智慧農(nóng)業(yè)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

智慧農(nóng)業(yè)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀智慧農(nóng)業(yè)，是指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算、傳感器等，運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的整個(gè)過程中，利用感知傳感器、智能控制終端、物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)等，以手機(jī)端或者電腦平臺(tái)為窗口，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行控制，構(gòu)建其對(duì)農(nóng)業(yè)從種植、生長、采摘、加工、物流運(yùn)輸、消費(fèi)的一體式系統(tǒng)，通過信息化、智能化的管理方式改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式。目前，隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提升，已在很大程度上減輕了農(nóng)民勞作的精力與體力。而在科技的進(jìn)一步支撐下，農(nóng)業(yè)不僅機(jī)械化更開始智慧化，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也愈加廣泛，智慧農(nóng)業(yè)開始發(fā)展，顯著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的效率。智慧農(nóng)業(yè)一般包括三個(gè)方面的內(nèi)容，智能決策、智能控制和信息感知。智能決策：一般指農(nóng)業(yè)軟件，即通過農(nóng)業(yè)軟件系統(tǒng)輔助農(nóng)產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)決策。應(yīng)用場(chǎng)景包括農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量無損檢測(cè)與分級(jí)分選、高端農(nóng)產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和可追溯管理、農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈智能監(jiān)管、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。智能控制：即智能農(nóng)機(jī)裝備。具體包括高端植保無人機(jī)、病死畜禽無害化處理智能裝備、嫁接機(jī)器人、除草機(jī)器人、打藥機(jī)器人、采摘機(jī)器人、設(shè)施溫室電動(dòng)作業(yè)機(jī)器人等。信息感知：主要是農(nóng)產(chǎn)品及環(huán)境的信息傳感技術(shù)系統(tǒng)。具體包括農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)信息感知、種植環(huán)境信息感知、農(nóng)機(jī)傳感、生命信息感知、精準(zhǔn)飼喂裝備、糞污智能化處理等。一、國外智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展美國、英國、日本、歐盟等國家和地區(qū)的智慧農(nóng)業(yè)取得了較快發(fā)展，在相關(guān)政策支持、新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用等方面走在了世界的前列，形成了具有鮮明特征的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展模式：美國：信息化支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展美國率先提出“精確農(nóng)業(yè)”構(gòu)想，從20世紀(jì)90年代開始，美國政府每年撥款10多億美元建設(shè)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行技術(shù)推廣和在線應(yīng)用。經(jīng)歷了機(jī)械化、雜交種化、化學(xué)化、生物技術(shù)化后，正走向智慧農(nóng)業(yè)（SmartAgriculture）。現(xiàn)有大量的結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、AI的高精尖技術(shù)，包括智能機(jī)器人、溫度和濕度傳感器、航拍和GPS技術(shù)等，大幅度提升了美國農(nóng)場(chǎng)的運(yùn)營效率。美國已應(yīng)用“5S技術(shù)”、智能化農(nóng)機(jī)技術(shù)等形成了農(nóng)業(yè)精細(xì)化、規(guī)模化發(fā)展的智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)線系統(tǒng)，美國69.6%的農(nóng)場(chǎng)采用傳感器采集數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到播種、噴藥、收割等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。荷蘭：智能玻璃溫室荷蘭是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)強(qiáng)國，也是農(nóng)產(chǎn)品出口大國。2021年荷蘭農(nóng)產(chǎn)品出口額達(dá)1047億歐元，位居世界第二。近年來，荷蘭大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，推動(dòng)數(shù)字技術(shù)在種植、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，溫室大棚可以通過數(shù)字技術(shù)對(duì)溫度、濕度、水分進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，整個(gè)過程高度智能化，精準(zhǔn)管理節(jié)約了大量人力和資源。研究顯示，智慧溫室大棚較普通大棚可節(jié)水14%，節(jié)約化肥和營養(yǎng)素31%，同時(shí)作物生長周期進(jìn)一步縮短，產(chǎn)量提高10%至20%。目前荷蘭農(nóng)業(yè)科技公司豪根道研發(fā)的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，對(duì)農(nóng)作物收成預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度可以達(dá)到83%至93%。通過人工智能和數(shù)字技術(shù)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量，還可以幫助農(nóng)戶確定用工量，這在人工成本高昂的荷蘭乃至歐洲非常重要。德國：高科技與數(shù)字農(nóng)業(yè)德國是率先實(shí)施工業(yè)4.0的國家，而智慧農(nóng)業(yè)的基本理念與工業(yè)4.0基本相似。德國農(nóng)業(yè)科技含量較高，農(nóng)業(yè)信息技術(shù)、生物技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等在德國應(yīng)用廣泛，如把地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)等應(yīng)用到大型農(nóng)業(yè)機(jī)械上，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，實(shí)施耕地、播種、施肥、打農(nóng)藥等田間作業(yè)；在飼養(yǎng)的牲畜身上安裝電子識(shí)別牌，通過電子識(shí)別牌獲得動(dòng)物飲食狀況、產(chǎn)奶量等信息，從而有針對(duì)性地進(jìn)行改良和改進(jìn)。