信息技術(shù)進(jìn)階迭代數(shù)字化助力精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)邁上新臺階

文/本刊編輯 李冬霞

農(nóng)業(yè)經(jīng)過原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、工業(yè)化農(nóng)業(yè)發(fā)展到今天，面對仍然持續(xù)增加的人口和日益惡劣的生態(tài)環(huán)境，通過增加耕地面積、大量消耗工業(yè)產(chǎn)品（農(nóng)藥、化肥、燃油、電力等）來實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效已經(jīng)不大現(xiàn)實(shí)，唯有改變農(nóng)業(yè)管理模式才是出路。隨著全球定位系統(tǒng)（global navigation satellite system，GNSS）、遙感（remote sensing，RS）、作物栽培模擬模型等技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)革命的成果開始應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)代信息技術(shù)通過計(jì)算機(jī)控制機(jī)器設(shè)備精準(zhǔn)定量地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)操作，通過智能信息技術(shù)和農(nóng)機(jī)的結(jié)合，將傳統(tǒng)的澆水、施肥、除草等操作采用機(jī)械化完成，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)資源的高效利用和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效。這樣的農(nóng)業(yè)管理模式被稱為“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”。2019年，國際精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)學(xué)會（Precision Agriculture Alliance）組織了50位專家，對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（precision agriculture）進(jìn)行了定義：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是一種管理策略，是通過收集、處理和分析時(shí)空數(shù)據(jù)、個(gè)體數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)信息，制定基于變異規(guī)律的管理決策，以提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源利用率、生產(chǎn)力、質(zhì)量、效益和可持續(xù)性。在信息技術(shù)進(jìn)階迭代、數(shù)字化發(fā)展的大背景下，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)無論是在研究領(lǐng)域還是在實(shí)際應(yīng)用中，都發(fā)生了重大變化，本文將基于我國農(nóng)業(yè)基本特點(diǎn)，結(jié)合近年來在相關(guān)領(lǐng)域取得的顯著成就，淺析一下我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)新發(fā)展、新局面。

數(shù)字化大背景下，“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”概念過時(shí)了嗎？

20世紀(jì)世界農(nóng)業(yè)高速發(fā)展，主要依靠的是生物育種技術(shù)的進(jìn)步、擴(kuò)大耕地面積、物料、機(jī)械動力和化學(xué)產(chǎn)品的大量投入，這種高投入的農(nóng)業(yè)引發(fā)了水土流失、生物多樣性損失、生態(tài)環(huán)境惡化等一系列問題。20世紀(jì)80年代初，發(fā)達(dá)國家提出了作物栽培管理定位實(shí)施、按需變量投入的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)思想，通俗的講，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的理念就是需要多少給多少，需要什么給什么。20世紀(jì)80年代末，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)開始實(shí)際應(yīng)用，美國Soil Teq公司于1988年開發(fā)的即時(shí)肥料混合和分配系統(tǒng)可能就是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的第一個(gè)應(yīng)用，該系統(tǒng)利用航空攝影和網(wǎng)格土壤樣本的信息來生成肥料應(yīng)用地圖。1992年，在美國召開的第一次精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)研討會后，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的概念開始走向全球，此后，多國政府和企業(yè)開始投入大量資金，對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)研究。目前，國際上已有多種成熟的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域由傳統(tǒng)大田作物滲透延伸到設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域。

目前，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)已經(jīng)發(fā)展了30多年，隨著信息技術(shù)的進(jìn)階迭代，尤其是隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，新一代信息技術(shù)包含的內(nèi)涵大大拓寬，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)層出不窮，“數(shù)字農(nóng)業(yè)”“智慧農(nóng)業(yè)”等提法的出現(xiàn)使得“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”這個(gè)概念似乎有些過時(shí)，但是，事實(shí)真是如此嗎？答案當(dāng)然是否定的。

數(shù)字技術(shù)只是支撐技術(shù)而已，智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)有其不同的側(cè)重點(diǎn)

對于這幾個(gè)不同概念的區(qū)別，趙春江院士給出了解答：智慧農(nóng)業(yè)強(qiáng)調(diào)的是通過綜合運(yùn)用智能技術(shù)，提高人類對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)綜合管控的能力；數(shù)字農(nóng)業(yè)是通過將農(nóng)業(yè)全要素、全系統(tǒng)、全過程數(shù)字化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科學(xué)決策和數(shù)字化管理；精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)強(qiáng)調(diào)的是基于農(nóng)業(yè)動植物和空間環(huán)境等信息的變化而采取的精細(xì)投入管理?！熬珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)”“數(shù)字農(nóng)業(yè)” “智慧農(nóng)業(yè)”是基于不同技術(shù)發(fā)展階段和不同的側(cè)重點(diǎn)逐步形成的，三者有高度的包容統(tǒng)一性。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)聚焦的是農(nóng)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)的屬性，遵循的是自然規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律，追求的是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源利用率、生產(chǎn)力、質(zhì)量、效益和可持續(xù)性。數(shù)字技術(shù)作為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的支撐技術(shù)，其發(fā)展帶來了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的改變和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展也到了新的階段。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)仍是解決糧食安全問題和生態(tài)環(huán)境問題的重要途徑

