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2024 年 7 月 第 6 卷 第 4 期 Jul 2024 Vol 6 No 4 智 慧 农 业 中 英 文 Smart Agriculture 智 慧 农 业 科 技 创 新 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 路 径 曹 冰 雪 1 李 鸿 飞 2 赵 春 江 1 李 瑾 1 1 北 京 市 农 林 科 学 院 信 息 技 术 研 究 中 心 北 京 100097 中 国 2 北 京 市 农 林 科 学 院 北 京 100097 中 国 摘 要 目 的 目 的 意 义 意 义 智 慧 农 业 科 技 是 农 业 领 域 又 一 次 新 技 术 革 命 具 备 农 业 新 质 生 产 力 高 科 技 高 效 能 高 质 量 可 持 续 的 内 在 特 征 已 成 为 推 进 农 业 新 质 生 产 力 发 展 的 重 要 内 核 与 引 擎 进 展 进 展 本 文 对 智 慧 农 业 科 技 创 新 的 现 实 基 础 内 在 逻 辑 与 问 题 挑 战 开 展 系 统 研 究 结 论 表 明 中 国 表 型 基 因 型 环 境 型 智 能 育 种 已 迈 入 快 车 道 农 业 天 空 地 信 息 感 知 技 术 体 系 逐 渐 成 熟 农 业 大 数 据 与 智 能 决 策 技 术 研 究 探 索 不 断 推 进 面 向 不 同 领 域 的 智 能 农 机 装 备 创 制 取 得 丰 硕 成 果 智 慧 农 业 科 技 创 新 通 过 赋 能 农 业 要 素 技 术 场 景 主 体 与 价 值 推 动 农 业 新 质 生 产 力 发 展 但 也 面 临 科 技 创 新 政 策 体 系 不 健 全 关 键 技 术 存 在 卡 点 堵 点 断 点 科 创 成 果 转 化 落 地 难 度 较 大 支 撑 体 系 不 够 完 备 等 重 大 挑 战 结 论 结 论 展 望 展 望 聚 焦 问 题 导 向 提 出 了 中 国 智 慧 农 业 科 技 创 新 平 台 技 术 场 景 人 才 的 四 高 路 径 并 围 绕 顶 层 设 计 政 策 供 给 先 行 实 践 生 态 体 系 等 层 面 提 出 智 慧 农 业 科 技 创 新 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 的 对 策 建 议 关 键 词 智 慧 农 业 科 技 创 新 农 业 新 质 生 产 力 数 据 要 素 智 能 育 种 中 图 分 类 号 S24 S 1 文 献 标 志 码 A 文 章 编 号 SA202405004 引 用 格 式 曹 冰 雪 李 鸿 飞 赵 春 江 李 瑾 智 慧 农 业 科 技 创 新 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 路 径 J 智 慧 农 业 中 英 文 2024 6 4 116 127 DOI 10 12133 j smartag SA202405004 CAO Bingxue LI Hongfei ZHAO Chunjiang LI Jin The Path of Smart Agricultural Technology Innovation Leading De velopment of Agricultural New Quality Productivity J Smart Agriculture 2024 6 4 116 127 DOI 10 12133 j smartag SA202405004 in Chinese with English abstract 0 引 言 随 着 全 球 新 一 代 信 息 技 术 与 农 业 的 深 度 融 合 世 界 农 业 正 在 经 历 第 三 次 革 命 农 业 数 字 革 命 美 国 欧 盟 日 本 等 发 达 国 家 和 地 区 纷 纷 对 智 慧 农 业 进 行 战 略 布 局 中 国 农 业 也 正 向 以 数 据 信 息 为 生 产 要 素 以 互 联 网 物 联 网 大 数 据 云 计 算 区 块 链 人 工 智 能 Artificial Intelligence AI 和 智 能 装 备 应 用 为 特 征 的 智 慧 农 业 迈 进 在 当 下 全 球 新 一 轮 科 技 革 命 重 大 挑 战 以 及 中 国 经 济 和 社 会 高 质 量 发 