日本：互聯(lián)網(wǎng)振興農(nóng)業(yè)日本政府十分重視農(nóng)業(yè)信息化體系建設(shè)，注重對(duì)農(nóng)村信息化市場(chǎng)規(guī)劃和發(fā)展政策制定，以及農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立了完善的農(nóng)業(yè)市場(chǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)，比如農(nóng)產(chǎn)品中央批發(fā)市場(chǎng)管理委員會(huì)建立的市場(chǎng)銷售信息服務(wù)體系，以及日本農(nóng)協(xié)自主建立的統(tǒng)計(jì)發(fā)布各種農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量和價(jià)格行情預(yù)測(cè)的系統(tǒng)；并于2015年啟動(dòng)了基于“智能機(jī)械+現(xiàn)代信息技術(shù)”的“下一代農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造技術(shù)”。他們還用數(shù)字技術(shù)、傳感技術(shù)和遠(yuǎn)程控制等技術(shù)建立個(gè)性化“網(wǎng)上農(nóng)場(chǎng)”，使消費(fèi)者可實(shí)時(shí)自主遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制自有農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，并獲得理想的農(nóng)產(chǎn)品。二、國內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。我國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)相對(duì)滯后，數(shù)據(jù)積累較薄弱，技術(shù)及管理水平也較低，影響了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。從國家層面來看，我國智慧農(nóng)業(yè)滲透率不到1%，與荷蘭、美國等發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距，作物生長模型、生產(chǎn)控制軟件等智慧農(nóng)業(yè)的核心領(lǐng)域與國外差距比較明顯。大田農(nóng)業(yè)、實(shí)施農(nóng)業(yè)等智慧種植平臺(tái)仍處于商業(yè)化探索初期。很大一部分智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目所使用的生長模型來自國外機(jī)構(gòu)。目前，我國的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展仍處于初級(jí)階段，農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目呈點(diǎn)狀分布。水稻智慧農(nóng)場(chǎng)浙江嘉興平湖農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)與中國農(nóng)科院和智慧農(nóng)業(yè)企業(yè)團(tuán)隊(duì)正在打造的水稻智慧農(nóng)場(chǎng)，主要從農(nóng)業(yè)機(jī)械智能控制、數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)入手，將智能物聯(lián)設(shè)備、智能農(nóng)機(jī)、土壤、氣象數(shù)據(jù)服務(wù)接入數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，通過智能化控制，精準(zhǔn)管理農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)規(guī)劃與執(zhí)行。智能化數(shù)字化的農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)作業(yè)提高了作業(yè)質(zhì)量及作業(yè)效率，精準(zhǔn)執(zhí)行農(nóng)事生產(chǎn)規(guī)劃，同時(shí)減少人工投入，提升綜合管理效率。據(jù)平湖市人民政府網(wǎng)站披露，預(yù)計(jì)項(xiàng)目二期建成后，能夠快速沉淀形成一整套無人農(nóng)場(chǎng)建設(shè)及數(shù)字化運(yùn)營模式，其智能農(nóng)機(jī)可覆蓋水稻從育種到收獲近10個(gè)生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)，節(jié)省化肥、灌溉用水等需求量達(dá)20%以上，增產(chǎn)達(dá)10%以上，預(yù)計(jì)畝均純收入增長15%以上，真正實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效、提質(zhì)增效。數(shù)字草莓村昆明市老窩村在云南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳支持下，由智慧農(nóng)業(yè)企業(yè)與云南省、昆明市兩級(jí)農(nóng)科院一道，全面設(shè)計(jì)、實(shí)施了基于設(shè)施條件下數(shù)字化草莓生產(chǎn)體系，包括構(gòu)建草莓生長的數(shù)字化模型，從生產(chǎn)端促進(jìn)當(dāng)?shù)夭葺霎a(chǎn)增收；通過數(shù)字化賦能，提高老窩村草莓種植的數(shù)字化管理、自動(dòng)化控制。數(shù)字化草莓生產(chǎn)體系，使得老窩村草莓產(chǎn)業(yè)的常用工成本下降30%以上，肥料支出減少2500元/畝，植保支出減少1000元/畝，草莓產(chǎn)量增加30%。除此以外，在生態(tài)效益方面，智多莓注重使用凈化水進(jìn)行灌溉，并利用數(shù)字技術(shù)科學(xué)地控制水肥投入，一改之前過度灌溉、過度施肥的模式，當(dāng)?shù)赝寥乐谢钚缘突钚粤缀匡@著減少，土壤PH值也趨于平衡。蔬菜無人農(nóng)場(chǎng)北京市小湯山國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究示范基地的蔬菜無人農(nóng)場(chǎng)，通過蔬菜規(guī)?；a(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%，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，也降低了人工操作失誤導(dǎo)致的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)或人身安全風(fēng)險(xiǎn)，在保障農(nóng)產(chǎn)品有效供給和質(zhì)量安全的同時(shí)，提高農(nóng)業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展的能力。當(dāng)前，“大國小農(nóng)”仍是我國基本國情農(nóng)情，全國小農(nóng)戶數(shù)量占到農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體98%以上，小農(nóng)戶從業(yè)人員占農(nóng)業(yè)從業(yè)人員90%，小農(nóng)戶經(jīng)營耕地面積占總耕地面積的70%。農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體的新技術(shù)新模式應(yīng)用能力相對(duì)較差，且缺乏長期投入大量人力、物力的實(shí)力，制約了智慧農(nóng)業(yè)推廣運(yùn)用。投入成本高且?guī)淼脑鲂в邢?，以至于小農(nóng)戶的接受意愿不高。大田作物種植的數(shù)字化成本更高，且很難通過產(chǎn)品溢價(jià)回收投入成本