《閎議》訪談節(jié)目由《中國(guó)科學(xué)院院刊》與中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)新聞中心聯(lián)合出品，通過(guò)采訪兩院院士及專家學(xué)者，深度探討推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化進(jìn)程中各領(lǐng)域的發(fā)展前路。以客觀、精準(zhǔn)的解讀，科學(xué)、前瞻的思考，為站在“兩個(gè)一百年”歷史交匯點(diǎn)上的中國(guó)發(fā)展破題解惑，為邁向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)貢獻(xiàn)智慧力量。崇論閎議，尋策問(wèn)道。

中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 智慧農(nóng)業(yè)是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要著力點(diǎn)，是建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。我國(guó)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，對(duì)新一輪千億斤糧食增產(chǎn)計(jì)劃有何助力？我國(guó)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)又有哪些？對(duì)此，《閎議》節(jié)目組專訪了中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研究員張佳寶。

數(shù)字驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)飛躍

中國(guó)網(wǎng)：隨著人工智能的蓬勃發(fā)展，我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，請(qǐng)您結(jié)合國(guó)家新一輪千億斤糧食增產(chǎn)計(jì)劃談一下發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的重要意義。

張佳寶：智慧農(nóng)業(yè)對(duì)我們國(guó)家的農(nóng)業(yè)發(fā)展是有非常大的作用的。首先智慧農(nóng)業(yè)是信息農(nóng)業(yè)，信息技術(shù)和人工智能與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)結(jié)合深度融合的產(chǎn)物。它會(huì)改變未來(lái)的農(nóng)業(yè)發(fā)展格局，以及農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)體系，會(huì)大力推動(dòng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。我們國(guó)家正在智慧農(nóng)業(yè)（方面）進(jìn)行推進(jìn)。人工智能大模型突破，在農(nóng)業(yè)上有了大應(yīng)用和大發(fā)展，正在推動(dòng)農(nóng)業(yè)從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”向“數(shù)字驅(qū)動(dòng)”的飛躍。

我國(guó)繼“農(nóng)業(yè)芯片”生物育種、“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)命根子”耕地保護(hù)與利用發(fā)展戰(zhàn)略之后，提出智慧農(nóng)業(yè)作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略（新方面）。主要是解決智慧化操作問(wèn)題，解決今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)沒(méi)有人愿意進(jìn)行實(shí)地生產(chǎn)的問(wèn)題。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在2024年10月頒布了《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的指導(dǎo)意見》，這個(gè)指導(dǎo)意見明確要求：到2030年，在智慧農(nóng)業(yè)方面要取得重要進(jìn)展，在農(nóng)業(yè)信息化率發(fā)展方面，要提高到35%左右。隨后農(nóng)業(yè)農(nóng)村部又發(fā)布了《全國(guó)智慧農(nóng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃（2024—2028年）》，提出了在公共服務(wù)能力的提升、重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用拓展以及示范帶動(dòng)三個(gè)方面要實(shí)行大的行動(dòng)。

國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中重要的一個(gè)計(jì)劃，就是國(guó)家新一輪千億斤糧食增產(chǎn)計(jì)劃。過(guò)去的千億斤糧食增產(chǎn)計(jì)劃完成，主要是通過(guò)新品種的選育與普及、高產(chǎn)高效的豐產(chǎn)模式創(chuàng)建，以及中低產(chǎn)田改造、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、水肥高效利用及病蟲害綠色防治減損等技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在如果我們?cè)儆眠^(guò)去的技術(shù)來(lái)推進(jìn)這些方面、挖掘增長(zhǎng)潛力的話，潛力是已經(jīng)有限了。所以我們必須要開發(fā)新的增產(chǎn)源，特別是要通過(guò)新質(zhì)生產(chǎn)力來(lái)解決。我們現(xiàn)在發(fā)展的智慧農(nóng)業(yè)這個(gè)技術(shù)體系，正是新質(zhì)生產(chǎn)力的體現(xiàn)之一。因此智慧農(nóng)業(yè)為國(guó)家新一輪的千億斤糧食增產(chǎn)計(jì)劃，會(huì)提供增產(chǎn)的潛力來(lái)源。

智慧農(nóng)業(yè)的他國(guó)經(jīng)驗(yàn)

中國(guó)網(wǎng)：我國(guó)土地面積廣闊，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域性特點(diǎn)也不同。您能否介紹一下，我國(guó)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的區(qū)域特點(diǎn)和需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題？