展 战 略 要 求 形 成 的 历 史 性 交 汇 背 景 下 习 近 平 总 书 记 在 2023 年 黑 龙 江 考 察 期 间 提 出 加 快 形 成 新 质 生 产 力 增 强 发 展 新 动 能 1 学 术 界 普 遍 认 同 新 质 生 产 力 是 科 技 创 新 在 其 中 发 挥 主 导 作 用 的 生 产 力 是 摆 脱 了 传 统 增 长 路 径 符 合 高 质 量 发 展 要 求 的 生 产 力 对 于 新 质 生 产 力 的 新 主 要 体 现 为 新 技 术 新 经 济 和 新 业 态 2 或 新 科 技 新 能 源 和 新 产 业 3 对 于 新 质 生 产 力 的 质 则 强 调 在 坚 持 创 新 驱 动 本 质 的 基 础 上 通 过 关 键 性 颠 覆 性 技 术 突 破 为 生 产 力 发 展 提 供 更 强 劲 的 创 新 驱 动 力 2 在 农 业 领 域 构 筑 农 业 新 质 生 产 力 同 样 具 有 重 要 意 义 农 业 生 产 力 是 通 过 农 业 劳 动 改 造 征 服 利 用 自 然 获 得 物 质 资 料 的 能 力 农 业 生 产 力 系 统 主 要 涵 盖 农 业 劳 动 者 劳 动 资 料 劳 动 对 象 等 实 体 性 因 素 农 业 基 础 科 学 前 沿 技 术 等 渗 透 性 因 收 稿 日 期 2024 05 09 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 专 项 项 目 L2224049 北 京 市 乡 村 振 兴 专 家 咨 询 委 员 会 2024 年 委 托 课 题 202404 北 京 市 农 林 科 学 院 创 新 能 力 乡 村 振 兴 研 究 中 心 KJCX20240404 北 京 市 农 林 科 学 院 创 新 能 力 建 设 专 项 KJCX20240309 北 京 市 农 林 科 学 院 青 年 基 金 项 目 QNJJ202322 作 者 简 介 1 曹 冰 雪 研 究 方 向 为 农 业 农 村 信 息 化 理 论 与 微 观 应 用 研 究 E mail caobx 2 李 鸿 飞 研 究 方 向 为 农 业 农 村 信 息 化 政 策 研 究 E mail lihf 曹 冰 雪 和 李 鸿 飞 对 本 文 有 同 等 贡 献 并 列 第 一 作 者 通 信 作 者 1 赵 春 江 博 士 研 究 员 研 究 方 向 为 智 慧 农 业 E mail zhaocj 2 李 瑾 博 士 研 究 员 研 究 方 向 为 农 业 农 村 信 息 化 政 策 研 究 E mail lij copyright 2024 by the authors曹 冰 雪 等 智 慧 农 业 科 技 创 新 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 路 径 Vol 6 No 4 素 农 业 管 理 服 务 分 工 协 作 预 测 决 策 等 运 筹 性 因 素 以 及 农 业 信 息 农 业 教 育 等 媒 介 性 因 素 农 业 新 质 生 产 力 是 以 数 字 科 技 生 物 科 技 现 代 工 程 科 技 等 高 水 平 科 技 创 新 为 引 领 通 过 科 技 与 改 革 的 双 轮 驱 动 摆 脱 传 统 粗 放 型 外 延 式 发 展 路 径 依 赖 实 现 实 体 性 渗 透 性 运 筹 性 媒 介 性 因 素 的 改 造 升 级 与 深 度 融 合 具 备 智 能 化 绿 色 化 融 合 化 组 织 化 等 突 出 特 征 的 先 进 农 业 生 产 力 质 态 见 图 1 农 业 新 质 生 产 力 将 赋 能 农 业 全 要 素 生 产 率 大 幅 提 升 全 产 业 链 深 度 转 型 升 级 是 实 现 高 水 平 农 业 科 技 自 立 自 强 的 重 要 体 现 是 推 动 中 国 农 业 高 质 量 发 展 建 设 农 业 强 国 与 乡 村 全 面 振 兴 的 内 在 要 求 和 重 要 着 力 点 4 作 为 农 业 领 域 又 一 次 新 技 术 革 命 的 智 慧 农 业 科 技 已 在 农 业 实 践 中 展 现 出 强 大 的 引 领 带 动 作 用 相 较 于 传 统 农 业 技 术 智 慧 农 业 科 技 通 过 将 数 据 和 知 识 作 为 重 要 核 心 要 素 集 成 农 业 生 物 技 术 农 业 信 息 技 术 与 智 能 化 农 机 装 备 变 革 农 业 生 产 