智慧农业发展前景分析3篇

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智慧农业发展前景篇1

乡村振兴以产业兴旺为重要抓手，产业兴旺以科技发展为支撑。国务院在2018年印发的《乡村振兴战略规划》中明确指出：要加大传统农业向数字农业的转型力度，扎实推进‘互联网’+现代农业，重点实施智慧农业工程，并发挥其载体功能，依靠先进科技，顺应时代趋势，助力现代农业发展，以此提升我国农业智能化、信息化以及专业化水平。河南作为我国农业大省，更应加快智慧农业的发展，通过大幅提升全省农业科技水平，助力乡村振兴事业。

一、智慧农业的内涵

智慧农业主要是指农业依托数字技术和大数据而实现的农业产业链数字化和精准化的高效农业形式［1］。具体而言，智慧农业强调农业的系统化，从信息获取、信息传输、数据处理分析、管理决策以及应用实践等多层面，系统把握家畜及农作物的生长状态。信息获取主要利用高清摄像头、遥感设备及传感设备得到各类农业产业的信息数据；信息传输强调将收集到的数据信息存储并传输到农业动态数据库中；数据分析管理是一种基于大数据的现代计算机技术在农业产业发展过程中的实际应用，处于智慧农业的核心位置，主要利用数字挖掘技术对农业领域中庞大的结构化数据（即数据库）、半结构化数据以及复杂多样的非结构化的数据做出抽象概括，从中提取的关键信息为农业决策管理提供重要依据；管理决策阶段主要是针对数据分析的结果，有针对性地为自动控制农业设备或设施提供措施建议。

二、河南省智慧农业的建设现状分析

（一）作物种植信息化程度不断提升。河南省在作物种植信息化方面，主要借助遥感探测技术和利用GIS及GPS系统对省内农作物的种植面积、生长状况、生产总量以及病虫害等方面进行监测与监控。河南省对农作物种植面积的监测，主要使用多源遥感技术，并在GPS和GIS技术的支持下，较高精度地估算出作物的种植面积。对于农作物长势状态的监测，2019年，河南省农业农村厅顺利验收了“中原区主要作物的生长状况动态跟踪及定量评价技术研究”项目，该项目依托多遥感反演参数建立，并在实践中取得了技术突破。对于农作物产量的监测，当下河南省主要以多波段和较高分辨率的MODIS系统应用为主，对主要农作物的产量进行估测。在农作物病虫害监测方面，河南省在2018年底已建成1000多个病虫害监测点，结合数字化监测预警系统，并借助卫星遥感技术，利用不同类型植物的光谱反射率指数等方法对病虫害进行实时监测。

（二）智慧化温室农业普及程度不断提高。智慧化日光温室是农作物反季节种植最重要的基础设施，能突破农作物对温度和地域等生长环境的限制，有效缓解农作物季节性市场供给失衡的局面。当前河南全省的智慧化日光温室推进状况较好，滑县和内黄县等地积极开展智慧农业日光温室建设基地，成效显著，已建成智能化高效日光温室200多座。这些日光温室采用大棚温控技术，并对其内部湿度、温度、气敏、光照等作物生长条件全程进行全程数据化管控，有效克服了季节对农作物的限制并保证了其绿色有机产出，是智慧农业的具体体现。课题组对河南焦作的新源鑫现代农业日光温室基地开展了实地调研，该基地完全使用荷兰进口设备。在日光温室的温控环节，基地的温室均安装了高灵敏度温度传感器，全部采用全自动滴灌施肥，自动为农作物补充水分和营养液，CO2自动补给等技术，较全面地实现了数字遥感自动控制温室作物生产的全过程。

（三）信息服务系统智能化水平不断提高。所谓智能化信息服务系统，即应用现代信息网络技术，如云服务和大数据等，搜罗涉农技术、市场、金融等多方面信息并加以整合、计算与传播的过程，能够有效地帮助农民掌握农产品市场动态与信息，及时调整种植结构［2］。现阶段，河南省农业厅已经针对农业领域设置了龙头企业跟踪管理系统、搭建了作物高产创建平台、建立了物价监测系统以及开发了小麦市场价格周报管理系统，并依托互联网平台打造了农产品线上批发市场，同步显示最新资讯，实时调整产品价格，跟进市场动态信息，为买卖双方提供便利。不仅如此，河南省注重信息进村入户工程的实施，将其作为发展智慧农业的关键之举，截至2019年底，累计成立40285家涉农信息社，遍布省内85.8%的行政村，并在此基础上建设了综合信息服务平台，实现联通农村的信息高速公路成效初显。

