(jié)，布局并實施關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)項目。建設(shè)國家智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新中心、重點實驗室等產(chǎn)業(yè)助推平臺，論證推進“智慧農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新 2035”重大項目，切實提升自主研發(fā)能力，為行業(yè)用戶提供更多用得上、用得起、用得好的軟硬件產(chǎn)品?？陕氏仍诃h(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)、長江三角洲地區(qū)、粵港澳大灣區(qū)、成渝經(jīng)濟圈等重點區(qū)域以及一些現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)較好的城市，創(chuàng)建國家級智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)，開展新技術(shù)驗證，加速成果轉(zhuǎn)化應用。
（三）建立差異化的智慧農(nóng)業(yè)補貼機制
建議將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成套設(shè)備、智能拖拉機配套測控終端納入農(nóng)機購置補貼范疇，適度提高智能化高端農(nóng)機購置補貼標準。針對區(qū)域和產(chǎn)業(yè)差異性，建立支持各類規(guī)模農(nóng)戶應用數(shù)字技術(shù)的差異化補貼機制：為小規(guī)模農(nóng)戶提供智能移動終端補貼與網(wǎng)絡(luò)接入費用減免；按照生產(chǎn)規(guī)模給予適度規(guī)模經(jīng)營主體以定額補貼或比例補貼，按照服務(wù)面積給予智能作業(yè)服務(wù)主體以托管服務(wù)補貼；針對生豬、奶牛、家禽養(yǎng)殖大縣實施智慧畜禽養(yǎng)殖試點補貼方案；以東北地區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)等地為重點，針對大田糧食、露地蔬菜等智能動力設(shè)備和專用作業(yè)裝備，給予購置補貼與作業(yè)服務(wù)補貼；以設(shè)施蔬菜標準園、水產(chǎn)健康養(yǎng)殖示范場為重點，探索農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成套設(shè)備與解決方案補貼辦法。
（四）統(tǒng)籌智慧農(nóng)業(yè)與數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展
建議以縣（市）為單位，以“農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效、農(nóng)民富裕富足、農(nóng)村宜居宜業(yè)”為目標，就智慧農(nóng)業(yè)和數(shù)字鄉(xiāng)村開展一體化設(shè)計和建設(shè)。將農(nóng)業(yè)農(nóng)村 “新基建”納入國家鄉(xiāng)村建設(shè)行動，推進縣域農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心、農(nóng)業(yè)農(nóng)村“天、空、地”一體化觀測體系建設(shè)，實施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地、農(nóng)村物流設(shè)施的數(shù)字化改造，試點開展 5G、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第 6 版（IPv6）、窄帶物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)協(xié)同應用。支持有條件的縣（市）打造“鄉(xiāng)村大腦”，統(tǒng)籌開展農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)字經(jīng)濟、環(huán)境數(shù)字化治理、鄉(xiāng)村數(shù)字政務(wù)、鄉(xiāng)村數(shù)字治理等建設(shè)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)字化、智能化的普惠應用。
（五）培養(yǎng)應用型人才隊伍
突出“產(chǎn)業(yè)為主、專項服務(wù)”的技術(shù)推廣理念，依托現(xiàn)有農(nóng)民教育培訓體系，開展農(nóng)村科技特派員、農(nóng)技員服務(wù)能力提升計劃。重點圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地數(shù)字化標準化改造、智慧農(nóng)業(yè)信息技術(shù)操作規(guī)程與工藝、農(nóng)機智能裝備操控與管護、應用系統(tǒng)與平臺使用及后期維護等方向，開展智慧農(nóng)業(yè)應用型人才專門培訓，快速形成人才規(guī)模優(yōu)勢，集聚智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的內(nèi)生原動力，為智慧農(nóng)業(yè)工程的應用推廣、成效發(fā)揮提供智力保障。
本文來自微信公眾號：中國工程院院刊（ID：CAE-Engineering），作者：趙春江（農(nóng)業(yè)信息化專家，中國工程院院士）、李瑾、馮獻
