農田地塊大數據平臺 中國農科院農業資源與農業區劃研究所供圖
作物氣味傳感器、浮空器、水稻信息獲取低空遙感平臺、智慧氣象、北斗導航農機自動駕駛系統……在過去的半個世紀里，沒有哪一項技術能像信息科技那樣深刻廣泛地影響人類認知世界、改造世界和推動產業創新的能力。“智慧”一詞體現著信息科技的成果，今天，這一科技力量已經深深浸潤到農業領域，并形成了智慧農業這一新興業態。
7月28~29日，由中國工程院主辦，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所、國家智慧農業科技創新聯盟、北京合眾思壯科技股份有限公司承辦的2018年中國工程科技論壇——智慧農業論壇在京召開。與會代表分享智慧農業最新研究進展，探討未來智慧農業科技創新所面臨的機遇和挑戰，推動我國智慧農業發展和應用實踐，以更好地服務于鄉村振興戰略和農業農村現代化。
服務鄉村振興戰略
上世紀末，人們提出了數字地球的概念。而智慧地球作為數字地球的升級版，以數字化、網絡化和智能化為標志，是未來發展的大趨勢。
“當前，數字經濟正成為全球科技發展的新熱點、經濟增長的新引擎、國際競爭的新高地。黨的十九大報告特別強調指出，要建設數字中國，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟的深度融合。”本次論壇主席、中國工程院院士、中國農科院院長唐華俊在論壇上表示。
傳統農業領域也進入了數字時代，正亟待“智慧”的力量注入。那么，智慧農業什么樣？中國工程院院士、國家農業信息化工程技術研究中心主任趙春江認為，其特征包括現代信息技術與農業的深度融合，有先進的生產工具（智能化設備），高質量、高效率、高效能，方便快捷與人性化，安全與風險自主可控。
美國正在走向以數字信息為基礎的智能農業（Data Directed Agriculture）。2017年12月，歐洲農機協會在其峰會提出，農業的數字技術革命時代正在到來，未來歐洲農業的發展方向是Farming4.0（現代信息技術+智能化農機設備）。
在我國，發展智慧農業被列入“十三五”國民經濟社會發展規劃綱要中，近三年的中央一號文件都提到了大力發展數字農業，實施智慧農業工程。
在聯合國糧農組織（FAO）原副總干事何昌垂研究員看來，智慧農業恰逢其時。“從中國特色的社會主義發展階段看，智慧農業是數字中國、智慧社會的重要基礎；智慧農業融合了農耕社會、工業社會和信息社會的特質而成為第六產業，是中國農業與鄉村振興戰略的推手。”他說。
中國農科院農業信息研究所所長、研究員孫坦認為，政府、科研與產業合作推動互聯網、大數據和人工智能與農業的深度融合，打造智慧農業產業鏈、信息鏈和數據鏈，是實施鄉村振興戰略的最優解。
唐華俊表示，智慧農業是數字中國建設的重要內容。加快發展智慧農業，推進農業、農村全方位全過程的數字化、網絡化、智能化改造，將有利于促進生產節約、要素優化配置、供求交對接、治理精準高效，有利于推動農業農村發展的質量變革、效率變革和動力變革，更好服務于我國鄉村振興戰略和農業農村現代化發展。
智慧農業的實踐探索
聞香識大米？是的，這是中國農科院農業資源與農業區劃研究所智慧農業創新團隊自主研發的一項成果——作物氣味傳感器。
該團隊首席科學家吳文斌研究員介紹，揮發性有機化合物是植物的“化學語言”。團隊結合新型納米材料制備技術和MEMS工藝，研制新型作物揮發性有機化合物傳感器陣列，實時監測獲取作物生理信息；研制高靈敏度、低成本的稻米香味傳感器，用于稻米品質分類。