21世紀(jì)，全球人口的增加和全球變暖是人類面臨的2大重點(diǎn)問題：一是預(yù)計(jì)到2050年，全球人口將增加到90億，糧食要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加70%，才能滿足人口需求。人口增加的同時(shí)，全球農(nóng)業(yè)勞動力人口卻在減少，根據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1991—2018年，全球農(nóng)業(yè)勞動力逐年下降，到2018年農(nóng)業(yè)勞動人口占全部勞動力的比例已經(jīng)降到28.26%，而中國的這一趨勢，下降的最為明顯，從60.0%下降到26.1%；二是全球變暖已經(jīng)是共識，各國在積極尋求解決的方案，中國政府提出了“雙碳”政策，要在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和?？茖W(xué)家研究表明，全球變暖導(dǎo)致敏感作物（水稻、玉米、大豆、春小麥）減產(chǎn)20%～40%。因此，如何提升農(nóng)業(yè)投入品利用率、提高單位面積產(chǎn)量的同時(shí)，保持土壤肥力、解決農(nóng)業(yè)缺水、減少病蟲害影響、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)，仍是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)面臨和需要解決的主要問題。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)本身就是通過監(jiān)測農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育過程中各種相關(guān)因子隨時(shí)間和空間的動態(tài)變化，以及農(nóng)業(yè)生物本身生長發(fā)育的狀態(tài)來優(yōu)化遺傳、環(huán)境及管理措施之間的互作，最大限度地提升土地產(chǎn)出率、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率、資源利用率的，由此看來，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是解決上述問題的重要途徑。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)潛能大，仍是當(dāng)今農(nóng)業(yè)研究應(yīng)用熱點(diǎn)

根據(jù)Goldman Sachs Global Investment Reaserch的研究表明，未來精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的潛在市值達(dá)到2 400億規(guī)模的水平，主要集中在精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)種植、精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)施藥等方面。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院做了2008—2018年基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)的智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)表明，“Precision agriculture”仍是熱點(diǎn)關(guān)鍵詞。因此，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)仍是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢及研究熱點(diǎn)。

數(shù)字技術(shù)支撐下的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)新發(fā)展

根據(jù)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生背景和內(nèi)涵分析，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是伴隨著信息技術(shù)進(jìn)步而產(chǎn)生的，核心就是數(shù)據(jù)的感知、決策及應(yīng)用。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)涉及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、遙感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的發(fā)展，將進(jìn)一步帶領(lǐng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展邁上新臺階。

數(shù)據(jù)感知層——新一代導(dǎo)航系統(tǒng)、遙感、傳感器提供精準(zhǔn)感知

◎ 新一代北斗系統(tǒng)助力農(nóng)機(jī)自動駕駛及農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管

我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是繼美國GPS衛(wèi)星系統(tǒng)和俄羅斯的格洛納斯-M導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)后的全球第3套成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施對全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的精確性有較高的要求，比如對某些作物的田間投入需要精確到每株植物上，甚至是精確到葉片，北斗系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動態(tài)差分法（RTK）技術(shù)能提供實(shí)時(shí)厘米級的定位精度，這為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。目前我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)主要包括農(nóng)機(jī)自動駕駛以及農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管等，通過北斗雙天線定向定位和差分技術(shù)，在車輛的行駛過程中，可以實(shí)時(shí)地提供車輛的位置信息和方向信息等，通過分析這些信息從而實(shí)現(xiàn)控制車輛自動駕駛的目的；北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還能根據(jù)土壤圖像，結(jié)合圖像處理技術(shù)，分析土壤的物理指標(biāo)和化學(xué)成分，為農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供科學(xué)的耕種方案，包括農(nóng)作物的選取，土壤的施肥、旋耕、起壟等環(huán)節(jié)，以及種子所需的水分和肥料的具體數(shù)量；北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還能結(jié)合氣象監(jiān)測系統(tǒng)，為農(nóng)作物的耕—種—管—收各個(gè)環(huán)節(jié)提供最優(yōu)的時(shí)間參考，同時(shí)進(jìn)行農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管。隨著北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的開通，未來定會為農(nóng)業(yè)提供更加精確、智能的服務(wù)。