張佳寶：我們首先看一看，發(fā)達(dá)國(guó)家是如何創(chuàng)建智慧農(nóng)業(yè)的這個(gè)運(yùn)行模式的。

從美國(guó)來(lái)看，目前代表著智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)積累和算法模型發(fā)展的世界領(lǐng)先水平。特別是大家都知道的約翰·迪爾特大型農(nóng)機(jī)制造公司，他們目前農(nóng)機(jī)上已經(jīng)搭載了超過(guò)300個(gè)傳感器，采集農(nóng)田特別是土壤當(dāng)中的信息數(shù)據(jù)。公司通過(guò)向世界100多個(gè)國(guó)家賣農(nóng)機(jī)，帶上這些傳感器，在這100多個(gè)國(guó)家收集農(nóng)田的數(shù)據(jù)信息，開展大數(shù)據(jù)模型的演算，來(lái)驗(yàn)證智慧農(nóng)業(yè)的效果，所以發(fā)展非?？?。在美國(guó)，也有一些農(nóng)場(chǎng)跟約翰·迪爾進(jìn)行合作，實(shí)現(xiàn)了4個(gè)人就能管理3萬(wàn)畝的大型農(nóng)場(chǎng)，效率提高得非?？?。

第二個(gè)例子就是德國(guó)。德國(guó)的工業(yè)特別發(fā)達(dá)，在工業(yè)4.0的基礎(chǔ)上，也提出了農(nóng)業(yè)4.0的模式，特別是在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、信息農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上，發(fā)展全產(chǎn)業(yè)鏈的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。所以在整個(gè)國(guó)家能實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)、收獲、加工、儲(chǔ)運(yùn)和流通全環(huán)節(jié)的創(chuàng)新鏈接，形成系統(tǒng)完整和高效的生產(chǎn)體系。

而對(duì)于日本來(lái)講，它是一個(gè)土地面積比較狹小、耕地面積也比較破碎的國(guó)家。他們主要通過(guò)發(fā)展小型農(nóng)機(jī)，配上智能化的系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。特別是久保田公司與農(nóng)場(chǎng)的合作，來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)智慧化的操作，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。

對(duì)于我們國(guó)家來(lái)講，東北地區(qū)的情景特別像美國(guó)的情況，幅員特別遼闊，可以借鑒美國(guó)的模式來(lái)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，實(shí)行大型農(nóng)機(jī)具智能化操作；對(duì)于黃淮海地區(qū)，周邊的工業(yè)特別發(fā)達(dá)，情景更像德國(guó)，可以借鑒德國(guó)的模式，并在德國(guó)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展；對(duì)于南方丘陵山區(qū)，耕地破碎化比較嚴(yán)重，更像日本的形式，我們可以采取日本的方式來(lái)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)；而對(duì)于西北地區(qū)，干旱、缺水、鹽堿化，我們可以采用以色列的節(jié)水和鹽堿防控的技術(shù)來(lái)發(fā)展智慧化模式。

智慧農(nóng)業(yè)主要包括感知、分析、決策和執(zhí)行四個(gè)核心的板塊。在感知方面主要是包括傳感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)技術(shù)為核心的信息采集關(guān)鍵技術(shù)。而在分析方面，主要是以大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)為核心的數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵技術(shù)。在決策系統(tǒng)方面，主要是以機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別、模型、算法等為核心的人工智能決策系統(tǒng)技術(shù)。在執(zhí)行過(guò)程方面，主要是以自動(dòng)控制技術(shù)、無(wú)人技術(shù)等為核心的智能化裝備技術(shù)，以及在這個(gè)過(guò)程中需要解決的，包括土壤養(yǎng)分信息采集技術(shù)、機(jī)器人等方面的技術(shù)。

我們國(guó)家（智慧農(nóng)業(yè)）發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段。第一個(gè)階段就是農(nóng)機(jī)和信息進(jìn)行初步融合的初探，第二個(gè)階段是物聯(lián)網(wǎng)的連接，第三個(gè)就是現(xiàn)階段，主要是人工智能深度融合的問(wèn)題。我們可以看到，對(duì)照上面所提出的關(guān)鍵問(wèn)題，（現(xiàn)階段）我們要解決的問(wèn)題還有很多。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”探索智慧農(nóng)業(yè)

中國(guó)網(wǎng)：我國(guó)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇有哪些？

張佳寶：我們國(guó)家在短期內(nèi)最主要面臨的是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)人口的短缺問(wèn)題。特別是年輕的一代，今后都不太有意愿從事農(nóng)業(yè)工作，所以農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力會(huì)越來(lái)越少，這是一個(gè)最大的問(wèn)題。