方 式 赋 能 农 业 生 产 更 加 高 质 量 高 效 率 高 效 能 与 人 性 化 5 智 慧 农 业 科 技 创 新 实 践 充 分 体 现 出 农 业 新 质 生 产 力 高 科 技 高 效 能 高 质 量 可 持 续 的 内 在 特 征 已 然 成 为 推 进 农 业 新 质 生 产 力 发 展 的 重 要 内 核 与 引 擎 因 此 推 动 智 慧 农 业 科 技 创 新 在 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 中 具 有 重 要 的 战 略 与 现 实 意 义 本 文 通 过 分 析 智 慧 农 业 科 技 创 新 推 动 农 业 新 质 生 产 力 发 展 的 现 实 基 础 内 在 逻 辑 与 问 题 挑 战 提 出 前 瞻 性 战 略 路 径 与 对 策 建 议 以 期 为 加 快 中 国 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 新 思 路 新 抓 手 和 新 路 径 1 智 慧 农 业 科 技 创 新 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 的 现 实 基 础 与 内 在 逻 辑 在 全 球 智 慧 农 业 科 技 创 新 趋 势 导 向 与 战 略 引 领 下 智 慧 农 业 科 技 创 新 持 续 加 速 已 成 为 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 的 重 要 源 动 力 1 1 智 慧 农 业 科 技 创 新 的 现 实 基 础 当 前 智 慧 农 业 科 技 创 新 能 力 不 断 增 强 在 智 能 育 种 农 业 信 息 感 知 农 业 大 数 据 与 AI 智 能 农 机 装 备 等 领 域 取 得 重 大 科 技 创 新 突 破 为 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 现 实 基 础 支 撑 1 1 1 表 型 基 因 型 环 境 型 智 能 育 种 迈 入 快 车 道 智 能 育 种 技 术 是 以 动 植 物 表 型 基 因 型 环 境 型 等 组 学 大 数 据 为 核 心 通 过 信 息 技 术 与 生 物 技 术 的 有 机 融 合 实 现 基 因 快 速 挖 掘 与 表 型 精 准 预 测 进 而 基 于 全 基 因 组 的 机 器 学 习 预 测 模 型 创 制 出 智 能 组 合 优 良 等 位 基 因 育 种 设 计 方 案 实 现 智 能 高 效 定 向 的 新 品 种 选 育 6 科 研 机 构 种 业 企 业 在 智 能 育 种 领 域 持 续 加 大 科 研 创 新 力 度 取 得 了 一 系 列 技 术 创 新 与 突 破 一 是 作 物 表 型 信 息 高 通 量 获 取 技 术 在 育 种 领 域 得 到 应 用 德 国 LemnaTec 公 司 荷 兰 Pheno Spex 公 司 等 围 绕 台 式 作 物 表 型 分 析 实 验 室 作 物 表 型 分 析 温 室 3D 作 物 表 型 分 析 野 外 作 物 表 型 监 测 等 已 开 发 了 系 列 表 型 监 测 平 台 为 作 物 育 种 提 供 表 型 组 学 数 据 中 国 国 家 农 业 信 息 化 工 图 1 农 业 新 质 生 产 力 系 统 Fig 1 System of agricultural new quality productivity 117Vol 6 No 4 智 慧 农 业 中 英 文 Smart Agriculture 程 技 术 研 究 中 心 等 科 研 团 队 自 主 研 发 了 作 物 高 通 量 表 型 平 台 和 配 套 的 表 型 参 数 解 析 软 件 并 将 其 应 用 于 玉 米 小 麦 育 种 的 表 型 性 状 解 析 7 二 是 基 于 多 组 学 大 数 据 的 智 能 设 计 育 种 取 得 显 著 进 展 美 国 等 种 业 强 国 已 基 本 进 入 智 能 设 计 育 种 时 代 拜 耳 Bayer 科 迪 华 Corteva 等 国 际 种 业 巨 头 已 建 立 起 成 熟 的 智 能 设 计 育 种 体 系 多 组 学 大 数 据 分 析 AI 等 技 术 被 广 泛 应 用 于 种 子 选 择 与 优 化 华 中 农 业 大 学 中 国 农 业 科 学 院 深 圳 农 业 基 因 