三、河南省发展智慧农业存在的主要问题

（一）研发与建设资金匮乏。当前，资金不足已成为河南省大规模推广智慧农业的一大瓶颈。智慧农业依赖于终端远程控制和大数据收集传输等系统，而这些系统需要大量价格高昂的技术装备做支撑，需要大量资金支持，个人或单个企业几乎无法承担。根据近些年河南省统计公报数据，一产固定资产投资规模远低于第二、第三产业投资规模，突出表现在基础建设投入资金较为匮乏。以焦作新源鑫公司为例，从农作物的育种、控虫害及施肥等设备全部是荷兰进口产品，设备价格高昂，由于生产所用土地性质仅仅为租借土地经营权，无土地所有权，因此无法从银行获得土地抵押贷款，前期的生产投入资金需从母公司贷款，该公司资产负债率超过90%。此外，中央政府虽出台了相关的支持政策，河南省政府也能补助部分资金，但相关要求规定项目所在县必须配套同等资金，往往由于地方财政紧张使得相关智慧农业项目缺乏政府资金支持。

（二）复合型农业人才不足。属于知识和技术密集型产业的智慧农业是物联网和大数据等在农业领域的最新应用，其不但需要操作现代化农机设备和掌握现代生产技能的高素质职业农民，更加需要熟悉信息数字化的农业技术人员。目前，河南省明显存在着缺乏农业复合型人才以及农民整体业务素质有待提高等较为突出的矛盾。一是由于青壮年劳动力离开农村到城市寻求发展，当前河南大部分农业劳动力年龄结构偏大，整体科技文化水平偏低，现代信息技术普及化工作推进缓慢；二是全国范围内的农业职业技术院校的教学工作主要围绕着畜牧业和种植业，严重缺乏电子信息化和农业经营管理复合型的人才培养，直接导致农业人才的输入严重不足，涉农人才的匮乏限制了河南省智慧农业的发展。

（三）现代信息技术应用水平有待提高。信息技术的全面应用是智慧农业得以顺利实施的先决条件，直接关系到智慧农业建设进程［3］。当前，河南省在推动信息化发展和加强信息技术应用方面仍面临两大困境：一是低水平的农业规模化生产在一定程度上制约了信息技术效能的发挥。因为智慧农业是在大田生产的基础上实现整体的监测、生产控制和购销等环节。而河南省大田比例较小，以小规模的经营模式为主，通常是以家庭为单位参加农业劳作，琐碎化程度高，难以对其实行大规模统一管理；二是由于信息化相关建设滞后，配套设施不完善，直接影响了智慧农业相关技术的推广和应用。

四、着力发展河南省智慧农业助力乡村振兴的政策启示

（一）增加研发资金投入，规划并整合建设资金。一方面，用以支持河南省智慧农业项目的部分核心关键技术在运用过程中凸显出成本较高、可靠性较弱、适应性不强等特点，政府应加大政策引导，鼓励金融机构和政策型银行为智慧农业的发展提供低成本融资贷款服务，并引导企业主和农村集体组织积极投身智慧农业的建设中，实现多渠道募集资金，助力技术研发。另一方面，相较于传统农业，智慧农业有其独特之处：初期投入大、辐射范围广以及社会公益性突出等，地方各级政府应立足实际做好科学规划，加强统筹管理，跟进政策支持，积极探索适宜当地资源禀赋的智慧农业发展模式。

（二）提高农民综合素质，培养高素质复合型人才。一是政府要根据河南省广大农民受教育情况，综合考虑其能力不足、素质不高等因素，引导并鼓励其学习与信息技术领域相关的知识与技能，有序有效地对其培训相关基本操作，并培养其互联网思维和现代经营理念，使广大农民能跟上现代智慧农业发展的步伐；二是发展智慧农业依赖于大数据以及互联网等高新技术的支持，而这些高新技术在智慧农业中的转化则需要人才的支撑，特别是复合型人才对智慧农业的发展起关键作用。因此，要建立“校、企、研”三方协作机制，在高校建立现代农业人才培养计划，并加大校地合作强度，逐步形成产学研良性互动的人才培养模式。