第二個(gè)就是水土資源比較緊缺，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和資源利用效率是比較低的。在這種情況下土地有限，生態(tài)環(huán)境壓力也比較大，供需矛盾比較突出，飼料糧缺口也特別大。這些問(wèn)題最根本的原因還是我們對(duì)農(nóng)業(yè)特別是耕地方面的信息情況不是太清楚，這就導(dǎo)致我們對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域投入不足。

在這樣的情況下，我們農(nóng)業(yè)的發(fā)展，特別是今后智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，是面臨著大的問(wèn)題的。所以如果能將人工智能技術(shù)融合到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，將會(huì)給我們今后的農(nóng)業(yè)插上翅膀。（這是）為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、保障國(guó)家糧食安全提供最有效的途徑之一。

近年來(lái)我國(guó)有很多的大型機(jī)構(gòu)，特別是研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)、公司，已經(jīng)從智慧農(nóng)業(yè)不同的方面進(jìn)行探索。比如北京農(nóng)林科學(xué)院的國(guó)家農(nóng)業(yè)信息工程技術(shù)中心，以及華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等高?？蒲袡C(jī)構(gòu)，他們?cè)谶@個(gè)方面做出了杰出工作和重要貢獻(xiàn)。以大疆公司為代表的無(wú)人機(jī)技術(shù)公司，在農(nóng)業(yè)方面也提出了智慧化的應(yīng)用方案，并且是在多個(gè)場(chǎng)景中進(jìn)行應(yīng)用。

在這里我要介紹中國(guó)科學(xué)院有組織的科研，在智慧農(nóng)業(yè)方面做出的最新工作。在中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)以及國(guó)家重大專項(xiàng)的引導(dǎo)下，我們集合了全院高新技術(shù)、信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)科技等多個(gè)研究所的力量，以建智慧農(nóng)業(yè)型“伏羲農(nóng)場(chǎng)”為目標(biāo)，打通我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)自主可控的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)、數(shù)據(jù)、算法模型的核心壁壘。通過(guò)農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)，將涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“水土氣生”信息精準(zhǔn)地測(cè)量和采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)快速處理?；凇胺宿r(nóng)場(chǎng)”積累的農(nóng)業(yè)本底數(shù)據(jù)，構(gòu)建多種農(nóng)業(yè)算法模型，針對(duì)種植前、種植中、種植后開展全程種植決策和處方圖自主生成。依托智能農(nóng)機(jī)體系，應(yīng)用無(wú)人化新能源智能農(nóng)機(jī)裝備，集成無(wú)人駕駛、路徑規(guī)劃、自動(dòng)避障、作業(yè)質(zhì)量監(jiān)控等功能，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變量作業(yè)，全面打造以“綠色、智能、節(jié)本、增效、提質(zhì)、增量”為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，解決未來(lái)“誰(shuí)來(lái)種地”“怎么種地”的問(wèn)題。

我在湖北十堰智能農(nóng)機(jī)生產(chǎn)基地，已經(jīng)看到了中國(guó)科學(xué)院研發(fā)的鴻鵠智能（農(nóng)機(jī)），而且即將實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。這些農(nóng)機(jī)覆蓋了從70到400馬力的動(dòng)力系列，集成了多種傳感器，并采用電能作為動(dòng)力系統(tǒng)。但這些僅是一個(gè)開端，美國(guó)農(nóng)機(jī)可以有上百個(gè)傳感器采集生產(chǎn)全鏈條的多種數(shù)據(jù)，我們智能農(nóng)機(jī)還有很大的差距。所以今后我們還要在這個(gè)方面進(jìn)行大發(fā)展，讓智能農(nóng)機(jī)具有思想，能夠精確進(jìn)行農(nóng)事作業(yè)，也就進(jìn)一步賦能“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的信息源泉。

土壤數(shù)字化是智慧農(nóng)業(yè)的前提

中國(guó)網(wǎng)：結(jié)合您的研究領(lǐng)域，在智慧農(nóng)業(yè)與快速土壤檢測(cè)和水肥高效管理的結(jié)合上，您有什么建議？

張佳寶：如果農(nóng)田沒(méi)有數(shù)字化的話，智慧農(nóng)業(yè)是寸步難行的。所以智慧裝備如果沒(méi)有土壤數(shù)字化的前提，也是不能進(jìn)行精準(zhǔn)作業(yè)的。目前卡住我們的一個(gè)最大難點(diǎn)就是農(nóng)田土壤信息的采集問(wèn)題。沒(méi)有信息我們就很難實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)。目前美國(guó)大概有68%的大型農(nóng)場(chǎng)正在依靠智能農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這種在操作過(guò)程中就進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，是低成本的。