组 研 究 所 等 处 于 国 内 领 先 地 位 面 向 玉 米 畜 禽 等 建 立 了 多 组 学 知 识 库 并 基 于 多 组 学 数 据 分 析 初 步 实 现 了 动 植 物 性 状 重 要 基 因 和 遗 传 变 异 的 快 速 检 索 与 智 能 分 析 8 10 隆 平 高 科 首 农 食 品 集 团 等 种 业 龙 头 企 业 积 极 与 科 研 院 所 合 作 在 群 体 材 料 高 效 筛 选 品 种 适 应 性 评 价 等 智 能 育 种 决 策 工 具 研 发 方 面 初 见 成 效 调 研 数 据 显 示 智 能 育 种 决 策 工 具 的 应 用 能 够 提 升 新 品 种 选 育 效 率 20 以 上 三 是 育 种 大 数 据 平 台 进 入 商 业 化 应 用 阶 段 以 美 国 Benson Hill 等 为 代 表 的 种 业 企 业 已 熟 化 推 广 了 一 批 如 CropOS 等 商 业 化 育 种 大 数 据 平 台 中 国 国 家 农 业 信 息 化 工 程 技 术 研 究 中 心 将 信 息 技 术 与 商 业 化 育 种 技 术 紧 密 结 合 并 集 成 地 理 信 息 系 统 Geographic Information Sys tem GIS AI 等 相 关 技 术 研 发 了 中 国 首 个 具 有 完 全 自 主 知 识 产 权 的 商 业 化 育 种 大 数 据 平 台 金 种 子 育 种 云 平 台 调 研 数 据 显 示 平 台 能 使 杂 交 计 划 制 定 效 率 提 升 80 田 间 性 状 数 据 采 集 与 分 析 效 率 提 升 100 华 智 生 物 公 司 研 发 了 华 智 智 能 育 种 专 家 系 统 涵 盖 了 种 质 库 存 繁 育 活 动 品 种 测 试 分 子 育 种 等 8 个 核 心 模 块 共 463 项 具 体 功 能 能 够 对 育 种 全 过 程 进 行 预 测 控 制 和 管 理 显 著 提 高 育 种 效 率 11 1 1 2 农 业 天 空 地 信 息 感 知 技 术 体 系 逐 渐 成 熟 应 用 日 趋 广 泛 农 业 天 空 地 信 息 感 知 技 术 是 通 过 利 用 卫 星 遥 感 无 人 机 遥 感 智 能 感 知 终 端 及 物 联 组 网 等 相 关 技 术 采 集 获 取 各 类 农 业 信 息 和 数 据 再 经 由 信 号 传 递 模 块 和 后 台 解 析 技 术 将 抽 象 的 农 业 信 息 转 换 为 数 字 信 号 是 智 慧 农 业 科 技 的 核 心 农 业 天 空 地 信 息 感 知 技 术 研 发 创 新 成 效 显 著 技 术 应 用 日 趋 广 泛 一 是 基 于 卫 星 遥 感 的 农 业 产 量 估 测 灾 害 预 警 等 研 究 不 断 深 入 美 国 农 业 部 United States Department of Agriculture USDA 国 家 海 洋 大 气 管 理 局 National Oceanic and Atmospheric Ad ministration NOAA 宇 航 局 National Aeronau tics and Space Administration NASA 和 商 业 部 United States Department of Commerce USDOC 早 在 20 世 纪 70 80 年 代 已 实 施 了 大 面 积 农 作 物 估 产 实 验 Large Area Crop Inventory Experiment LACIE 农 业 和 资 源 的 空 间 遥 感 调 查 计 划 Ag riculture and Resources Inventory Surveys Through Aerospace Remote Sensing AGRISTARS 2007 年 20 国 集 团 发 起 了 旨 在 用 地 球 观 测 数 据 开 展 农 情 监 测 预 警 农 业 气 象 预 测 农 业 土 地 利 用 变 化 观 测 的 GeoGLAM Group on Earth Observations Global Agricultural Monitoring 计 划 中 国 科 学 院 Crop Watch 团 队 是 该 计 划 的 共 同 发 起 者 其 建 立 的 全 球 农 情 遥 感 速 报 系 统 CropWatch 能 够 在 4 种 空 间 尺 度 4 种 时 间 分 辨 率 5 