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新的突破。智慧农业作为现代农业的重要发展方向，正以其强大的力量深度赋能农业现代化，推动农业高质量发展。
近年来，智慧农业在我国取得了显著的发展成果。随着数字乡村建设发展工程的实施，农业农村信息化发展水平不断提升。据统计，中国智慧农业市场规模由2017年的387.74亿元增长至2022年的868.63亿元。其中，数据平台服务市场规模占比最高，达到35.9%，智慧种植、植保无人机、智慧养殖以及农机自动驾驶等细分领域也呈现出强劲的发展势头。
智慧农业是指充分利用现代信息技术成果，如云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等，对整个农业产业链进行全面升级改造。其产业链上游主要涉及种子、化肥、传感器、农业机械等原材料，依靠卫星遥感、物联网设备等实现农业智慧化；中游的智慧农业可分为智慧养殖、智慧种植等细分领域；下游的农产品加工、流通环节则含括了农村电商、冷链物流等领域。
新质生产力是智慧农业发展的有力支撑
智慧农业作为新质生产力在农业领域的应用体现，其发展离不开新质生产力的支撑。
智慧农业依赖于物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能等数字技术的广泛应用。新质生产力的发展推动了这些技术的创新和应用，为智慧农业的实现奠定了坚实的技术基础。
新技术的应用可以实现农业生产的自动化和智能化。智能化的农业装备可以提高农业生产的自动化程度，降低生产成本，提高生产效率，减少人力成本。
通过精准监测和控制，新质生产力可以提高农作物的产量和质量，满足市场对高品质农产品的需求。例如，通过农产品溯源系统，可以追溯农产品的生产、加工、流通等全过程，保障消费者的权益。
新质生产力可以实现资源的高效利用和环境的保护，促进农业的可持续发展。通过精准施肥施药、节水灌溉等措施，可以减少化肥和农药的使用量，降低对环境的污染。
政府加大力度推动智慧农业全面发展
中国政府高度重视智慧农业的发展，出台了一系列政策文件以推动其进步。《中共中央国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》明确提出“持续实施数字乡村发展行动，发展智慧农业”，为智慧农业的发展提供了政策导向。《数字乡村发展纲要》则进一步强调了数字农业的重要性，并提出了具体的发展目标和措施，包括加强农村信息基础设施建设、推动农业生产智能化等。
《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见》提出了全面贯彻落实党的二十大和二十届相关会议精神，以推进物联网、大数据、人工智能、机器人等信息技术在农业农村领域全方位全链条普及应用为工作主线，以全面提高农业全要素生产率和农业农村管理服务效能为主要目标，为智慧农业的发展提供了全面的指导和支持。
《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》行动计划旨在加快智慧农业技术装备推广应用，进一步推动上述指导意见的落地落实。通过组织实施智慧农业3大行动，形成一批可感可及的工作成果，加快推动智慧农业全面发展，有力支撑农业现代化建设。
各地政府也出台了一系列地方政策以推动智慧农业的发展，并加大了对智慧农业项目的资金投入和扶持力度。
智慧农业的新实践与新发展
智慧农业在上海、山东、浙江等省市进入实践应用阶段。河北于2020年启动为期6年的智慧农业示范建设专项行动，重庆2021年明确5年内新增200个智慧农业试验示范基地。
近日，农业农村部公布了2024年智慧农业建设典型案例，全国共有85个案例入选。其中，重庆市《重庆市“农品慧”平台解决方案》、《重庆市长寿区伏羲农场智能农机解决方案》、《重庆市亘森电子科技智能赶/拦鱼解决方案》、《重庆市马上消费“富慧养”智慧养殖共同富裕解决方案》等4个案例入选。贵州航天智慧农业有限公司申报的“贵州省贵阳市菜篮子蔬菜保供基地智能化管控解决方案”成功入选全国85个典型案例之一。
