人工智能技術在智慧農業中的應用

中圖分類號：TP393.09；S126 文獻標志碼：BDOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2025.13.030

文章編號：1674-7909（2025）13-150-4

0 引言

人工智能（ArtificialIntelligence，AI）技術是涵蓋深度學習、機器學習、計算機視覺及自然語言處理等多種技術和算法的綜合技術。中國共產黨第二十屆中央委員會第三次全體會議通過的《中共中央關于進一步全面深化改革推進中國式現代化的決定》強調，要完善推動人工智能等戰略性產業發展政策和治理體系。加快大數據、人工智能等技術的研發，推動“人工智能 + ”在不同領域的應用，是推動不同領域科技發展、實現產業優化升級的重要戰略資源，對促進新質生產力發展具有重要意義[1]。

智慧農業是利用物聯網技術、云計算等現代信息技術實現對農業生產過程的智能化管理[2]。在智慧農業生產模式中，實時監控和管理農作物生長情況、農業生產過程等，管理人員借助實時數據把控農業生產情況，并做出正確的生產決策，最終實現農業高生產力和高質量發展。在智慧農業發展過程中，采用多種信息技術和現代農業技術來促進農業科技化和智慧化，推動農業從種植、生產、運輸到銷售等環節的鏈條式發展，不僅能提升農業生產效率，還能穩定農業生產。因此，智慧農業正成為促進農業現代化發展的主要趨勢[3-4]。

近年來，隨著數字技術的迅猛發展，人工智能技術逐漸影響著智慧農業的普及。推動人工智能技術在智慧農業生產中的應用，不斷優化發展模式和提高服務效能，是實現鄉村振興和推動農業現代化進程的必經之路。

1研究背景

黨的二十大和2024年中央農村工作會議對建設農業強國做出部署安排。2025年中央一號文件提出，以科技創新引領先進生產要素集聚，因地制宜發展農業新質生產力。隨著數字技術的迅猛發展，人工智能技術逐漸成為推動鄉村振興的重要動力。將AI技術應用于農業領域，使傳統農業生產向現代化、機械化、智能化的一體化生產轉變。河南省作為農業大省，在保障國家糧食安全中發揮著舉足輕重的作用[5]。目前，河南省在農業科技創新方面取得顯著成效，中原農谷與高標準農田示范區建設穩步推進，“五良\"融合高產模式不斷完善，糧食綜合生產能力大幅提升。然而，隨著時代的發展，傳統農業生產方式的弊端（如生產效率低下、資源浪費嚴重、抗風險能力弱等）逐漸顯現，迫切需要借助新興技術實現產業轉型升級。AI技術為河南省農業發展帶來了新的契機。河南省農業通過與AI技術的深度融合，有望實現生產過程的智能化、精準化管理，從而提高生產效率、降低成本、增強農產品品質安全[6]

2人工智能在智慧農業中的應用現狀

當前，“AI+智慧農業\"成為農業領域的熱點，國內多地已陸續將人工智能應用于智慧農業中。例如，廣東省茂名市荔枝產業大數據中心已接入DeepSeek，并上線了荔枝病蟲害防治和當地氣候變化指導服務，提升了種植戶和專家對荔枝病蟲害診斷的準確率。裝上“AI大腦”的無人機，其播種效率相比人工大幅度提升。例如，福州市長樂古槐鎮使用裝載“AI大腦\"的無人機噴灑農藥，并及時將數據反饋至后臺。此外，山西省原平市王家莊鄉東泥河村的大蔥種植基地使用帶有無人駕駛功能的拖拉機，農機手只需要帶一部手機進入農田，設定好耕作的起點和路線，拖拉機就能自主完成耕地作業，減輕了農機手的作業負擔；也可在科學設定好線路的前提下，同時使用多臺拖拉機在農田里進行交叉作業，借助“厘米級\"高精度導航技術，為后續種植打下良好基礎[7]。

目前，河南省在將AI技術應用于農業領域方面已取得一些積極進展。例如，2024年7月，科大訊飛中原總部與河南農業大學聯合發布弘農大模型，在河南省率先打造國產可控“農業超腦”，深度結合河南省農業數據資源進行訓練和調優，實現精準全面、統籌多場景的智能感知、分析、預警、決策和控制，有效賦能育種、種植、養殖及經營管理、人才培養等；中原智農大模型通過智能問答、圖片識別等功能，在畜牧、種植、病蟲害預防等方面使農戶減少對技術員的依賴，并計劃打造智能育種、智慧農機等一整套智能解決方案。在田間管理環節，借助安裝在農田中的智能巡田設備、無人值守氣象站及衛星遙感技術，農民可實時監控農作物生長情況，并獲取空氣溫濕度、光照度、降水量等信息，及時發現并解決問題，實現精準化種植和可視化管理。例如，鄧州市開展智慧農業大數據平臺助力智慧農業中心服務農業農村，借助集成物聯網、傳感器與圖像識別等技術的儀器來實時監測土壤環境、氣象和病蟲害，為農戶提供精確的種植管理信息和適時的田間作業指導，提升了農業管理的自動監測效率，使農戶能夠靈活安排播種、施藥、施肥等田間管理措施。鄭州市惠濟區八堡村通過智慧灌溉水肥機器人來實時監測農作物生長情況，采用數字化管控措施對農作物種植規劃、田間管理、水肥藥投入品管理等進行全流程管理。鄭州市通過“新基建 + 傳統基建”雙輪驅動，建成全國領先的農業數字化基礎設施網絡[8]。