种 空 间 分 辨 率 下 对 农 业 气 象 作 物 长 势 作 物 产 量 等 14 个 指 标 进 行 遥 感 观 测 实 现 地 块 村 镇 县 市 省 国 家 全 球 多 层 级 监 测 预 警 12 近 年 基 于 高 光 谱 的 农 业 遥 感 技 术 成 为 国 内 外 的 研 究 热 点 已 开 展 了 包 括 高 光 谱 遥 感 系 统 搭 建 病 虫 害 等 特 征 图 谱 提 取 和 算 法 改 进 等 研 究 13 14 二 是 基 于 无 人 机 技 术 的 农 业 中 小 尺 度 遥 感 监 测 研 究 处 于 起 步 阶 段 国 内 外 已 有 研 究 主 要 利 用 无 人 机 高 光 谱 遥 感 影 像 建 立 面 向 无 人 机 遥 感 的 作 物 生 物 量 病 虫 害 等 测 度 模 型 实 现 对 作 物 长 势 与 养 分 诊 断 分 析 生 物 与 非 生 物 胁 迫 定 量 监 测 等 15 18 三 是 农 业 传 感 器 技 术 产 品 研 发 多 点 开 花 经 咨 询 专 家 目 前 美 国 AllSensors 公 司 日 本 久 保 田 株 式 会 社 Kubota 德 国 博 世 公 司 Bosch 以 色 列 阿 菲 金 公 司 Afimilk 等 已 实 现 了 环 境 信 息 动 植 物 生 命 信 息 农 产 品 质 量 安 全 信 息 农 机 工 况 作 业 信 息 等 相 关 传 感 器 的 迭 代 升 级 国 内 光 温 水 气 等 一 般 性 环 境 类 传 感 器 已 实 现 国 产 化 替 代 土 壤 养 分 等 传 感 器 研 发 也 在 加 快 例 如 国 家 农 业 信 息 化 工 程 技 术 研 究 中 心 打 破 国 外 技 术 垄 断 研 发 了 新 一 代 土 壤 成 分 快 速 检 测 系 统 知 土 能 够 在 10 分 钟 内 完 成 土 壤 主 要 养 分 重 金 属 及 其 他 多 种 微 量 元 素 的 快 速 测 量 具 有 完 全 自 主 知 识 产 权 并 已 在 山 东 广 东 湖 北 陕 西 等 地 广 泛 应 用 19 1 1 3 农 业 大 数 据 与 智 能 决 策 技 术 研 究 探 索 不 断 推 进 大 数 据 与 AI 技 术 能 够 助 力 农 业 科 学 决 策 指 导 农 业 生 产 经 营 其 中 农 业 大 数 据 技 术 是 基 于 海 量 农 业 数 据 结 合 数 据 可 视 化 分 析 挖 掘 模 拟 预 测 等 前 沿 技 术 开 展 数 据 的 深 度 分 析 20 农 业 AI 118曹 冰 雪 等 智 慧 农 业 科 技 创 新 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 路 径 Vol 6 No 4 技 术 则 是 基 于 机 器 学 习 深 度 学 习 计 算 机 视 觉 知 识 图 谱 等 技 术 实 现 知 识 表 示 自 然 推 理 自 动 程 序 设 计 等 从 而 产 生 有 价 值 的 农 业 知 识 与 规 律 为 农 业 生 产 提 供 决 策 支 撑 当 前 基 于 大 数 据 与 AI 技 术 的 农 业 决 策 支 持 研 究 探 索 不 断 推 进 一 是 开 展 了 农 业 大 数 据 挖 掘 系 统 构 建 与 应 用 研 究 美 国 主 导 了 Hadoop Spark Flink 等 大 数 据 处 理 框 架 的 开 发 并 在 农 业 领 域 得 到 广 泛 应 用 建 立 了 农 业 气 象 作 物 生 长 病 虫 害 等 大 数 据 预 测 模 型 国 内 学 者 也 积 极 开 展 了 基 于 Hadoop Spark 框 架 的 农 业 大 数 据 挖 掘 系 统 架 构 与 模 块 设 计 农 业 大 数 据 分 析 预 测 模 型 构 建 等 研 究 21 23 二 是 农 业 AI 模 型 与 算 法 创 新 不 断 推 进 美 国 荷 兰 以 色 列 日 本 等 国 家 在 农 业 AI 模 型 与 模 拟 农 业 认 知 计 算 与 知 识 发 现 农 业 可 视 交 互 服 务 引 擎 等 智 能 模 型 算 法 方 向 处 于 国 际 领 先 地 位 国 内 学 者 也 积 极 推 动 农 业 智 能 算 法 模 型 的 研 发 创 新 在 农 业 计 算 机 视 觉 机 器 学 习 群 体 智 能 算 法 等 领 域 取 得 一 定 进 展 24 27 三 