◎ 輕小型無人機(jī)遙感彌補(bǔ)衛(wèi)星遙感、地面遙感缺陷

現(xiàn)有的衛(wèi)星和地面遙感技術(shù)提高了農(nóng)情信息獲取效率，但衛(wèi)星遙感技術(shù)存在重訪周期長、較易受天氣影響、難以獲得高質(zhì)量影像等缺點(diǎn)；地面遙感技術(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、能監(jiān)測的范圍小、干擾因素多、難以快速獲取作物信息。近幾年快速發(fā)展并應(yīng)用的輕小型無人機(jī)遙感系統(tǒng)具有體積小、質(zhì)量輕、成本低、操作簡便等一系列優(yōu)勢，且受天氣、云層覆蓋限制小，飛行高度及飛行時(shí)間靈活，能獲取中小尺度范圍內(nèi)的高時(shí)空分辨率的影像數(shù)據(jù)，有效地彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感和地面遙感的缺陷，滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理的需求。因此，要在保持地面遙感和衛(wèi)星遙感的優(yōu)勢下，大力發(fā)展無人機(jī)遙感。目前，輕小型無人機(jī)遙感在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在農(nóng)作物識別與精細(xì)分類、農(nóng)作物長勢動態(tài)監(jiān)測、田塊尺度的估產(chǎn)、病蟲害監(jiān)測等方面。輕小型無人機(jī)遙感技術(shù)作為調(diào)查及監(jiān)測的有力工具，能及時(shí)獲取精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中所需的各種數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程向信息化、智能化、精準(zhǔn)化方向的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，輕小型無人機(jī)將會被越來越廣泛及深入地應(yīng)用到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，不僅僅局限于農(nóng)情監(jiān)測方面，在其他農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，如農(nóng)場管理規(guī)劃、農(nóng)業(yè)設(shè)施管理也能發(fā)揮極大作用。

◎ 化學(xué)、生物傳感器讓信息感知更精準(zhǔn)、智能

作為信息化時(shí)代感知層的關(guān)鍵技術(shù)，傳感器在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍十分廣闊，主要包括土壤系統(tǒng)監(jiān)測、微氣象動態(tài)監(jiān)控、作物日常生長特征采集等方面。近年來，隨著農(nóng)業(yè)傳感器新原理、新技術(shù)、新材料和新工藝不斷突破，已由簡單的物理量傳感走向化學(xué)、生物信息的快速感知，納米等新材料技術(shù)的發(fā)展使得傳感器向著微型化、智能化、多樣化的趨勢發(fā)展，運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)涉及納米材料修飾技術(shù)、多傳感器微波遙感技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、碳糊電極技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、熱紅外光譜技術(shù)和無人機(jī)搭載技術(shù)等。趙春江院士強(qiáng)調(diào)，未來5～10年，研發(fā)準(zhǔn)確、精密、便攜的傳感器和生物傳感器將是各國農(nóng)業(yè)傳感器創(chuàng)新發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。這類傳感器不僅可以實(shí)現(xiàn)一次連續(xù)監(jiān)測多個(gè)環(huán)境和動植物生命信息的特征參數(shù)，也可以對環(huán)境、生物及非生物脅迫等進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，具備在植物和動物發(fā)病之前檢測疾病的能力，有助于實(shí)現(xiàn)各種食品和農(nóng)業(yè)學(xué)科相關(guān)指標(biāo)的快速檢測和監(jiān)測。因此，隨著傳感器新技術(shù)、新材料和新工藝的不斷突破，將進(jìn)一步助力精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在數(shù)據(jù)感知層面的發(fā)展。

數(shù)據(jù)決策層——物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算、大數(shù)據(jù)+人工智能提供精準(zhǔn)決策

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是信息密集型的，如何對采集到的信息進(jìn)行傳輸、匯總、分析和決策，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近幾年，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及人工智能等技術(shù)的大力發(fā)展，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中數(shù)據(jù)處理能力得到大幅提升。

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的獲得目前仍然主要依賴于農(nóng)業(yè)傳感器，但其只有數(shù)據(jù)收集能力，不具備智能數(shù)據(jù)處理的能力，因此需要通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將獲取到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端進(jìn)行處理。目前，常用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是NB-IOT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)），NB-IOT技術(shù)和傳感器結(jié)合，將采集到的土壤pH值、降水量、空氣溫濕度、土壤濕度、土壤鹽分、農(nóng)作物生長指標(biāo)等數(shù)據(jù)連接到附近的NB-IOT基站，基站把數(shù)據(jù)連接到運(yùn)營商的NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)平臺，前端應(yīng)用可通過物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取數(shù)據(jù)，只要NB-IOT基站信號覆蓋到位，便可輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)躍上一個(gè)大臺階。

當(dāng)大田種植監(jiān)測點(diǎn)足夠多時(shí)，通過物聯(lián)網(wǎng)能獲取到大量的農(nóng)情數(shù)據(jù)，如何對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行排序、存儲、清洗、處理，便是云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用中需要解決的問題。對于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中獲取的大量信息和數(shù)據(jù)，人工智能（AI）可以優(yōu)化管理決策。人工智能技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用是建立在經(jīng)大數(shù)據(jù)技術(shù)處理后的農(nóng)情數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)要為農(nóng)戶提供智能決策分析，而農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是以知識庫、海量數(shù)據(jù)以及推理判斷程序?yàn)楹诵?，運(yùn)用人工智能知識工程的知識表示、推理、知識獲取等技術(shù)，總結(jié)和匯集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的知識和技術(shù)，將農(nóng)業(yè)專家長期積累的大量寶貴經(jīng)驗(yàn)通過人工智能技術(shù)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)來對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析推理，最后得到?jīng)Q策支持。2022年美國農(nóng)學(xué)、作物、土壤三大學(xué)會的年會上，“機(jī)器學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用”專題受到了廣泛關(guān)注，這進(jìn)一步彰顯出AI在農(nóng)業(yè)未來發(fā)展中大有可為。