浙江省打造的“乡村大脑”,贯通省市县三级,日均访问量超120万次。安徽在亳州市谯城区、宿州市埇桥区、阜阳市颍州区和太和县4个县（区）开展“北斗+智慧农业”支撑玉米单产提升试点，试点示范区面积2135亩。山东寿光现代农业高新技术试验示范基地项目占地3000亩，建有高标准日光温室、工厂化智能温室、新材料高温大棚、滑盖式大棚、模块化组装日光温室等10余种棚型，研制推广立体栽培、无土栽培、椰糠栽培等多种新模式新技术，配套建设8000平米研发中心。
南京都市圈智慧农业案例众多。
高邮市扬大康源乳业生态智慧牧场解决方案搭建智能化牧场管理系统与物联网技术，融合重型转盘式挤奶系统、数字化精准饲养管理及环境控制系统等各类智能化设备设施，实现奶牛养殖全过程精准化、信息化、数字化，提升生产和管理效率，节约投入品、人工及能耗，降低牧场生产碳排放，提高产品质量和安全性，促进牧场绿色、高效、可持续发展。
常州市金坛区数字化渔场解决方案充分利用现代信息技术和装备，提升苗种繁育、病害防治、生产管理、技术服务、产品销售等养殖各环节过程的信息化水平，打造“三大中心”（大数据、水产实验、河蟹展览）+“五大板块”（蟹场、蟹市、蟹政、蟹服、蟹馆）+“六大平台”（智能养殖管理、智能装备管理、大数据指挥决策、溯源管理、产业园管理、产业互联网管理）+“一个门户”（金坛河蟹门户）+“N个应用”的整体结构，覆盖河蟹全产业链，提高养殖效益，经试点使用后，较实施前每年亩均收益明显增加。
芜湖市繁昌区伏羲数字农场解决方案利用数字技术提升农场管理效率，实现农场生产的智能化、自动化，促进农业可持续发展，提高农场经济效益。
南京市溧水区白马镇设施果蔬大棚数字化运营案例综合利用物联网、大数据、人工智能等现代信息技术。将农机与农艺融合创新，形成集“种苗、基质、肥料、数据、算法、系统、装备、服务”于一体的设施果蔬智能生产整体解决方案。实现温室水肥、环境全程智能化管控。建立融科普教育、休闲旅游、创意营销为一体的“智慧+”立体化运营模式。为长三角乃至全国智慧农业发展探索经验、提供样板。
优化农业生产方式
随着新农业技术的发展和广泛应用，在“三农”和乡村振兴领域，智慧农业将发挥越来越大的作用。
在农业生产中应用物联网技术，通过在农田、温室和牧场中安装各种传感器，实时监测土壤湿度、温度、光照、空气湿度等关键环境参数。传感器收集的数据会被传输到中央系统进行分析，帮助农民做出更精准的决策。通过土壤氮磷钾等传感器设备获取的土壤信息，结合作物生长特性，系统自动执行周期性灌溉策略，实现精准灌溉和施肥，有效提高了农业生产效率和产品质量。当土壤湿度降低时，系统会自动启动灌溉设备，确保作物获得适量的水分。农民还可以通过手机或电脑远程控制灌溉系统、施肥设备等，实现农业生产的自动化。这些智能化手段提高了农业生产的效率和可持续性，同时也增加了食品的安全性和透明度。
智能灌溉通过安装土壤湿度传感器和智能灌溉系统，可以实现对农田土壤水分的实时监测和精准灌溉，既节约了水资源，又提高了农作物的产量和品质。
精准施肥利用测土配方施肥技术和智能施肥设备，根据土壤的养分状况和作物的生长需求，实现肥料的精准施用，减少了化肥的浪费和环境污染。
病虫害预警通过安装害虫诱捕器和智能识别系统，可以实时监测害虫的种类和数量，为病虫害的防治提供了科学依据。
环境监测结合农业气象环境、遥感图像、GPS定位等信息，智能化融合、挖掘数据，对农作物生长趋势做出预测，对农业环境及农作物生产情况进行预警分析。
促进农村经济的多元化发展
农产品溯源：通过农产品溯源系统，可以实现对农产品的全程追溯，提高了农产品的安全性和附加值。
农业电商平台：农产品电商平台可以将农产品直接销售给消费者，减少了中间环节，提高了农民的收益。
智慧旅游：生成式人工智能技术在乡村旅游宣传中也发挥了重要作用。通过智能生成旅游攻略、景点介绍和民俗故事等内容，生成式人工智能技术可以丰富乡村旅游的文化内涵，提升其吸引力。