這只是智慧農業實踐中的一個案例。吳文斌還介紹了天空地大數據驅動的智慧農業應用，描繪了航天遙感觀測、航空遙感觀測、地面物聯網觀測等在農田和果園感知、診斷、決策等方面的應用，可為種植適宜性區域、產量預測、長勢監測、病蟲害防治等提供精準方案。
“人工智能在智慧氣象中推進較快的兩個領域，一是觀測信息處理與分析，一是提高預報的時效和準確率。”國家氣象局許小峰研究員認為，為了提升氣象業務能力和水平，努力發展以人工智能為主要特征的智慧氣象是一種值得嘗試的途徑。
早在四年前，農用無人機就被麻省理工學院評為2014年十大最具突破性的科技創新。中國工程院院士、華南農業大學教授羅錫文表示，華南農大成功研究了水稻信息獲取低空遙感平臺。而航空植保在農業領域正發揮著其不可替代的作用。
在衛星下不來、飛機上不去的高空（20~100公里），深圳大學校長李清泉教授正在研究浮空器、系留無人機等駐留平臺。“空間信息智能感知技術是智慧農業的重要支撐，駐留平臺可用于專用環境感知，為滑坡、泥石流等災害監測和鄉村規劃提供新思路。”他說。
中國工程院院士、石河子大學教授陳學庚介紹了北斗導航助力新疆精準農業發展。他認為，精細農業的發展應尤其關注信息化技術提升農業裝備的設計制造水平和農業機械化的管理水平這兩個方面的應用。
自動作業+變量控制，在新疆，每3臺農機中就有1臺使用北京合眾思壯科技股份有限公司研發的“慧農”北斗導航農機自動駕駛系統。“未來農業的發展與人類對時空認知能力息息相關。人們掌控時空的能力越強，農業發展的舞臺就越寬廣，農業就更智慧。”該公司董事長郭信平表示。
多角度思考未來
Research and Markets預測，到2025年，智慧農業全球市值683.89億美元，應用領域包括精準農業、畜禽監測、智慧水產養殖以及智能溫室等。
中國工程院副院長鄧秀新在論壇開幕式上表示，當前中國正處于傳統農業向現代農業過渡的階段，而智慧農業研究也處于初步階段。結合各自的研究領域，專家們提出了未來智慧農業發展的思考。
“設施園藝產業向智能化方向發展毋庸置疑，但真正形成智能設施園藝產業的路程還很長，我們不能將整個產業鏈中包含一點點智能化因素就稱作智能設施園藝。”中國工程院院士、沈陽農業大學教授李天來說道。
南開大學龔克教授認同這一觀點，“中國經濟和社會轉型升級中產生的智能化需求，是智能科技和經濟發展的內生動力。但不能把什么都貼上‘智能’的標簽，而是要提煉出實際問題，予以科學的解決。”
中國工程院院士、中國農業大學教授汪懋華認為，“我們面對的是要建設現代農業產業體系的問題，絕不僅僅是技術的簡單應用和堆砌。除了要懂得基礎科學的基本原理、方法外，還必須善于處理好科學、技術、經濟、管理、社會和環境等多要素的集成、選擇和優化。”
不可否認的是，我國智慧農業發展仍存在一些短板，如農業物聯網缺乏智慧，農業傳感器投入高、不穩定，流程控制與全局管理能力弱等。此外，感測技術、智能芯片以及模型、算法和軟件與操作系統等核心技術上，應該堅持自主創新。
在航空技術發展方面，陳學庚建議，要進一步探討中國農業航空的發展模式、加強技術標準和規范的制定、加強關鍵技術的協同創新研究、加強技術推廣應用、探討其應用載體，并從政策上加以支持。
而讓數據“流動”起來也是不少產學研人士提出的建議。何昌垂認為，應堅持應用導向，釋放數據紅利。“建立智慧農業綜合數據應用卓越中心，實現真正意義上的數據共享，便利開展數據復合、超算和大數據挖掘，為生態農業、新農村建設、生態文明建設等服務。”他說。
山東省農業科學院科技信息研究所所長、研究員阮懷軍則提出，研發智慧農業技術和系統的同時，也應注重公共科研服務的發展，讓農村農民共享智慧農業科技創新成果。