數(shù)據(jù)應(yīng)用層——智能化裝備提供精準(zhǔn)操作

◎ 精準(zhǔn)平地

土地平整可以節(jié)省灌溉時(shí)間和灌溉成本，大幅提升肥水利用效率，對于提升作物產(chǎn)量及提高種植效益具有重要的意義。精準(zhǔn)平地技術(shù)主要是激光精準(zhǔn)平地技術(shù)和GNSS精準(zhǔn)平地技術(shù)。激光平地技術(shù)適用于較小規(guī)模、地表起伏不太大的農(nóng)田土地平整，且易受強(qiáng)光、大風(fēng)等天氣條件的影響，作業(yè)范圍較小。區(qū)別于國外的大規(guī)模種植，我國農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)出小農(nóng)戶、小地塊的特點(diǎn)，所以，需要有針對性地研發(fā)適合我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的激光平地機(jī)，我國研發(fā)的1PJ系列激光平地機(jī)，作業(yè)寬度1～4 m，可適用于不同大小地塊，其中1PJ-1000作業(yè)寬度為1 m，可用于設(shè)施農(nóng)業(yè)土地平整。

相較于激光平地，GNSS精準(zhǔn)平地技術(shù)可以連續(xù)作業(yè)，不受惡劣環(huán)境影響，可適應(yīng)多種復(fù)雜地形，高程范圍無約束，可提前測量地形，為平地作業(yè)規(guī)劃路徑，有較大的適用范圍。國外GNSS精準(zhǔn)平地設(shè)備生產(chǎn)商主要是美國天寶公司和瑞士徠卡公司，其生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平代表了當(dāng)前國際GNSS控制平地技術(shù)的最高水平，在平整農(nóng)田土地的同時(shí)還可以結(jié)合應(yīng)用一些其他外延設(shè)備，如地形測量、路徑規(guī)劃、高程反饋、噴藥、施肥等，將農(nóng)業(yè)信息化和智能化提升到一個(gè)較高的水平，在一些大型農(nóng)場中推廣應(yīng)用并取得了良好效果。GNSS精準(zhǔn)平地技術(shù)應(yīng)用后，可節(jié)約30%灌溉水，提升肥料利用率5%～10%。由于我國GNSS精準(zhǔn)平地起步較慢，其整體技術(shù)水平落后于國外發(fā)達(dá)國家，但是隨著我國北斗系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善、GNSS定位精度的提高以及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建設(shè)，適用于我國的GNSS精準(zhǔn)平地技術(shù)勢必會得到廣泛推廣應(yīng)用。

◎ 精準(zhǔn)種植

長期以來，農(nóng)作物播種環(huán)節(jié)存在的主要問題就是用種量大和浪費(fèi)嚴(yán)重。精準(zhǔn)播種就強(qiáng)調(diào)要將種子按照精確的粒數(shù)、播深、間距播入土中，同時(shí)，保證每穴種子數(shù)相同、一籽一苗。播種機(jī)械所面對的播種方式、作物種類繁多，這就要求播種機(jī)械具有較強(qiáng)的適用性。智能種植機(jī)械能夠根據(jù)不同作物生長特性、土壤特性和種植時(shí)的氣候情況實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)播種和移栽，包括開溝寬度和深度，同步施肥方式，行距、株距，播種量和覆土深度等。例如新疆地區(qū)根據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)棉花播種，從播種到滴灌帶，到覆膜到覆土，一次合成，提升了工作質(zhì)量和工作效率，航向誤差可以控制在2.5 cm以內(nèi)。如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)播種，排種器研究是關(guān)鍵。常用的排種器有機(jī)械式和氣力式2大類，目前，我國這2類排種器的研究與國外的先進(jìn)水平不斷縮小，部分已達(dá)到國際先進(jìn)水平，如勺輪式、指夾式和氣力式玉米精量排種器基本上與國外處于“并跑”水平。氣力式排種器對種子的大小、形狀要求不嚴(yán)格，適合形狀不規(guī)則的種子，可以實(shí)現(xiàn)高速播種，播種精度高，株距均勻，廣泛應(yīng)用于各種智能播種機(jī)中。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅希文院士團(tuán)隊(duì)研究的“三同步”水稻精量直播技術(shù)在直播機(jī)作業(yè)時(shí)，先在田面開出蓄水溝，并同時(shí)在兩條蓄水溝的壟面上開出播種溝，排種器以穴播方式將稻種均勻地播在播種溝中，實(shí)現(xiàn)了行距可選、穴距可調(diào)和播量可控，該項(xiàng)技術(shù)已在全國26個(gè)?。ㄊ校┖蛧?個(gè)國家得到推廣應(yīng)用，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