在智能養殖領域，科大訊飛研發的智慧養殖物聯網綜合管理平臺通過AI機器人實現對豬舍的 24h 實時監測，及時發現豬的健康問題，并進行投藥管理，提高養殖效率和動物健康水平。在科技助力下，鄭州市糧油單產穩步提升，畜牧業基本實現標準化、規模化、設施化生產。農產品加工業也實現快速發展，三全、思念、白象、好想你、千味央廚等農產品加工企業生產的產品享譽全國。河南花花牛乳業集團在奶牛項圈中植入RFID芯片，配合乳腺炎AI預警模型，將奶牛單產提升至世界先進水平。在食品加工領域，三全、思念生產工廠實現自動化包餃子、機器人搬運貨物，極大提高了生產效率。在農產品流通領域，萬邦國際農產品物流城開發了“萬邦云\"APP，實現交易全過程數字化[9-10]。

目前，各地都在積極將人工智能技術引入智慧農業，探索程度不一。因此，基于鄉村振興的關鍵需求，剖析人工智能技術在各領域中的實施成果及實踐路徑，并總結當前技術應用存在的主要問題。在此基礎上，提出可行方案和建議，為人工智能技術賦能智慧農業、鄉村振興、農業現代化等提供理論支撐和實踐參考。

3人工智能技術在智慧農業中的發展實踐路徑

從“AI+\"農業場景軟件、“AI+\"農業機器人、“AI+\"科技轉化這3個維度出發，探究人工智能賦能智慧農業發展實踐路徑。

3.1“AI+\"農業場景軟件

AI農業場景軟件系統與AI場景前沿技術產業化應用涵蓋農業大數據與AI農場生產決策、農業云與AI農業信息系統研發、機器視覺系統與全天候作物生長智能檢測及管理、田間高通量作物表型平臺與智慧農業場景技術、農業數字孿生、高標準農田人工智能管理場景與AI農業專家研發應用、無人機植物表型獲取平臺與根系表型檢測系統優化、設施農業智慧管控場景技術與農業物聯網創新應用、農業遙感信息系統與智慧農業場景關鍵技術、5G通信技術應用場景與無人農場人工智能管控、智慧養殖場景技術與AI牧場管理系統優化、智能化作物信息獲取系統與應用場景優化、農業傳感器應用場景優化與農業生態環境智能監測等。

3.2 “AI+\"農業機器人

人工智能農業機器人研發與產業化應用場景技術涵蓋農機農藝融合與智能化農業裝備研發應用、機器視覺系統與人工智能農業機器人深度學習、AI農業場景技術開發與多模態農業機器人研發應用、農業機器人視一觸模態融合與農業機器人視一觸模態融合與AI農業協作機器人應用場景、農業仿生機器人臂一手一眼一腦深度融合與人機交互協作技術、機器視覺系統與農業機器人全場景移動引導及精準智慧作業技術。多機器人共融協作與安全控制技術及高標準農田機器人應用場景有播種機器人、收獲機器人、農田監測與管理機器人、植保機器人、農業表型機器人、精準灌溉機器人。應用于溫室場景的機器人有設施巡檢機器人、蔬菜嫁接機器人、花卉插枝機器人、盆栽搬運機器人、果蔬采摘收獲機器人、果蔬分揀機器人等[12]。

3.3“AI+\"科技轉化

AI農業科技人才培養與大學生AI農業創新創業成果轉化對接涵蓋智慧農業本科專業與一流人才培養體系建設、人工智能通識教育與智慧農業專業人才培養、產教深度融合與農業機械裝備一流課程資源建設、農業人工智能與機器人教育實驗實訓、大學生AI農業創新成果路演與轉化對接等[13]。

4應用挑戰及應對舉措

目前，從各地\"AI+\"農業實踐效果來看，AI技術正逐步滲透到農業生產的各個環節（從智能農機創新到農業大模型搭建），這不僅是對傳統農業模式的顛覆，更是打破“農業 落后”的觀念。同時，部分農村地區基礎設施建設水平及農業生產技術水平較低，缺乏農業專業的復合型人才，在一定程度上限制了智慧農業現代化的發展。

