农业强国是社会主义现代化强国的根基。习近平总书记指出：“建设农业强国，基本要求是实现农业现代化。”智慧农业是现代信息技术与农业生产经营深度融合而形成的农业形态，发展智慧农业对于推动农业现代化建设具有重要意义。2019年发布的《数字乡村发展战略纲要》提出打造智慧农业；“十四五”规划纲要提出“加快发展智慧农业，推进农业生产经营和管理服务数字化改造”；2023年中央一号文件提出“加快农业农村大数据应用，推进智慧农业发展”；2024年中央一号文件提出“持续实施数字乡村发展行动，发展智慧农业”。当前，我国智慧农业发展已驶入快车道，展现出广阔前景。
发展智慧农业具有重要意义
当前，以生物技术和信息技术为特征的新一轮农业科技革命正在孕育大的突破，各国都在抢占制高点。智慧农业应用物联网、大数据、空间信息、人工智能、区块链等信息技术，结合现代生物技术和种植养殖工艺，通过农业资源、环境、设施装备等农业生产要素的在线化、数据化和网络化，实现对农业生产经营管理的全面感知、定量决策、智能控制、精准投入和专业化服务，促进农业生产更加便捷、管理更加高效。
党的二十大在擘画全面建成社会主义现代化强国宏伟蓝图时，对农业农村工作作出总体部署，提出要“全面推进乡村振兴”，到2035年基本实现农业现代化。当前，与新型工业化、信息化、城镇化相比，我国农业现代化明显滞后，农业农村仍然是我国现代化建设的短板。智慧农业是农业发展的方向，也是农业现代化的一个重要标志。当今世界的农业强国，正在从以农业机械作业为主的机械化农业发展阶段进入以数字化、网络化、智能化装备作业为主的智慧农业发展阶段。一些国家通过应用智慧大田、智慧温室、智慧养殖等技术，节约了大量农业生产资源，解决了人力资源不足和自然资源紧缺等问题。大力发展智慧农业，将先进技术、现代装备、管理理念等引入农业，有助于全面提高我国农业劳动生产率、资源利用率、土地产出率，促进农业全面升级、农村全面进步、农民全面发展，从而推动农业现代化发展，加快建设农业强国，筑牢全面建成社会主义现代化强国的基础。
智慧农业的亮点和特色
发展智慧农业的目标任务是全方位、多层次的，涉及农业产前、产中、产后各个环节，既包括农业设施、装备、机械等“物”的方面的智慧化，也包括农业经营、管理、服务等“人”的方面的智慧化，还包括农业治理的智慧化等，内容十分丰富，具有资源节约、产出高效、环境友好、产品安全等特点。
通过实时精准监控提高生产效率。作为一种现代化的农业生产方式，智慧农业能够大幅提高农业生产效率。比如，通过传感器、雷达、声呐等全面感知技术和5G、窄带物联网、远距离无线电等传输技术，可以实时感知农业动植物的生长环境、种养对象的生长状态、作业装备的工况等，实现对农业生产的实时监控；通过大数据、云计算、人工智能等技术，可以计算出农业动植物的最优生长状态，实现对农业生产的精准控制；等等。有研究显示，智慧温室大棚较普通大棚可节水14%，节约化肥和营养素31%，并使作物生长周期进一步缩短，产量提高10%至20%。
通过优化控制模型提升产品质量。智慧农业不仅能够提高农业生产效率，还可以通过优化农业资源配置、提高农业管理水平等，提升农产品质量。比如，通过优化农业动植物生长调控模型，将生长环境、生长状态、工况调整到最优状态，可以实现土地、水、光热资源的最佳利用和种子、农药、化肥、能源动力等生产资料的精准投入，进而提高花卉、水果、蔬菜和肉、蛋、奶的品质，实现农业高质量发展；通过机器视觉、动植物表型技术、基因大数据分析与基因编辑、分子育种等技术相结合，可以实现智能育种，获得农业动植物最优种源，为农业高效优质增收奠定良种基础；等等。在实践中，一些科研机构依托物联网感知技术，精准获取番茄生长环境中的光照、温度、水肥等各类数据，并调整各种参数值，以获得健康味美的果实。
通过标准化生产加强资源节约、保障“舌尖上的安全”。智慧农业依托信息技术加强精准测控，可以在满足作物生长需要的同时，避免化肥、农药、除草剂、饲料等投入品的过多投放，不仅能够有效降低资源浪费和农田环境的面源污染，也有利于保障农产品质量安全、实现农业绿色发展。运用信息技术对土壤、大气环境、水环境进行实时动态监控，使生产各个环节更加符合环保标准，有利于保障最终农产品符合相应质量标准。借助二维码、射频标签、区块链等技术，还可以建立全程可追溯、互联共享的农产品质量和食品安全信息平台，健全从农田到餐桌的农产品质量安全过程监管体系，确保人民群众“舌尖上的安全”。