精準(zhǔn)種植除了要精準(zhǔn)播種外，對于蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物，還包括精準(zhǔn)移栽。雖然國內(nèi)現(xiàn)階段移栽機(jī)械基本以純機(jī)械結(jié)構(gòu)和半自動化為主，但作業(yè)需要大量人力，作業(yè)效率較低、工作質(zhì)量不穩(wěn)定，與實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化還有一段距離。近年我國作物移栽技術(shù)研究取得重大進(jìn)展，研究的智能化無人移栽機(jī)以起壟軌跡為底數(shù)，嚴(yán)格對齊壟線路徑，不壓壟，保證移栽質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化程度；機(jī)械手自動取苗、分苗、投苗，實(shí)現(xiàn)了全自動的蔬菜無人移栽作業(yè)；研發(fā)的漏苗率監(jiān)測、苗壟對行等技術(shù)，可以動態(tài)調(diào)整機(jī)器作業(yè)行進(jìn)速度，提高無人化作業(yè)的機(jī)具動態(tài)適配與協(xié)同作業(yè)控制，降低漏苗率；采用機(jī)器視覺等技術(shù)進(jìn)行漏苗、重栽、裸根等移栽質(zhì)量的數(shù)字化評估，同時(shí)匹配人工投苗、漏苗數(shù)據(jù)，綜合確定改進(jìn)方案，提高了“農(nóng)機(jī)—農(nóng)藝—人員”的適配度。

◎ 精準(zhǔn)灌溉

我國水資源較為緊缺，農(nóng)業(yè)灌溉占水資源利用的60%，但是全國灌溉水平均有效利用系數(shù)低于0.5；因此，提升農(nóng)業(yè)灌溉效率非常關(guān)鍵。要真正實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用，僅憑單項(xiàng)的節(jié)水灌溉技術(shù)是不能解決的，必須將水資源開發(fā)、輸配水、灌水技術(shù)和降雨、蒸發(fā)、土壤墑情和農(nóng)作物需肥需水規(guī)律等方面統(tǒng)一考慮，做到降雨、灌溉水、土壤水分聯(lián)合調(diào)用，實(shí)現(xiàn)按期、按需、按量供水。精準(zhǔn)灌溉主要以土壤水分、作物含水量、大氣含水量為基準(zhǔn)來確定灌溉時(shí)間及灌溉量。通過在土壤中設(shè)置傳感器，精確獲取土壤中的含水量，根據(jù)作物不同生長期的需水規(guī)律，進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉，可實(shí)現(xiàn)水、肥、藥一體化灌溉。

實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)灌溉的設(shè)施設(shè)備按照灌水的出流方式分為滴灌、滲灌、微噴灌和脈沖灌溉，都是在植物株行距之間安裝管道系統(tǒng)，通過灌水器以緩慢而精準(zhǔn)的流量，向植物的根部直接供水及養(yǎng)料。新的農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)灌溉技術(shù)就是在此基礎(chǔ)上，數(shù)字化管理平臺根據(jù)傳感器采集的土壤特性及作物生長信息實(shí)時(shí)跟蹤農(nóng)田狀況，結(jié)合嵌入的作物模型決定灌溉時(shí)間和灌溉量，用精量的灌溉設(shè)施及技術(shù)實(shí)現(xiàn)全自動化控制。華源節(jié)水公司學(xué)習(xí)以色列先進(jìn)的滴灌、噴灌技術(shù)，生產(chǎn)的卷盤式噴灌機(jī)、智能水肥噴灌系統(tǒng)已投入使用。朱梅等以節(jié)水灌溉技術(shù)與自動化技術(shù)融合為主線，設(shè)計(jì)研發(fā)了集高效節(jié)水、精準(zhǔn)控制、自動灌溉及土壤墑情監(jiān)測功能于一體的智能灌溉機(jī)，大大簡化了節(jié)水灌溉系統(tǒng)首部設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝，方便操作，實(shí)現(xiàn)了水、肥精量控制。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所成功研發(fā)現(xiàn)代信息感知變量精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)，該系統(tǒng)將無人機(jī)光譜多源感知技術(shù)、田間精準(zhǔn)灌溉控制平臺和變量精準(zhǔn)噴灑系統(tǒng)結(jié)合，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、遙感、人工智能、云計(jì)算、自動化等技術(shù)，可以判斷每塊農(nóng)田水分和氮素需求，解譯不同作物生長過程中的生理生態(tài)、干旱、營養(yǎng)等情況，實(shí)施最佳的灌溉和施肥方案，實(shí)現(xiàn)了大田精準(zhǔn)灌溉信息空間分布特征精準(zhǔn)提取，比傳統(tǒng)的基于田間物聯(lián)網(wǎng)傳感器和氣象蒸散發(fā)灌溉點(diǎn)決策提高了20%作物灌溉水分生產(chǎn)力。

