近年来我国智慧农业以国家级试点为牵引、多区域场景化落地,在技术装备、数字平台、模式创新与效益提升上成果显著,形成“全域布局、链条贯通、技术引领”的发展格局,为粮食安全与农业新质生产力提供有力支撑。
从“面朝黄土背朝天”的传统耕作,到“无人机巡田、AI定方案”的智能生产,一场由数字技术驱动的深刻变革正在广袤田野上悄然发生。人工智能与无人机的深度融合,不仅破解了传统农业效率低、成本高、精准差的痛点,更成为推动农业向智能化、可持续化转型的核心引擎。
数字背后的“提质增效降本”
农业要变强,农民要增收,土地要可持续,这些年来,农业现代化的每一步,都绕不开三个关键词:提质、增效、降本。在传统农业中,植保作业依赖人工背负药箱喷洒,存在效率低下、农药浪费、面源污染等问题;复杂地形下的耕作、病虫害监测等环节,更是面临人难进、活难干、数据缺的困境。
截至2024年,我国植保无人飞机的保有量已达到25.1万架,防治作业面积累计达到26.7亿亩次,两项指标均居全球首位,并较2023年增长了近25%。植保无人机的应用范围不断拓展,已覆盖水稻、小麦、玉米等主要农作物产区。
在江苏盐都区七星现代化农场,当地构建起“天空地人机”一体化数据采集体系,综合部署气象站、虫情测报灯、土壤传感器等物联网设备,融合卫星遥感、无人机航测、智能农机等多源数据,实现水稻全生命周期的精准监测与智能管控,这一探索近日已成功入选农业农村部信息中心发布的《全国智慧农业典型案例汇编》。
科技赋能:从“会种地”到“慧种地”
人工智能赋予农业“思考能力”,无人机则延伸了农业的“手脚与眼睛”。在感知层面,搭载多光谱传感器的无人机可快速覆盖千亩农田,实时采集土壤墒情、作物长势、病虫害分布等数据;在决策层面,通过大数据建模与智能算法,生成精准的施肥、施药、灌溉方案;在执行层面,无人机按照预设路径自主飞行,完成变量施药、精准播种等作业。
从浙西南山区到鲁西北平原,智慧农业正为春耕生产注入科技动能。针对浙江遂昌山区地块破碎、耕种困难的痛点,当地构建起“AI机器人管家”智慧机械制种体系,通过航测无人机精准测绘地形,系统自动生成作业图并下达指令,驱动植保无人机执行任务,使育秧用种量节约20%以上,出苗率突破95%。而在山东武城,种粮大户刘凯依托“爱耕耘”农业大数据平台,借助卫星遥感技术实时扫描2万亩托管农田,指尖滑动即可掌握苗情墒情;平台结合作物生长模型,自动生成精细化种植方案并推送施肥提醒,精确到亩均用量。
从破解山区“巴掌田”耕种难题,到实现平原大田数字化管理,科技正深刻重塑农业生产全链条,为粮食稳产增产、提质增效夯实基础。
科研力量涌动创新浪潮
在这场农业变革中,多家科研机构正加速布局智慧农业前沿领域——江苏省农业科学院装备所果园智能农机装备创新团队近日展示了4款独立自主研发的核心智能装备。其中,果园花果管理机器人集疏花、授粉、采摘功能于一体,搭载独立作业节臂与数字虚拟果园,可实现远程孪生、自主巡航作业。
除此之外,北京市农林科学院装备中心联合蔬菜所、植物保护所等单位,聚焦“连栋温室智慧管控装备国产化创制与番茄高产栽培工艺集成示范”这一主题开展攻关。并且,项目团队围绕设施园艺生产管控全国产化技术装备和配套农艺植保技术方案进行研发,自主研发的多通道智控型水肥设备通过接入环境传感器和灌排监测站采集信息,对水肥灌溉进行精量决策。
值得一提的是,在这场智慧农业的浪潮中,不仅有科研院所的技术攻关,也活跃着一群年轻学子的身影:来自中央财经大学的“智农云枢”团队,将目光投向田间地头,基于华为昇腾AI基础软硬件平台,研发出了一套陆空协同的智慧农业植保系统。这套系统构建起“端-边-云”协同的作业体系:无人机在天上巡田,负责大范围普查和精准植保;地面机器人在田里“干活”,承担采摘、旋耕等复杂任务;边缘计算站则像一个“田间大脑”,实时处理数据、动态优化作业策略。
为了让无人机飞得更准、更稳,团队自主研发了两大核心算法:一个是植保无人机覆盖航迹规划算法,能自动规划最优飞行路线,有效降低漏喷率;另一个是基于断点分割的作业地图重构算法,遇到大风或障碍物时,能瞬间完成地图重构,确保作业不跑偏、不漏喷。搭载的飞行状态实时监测系统,还能全程跟踪轨迹、姿态角等12类关键数据,为每一次作业“留痕”、为设备性能“打分”。这套系统已在多个农业示范区落地应用,交出了一份亮眼的成绩单:作业效率提升10倍,农药使用量减少超过20%,人工成本降低60%。目前,项目已获得6项发明专利和12项软件著作权。
从实验室到田间地头,这群年轻人用技术回应土地的呼唤,也让我们看到:智慧农业的未来,正由越来越多年轻的双手共同托举。
未来田野:从“看天吃饭”到“知天而作”
当前,全球各地正加快布局智慧农业:从美国的规模化大田作业,到日本的集约化精耕,再到中国正在探索的多元适配模式,AI+无人机已成为全球农业转型的共同选择。技术的迭代从未止步,从单机作业到集群协同,从数据采集到群智架构,未来的农业将彻底告别“看天吃饭”的被动局面,当田间有耳目、云端有大脑、地里有医生,我们的饭碗才能端得更稳、更好。
在这片希望的田野上,智慧科技的力量正在改写农业的表情——从“汗水农业”到“智慧农业”,改变的不仅是生产方式,更是亿万农民的生活质量和中国农业的未来图景。随着更多创新成果扎根乡土,农业将迈入“知天而作”、数据驱动的全新发展阶段。
(马渭淞 实习生黄梓奕)