农业金融：智慧农业还涵盖了农业金融等产业链的延伸，为农业生产提供了全方位、全链条的智能化服务。
推动农业现代化
智慧农场：重点应用环境监测调控、水肥药精准管理、智能植保、无人巡检运输、智能农机等技术装备。
智慧牧场：重点应用个体体征监测管理、环境精准调控、自动巡检消杀、疾病智能诊断、精准配方饲喂、自动采集清污、废弃物无害化处理等技术装备。
智慧渔场：重点应用环境和水质监测、自动增氧、智能巡检、智能投饲、个体行为观测、鱼病智能诊断、分级计数等技术装备。
世界各国智慧农业建设
国际上，以美国为代表的大田智慧农业凭借其先进的精准农业技术，如卫星遥感、无人机监测、智能灌溉系统和大数据分析等，实现了农作物生长环境的精准调控和资源的高效利用，显著提升了农业生产效率和作物产量。这些技术不仅优化了农田管理，还减少了农药和化肥的使用，促进了农业的可持续发展。
以德国为代表的智慧养殖业则通过智能化管理系统，如自动化喂养、环境监测、疾病预警和遗传优化等手段，实现了养殖过程的精细化管理和动物福利的提升。德国的智慧养殖业不仅提高了养殖效率和产品质量，还降低了疾病风险和环境污染，为畜牧业的现代化转型树立了典范。
以荷兰为代表的智能温室生产更是以其高度自动化、智能化的生产模式，引领了全球温室农业的发展潮流。荷兰的智能温室配备了先进的传感器、控制系统和机器人技术，能够实时监测并调节温室内的光照、温度、湿度等环境因素，为作物提供了最佳的生长条件。这种智能温室生产模式不仅提高了作物的产量和品质，还实现了资源的循环利用和环境的友好保护。
此外，以日本为代表的小型智能装备业也在农业领域取得了巨大进步。日本的小型智能装备，如智能插秧机、收割机、无人机等，以其高精度、高效率、易操作的特点，受到了广大农民的青睐。这些智能装备不仅提高了农业生产效率，还减轻了农民的劳动强度，为日本农业的现代化和智能化发展提供了有力支持。
荷兰的智慧农业实践
荷兰食品谷（Food Valley）。2004年，荷兰瓦赫宁根大学、相关企业、瓦赫宁根市政府、海尔德兰省政府共同推出了“食品谷”概念。食品谷旨在利用瓦赫宁根的农业科技资源，建立一个国际领先的食品研发中心。
食品谷建立了由知识生产机构、知识输送网络以及知识落地服务机构组成的协同创新生态系统。其中，瓦赫宁根大学负责基础研究，研究所、实验型企业负责开发研究，试验站开展应用研究。这种明确的分工和开放共享的理念使得最新的知识能够迅速输送到一线生产，同时最新的技术需求也能被灵敏地反馈到一线科研，形成良性循环。
食品谷采用资源共享的会员制管理模式，使会员企业能够与其他企业或科研机构共享关键技术、先进设施、专业人才、实验室资源以及前沿的创新成果。食品谷运营公司负责管理食品谷，支持企业的持续成长与发展。
食品谷占地面积约32.36平方公里，聚集了200多家食品及农业研发机构、2600多家相关公司企业以及多家技术转移、展示、创业和金融服务等中介机构，年产值约650亿美元。食品谷已成为全球农业科技和食品创新领域的标杆，被誉为“农业科技的硅谷”。
荷兰拥有世界上最大规模的温室农业区，玻璃温室面积达到16.5万亩，约占全世界温室总面积的1/4。温室环境控制实现了全部自动化，包括光照系统、温度调节系统、液体肥料灌溉施肥系统、二氧化碳补充装置以及机械化采摘、监测系统等。
荷兰的温室农业以高效生产著称。荷兰人生产一磅番茄使用的水量是1.1加仑，而美国是15.2加仑，中国则高达34加仑。
荷兰的温室农业还注重作物的品质提升，通过精准的环境控制和养分管理，使作物在最佳生长条件下生长，从而提高农产品的品质和口感。荷兰的温室农业还采用了智能化管理系统，如智能分苗系统、高度智能的灌溉系统等。这些系统能够根据作物的生长需求和环境条件进行自动调节，实现精准管理。此外，荷兰农民还利用大数据分析、卫星识别和无人机等技术手段进行田间管理，提高农业生产的精准性和效率。
荷兰是世界上最大的花卉种球生产国之一，世界上75%的花卉种球都产自荷兰。荷兰的花卉种球生产采用了先进的育种技术和生产管理方式，确保种球的质量和产量。荷兰的FloraHolland是世界最大的鲜花拍卖市场之一，年销售额达数十亿欧元。花卉拍卖市场采用先进的拍卖系统和物流管理方式，确保花卉产品的快速流通和高效销售。