（三）切实加强信息化建设，提高智慧农业水平。一是利用先进的信息网络技术，对农业生产领域进行数据挖掘，并将有价值的数据分析成果高效应用，提升农业生产的利润空间。如在销售阶段，应充分利用大数据技术追踪消费者偏好，进而计算分析出其消费特征，真正做到按需推荐产品，进而增加相关农产品需求，形成市场高销量，提升智慧农业发展水平；二是充分发挥顶层设计，搭建智慧农业综合信息服务平台，为农业经营者与生产者提供多方面的最新综合信息，统筹全省农业发展。比如2019年，河南省自然资源厅积极行动，在云架构遥感探测成果基础上，搭建了耕地一体化动态监测与保护平台，构建了集智能分析与辅助决策功能、高效审批管理服务、资源信息整合与监管、数据深挖技术以及惠民服务职能于一身的信息化平台。

作者：周楠楠

智慧农业发展前景篇2

2017年以来，农业农村部、财政部批准创建了151个现代农业产业园，相关政策的发布也确立了当下智慧农业的立足点和现代化农业产业的建设任务。当今时代，是信息技术的时代，互联网深入国家、人民生产生活的方方面面，云计算、大数据人工智能等高新技术都应为实体经济利用，与现代乡村产业体系深度融合，尤其需要加快推进农业的数字化、网络化、智能化进程。

1现代农业产业园高质量发展与智慧农业的关系

1.1现代农业产业园高质量发展的内涵

现代农业产业园早已不是一个全新的概念，即使现代农业产业园未来发展趋势及产业发展现状是国内热议的话题，在专业角度，农业经济学尚未有明确阐释。不过仍可从相关研究得以大概了解到：现代农业产业园高质量发展的核心是建设农业供给结构、推动乡村振兴，是以高质量发展为主要方向，以产业园区实体为载体的一个科学发展新模式。现代农业产业园着力于多产业融合发展，坚持高质量、科学化和创新化的改革道路，以生态经济为本，兼收并蓄，达到现代农业相关产业带动乡村经济、效率提升和科学发展的目标。实现农业高质量发展，农业产业全面步入现代化，振兴新时代乡村经济，离不开现代农业产业园高质量发展这个重大议题。高质量发展有助于我国保持农业强国地位，改善我国过度依赖传统农业产业的现状，是实现农业产业高产出、高效率、高利用与高产能的基本抓手，是我国当前实施经济转型的重大举措。现代农业产业园区的高质量发展可以对农民脱贫增收工作起到引领示范作用，阶段性优化县级、市级、省级及国家级农业产业园建设，极大地推动农业全产能全产业链的多元发展。通过落实现代农业产业园的建设，主导产业做到增收增产，使参与园区产业的农民收入提高，成为新型农业经营主体。长此以往，高精尖人才也愿意流向乡村，进一步提升乡村农业建设者整体素质。

1.2智慧农业基本概念及发展意义

智慧农业是一种全新的、融合的产业生产模式，是在交叉了5G、云计算、自动化及物联网等高新学科后，进一步与农业的实际生产相结合的全新道路。通过智慧农业，农业生产的过程实现了可视化、智能化、全自动化及无人化，更具备了预测诊断草害、虫害等自然灾害的智能管理能力。在推动我国农业现代化的过程中，智慧农业的发展具有重要意义。智慧农业能高速推进现代农业产业效率，加强综合管理能力，实现高端、智能和高效的现代农业园区产能提升。为实现这一目标，园区内需基于智慧农业的深入改革，从淘汰旧设备、引进新人才、抛弃旧思想与运用新理念等方面强化农业产业园区的现代化进程。这样一来，智慧农业的发展带动了园区整体竞争力的提升，使有关农产品质量和数量的科学稳步发展。