◎ 精準(zhǔn)施肥

國外提出了5R（right source，right pattern，right rate，right time，right place）精準(zhǔn)施肥原則——正確肥料用量、正確施肥模式、正確肥料品種、正確施肥時(shí)間、正確施肥位置，強(qiáng)調(diào)要以不同田塊的產(chǎn)量數(shù)據(jù)與土壤情況、病蟲草害、氣候等多項(xiàng)數(shù)據(jù)的綜合分析為依據(jù)，進(jìn)行高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保為目的的施肥。精準(zhǔn)施肥能夠大大提高肥料的利用率，降低成本，據(jù)測算，精準(zhǔn)施肥對農(nóng)作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率為40%～60%。要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥，需要獲得作物營養(yǎng)數(shù)據(jù)和土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成后，將數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析，形成施肥處方，結(jié)合全球定位系統(tǒng)對施肥機(jī)的施撒量進(jìn)行定位調(diào)控。作物營養(yǎng)數(shù)據(jù)采集可通過遙感技術(shù)與地面分析相結(jié)合；目前，田間實(shí)時(shí)在線測量土壤中氮磷鉀的技術(shù)尚未取得實(shí)質(zhì)性突破，主要是利用衛(wèi)星定位信息田間取土并在實(shí)驗(yàn)室分析獲得土壤中的養(yǎng)分分布圖，根據(jù)養(yǎng)分處方圖，采用智能施肥機(jī)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥，也叫“測土配方施肥”。

近些年來，國內(nèi)精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)發(fā)展迅速，在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，開展了許多建立精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)體系的嘗試，在施肥機(jī)方面，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制了精量播種施肥機(jī)（可實(shí)現(xiàn)施肥過程中的漏播、堵塞聲光報(bào)警檢測，完成播種施肥復(fù)合作業(yè)）、北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心研制了1G—VRT1旋耕變量施肥機(jī)等。在變量施肥處方圖生成技術(shù)方面，變量施肥處方圖生成技術(shù)包括土壤養(yǎng)分檢測、遙感技術(shù)和在線監(jiān)測技術(shù)等，近紅外光譜分析法具有低成本、高密度、高精度、實(shí)時(shí)性、便利高效等優(yōu)點(diǎn)，在土壤養(yǎng)分分析領(lǐng)域具有巨大的潛力，但是其只適合進(jìn)行小規(guī)模、精準(zhǔn)的采樣測量，無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大規(guī)模測量、快速性、高效性、實(shí)時(shí)性的要求，遙感技術(shù)的發(fā)展彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷。在變量施肥控制系統(tǒng)方面，國外已經(jīng)形成較為成熟的變量施肥控制方法、技術(shù)體系和通用性產(chǎn)品，并且已有了在線式變量施肥系統(tǒng)，如美國約翰迪爾公司生產(chǎn)的變量施肥機(jī)、凱斯公司生產(chǎn)的Flexisoil變量施肥播種機(jī)，我國變量施肥控制系統(tǒng)根據(jù)控制器類型及控制方案、肥料性質(zhì)、肥料排肥驅(qū)動機(jī)構(gòu)、排肥效果、多肥料元素變量控制等因素組合形成了許多種變量施肥控制系統(tǒng)，側(cè)重于變量施肥控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、多變量施肥控制技術(shù)、變量施肥控制方案優(yōu)化、變量施液態(tài)肥等方面的研究。

◎ 精準(zhǔn)施藥

精準(zhǔn)施藥技術(shù)是通過傳感探測技術(shù)獲取噴霧靶標(biāo)即農(nóng)作物與病蟲草害的信息，利用計(jì)算決策系統(tǒng)制定精準(zhǔn)噴霧策略，驅(qū)動變量執(zhí)行系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、非均一、非連續(xù)的精準(zhǔn)噴霧作業(yè)，最終實(shí)現(xiàn)按需施藥。目前研究主要集中在：（1）在靶標(biāo)探測方面，有激光雷達(dá)探測、農(nóng)作物RGB圖像重建高光譜圖像、自動對靶噴霧系統(tǒng)等方面的研究，進(jìn)一步提升了雜草、病蟲害識別的精準(zhǔn)性且降低了成本；（2）在噴霧控制系統(tǒng)方面，開展了噴霧機(jī)恒壓變量控制、PWM間歇噴霧式變量噴施系統(tǒng)等方面的研究，提升了施藥機(jī)械的變量控制能力；（3）隨著智能化的發(fā)展，施藥機(jī)器人也隨之上線，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)藥械與施藥技術(shù)研究中心自主設(shè)計(jì)與研發(fā)的一款果園自主導(dǎo)航噴霧機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)果園噴霧作業(yè)無人精準(zhǔn)噴霧。

我國農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)施藥主要是以地面機(jī)械施藥為主體，以航空施藥為補(bǔ)充的施藥體系。近幾年，隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)的發(fā)展，航空施藥取得了顯著成效。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年，我國植保無人機(jī)社會保有量10萬多臺，無人機(jī)植保作業(yè)面積超過0.67億hm，田塊邊界自動識別、作物路徑自動規(guī)劃、高效低污染施藥、多機(jī)協(xié)同作業(yè)等先進(jìn)技術(shù)等得到了廣泛應(yīng)用。在2022年召開的“中美雙邊精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)高端論壇暨中國（濰坊）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高端論壇”上，蘭玉彬院士介紹：植保無人機(jī)自2015年以來發(fā)展巨大，目前已經(jīng)進(jìn)入自動化/智能化時(shí)代，可以實(shí)現(xiàn)厘米級定位、自動規(guī)劃航線、全自主飛行、仿地飛行、避障等功能。隨著植保機(jī)械性能的不斷改善，智能化水平的不斷提升，我國的精準(zhǔn)施藥裝備在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系里將發(fā)揮越來越重要的作用。