荷兰的花卉产业还采用了智能化管理系统进行生产管理。通过传感器实时监测花卉的生长环境和生长状态，并根据数据进行自动调节和管理。荷兰还利用大数据分析等技术手段进行花卉市场的预测和规划，提高花卉产业的竞争力和盈利能力。
日本的智慧农业实践
宫城县登米市的智慧农业实践
宫城县登米市以稻米闻名，是日本大米的主要原产地之一。然而，随着日本饮食文化的多样化发展，大米在国内的销量持续下降。为了应对这一挑战，登米稻农决定提升稻米的品质，打造无公害的优良有机农产品。
减少农药和化肥使用：从2003年开始，日本农业合作社（JA）的当地分支机构JA Miyagi Tome率先减少了稻田中农药和化肥的使用，使环保、有机、无公害成为了登米大米的标志。
为了解决劳动力短缺问题并提高稻田产量，登米稻农引进了无人机和传感器等智慧农业技术。无人机用于实现农药的精确喷洒，传感器则用于实时监测大片农田的水位变化。
在农业无人机上装备了可以测量水稻植株颜色和高度变化的摄像机，通过分析农作物生长的定量数据快速准确地判断何时需要施肥、何时需要打药，并计算出精确的用量。
经过近20年的发展，目前80%的登米稻米都严格按照无公害环境标准种植。无人机的高精度喷药降低了稀释比例，提高了效率，还实现了100倍的节水效果。
鹿儿岛县Horiguchi Seicha茶厂的智慧农业实践
Horiguchi Seicha是日本最大的茶厂之一，已有70多年的历史。为了提升茶叶的品质和竞争优势，该公司正在使用新技术改造传统茶园。
使用名为“飓风之王（Hurricane King）”的机器人，以高压将风和水吹过茶树，从而消除虫害。尝试全新的耕作方法，并结合机器人技术、信息通信技术（ICT）实现智能化驱动的无公害防虫。引进了一种能够自动部署覆盖茶树的机器“Baron Screens”，可以自动伸出遮蔽的黑屏保护茶叶免受风和强烈阳光照射的危害。利用5G的无线传感器来监控现场条件或引导自动机器人。
节省了农业劳动力，解决了劳动力短缺的问题，构建了绿色无污染的生态友好型茶园。
日本农协与巴斯夫公司的合作
日本农民数量减少，农业生产环境变化，需要提高农业生产力。
智慧农业技术应用，引进Xarvio数字农业解决方案，将积累了大量耕种数据的人工智能（AI）技术与卫星每日收集到的数据相结合。从2023年开始，Xarvio系统还可以提供杂草风险预测。
在智能手机或其他设备上可以详细查看每块稻田的生长情况，并在AI的建议下在最恰当的时间施放最合适数量的化肥。AI能够预测病虫害，提供适合每块农田和作物品种的耕种方案。在日本全国的3.3万公顷农田中得到使用，占到以水田为主的全国耕地面积的近0.8%。
另外，中东地区的沙漠垂直农场运营模式也是智慧农业创新案例。这些农场采用科技农业水培技术、鱼菜共生、光伏农业等一体化运营模式，实现了在沙漠环境中高效生产农产品的目标。垂直农场不仅提高了土地利用率和农业生产效率，还减少了水资源浪费和环境污染。
以传统农业为主的孟加拉国利用信息与通信技术（ICT），通过传感器和物联网（IoT）实时监测农田的土壤湿度、温度、降雨量和地下水位等关键数据，实现智慧水资源管理。这些数据被传送到中央数据库后，系统会进行分析，并帮助农民做出精准的灌溉决策，确保作物在不同生长阶段获得适量的水分。此外，该系统还具备实时监控和预警功能，能够在干旱或洪水等极端天气来临前向农民发出警报，帮助他们提前做好应对措施。这些科技手段显著提升了孟加拉国的农业生产力，同时也为环境保护和应对气候变化提供了技术支持。
农业领域正面临着深刻的变革。智慧农业是中国从农业大国走向农业强国的关键支撑点，是规模化农业的新引擎与助推器。智慧农业作为新质生产力在农业领域的应用拓展，正以其强大的力量推动农业现代化和可持续发展。
未来，随着科技的不断进步和政策的持续支持，智慧农业将迎来更加广阔的发展前景。
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