我們國(guó)家在這個(gè)方面要進(jìn)行大力發(fā)展。主要的原因還是土壤信息采集成本極其貴?，F(xiàn)在加拿大研發(fā)了一個(gè)基于伽馬能譜的土壤信息采集系統(tǒng)。我們也正在發(fā)展這方面的技術(shù)。通過(guò)伽馬能譜儀的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)包括土壤養(yǎng)分在內(nèi)的二三十種土壤性質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)就能獲取，這就解決了我們一個(gè)最大的難題，就是土壤信息獲取的問(wèn)題。過(guò)去我們通過(guò)采集樣本，帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，不僅勞動(dòng)力（需求）很大，而且分析成本也很高。所以伽馬能譜儀如果能開發(fā)成功，（會(huì)）解決長(zhǎng)期困擾我們的大難題，能實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的田間操作，特別是（解決）變量施肥、變量施藥這些問(wèn)題。中國(guó)科學(xué)院正在有組織地科研攻克包括土壤養(yǎng)分在內(nèi)的土壤信息快速采集技術(shù)。如果這個(gè)能實(shí)現(xiàn)的話，將為我們智慧農(nóng)業(yè)做出大貢獻(xiàn)。

發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)需突破三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

中國(guó)網(wǎng)：對(duì)于我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展路徑，您有什么建議？

張佳寶：我想是從兩個(gè)方面。第一個(gè)大的方面建議是發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，特別需要解決或者突破下面的關(guān)鍵點(diǎn)。

第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是要打通我國(guó)自主可控的以感知、分析、決策、執(zhí)行為核心的智慧農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)通路。這同時(shí)就要突破若干低成本、高可靠性的關(guān)鍵核心技術(shù)，特別是傳感器技術(shù)，來(lái)獲取可靠的信息，數(shù)據(jù)鏈才能通下去。我們沒(méi)有本地信息的話，就很難做出智慧化的操作。

第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是要通過(guò)多學(xué)科的交叉融合，打造符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體解決方案。過(guò)去我們要么是農(nóng)業(yè)（專業(yè)）的人從事智慧農(nóng)業(yè)，沒(méi)有信息方面的基礎(chǔ)知識(shí)，或者是基礎(chǔ)知識(shí)不夠，沒(méi)有智能化自動(dòng)化這些硬件的知識(shí)；要么就是過(guò)去搞計(jì)算機(jī)或者自動(dòng)化的（人），開發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)又不符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。所以我們要把農(nóng)業(yè)、信息、自動(dòng)化、新材料這些專業(yè)的人交叉融合起來(lái)，才能發(fā)展出一個(gè)真正有用的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。

第三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是我們要推進(jìn)科研和產(chǎn)業(yè)，特別是企業(yè)融合的系統(tǒng)。過(guò)去我們主要是科研人員在做，落地不到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中去。因?yàn)闆](méi)有企業(yè)來(lái)進(jìn)行牽頭推動(dòng)，進(jìn)行市場(chǎng)化。我們這次要解決科研和產(chǎn)業(yè)的融合問(wèn)題、真正落地的問(wèn)題，我們要解決實(shí)用性的問(wèn)題。

第二個(gè)大的方面建議，如果我們建成了智慧農(nóng)業(yè)的“伏羲農(nóng)場(chǎng)”，全部實(shí)現(xiàn)智慧化操作的話，我們就要解決下面幾個(gè)問(wèn)題。一是智慧農(nóng)業(yè)一定要有一批高素質(zhì)技術(shù)人才隊(duì)伍，否則農(nóng)業(yè)智慧化是很難實(shí)現(xiàn)的；二是要對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系進(jìn)行數(shù)字化，如果農(nóng)田土壤不數(shù)字化，就很難實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)作業(yè)的智慧化，因?yàn)闆](méi)有數(shù)據(jù)就不知道怎么來(lái)進(jìn)行操作；三是一定要引進(jìn)或者創(chuàng)制智慧農(nóng)機(jī)，讓農(nóng)機(jī)自己知道怎么作業(yè)，這才能解決我們智慧農(nóng)業(yè)的問(wèn)題。

（本期策劃：楊柳春、王振紅；編審：楊柳春、王振紅、王虔；編輯：王虔、武一男。出品：《中國(guó)科學(xué)院院刊》、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)新聞中心）