是 农 业 决 策 支 持 系 统 开 发 与 应 用 成 效 显 著 随 着 大 数 据 AI 等 技 术 的 发 展 利 用 农 业 决 策 支 持 系 统 辅 助 决 策 已 较 为 普 遍 其 中 美 国 佛 罗 里 达 大 学 University of Florida 农 学 研 究 所 开 发 的 农 业 技 术 转 移 决 策 支 持 系 统 Decision Support System for Agrotechnolo gy Transfer DSSAT 是 目 前 使 用 最 为 广 泛 的 决 策 支 持 系 统 通 过 气 象 作 物 土 壤 等 多 模 型 耦 合 科 学 模 拟 和 评 估 农 作 物 生 长 产 量 等 为 农 业 生 产 者 研 究 人 员 和 政 策 制 定 者 提 供 农 业 管 理 决 策 方 案 中 国 面 向 小 麦 水 稻 园 艺 作 物 等 病 虫 害 诊 断 栽 培 管 理 也 研 究 形 成 了 一 系 列 农 业 决 策 支 持 系 统 28 例 如 北 京 爱 科 农 公 司 基 于 大 数 据 与 自 研 作 物 模 型 构 建 了 智 慧 种 植 决 策 系 统 可 向 农 户 提 供 地 块 基 础 地 力 田 间 环 境 作 物 长 势 水 肥 管 理 灾 害 预 警 产 量 预 测 等 农 事 决 策 服 务 服 务 已 覆 盖 全 国 10 个 省 区 帮 助 农 户 节 肥 节 药 20 29 1 1 4 面 向 不 同 领 域 的 智 能 农 机 装 备 创 制 成 果 丰 硕 智 能 农 机 装 备 是 指 通 过 设 计 和 智 能 技 术 创 新 具 有 人 类 部 分 智 能 硬 件 设 备 或 软 硬 件 集 成 系 统 可 全 部 或 部 分 替 代 人 或 辅 助 人 高 效 便 捷 安 全 可 靠 地 完 成 特 定 复 杂 的 农 机 作 业 目 标 任 务 实 现 农 业 生 产 全 过 程 的 数 字 化 感 知 智 能 化 决 策 精 准 化 作 业 和 智 慧 化 管 理 具 有 人 与 机 机 与 物 之 间 交 互 性 特 点 30 目 前 面 向 大 田 种 植 设 施 园 艺 畜 禽 养 殖 水 产 养 殖 等 领 域 的 智 能 农 机 装 备 研 发 应 用 不 断 加 速 一 是 大 田 智 能 农 机 装 备 得 到 广 泛 应 用 约 翰 迪 尔 John Deere 纽 荷 兰 New Hol land 爱 科 集 团 Agco Corporation 等 农 机 制 造 巨 头 在 智 能 农 机 装 备 关 键 核 心 技 术 研 发 领 域 处 于 世 界 领 先 地 位 已 向 全 球 市 场 推 广 智 能 拖 拉 机 自 走 式 打 包 采 棉 机 等 产 品 基 于 北 斗 导 航 的 国 产 智 能 农 机 装 备 也 快 速 发 展 例 如 国 家 农 业 信 息 化 工 程 技 术 研 究 中 心 在 北 斗 自 动 导 航 系 统 基 础 上 通 过 加 装 双 目 立 体 相 机 构 建 农 田 地 头 边 界 线 检 测 系 统 解 决 了 农 机 自 动 驾 驶 系 统 对 于 农 田 地 头 环 境 感 知 与 识 别 的 瓶 颈 其 创 制 的 农 机 自 动 驾 驶 系 统 得 到 落 地 转 化 与 广 泛 应 用 31 据 农 业 农 村 部 数 据 2021 年 中 国 大 田 种 植 信 息 化 率 已 超 过 21 8 其 中 小 麦 稻 谷 和 玉 米 三 大 粮 食 作 物 分 别 达 39 6 37 7 和 26 9 32 二 是 温 室 智 能 控 制 智 能 灌 溉 机 器 人 等 设 施 园 艺 智 能 技 术 装 备 持 续 迭 代 升 级 荷 兰 玻 璃 温 室 智 能 控 制 技 术 以 色 列 高 效 微 滴 灌 技 术 日 本 设 施 生 产 机 器 人 智 能 微 耕 设 备 等 技 术 装 备 研 发 应 用 处 于 世 界 领 先 地 位 国 内 自 主 研 发 与 市 场 化 应 用 进 程 加 快 其 中 连 栋 温 室 环 境 智 能 管 控 系 统 已 实 现 国 产 化 天 津 水 利 科 学 研 究 所 等 研 制 的 设 施 滴 灌 施 肥 智 能 化 控 制 设 备 已 达 到 世 界 先 进 水 平 33 中 国 农 业 大 学 等 研 发 团 队 在 草 莓 蔬 菜 采 摘 机 器 人 等 前 沿 领 域 持 续 