◎ 精準(zhǔn)收獲

對精準(zhǔn)收獲的基本要求是根據(jù)作物成熟度適時(shí)收獲，根據(jù)作物長勢和產(chǎn)量自動調(diào)節(jié)收獲機(jī)前進(jìn)速度、割臺高度、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速和清選等工作參數(shù)，對各部件工作狀況實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、顯示和報(bào)警。朱玉祥從提高作物收獲機(jī)的智能通信水平，將精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信理念植入當(dāng)前作物收獲機(jī)的控制優(yōu)化中，建立智能作物收獲機(jī)精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信模型，實(shí)現(xiàn)了作物收獲機(jī)通信系統(tǒng)的精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)控制與數(shù)據(jù)傳輸；我國濰柴雷沃公司、中國一拖集團(tuán)有限公司和沃得農(nóng)機(jī)公司等一些農(nóng)機(jī)企業(yè)生產(chǎn)的收獲機(jī)已開始安裝谷物產(chǎn)量、含水率、流量、損失率和含雜率傳感器，實(shí)現(xiàn)了作物長勢精準(zhǔn)檢測及篩選水平；中聯(lián)重機(jī)的AS60型甘蔗收獲機(jī)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星定位和自動導(dǎo)航等功能，實(shí)現(xiàn)了收獲精準(zhǔn)定位。

相對于大田作物的收獲，蔬菜、水果等精準(zhǔn)采收對機(jī)械的精準(zhǔn)識別、智能定位、柔性操控等均有更高的要求。國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)編組協(xié)同智能化無人甘藍(lán)采收作業(yè)，綜合利用北斗導(dǎo)航、環(huán)境感知、多傳感器融合等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了甘藍(lán)精準(zhǔn)無人化采收。Wang等設(shè)計(jì)了一種具有4軸獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、五自由度收割系統(tǒng)以及雙目立體視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的溫室番茄收割機(jī)器人，其識別成功率高達(dá)99.3%，采摘成功率為86%，且每個(gè)番茄采摘時(shí)間僅需15 s。目前精準(zhǔn)采摘機(jī)械的主要應(yīng)用目標(biāo)為甘藍(lán)、番茄、茄子等，這類果實(shí)體積小、顏色鮮艷、生長位置適合機(jī)械化采摘，識別起來相對比較容易；對于西瓜、甜瓜等果實(shí)，由于其具有體積較大、成熟度難以區(qū)分、果實(shí)顏色與葉片接近等特點(diǎn)，對識別和采摘造成了很大困難，相關(guān)的研究較少；另外，對于土豆一類果實(shí)生長在地下的作物，精準(zhǔn)識別和采收也比較困難。

與發(fā)達(dá)國家相比，我國的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展存在哪些掣肘？

我國的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)從20世紀(jì)90年代起步。1999年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)提出實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，到2013年，這里已經(jīng)基本形成了比較完善的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，在棉花大面積生產(chǎn)中應(yīng)用，已取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)從2000年開始進(jìn)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備的研究，2001年成立精準(zhǔn)技術(shù)研究中心，2004年配套成立了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備實(shí)驗(yàn)室，為黑龍江農(nóng)墾區(qū)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)、設(shè)備支持。2000年，國家計(jì)委和北京市政府共同投資在北京進(jìn)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范區(qū)建設(shè)，是我國實(shí)施的第一個(gè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目。同年，中國科學(xué)院開啟了“精準(zhǔn)種植研究”，開始研究我國自主知識產(chǎn)權(quán)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備。2002年，國家科技部批準(zhǔn)在北京市農(nóng)林科學(xué)院成立了“國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心”，促進(jìn)信息技術(shù)向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用轉(zhuǎn)移。2003年，北京小湯山國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范基地成立。到目前為止，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在我國已經(jīng)發(fā)展了近30年，雖然已經(jīng)取得了顯著的成效，但仍存在著不少發(fā)展的掣肘因素，較發(fā)達(dá)國家仍有一定差距。

小農(nóng)戶與規(guī)模化生產(chǎn)存在矛盾

美國的農(nóng)場規(guī)模較大，60%～70%的農(nóng)場采用了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。相較于國外，我國農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)“小農(nóng)戶、小規(guī)模、小地塊”的特點(diǎn)，這與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的規(guī)?；厔荼憩F(xiàn)出了較大的矛盾。目前主要是通過土地流轉(zhuǎn)和土地代管的方式來促進(jìn)土地規(guī)?；泄芾?；但是，小農(nóng)戶小地塊仍是客觀現(xiàn)實(shí)，國外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)形成的商業(yè)化技術(shù)產(chǎn)品主要是針對大規(guī)模農(nóng)場使用的，不適用于我國，我國需要進(jìn)一步對適用于小農(nóng)戶的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新研究，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備來應(yīng)用于實(shí)際。