2发达国家智慧农业及现代农业产业园区发展特点

2.1美国智慧农业———物联网带动产业园区变革

美国的现代化农业进程是以智慧农业为核心，农业产业链整体革新为着力点的决策。自20世纪60年代起，美国就一直走在信息化时代的前沿，也基于其在信息化技术的统治地位出台了一系列相关法律政策开始推动农业智慧化的发展。20世纪80年代，“精确农业”这一理念被美国率先提出，标志着美国正式踏入了现代农业发展的高级阶段———智慧农业。美国现代化农业产业园区的建设以农产品全生命周期和全生产流程的一体化管理为主，采用了云平台、物联网、农业智能灌溉和农业自动化生产等高新技术，与本土优势作物特性结合，实现了农产品从种子的自动播种、灌溉用水节约、动态调节肥料配方、虫害提前防治及未来丰收预测的全智能化流程。不仅是农业生产智能化，美国也在农业产品销售、电商升级等方面领先世界，这使得美国的智慧农业实现了从生产经营环节到流通环节的全智能化进程，在世界占据领先地位。

2.2澳大利亚智慧农业———利用大数据技术打开智慧农业产业道路

澳大利亚土地幅员辽阔，是世界重要的农产品出口大国。在智慧农业方面，澳大利亚利用大数据技术全面推进农业的现代化进程。早在20年前，澳大利亚就已在大部分农业产业园区大力推广电脑化。近十年，澳大利亚依托电脑办公体系在新时代与智慧农林业系统相结合，推进现代农业产业园区的全面数字化进程。作为新世界葡萄酒生产国，澳大利亚墨尔本HumisVineyard智慧农业葡萄园就是澳大利亚现代化农业产业园区的代表之一。在严格遵循传统酿酒方式的同时，采用一体化智能滴灌、水肥一体化、实时无线土壤检测及实时环境监测等一系列手段，全面收集自然数据并以此建立大数据智能监测模型，实现高品质智慧农业葡萄园的建设。

2.3日本智慧农业———集成化+数字化新农业智慧政策

相较于传统农业大国，日本地势复杂、宜耕种土地少、自然灾害频发及从业人员少，在农业发展的横向空间拓展可能不大。但作为现代农业技术的翘楚，日本在智慧农业领域深耕，突破了自然条件的制约。日本农业以“农业技术×尖端技术”为指导思想，应用了自动化拖拉机、移动端远程水田操控系统等智慧化作业系统，在“靠天吃饭”的传统农业基础上大刀阔斧地改革。同时日本也没有完全抛弃传统的“工匠之技”，利用智慧农业的信息与通信技术（ICT），将农家传承下来的熟练经验数字化智慧化传承共享，推出以家庭农场为主打的现代农业产业园。近年来，日本活用遥感监测系统把握农作物生长全周期，在全国范围内推动农业领域集成化、AI化智能研究，使先进的农业经营理念成为现实。

3活用发达国家农业现代化经验启示

3.1智慧农业是现代农业产业园高质量发展的基石

全面推进乡村振兴，实现粮食总产值逐年提高，离不开现代化农业产业园区的建设。现代农业产业园的高质量发展，是在稳固农业基本盘的基础之上，巩固脱贫成果，实现特色高效农业，扩大乡村农业综合效益的重要举措。目前我国农业园区主要面临的问题有：农业劳动力过剩、从业人员生产方式落后、科学农业素质仍需加强、农业生产自动化和信息化水平跟不上时代、农业产业园区建设创新意识不足。我国需要站稳国际农业强国的脚跟，须加快加深推进改革开放，紧跟新技术的脚步，发展人工智能与农业结合新技术，在现代农业园区普及智能终端。必须重视智慧农业的政策推进，利用好智慧农业，为现代农业产业园区带来焕然一新的面貌。