為了使人工智能技術更好地賦能河南省智慧農業，加快形成新的農業新質生產力，可采取以下措施。

4.1克服數據、技術、成本難關

農作物種類繁多、病蟲害情況差異大，如果無法實時傳輸和有效利用數據，會阻礙人工智能技術在智慧農業中的應用。為克服數據和技術難關，一是能通過加大農村地區通信網絡等基礎設施的建設扶持力度，為智能感知設備的數據實時傳輸提供可靠保障，提高數據提取速度和促進農作物平臺信息完善，為人工智能技術應用提供物理條件；二是能通過建立多學科聯合科技攻關試驗平臺，攻克農業傳感器設備環境適應性不足、智能算法適配性差等問題，使人工智能技術滿足農業生產實際需要。

4.2 因地制宜開展試點研究

因地制宜在各區域實施“AI+\"智慧農業試點和示范項目，構建智慧農業數據共享管理平臺，破解數據“孤島\"難題；構建農業生產一體化智能監測平臺，使\"AI+\"機器人服務于農業生產；在農村地區設立科技工作站，實現先進農業科技成果研發與應用的無縫對接；提供“線上 ?⁺ 線下”服務模式，促進智慧農業示范區農戶使用和推廣人工智能技術，不斷提高農民素質、減輕農民勞動負擔、提升農戶使用先進技術的水平；不斷擴展人工智能服務區域，完善科技服務全流程指導，推動智慧農業建設進程。在科技服務中調整優化服務模式，完善農業現代化人才晉升機制，從而吸引更多農業復合型人才扎根農村。

4.3 加速人工智能應用

人工智能技術在農業領域中的應用不只是技術迭代，更是對生產關系的重塑，需要政府、企業、科研機構和農民等主體攜手共進，先試點再推廣，持續推動技術創新、政策完善和社會觀念轉變。政府應加大對AI技術在農業領域中應用的支持力度，制定相關政策，鼓勵企業和科研機構開展農業AI技術研發和創新，加強農業信息化基礎設施建設，提高農村網絡覆蓋率和信號品質。

以農民切實需求為支撐，以減輕農民勞作負擔、減少因惡劣天氣及病蟲害引起的損失為導向，以切實提高農民收入為目標，建立先進技術與服務共享平臺，開展智慧農業與精準種植指導，并在鄉村基礎設施和農機基礎設備配備共享等方面不斷優化，定向幫扶困難群眾實現自動化種植。同時，加強對農民的培訓和教育，通過舉辦培訓班、現場示范等方式來提高農民對AI技術的認知和應用能力，培養一批懂技術、會操作的新型農民。

此外，還應加強產學研合作，加強農業科研機構、高校與企業之間的交流與合作，聯合攻克人工智能技術在農業應用中的關鍵技術難題，推動科技成果的轉化和利用。鼓勵企業開發出更多適合河南省農業生產實際的人工智能產品和服務，降低應用成本，提高產品的實用性和可靠性。

5結束語

人工智能技術賦能智慧農業發展，為農業現代化發展帶來新的機遇和挑戰。在各區域農業示范區開展試點，采取各項措施服務基層，不斷推動傳統農業向智慧農業轉型升級，是實現農業現代化的必由之路。人工智能技術在智慧農業中的應用將會保障國家糧食安全、促進農民增收，為實現鄉村全面振興譜寫新時代農業發展的新篇章。

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Application of Artificial Intelligence Technology in Smart Intelligent Agriculture

KONGTiantian' WANG Jiong2 WANGKe2

1.Schoolof InformationEngineering（SchoolofSoftware），Henan UniversityofAnimalHusbandryandEconomics， Zhengzhou45oo08，China;2.CollegeofEnergyandIntellgentEngineering，HenanUniversityofAnimalHusbandry and Economics，Zhengzhou ，China

Abstract：With the rapid advancement of artificial intelligence （AI） technology and the growing demand foragricultural modernization， \"AI + smart agriculture\" hasbecome a focal point in the agricultural sector. Many regions in China have begun applying AI to the smart agriculture.This article mainly explores the current applications of AI in the smart agriculture，starting with the background of AI adoption in this field.It then examines the practical pathways for AI to empower the development of smart agriculture from three perspectives： \"AI + agricultural scenario software，\" \"AI + agricultural robots，\" and \"AI + technology transfer.\"Finally，and most importantly，it analyzes the effectiveness of pilot studies conducted in a location-specific manner and discusses the prospects and improvement measures for using AI technology to promote the development of the smart agriculture and achieve agricultural modernizationin the future.

Key words：artificial intelligence;smart agriculture;agricultural modernization