智慧农业国内外发展现状

智慧农业，是指将物联网技术、云计算、传感器等，运用到农业生产经

营的整个过程中，利用感知传感器、智能控制终端、物联网云平台等，以手

机端或者电脑平台为窗口，对农业生产进行控制，构建其对农业从种植、生

长、采摘、加工、物流运输、消费的一体式系统，通过信息化、智能化的管

理方式改变传统农业生产经营方式。

目前，随着我国农业机械化水平的提升，已在很大程度上减轻了农民劳

作的精力与体力。而在科技的进一步支撑下，农业不仅机械化更开始智慧化，

人工智能、大数据、云计算等技术在农业领域的应用也愈加广泛，智慧农业

开始发展，显著提高农业生产经营的效率。

智慧农业一般包括三个方面的内容，智能决策、智能控制和信息感知。

智能决策：一般指农业软件，即通过农业软件系统辅助农产品全生命周

期的相关决策。应用场景包括农产品质量无损检测与分级分选、高端农产品

全生命周期的数据监测和可追溯管理、农产品供应链智能监管、智慧农贸系

统可视化信息展示、农产品溯源、区块链等。

智能控制：即智能农机装备。具体包括高端植保无人机、病死畜禽无害

化处理智能装备、嫁接机器人、除草机器人、打药机器人、采摘机器人、设

施温室电动作业机器人等。

信息感知：主要是农产品及环境的信息传感技术系统。具体包括农产品

品质信息感知、种植环境信息感知、农机传感、生命信息感知、精准饲喂装

备、粪污智能化处理等。

一、国外智慧农业发展

美国、英国、日本、欧盟等国家和地区的智慧农业取得了较快发展，在

相关政策支持、新技术研发应用等方面走在了世界的前列，形成了具有鲜明

特征的智慧农业发展模式：

美国：信息化支撑农业发展

美国率先提出“精确农业”构想，从20 世纪90年代开始，美国政府每

年拨款10 多亿美元建设农业信息网络，进行技术推广和在线应用。经历了机

械化、杂交种化、化学化、生物技术化后，正走向智慧农业（Smart

Agriculture ）。现有大量的结合物联网、AI 的高精尖技术，包括智能机器人、

温度和湿度传感器、航拍和GPS 技术等，大幅度提升了美国农场的运营效率。

美国已应用“5S技术”、智能化农机技术等形成了农业精细化、规模化发展

的智慧农业生产线系统，美国69.6%的农场采用传感器采集数据，农业机器

人应用到播种、喷药、收割等农业生产中。

荷兰：智能玻璃温室

荷兰是现代农业强国，也是农产品出口大国。2021年荷兰农产品出口额

达1047亿欧元，位居世界第二。近年来，荷兰大力发展智慧农业，推动数

字技术在种植、储存等环节实现广泛应用，温室大棚可以通过数字技术对温

度、湿度、水分进行全方位监测，整个过程高度智能化，精准管理节约了大

量人力和资源。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% ，同时作物生长周期进一步缩短，产量提高10% 至20%。目