3.2智慧农业如何实现现代农业产业园高质量发展

近年来，“农业现代化、信息化”成为“一号文件”的首要议题，这标志着我国的农业经济建设正处于现代化、城镇一体化全面建成的历史重大时刻。如何加快推进数字化乡村经济建设，制订长期智慧农业发展行动计划，使区块链、大数据等技术真正为提升现代化农业园区建设工程所用，是当下智慧农业所能解决的问题和能发挥的重大作用。智慧农业的推动，是现代农业产业园区生产经营模式的革新。做好智慧农业生产规范工作，制定一套行之有效、成本低和实用价值高的智慧农业技术体系，可以大大开发现代农业产业园区的生产潜能，与“三农”治理体系结合，推动传统农业向着现代化、技术化和高产能的方向转变。智慧农业着手于采集产业数据，建立长期有效的AI动态数据模型，将当地特色产业与物联网全周期检测系统、安全质量监控和病害预测系统相结合，统筹建立高质量发展的现代农业产业园区。智慧农业的发展，是现代农业产业园产品模式的信息化改良。如今，电商平台是我国人民购买各类产品的主要手段，线上电商批量售卖农产品也广受欢迎。利用好各大电商平台的信息聚合优势，建立农业产品大数据平台，加快现代产业园高质量发展。产前，可根据大数据平台中上一年的信息预测产量、预期产值建立产能需求模型，节约农户资源。产中，大数据平台可以实时根据气候模型，施肥情况，统筹规划下一步工作及预测产后情况。产后，大数据平台与各大电商平台一键聚合，方便农民上架产品，去除中间商差价，让农民和普通消费者都体会到智慧农业推动的现代农业产业园高质量发展的优势。综上分析可以见得，智慧农业在现代农业产业园区全产业链的经营管理、产期的3大阶段都起到了不可忽视的重要作用。智慧农业给区块链、5G、大数据、物联网和智能设备等技术带来广阔的应用空间，使这些高新技术落实到现代农业产业园的高质量发展中去，全面提升现代农业产业园的全产业链效益。同时，现代农业产业园区也推动了产业化龙头企业、家庭农场等新型农业经营主体的发展，提升农业全产业的附加产值，不浪费任何可利用的生物资源、农业资源。深入推动智慧农业，促进数字农业落实，才是吸引高新人才、助农扶贫、振兴农村和民族复兴的唯一道路[1]。

4方法论与推进建议

4.1全面开展农业产业园区大数据建设与“互联网+”的信息化推进

智慧农业在我国的开展现状仍受许多不良现状制约。如乡村扶贫计划开展不够彻底、信息公路的“最后一公里”尚未铺成、乡村互联网生态仍远落后于时代。当城镇已实现5G全覆盖、光纤到户时，山区、乡村甚至还有3G、宽带上网的低流量现象。同时，乡村农业从业人员不熟悉操作现代设备，对电脑、手机等智慧终端不会操作、不了解实际应用，又懒于学习，都是当前智慧农业建设需要迫切解决的问题[2]。

4.2资源向智慧农业倾斜

想要智慧农业发展，就需要大量研发人员的引进与资金的投入。长期以来，我国有关部门和各地政府未能实际落地智慧农业政策，一些乡村政府财政投入甚至不足10万元。地方政府需要贯彻落实智慧农业建设，投入经费和实际应用不能流于表面，须出台更多利好政策并落实，因地制宜地开发适合当地情况的平台，加大资源倾斜力度，发挥政府的引领作用[3]。

4.3智慧农业技能普及的重要性

当前，我国的农业总体形势还是“大国小农”的阶段，广大农业从业人员中，以小农户为主的从业人员和经营主体占比超过九成，农业现代化水平不足，存在从业人员流失严重、从业人员素质较低、数字化基础薄弱及过度依赖传统生产方式等现象。同时，智慧农业的普及存在一定门槛，使用成本相对较高，风险对于小农户来说难以承担。在此情形下，智慧农业衍生的新模式难以实际应用到乡村，只有经济优势的地域和大企业率先尝到了甜头，不能切实地帮助农民致富。农业管理部门应当加强探索智慧农业的落地政策，通过降低智慧农业使用门槛，向广大小农户普及智慧农业概念等措施改变小农主导的现状，从而实现智慧农业真正服务于农民，完成乡村振兴与巩固脱贫攻坚成果的任务。

5结束语

当下我国正处于打赢农业产业翻身仗的重要时刻，在党中央的领导，以及有关部门的推进和当地政府的落实下，现代农业产业园的高质量发展形势向好。不过，相比于国际农业大国的现代化产业水平，我国取得的成效仍有待加强，不能为现在的成绩自矜自骄。因此，必须引导智慧农业全面铺开，加快我国的现代农业产业园建设脚步，提升总体产业链生产水平和价值链产能提升，从而促进我国全面迈入“农业+科技”的现代化农业新时代。