发 力 34 三 是 畜 禽 养 殖 环 境 自 动 控 制 精 准 饲 喂 等 设 备 创 新 与 应 用 进 入 深 水 区 以 瑞 典 斯 维 垦 Sveaverken 以 色 列 阿 菲 金 Afi milk 等 为 代 表 的 龙 头 企 业 面 向 奶 牛 肉 牛 猪 家 禽 饲 养 能 够 提 供 集 养 殖 场 环 控 系 统 智 能 项 圈 推 料 机 器 人 清 粪 机 器 人 等 设 备 于 一 体 的 集 成 式 智 能 化 解 决 方 案 35 36 国 内 畜 禽 智 慧 养 殖 设 备 研 发 应 用 处 于 快 速 发 展 期 调 研 数 据 显 示 国 内 新 建 规 模 化 养 殖 场 应 用 环 境 控 制 设 备 的 比 例 达 到 90 其 中 国 产 化 率 超 过 50 小 龙 潜 行 普 立 兹 睿 畜 科 技 等 企 业 与 科 研 院 所 合 作 在 畜 禽 智 能 饲 喂 穿 戴 称 重 消 毒 防 疫 等 设 备 研 制 取 得 突 破 37 四 是 水 产 养 殖 环 境 调 控 系 统 智 能 投 喂 系 统 水 下 机 器 人 等 研 究 不 断 推 进 美 国 日 本 挪 威 等 国 家 在 水 产 养 殖 环 控 系 统 投 喂 设 备 水 下 机 器 人 等 设 备 研 发 以 及 智 能 网 箱 智 能 养 殖 工 船 等 集 成 化 设 施 设 备 研 制 处 于 领 先 地 位 38 国 内 水 产 智 能 养 殖 设 备 研 发 起 步 相 对 较 晚 近 年 中 国 水 产 科 学 院 浙 江 大 学 等 科 研 机 构 在 智 能 增 氧 水 产 智 能 投 饲 等 系 统 设 备 研 发 中 持 续 发 力 取 得 显 著 119Vol 6 No 4 智 慧 农 业 中 英 文 Smart Agriculture 进 展 39 40 1 2 智 慧 农 业 科 技 创 新 引 领 农 业 新 质 生 产 力 发 展 的 内 在 逻 辑 智 慧 农 业 科 技 创 新 通 过 赋 能 农 业 要 素 创 新 技 术 创 新 场 景 创 新 主 体 创 新 与 价 值 创 新 推 动 农 业 新 质 生 产 力 发 展 1 2 1 要 素 创 新 数 据 要 素 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 基 础 资 源 智 慧 农 业 科 技 创 新 能 够 促 进 农 业 数 据 要 素 这 一 新 型 生 产 要 素 的 生 成 与 集 聚 不 同 于 传 统 生 产 要 素 数 据 要 素 具 备 可 复 制 性 强 迭 代 速 度 快 复 用 价 值 高 等 特 点 能 显 著 提 高 信 息 传 递 效 率 大 幅 降 低 个 体 信 息 获 取 成 本 在 农 业 领 域 通 过 将 数 据 要 素 与 资 本 人 力 土 地 技 术 等 其 他 生 产 要 素 有 机 结 合 能 够 激 发 传 统 生 产 要 素 创 新 活 力 提 高 要 素 效 率 效 果 实 现 要 素 优 化 组 合 和 配 置 通 过 将 数 据 要 素 融 入 农 业 生 产 加 工 流 通 销 售 和 服 务 管 理 等 各 环 节 能 够 深 刻 变 革 农 业 生 产 管 理 方 式 提 高 农 业 产 业 发 展 质 量 和 效 益 催 生 新 产 业 新 业 态 新 模 式 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 基 础 资 源 底 座 1 2 2 技 术 创 新 智 慧 农 业 技 术 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 持 续 动 力 技 术 创 新 是 智 慧 农 业 科 技 创 新 的 核 心 云 大 物 移 智 链 边 云 计 算 大 数 据 物 联 网 移 动 互 联 网 AI 区 块 链 边 缘 计 算 技 术 创 新 以 及 与 生 物 技 术 新 材 料 技 术 农 业 工 程 技 术 的 融 合 是 智 慧 农 业 技 术 创 新 的 主 要 内 容 智 慧 农 业 技 术 创 新 一 是 能 加 快 农 业 信 息 感 知 数 字 化 实 现 农 业 全 要 素 全 过 程 信 息 精 准 感 知 识 别 与 表 达 二 是 能 助 力 农 业 管 理 决 策 科 学 化 实 现 农 业 气 象 灾 害 预 警 病 虫 害 实 时 监 