關(guān)鍵技術(shù)瓶頸有待突破

目前，我國的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在信息獲取、智能決策和應(yīng)用實(shí)施環(huán)節(jié)都存在著技術(shù)約束。例如在土壤信息獲取方面，土壤原位測定技術(shù)相關(guān)方面的研究還較欠缺，不能對土壤中營養(yǎng)元素實(shí)現(xiàn)無損快速識別；在智能決策方面，農(nóng)作物在不同生長發(fā)育階段與土壤、氣象、管理措施的定量關(guān)系還未形成足夠的理論數(shù)據(jù)；在應(yīng)用層面，存在小規(guī)模地塊和復(fù)雜地形下農(nóng)業(yè)智能裝備的推廣應(yīng)用。特別是在高精度農(nóng)業(yè)機(jī)械精密控制系統(tǒng)產(chǎn)品方面，長期依賴進(jìn)口，嚴(yán)重制約了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

不同地區(qū)應(yīng)用模式差異大

美國的農(nóng)業(yè)專業(yè)化程度很高，形成了著名的生產(chǎn)帶，如玉米帶、小麥帶、棉花帶等。相比較而言，我國地理環(huán)境復(fù)雜，農(nóng)田散落在平原、丘陵、山區(qū)和半山區(qū)等各種地形上，田塊不集中且高低不平，極大地限制了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備的應(yīng)用和使用；同時(shí)，各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，農(nóng)業(yè)個(gè)性化需求較突出，單一的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用模式很難滿足實(shí)際的農(nóng)業(yè)需求。

未來

未來，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的主要目標(biāo)集中于作物生產(chǎn)環(huán)境，生長狀態(tài)和生產(chǎn)過程中相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、高效、精確采集與處理，天空地一體化準(zhǔn)確感知、精準(zhǔn)智能裝備，作物精細(xì)生產(chǎn)知識體系高效聯(lián)通與融合等方面，來進(jìn)一步提升資源利用率及勞動生產(chǎn)率。

在技術(shù)層面，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)強(qiáng)調(diào)農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)、信息這3個(gè)方面的融合發(fā)展。在農(nóng)藝方面，要實(shí)現(xiàn)品種及種植模式的標(biāo)準(zhǔn)化與宜機(jī)化，才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)的精準(zhǔn)作業(yè)。在農(nóng)機(jī)方面，發(fā)展農(nóng)業(yè)智能裝備的研究將不再是單一的裝備研究，而是逐漸集中在整個(gè)農(nóng)作系統(tǒng)智能化水平的研究上。在信息處理方面，土壤傳感技術(shù)、作物感知技術(shù)、作物表型技術(shù)、作物病蟲害技術(shù)這些信息感知關(guān)鍵技術(shù)將隨著農(nóng)業(yè)傳感器及無人機(jī)遙感等限制技術(shù)的突破獲得進(jìn)一步發(fā)展；隨著AI、大數(shù)據(jù)等在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，可以解決科學(xué)決策，實(shí)現(xiàn)多因素協(xié)同、智能應(yīng)對與控制、機(jī)器代替人工等目標(biāo)；5G技術(shù)的成熟意味著信息傳輸速率的大幅提升與移動數(shù)據(jù)及終端各方面性能的全面強(qiáng)化，有助于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的農(nóng)情監(jiān)測與精準(zhǔn)化控制的技術(shù)要求，這些都將讓精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展邁上新臺階。

在服務(wù)層面，企業(yè)將基于大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”服務(wù)模式，由提供產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┱w解決方案，從銷售產(chǎn)品轉(zhuǎn)為提供服務(wù)，例如面向農(nóng)戶、村、鄉(xiāng)和縣提供精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)專業(yè)化信息服務(wù)模式，根據(jù)用戶實(shí)際生產(chǎn)需要，提供適合當(dāng)?shù)貤l件的“套餐式”技術(shù)組合應(yīng)用模式；面向規(guī)?；r(nóng)場、企業(yè)，提供從信息獲取、處方?jīng)Q策到精準(zhǔn)變量作業(yè)全過程服務(wù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)集成應(yīng)用模式等。

在產(chǎn)業(yè)層面，依托數(shù)字化技術(shù)，能夠打通生產(chǎn)決策、田間管理、加工分選、精準(zhǔn)營銷等全產(chǎn)業(yè)鏈條，在生產(chǎn)端，通過精準(zhǔn)農(nóng)情監(jiān)測、傳感和數(shù)據(jù)分析等智能手段，輔助進(jìn)行科學(xué)決策，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)投入品精準(zhǔn)投放、生產(chǎn)過程精準(zhǔn)控制、農(nóng)產(chǎn)品全程可追溯和全環(huán)節(jié)精準(zhǔn)化管理；在產(chǎn)銷對接端，通過數(shù)字平臺的建設(shè)，市場信息透明化和公開化，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對接。另外，對于不同產(chǎn)業(yè)，需要有針對性的開展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)研究，如設(shè)施園藝，對于環(huán)境可控要求較高，需要加速研發(fā)專用傳感器和基于作物—環(huán)境的控制模型；對于露地農(nóng)業(yè)，環(huán)境可控性差，要通過組織化經(jīng)營和規(guī)?；a(chǎn)來提高精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)理念“需要多少給多少，需要什么給什么”，無論是從技術(shù)、服務(wù)還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，這個(gè)理念都將始終貫徹，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效、農(nóng)民增產(chǎn)增收。