設(shè)施農(nóng)業(yè)是保障國家糧食安全與農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)定供給的重要支撐，在“大食物觀”背景下意義重大。我國設(shè)施園藝面積達(dá)280萬公頃，居世界首位，設(shè)施蔬菜年產(chǎn)量2.65億噸，占蔬菜總產(chǎn)量的1/3。然而，行業(yè)面臨多重挑戰(zhàn)：農(nóng)業(yè)就業(yè)人口急劇下滑，用工成本攀升；單位面積生產(chǎn)效率僅為國際先進(jìn)水平的1/2-1/3，產(chǎn)量僅為1/3-1/4；水肥藥能源利用率不足，生態(tài)環(huán)境壓力加劇；規(guī)?；r(nóng)場管控需求迫切，智慧化成為必然趨勢。
國外設(shè)施農(nóng)業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)化、信息化到智能化的升級，但與我國技術(shù)模式相差較大，存在“水土不服”問題。以荷蘭為例，其玻璃溫室建設(shè)成本高達(dá)2000-2300元/平方米，運(yùn)行成本150元/平方米，雖產(chǎn)量達(dá)83千克/平方米，但高成本難以適應(yīng)我國多元化的種植場景。我國設(shè)施類型多樣，涵蓋塑料大棚、日光溫室、連棟溫室，種植品種豐富，且南北晝夜溫差差異顯著（如荷蘭溫差約20℃，我國部分地區(qū)超50℃），導(dǎo)致國外技術(shù)難以直接套用，本土化創(chuàng)新迫在眉睫。
二、國內(nèi)設(shè)施園藝智能管控技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，必須突破三大難點(diǎn)
（一）技術(shù)難點(diǎn)：國產(chǎn)化裝備性能提升
國外的傳感器、控制器等裝備性能穩(wěn)定但價(jià)格高昂（如溫濕度傳感器成本達(dá)數(shù)千元），而國產(chǎn)設(shè)備雖成本低，但精度、穩(wěn)定性不足。以二氧化碳傳感器為例，在高濕環(huán)境下，國產(chǎn)設(shè)備容易飽和失效，而進(jìn)口高端產(chǎn)品成本接近4000元，這在很大程度上制約了其普及。因此，我們需要突破傳感器抗干擾、長壽命、高精度技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代。
（二）科學(xué)難點(diǎn)：作物生長模型構(gòu)建
農(nóng)業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的生命系統(tǒng)，具有非線性、強(qiáng)互耦性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的線性模型難以適用。目前，農(nóng)業(yè)模型研究面臨人才短缺的問題，導(dǎo)致栽培模型的研究進(jìn)展緩慢。未來，我們需要通過人工智能與農(nóng)學(xué)專家的結(jié)合，構(gòu)建更精準(zhǔn)的調(diào)控模型。
（三）工程難點(diǎn)：場景化解決方案開發(fā)
農(nóng)業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的生命系統(tǒng)，具有非線性、強(qiáng)互耦性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的線性模型難以適用。目前，農(nóng)業(yè)模型研究面臨人才短缺的問題，導(dǎo)致栽培模型的研究進(jìn)展緩慢。未來，我們需要通過人工智能與農(nóng)學(xué)專家的結(jié)合，構(gòu)建更精準(zhǔn)的調(diào)控模型。
三、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用
（一）智能感知技術(shù)：
傳感器是智慧農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，但當(dāng)前設(shè)施內(nèi)的傳感器在穩(wěn)定性、可靠性方面仍有不足。未來傳感器需向智能化方向發(fā)展，不僅要能提供數(shù)據(jù)，還要能解讀數(shù)據(jù)的含義，例如直接判斷作物是否缺水、環(huán)境是否超標(biāo)等。
（二）智慧決策管控技術(shù)：
通過國產(chǎn)化芯片和通用核心板技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝備的敏捷開發(fā)與快速迭代。例如，溫室控制器支持多路傳感器接入，能夠?qū)崿F(xiàn)卷膜、保溫被、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的自動(dòng)化控制，從而顯著提升管理效率。
（三）上云賦能：
構(gòu)建開放式的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，支持多廠家設(shè)備接入和動(dòng)態(tài)模型庫添加，滿足不同場景的個(gè)性化需求。目前，已有平臺(tái)在全國多個(gè)農(nóng)業(yè)園區(qū)落地，日均處理數(shù)據(jù)超百萬條，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供實(shí)時(shí)決策支持。
智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展需客觀看待，既不能盲目樂觀，也不應(yīng)全盤否定。當(dāng)前行業(yè)面臨的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、接口不兼容等問題，亟需通過標(biāo)準(zhǔn)化解決。未來，應(yīng)像通訊行業(yè)一樣，制定統(tǒng)一的軟硬件接口標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)行業(yè)健康發(fā)展。
此外，智慧農(nóng)業(yè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需政府牽頭，聯(lián)合科研單位、企業(yè)等多方力量，形成系統(tǒng)化解決方案。通過技術(shù)創(chuàng)新與本土化實(shí)踐，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)必將迎來更高效、更可持續(xù)的未來。
作者：農(nóng)芯科技（北京）有限責(zé)任公司董事長 鄭文剛研究員
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