总的来看，智慧农业是信息技术、生物技术、装备技术、种植养殖工艺和材料等的全方位系统集成和融合创新，具备先进生产力特征。发展智慧农业，能够有效破解传统农业粗放经营、竞争力弱、资源利用率低、农民收入低等难题，实现对种植养殖对象的精准化管理、生产过程的智能化决策和无人化作业，大幅减少自然条件对农业种植养殖活动的限制，从而拓展农业生产空间，提高劳动生产率、土地产出率和资源利用率，具有广阔前景。比如，目前一个2000亩规模的农场，智慧农业的硬件设备投入大约是35万元，服务费用大约是每年每亩30元，通过节约人工成本、提高产量，每年亩均可增加效益160元，2—3年就能回本。新技术与种植业、种业、畜牧业、渔业、农副产品加工制造、农产品销售等的全面深度融合，还能催生农业新产业、新模式、新动能，促进农产品增值、农民增收。
加快发展智慧农业
新时代以来，我国大力推进农村信息化发展，推动现代信息技术向农业农村各领域渗透融合，农村信息化基础设施明显改善，智慧农业建设取得积极成效。农业产业数字化进程加快，数字育种探索起步，智能农机装备研发应用取得重要进展，智慧大田农场建设多点突破，畜禽养殖数字化与规模化、标准化同步推进，数字技术支撑的多种渔业养殖模式相继投入生产，建成国家农产品质量安全追溯管理信息平台。2023年，全国农业生产信息化率达到27.6%。同时也要看到，我国农村信息化发展仍处于起步阶段，发展智慧农业还面临一些挑战。比如，一些偏远的农业生产区域尚未实现网络覆盖，先进适用的信息化产品装备缺乏，支撑生产经营和管理决策的有效数据还不够丰富，既懂“三农”又懂信息技术的复合型人才队伍需要进一步扩大，等等。必须坚持系统观念，坚持以实体经济为根基，以科技创新为核心，以产业升级为方向，着力推动劳动者、劳动资料、劳动对象及其优化组合的跃升。
加快突破技术瓶颈。对照我国在智慧农业关键技术、核心零部件、成套装备等重点领域与国际先进水平的差距，加强基础研究，突破“卡脖子”问题。大力推进农业传感器技术、农业专用芯片等关键共性技术研发，围绕农业动植物生长发育调控模型等开展有组织科研攻关，鼓励产学研深度融合改进工艺。
打造智慧农业产业生态圈。以企业为主体、市场为导向，加快推动科技创新成果转化。鼓励农业智能传感器与专用芯片、农业专用机器人等相关产业发展壮大，积极打造包括智能装备制造业、云计算、云服务、芯片产业等在内的智慧农业产业生态圈，为智慧农业发展提供有力产业支撑。
加强人才队伍建设。推进新农科、新工科建设，引导高校合理设置农业智能装备工程、智慧农业等相关专业，鼓励涉农高校用生物技术、信息技术、工程技术等改造提升传统农科专业。推动各地依托区域内高校、农业龙头企业等资源，培养实用型农村信息技术人才，为智慧农业发展提供有力人才支撑。
因地制宜探索发展路径。针对我国农业地域广、气候和自然资源条件差异大、农业品类多的情况，坚持从实际出发，因地制宜探索发展智慧农业的应用场景和整体方案。比如，可鼓励和引导生产规模大、机械化数字化水平高、种植养殖效益高、资金实力和运营能力强的企业加快发展智慧农业，也可分行业、分区域建设一批高水平的智慧农场、智慧牧场、智慧渔场等，打造智慧农业创新应用基地，形成一批可复制可推广的典型案例。通过示范引领、辐射带动，以点带面推进智慧农业发展。
强化农村改革创新。发展智慧农业需要形成与之相适应的生产关系，必须强化农村改革创新。要引导土地承包经营权有序流转，积极培育家庭农场、农民合作社等新型农业经营主体，鼓励龙头企业应用区块链等技术，加强产品溯源体系建设。同时，在坚守底线的前提下，鼓励各地进行实践探索和制度创新，强化改革举措集成增效，提高农业土地产出率、劳动生产率和资源利用率，大幅提升农业资源配置效率和全要素生产率。
同时要深刻认识到，发展智慧农业，必须立足我国国情，立足人多地少的资源禀赋、农耕文明的历史底蕴、人与自然和谐共生的时代要求，走自己的路，不简单照搬国外现代化农业发展模式。要以家庭经营为基础、坚持统分结合，广泛开展面向小农的社会化服务，形成中国特色的农业适度规模经营。
文/李道亮（中国农业大学信息与电气工程学院教授）
图源/视觉中国
编辑/姬源