作者：王清明 单位：山东省德州市宁津县柴胡店镇人民政府

智慧农业发展前景篇3

随着大数据、物联网、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展与各领域之间的深度融合，智慧农业已成为社会经济发展的朝阳产业之一，同时对其他行业、产业发展具有极大的促进作用。尤其是在农业建设方面，充分运用现代智能控制技术，加快推进数字化、智慧化农业产业建设，已成为全世界各个国家抢占信息化制高点，引领经济发展的战略选择。自2020年以来，国家在农村、农业建设领域中，从“开展数字农业农村建设，建设重要农产品全产业链大数据和数字农业创新中心，开展数字农业试点，加快物联网、人工智能、区块链等技术集成应用。”等方面进行了重点部署，大力推进智慧农业建设。由于东西部经济发展差异，西部地区智慧农业建设相对滞后。面向西北地区大田灌溉中智慧农业发展的前景如何？有哪些瓶颈？西北地区农业经济集约化发展基础薄弱、农田分布分散，缺乏对天、空、地一体化数据的采集与整合，重要农产品产业链构建不全、主要以种植为主，农产品附加值较低，农业农村基础数据资源体系初见成形。在设施农业中，多以引进国内外先进技术和设备为主，属地企事业单位的关键核心技术研发滞后，如农业机器人、智能农机装备适应性较差等成为突出短板。

智慧农业发展前景

目前，中国设施农业发展迅速，正逐渐成为优势产业。以产量为主的粗放发展模式，让我国温室数量和产量均居世界第一，占比已达88%左右。“十三五”期间，全国设施蔬菜生产设施装备水平、种植技术有明显提升。但西北地区的温室大棚整体设施简陋、装备水平低、环境调控单一且防灾能力差，从而导致温室大棚光、温、水、气等微环境响应与调控能力差，严重制约农业生产提质增效和绿色发展。农业生产是一个复杂的生产过程，传统农业粗放式管理模式不能再满足现代农业低成本、精细化管理要求。智慧农业是未来农业发展的趋势和形态，但其不仅仅是技术上的升级，而是变革整个农业的生产模式，最终形成以农业装备智能化、数字化为基础，以标准化、智慧化为方向的新型农业发展模式。智慧农业是一个知识、技术密集型领域和多学科交叉产业，但目前我国智慧农业的发展却存在诸多瓶颈，如基础设施投入不足、重软件投入轻装备研发、基础数据缺乏导致信息决策不够准确成熟等等。结合光伏/热温室太阳能技术和5G及大数据分析技术等，实现农业生产节能化、智能化以及数字化管控，是农业发展管理模式的新趋势。大数据分析平台的构建，首先需要对农作物的各项生长指标进行汇总和建模分析，评估其在不同生长阶段对土壤、水肥、气候状况需求以及病虫草害等对农作物健康生长的影响，构建大数据模型；同时，通过图像识别技术等实现对农作物生长状况的实时动态检测；另外，通过各类传感器检测装置等对作物生长土壤环境以及外部生态环境进行检测与分析。基于上述三方面数据，构建大数据信息分析平台，综合分析农作物生长不同阶段对外部生态环境以及土壤水肥气热的需求，通过信息控制平台智能化控制水肥气热供应系统以及环境调节系统，实施农产品按需种植、农作物水肥气热按需供给、农产品产销用全链条可溯源，实现农业生产管理全流程的节能化、智能化以及数字化。