前荷兰农业科技公司豪根道研发的数据分析平台，对农作物收成预测的准确

度可以达到83% 至93% 。通过人工智能和数字技术精准预测作物产量，还可

以帮助农户确定用工量，这在人工成本高昂的荷兰乃至欧洲非常重要。

德国：高科技与数字农业

德国是率先实施工业4.0 的国家，而智慧农业的基本理念与工业4.0基

本相似。德国农业科技含量较高，农业信息技术、生物技术、环保技术等在

德国应用广泛，如把地理信息系统、全球定位系统、遥感技术等应用到大型

农业机械上，在计算机系统的控制下，实施耕地、播种、施肥、打农药等田

间作业；在饲养的牲畜身上安装电子识别牌，通过电子识别牌获得动物饮食

状况、产奶量等信息，从而有针对性地进行改良和改进。

日本：互联网振兴农业

日本政府十分重视农业信息化体系建设，注重对农村信息化市场规划和

发展政策制定，以及农业基础设施建设，建立了完善的农业市场信息服务系

统，比如农产品中央批发市场管理委员会建立的市场销售信息服务体系，以

及日本农协自主建立的统计发布各种农产品生产数量和价格行情预测的系统；

并于2015 年启动了基于“智能机械+ 现代信息技术” 的“下一代农林水产

业创造技术”。他们还用数字技术、传感技术和远程控制等技术建立个性化

“网上农场”，使消费者可实时自主远程精准控制自有农产品生产，并获得

理想的农产品。

二、国内智慧农业发展

农业大数据是推动智慧农业发展的重要驱动力。我国农业大数据建设相

对滞后，数据积累较薄弱，技术及管理水平也较低，影响了智慧农业的发展。

从国家层面来看，我国智慧农业渗透率不到1%，与荷兰、美国等发达国家

相比还有一定差距，作物生长模型、生产控制软件等智慧农业的核心领域与

国外差距比较明显。大田农业、实施农业等智慧种植平台仍处于商业化探索

初期。很大一部分智慧农业项目所使用的生长模型来自国外机构。目前，我

国的智慧农业发展仍处于初级阶段，农场项目呈点状分布。

水稻智慧农场

浙江嘉兴平湖农业经济开发区与中国农科院和智慧农业企业团队正在打

造的水稻智慧农场，主要从农业机械智能控制、数字农业基础设施及农业物

联网技术入手 ，将智能物联设备、智能农机、土壤、气象数据服务接入数字

农业系统，通过智能化控制，精准管理农场的生产规划与执行。智能化数字

化的农业机械科学作业提高了作业质量及作业效率，精准执行农事生产规划，

同时减少人工投入，提升综合管理效率。据平湖市人民政府网站披露，预计

项目二期建成后，能够快速沉淀形成一整套无人农场建设及数字化运营模式，

其智能农机可覆盖水稻从育种到收获近10 个生产管理环节，节省化肥、灌溉

用水等需求量达20% 以上，增产达10% 以上，预计亩均纯收入增长15%以

上，真正实现增产增效、提质增效。

数字草莓村

昆明市老窝村在云南省农业农村厅支持下，由智慧农业企业与云南省、

昆明市两级农科院一道，全面设计、实施了基于设施条件下数字化草莓生产

体系，包括构建草莓生长的数字化模型，从生产端促进当地草莓增产增收；

通过数字化赋能，提高老窝村草莓种植的数字化管理、自动化控制。数字化

草莓生产体系，使得老窝村草莓产业的常用工成本下降30%以上，肥料支出

减少2500 元/亩，植保支出减少1000 元/亩，草莓产量增加30%。除此以

外，在生态效益方面，智多莓注重使用净化水进行灌溉，并利用数字技术科

学地控制水肥投入，一改之前过度灌溉、过度施肥的模式，当地土壤中活性

氮和活性磷含量显著减少，土壤PH 值也趋于平衡。

蔬菜无人农场

北京市小汤山国家精准农业研究示范基地的蔬菜无人农场，通过蔬菜规

模化生产，全生长周期的无人化管理，平均减少人工投入成本约55%，分别

减少水、肥、药施用量25% 、31% 、70%，大大降低了劳动强度，也降低了

人工操作失误导致的生产风险或人身安全风险，在保障农产品有效供给和质

量安全的同时，提高农业整体可持续发展的能力。

当前，“大国小农”仍是我国基本国情农情，全国小农户数量占到农业

经营主体98% 以上，小农户从业人员占农业从业人员90% ，小农户经营耕地

面积占总耕地面积的70% 。农业经营主体的新技术新模式应用能力相对较差，

且缺乏长期投入大量人力、物力的实力，制约了智慧农业推广运用。投入成

本高且带来的增效有限，以至于小农户的接受意愿不高。大田作物种植的数

字化成本更高，且很难通过产品溢价回收投入成本。因而，目前智慧农业仅

应用在一些高价值的经济作物中，且只有一些经济实力较强的企业开展了小

规模应用探索。

我国农业农村发展虽然已经取得了较大成就，但面临的挑战依然严峻。

乡村振兴是未来30 年中国经济社会发展的重中之重。在现有国情农情下，探

索智慧农业的落地模式，以科技支撑乡村发展、为乡村注入活力的需求非常

迫切。