测 疫 病 精 准 防 控 三 是 能 推 动 农 业 装 备 控 制 智 能 化 实 现 农 机 农 艺 与 信 息 的 深 度 融 合 四 是 能 提 升 农 业 要 素 投 入 精 准 化 实 现 要 素 定 量 投 入 资 源 节 约 与 高 效 利 用 五 是 能 促 进 农 业 信 息 服 务 个 性 化 实 现 服 务 高 效 便 捷 双 向 互 动 精 准 对 接 从 而 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 持 续 动 力 1 2 3 场 景 创 新 智 慧 农 业 场 景 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 实 践 范 式 智 慧 农 业 科 技 创 新 的 着 力 点 与 落 脚 点 在 于 智 慧 农 业 场 景 创 新 智 慧 农 业 科 技 创 新 成 果 的 落 地 转 化 与 集 成 应 用 衍 生 出 种 业 4 0 无 人 农 场 智 能 温 室 智 慧 牧 渔 场 农 业 智 能 服 务 等 新 型 农 业 场 景 其 中 种 业 4 0 通 过 构 建 常 规 育 种 生 物 技 术 数 字 技 术 AI 的 育 种 模 式 搭 建 多 主 体 协 同 的 科 研 育 种 平 台 种 业 大 数 据 平 台 实 现 种 业 育 繁 推 效 能 提 升 无 人 农 场 智 能 温 室 与 智 慧 牧 渔 场 通 过 数 字 技 术 智 能 农 机 装 备 现 代 化 农 业 设 施 的 集 成 应 用 实 现 大 田 种 植 设 施 园 艺 畜 禽 水 产 养 殖 关 键 环 节 的 机 器 换 人 与 智 能 管 控 农 业 智 能 服 务 依 托 大 数 据 农 业 算 法 模 型 决 策 支 持 系 统 等 为 涉 农 管 理 者 提 供 科 学 高 效 的 辅 助 决 策 工 具 为 农 民 提 供 精 准 的 农 业 知 识 服 务 新 型 农 业 场 景 的 形 成 将 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 典 型 实 践 范 式 1 2 4 主 体 创 新 智 慧 农 业 人 才 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 智 力 支 撑 在 智 慧 农 业 科 技 创 新 赋 能 下 政 府 管 理 人 员 农 业 科 研 人 员 农 业 生 产 经 营 主 体 农 业 服 务 主 体 等 产 业 链 不 同 主 体 的 参 与 方 式 创 新 能 力 与 运 行 能 效 发 生 新 的 转 变 其 中 政 府 管 理 人 员 通 过 应 用 相 关 政 务 平 台 产 业 大 数 据 平 台 能 够 提 升 农 业 监 管 服 务 能 力 与 水 平 农 业 科 研 人 员 将 智 慧 农 业 技 术 与 装 备 应 用 于 科 研 试 验 能 够 提 升 科 研 人 员 创 新 能 力 与 效 率 新 型 农 业 经 营 主 体 农 民 等 通 过 智 慧 化 转 型 能 够 提 升 农 业 生 产 能 力 与 农 产 品 电 商 等 数 字 经 济 参 与 能 力 农 技 推 广 人 员 农 业 社 会 化 服 务 主 体 金 融 机 构 等 农 业 服 务 主 体 通 过 应 用 涉 农 服 务 平 台 专 家 系 统 能 够 提 升 农 业 科 技 农 机 金 融 等 涉 农 服 务 能 力 智 慧 农 业 管 理 型 科 研 型 技 能 型 人 才 的 培 育 将 加 速 农 业 新 技 术 应 用 新 模 式 形 成 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 智 力 支 撑 1 2 5 价 值 创 新 智 慧 农 业 价 值 创 造 为 农 业 新 质 生 产 力 发 展 提 供 重 要 遵 循 价 值 创 造 是 农 业 新 质 生 产 力 发 展 的 目 标 与 追 求 而 智 慧 农 业 科 技 创 新 能 对 农 业 产 业 链 带 来 新 的 价 值 创 造 通 过 智 慧 化 转 型 升 级 农 业 生 产 经 营 主 体 能 够 减 少 人 工 投 入 优 化 资 源 配 置 增 强 沟 通 协 作 提 升 农 产 品 质 量 实 现 成 本 节 约 与 收 入 增 加 产 生 新 的 经 济 价 值 政 府 科 研 机