存在的瓶颈

智慧农业管理软件缺乏标准，对农业生产指导意义不大。我国智慧农业管理决策系统的研究虽然起步较晚，但是发展迅猛。时至今日，我国智慧农业管理决策系统的应用已经涉及到种植、育种、病虫监测防治、水肥管理、产品评价等多个方面，对我国数字农业的发展、农业生产水平的提高有巨大作用。但在整体系统设计开发的过程中缺乏统一的标准和规范，目前智慧农业的发展场景和应用案例很多，但离真正实现技术落地、解决产业痛点、体现数字经济价值还存在较大差距。在目前的智慧农业智能化控制端市场上，可以看出各个主体系统平台之间尚不能互联互通，各有各的模式，各有各的系统组织架构，在系统开发上投入过多。由于智慧农业本身与数据资源、模型算法和硬件装备发展有着密不可分的关系，所以在数据共享和管理系统互联互通的技术层面，目前还需要突破体制和机制上的问题。智慧农业前期投入高，生产回报周期过长。由于基础数据资源不足，数据缺失、离散或者收集数据不准确、陈旧，没有形成规模化的数据库资源，各个主体数据资源不能共享，且没有有效衔接利用数据资源等因素，造成目前我国智慧农业的基础设施投入量大及重复投入的现象频频出现。智能化高效水肥供给及热湿调控装备通常包括水源工程、部枢纽、田间输配水管网系统和灌水器等四部分，研究智能化高效水肥供给及热湿调控技术，并根据不同应用场合，研发关键水肥供给及热湿调控装备，实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度、供水量以及通过控制终端对作物生长环境热湿调节。深入研究智能化高效水肥供给及热湿调控中节能、节水技术，实时根据各种工况开展轮灌技术研发，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本，是目前解决智慧农业基础设施资金投入量大，效益和回报周期长的有效途径。多种传感器耦合技术滞后，对农作物物生长信息感知不足。我国自主研发的农业传感器数量不到世界的10%，智能感知系统灵敏度不高，终端远程控制系统和执行控制指令系统精确性不足。动植物模型与智能决策准确度低，很多情况下是时序控制而不是按需决策控制。智慧农业应用试点项目大多数停留在信息的简单传输与显示，与农业融合深度不够，缺乏解决农业灌排设备及技术专题实际问题的手段。研发设施农业监测控制装备，高效集成各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、土壤养分、二氧化碳、图像等）硬件设备，实现设施农业内部土壤环境、空气环境、光照环境，设施农业外部空气环境、光照环境等硬件设备集成与数据实施采集分析，汇总并综合分析设施农业内、外部数据信号，即考虑作物生长情况、该阶段作物所需最佳生长环境，并结合土壤水肥、环境温湿度、光照等实时情况，基于大数据，研究获得作物生长环境要素的实时供、需关系，并通过控制平台调控水肥供应、环境温湿度调节装备等，实现农业生产的数字化精准控制是目前大田滴管系统中遇到的“瓶颈”问题。

大田灌溉控制距离远，无线通信成本过高。近年来通过高标准农田建设，将传统的小地块单一劳作模式整合为集中连片的大田模式，统一规划管理。虽然很多厂家提供了大田智慧农业灌溉解决方案，也做了很多的示范基地，但其对不同类型的设备在无线控制和动力供给上还存在很多不足。集中连片大田受地理环境和基础设施的限制，其大部分控制阀门基本都采用手动机械阀门，没有实现自动化控制。通过LORA无线通讯技术的无线智能阀门、无线传感器在运行维护和资金投入上数额较大，而且无线传输设备主要依靠光伏发电提供动力，同时受传输距离和网络稳定性的限制，很难得到实际应用。关键技术的突破构建多维度共享数据平台。农作物监测及装备控制平台需多数据共享，包括土壤水肥情况、环境温湿度以及农作物生长情况等信号采集、传输、汇总、分析、反馈、控制一体化功能。在数据采集层面，农作物生长状态以及病虫草害等在生长周期内为多变量、复杂结构动态过程，通过复杂图像识别技术等，实现对农作物生长状况的实时动态监测是大田滴管系统的一个难点；同时，系统平台需实现对涉及土壤水肥情况、环境温湿度以及农作物生长情况等多类型复杂信号进行综合分析的功能，需逐一甄别、判断各数据特征，在算法以及控制程序编写层面，实现多数据优化分析，明确作物不同阶段对水肥以及生长环境的要求，并做到信号快速传输、对多种设备综合控制。突破智能化高效水肥供给及热湿调控共性关键技术。当前的滴管系统装备往往缺乏水肥的智能决策及配套系统技术，且基于时间控制策略与作物环境相关性不强，水肥决策的智能水平低，尤其针对规模化生产的水肥管理，尚缺少大型园区或基地水肥综合管理系统，同时耦合高效水肥热循环供给系统更是鲜有报道。我国在水肥热一体化方面急需一套成熟实用、普及广、功能稳定以及配套齐全的科学产品，特别是针对大规模生产基地多作物水肥热管理的装备及配套系统。通过有效耦合膜状凝结水回收、生物质厌氧发酵生产沼肥、可再生能源高效蓄放热，实现水肥热循环供给技术装备、多作物水肥管理系统关键装备，突破智能化高效水肥供给及热湿调控共性关键技术及装备，解决高效水肥供给及热湿调控核心技术难题。与此同时，通过图像识别技术，对作物在生长周期内的生长图像等数据进行建模、识别和深度学习，深入研究并实现对农作物的各个生长阶段以及出现的不同的病虫草害等状况的准确识别，实现多数据优化分析，做到信号快速传输、对多种设备综合控制。

作者：古浪