智慧农业前沿技术导论 课件 第1章 绪论

绪论HUAZHONGAGRICULTURALUNIVERSITY1目录CONTENTS第一节智慧农业由来与内涵第二节国外智慧农业发展现状与趋势第三节中国智慧农业发展现状与问题第四节我国智慧农业发展战略目标第五节推荐阅读第六节思考与讨论2一、智慧农业由来与内涵3第一次绿色革命育种技术和农业机械、化学技术为主导的第一次农业技术革命的带动，实现了第一次绿色革命，作物产量成倍提升，农业得到高速发展。第二次绿色革命遗传物质脱氧核糖核酸双螺旋结构的发现与20世纪70年代DNA重组，将分子生物学和生物技术推向新的发展阶段。第三次绿色革命新材料、航空与航天、自动控制等现代技术的兴起，将以生物技术、信息技术和农业机械装备为主导，推动第三次农业革命，即农业智能革命。智慧农业是指利用大数据、云计算、人工智能、区块链等现代信息技术手段实现农业生产全要素生产周期的农业信息采集与共享互联，并在此基础上以数据为核心，完成农业信息感知、分析、决策，辅助完成农业生产的智能决策、智慧管控，以精细化的管理调控手段实现自动化、智能化的农业生产管理。二、国外智慧农业发展现状与趋势4美国日本农业信息化建设投入与成果政府投入：自20世纪90年代起，每年超10亿美元构建农业信息网络，推动技术推广和在线应用，农村高速互联网普及率提升。数据资源体系：建立完备的农业数据采集储存体系，涵盖信息收集发布、教育科研推广、公司综合系统及民间服务组织系统等。企业作用：利用政府公开大数据分析预测，为农业生产者提供生产管理与精细化耕作方案，提高生产效率。智慧农业发展趋势与优势发展趋势：互联网与农业快速融合。发展优势：广阔土地资源与较少人口，规模化集约型农场模式，出色农业机械化基础，利于智慧农业发展。物联网技术应用实例作物生长监测：实时监测土壤性状与生产力状况（光照、温湿度、二氧化碳等），红外成像配合卫星观察长势，生物量地图系统判断营养需求，变量施肥技术调节生产要素投入。代表性企业：FarmLogs-云平台生产管理公司，覆盖全美15%农场；Cropx-智能化灌溉及生产解决方案企业，开发土壤探测硬件，建立土地“物联网”。二、国外智慧农业发展现状与趋势5美国日本不同类型农场智慧农业应用大型农场：使用产量监控器、GPS等，信息实时传输分析，提前形成产量报告，助力合理定价。小型农场：“植物工厂”模式，占比88%，技术迭代下加速发展，满足种植需求。信息技术在农业广泛应用及成效应用领域：农业气象监测、土壤观测分析、作物长势监测、病虫害治理、农田灌溉、畜禽生产、种植管理、科技服务等。关键技术：3S技术、人工智能、物联网、大数据、智能农机、传感器等，超85%大农场应用3S与物联网技术提升工作效率，如精准灌溉施肥。技术升级：“5S”技术体系形成，应用于智慧农业发展与智能化农机技术，69.6%农场采用传感器采集数据，农业机器人用于播种、喷药、收割等，形成智慧农业生产线系统。二、国外智慧农业发展现状与趋势6美国日本农业信息化起步与发展早期网络建设：1994年底，农业网络超400个，计算机普及率93%。信息服务网络：90年代初，建立DRESS系统，全国联机，县设分中心，快速信息交换。政府重视物联网：2004年农业物联网入发展计划，U-Japan计划推动人物互联。物联网技术应用成效农户应用情况：2014年超半数农户用物联网技术，提升生产流通效率，缓解劳动力不足。经济数据体现：2020年农作物出口额9217亿日元，农业物联网规模580亿至600亿日元，云端计算占市场75%，农用机器人使用率提升。农业产销体系特点产销模式：“分散生产，集中供应”，80%农产品经批发市场，20%农超对接，后者零售价低15%。流通模式弊端：上游分散，多数农协规模小，难满足超市大批量直采，农超对接占比较低。二、国外智慧农业发展现状与趋势7美国日本农村信息化建设推进战略与计划：2001年“21世纪农林水产领域信息化战略”，加强信息通信基础设施建设；2017年“农业数据联合基础协议会”，建综合数据平台。数据共享意义：提供公共与民间农业数据，打破壁垒，提高生产效率。农业基础设施建设政策支持：2005年《粮食、农业和农村基本计划》，2013年《基础设施寿命延长计划》，明确维护更新方向。预算投入：2020年村庄基础设施建设预算上升，灌溉排水建设金额最高。智慧农业技术创新与应用技术突破：2016年《日本振兴战略》明确“第四次工业革命”，农业领域引入创新技术提生产率，WAGRI数据平台集数据协作共享。市场规模增长：2015财年97.2亿日元，2016财年110.5亿日元，2022财年预计331.9亿日元。科技企业贡献：本土高新科技公司参与，如NTTDoCoMo等电信商研发物联网技术，LapisSemiconductor研制土壤感测单晶片，IHI用卫星图像分析农作物生长。三、中国智慧农业发展现状与问题8农业从事能力的限制当前，“大国小农”仍然是中国的基本国情，从经营模式来看，我国大多地方人民仍采取以一家一户为主体的粗放生产模式，小农户经营的耕地面积占据总耕地面积的70%。国内技术发展受限相比发达国家，因起步晚、基础薄弱，我国智慧农业研发应用水平整体呈落后态势，相关领域研究还缺乏沉淀和相关技术积累。行业标准缺乏统一我国智慧农业基础设施条件落后，机械化、现代化、智能化水平低，严重制约了我国智慧农业的发展。对智慧农业认识不足”产学研”转化机制不健全，

智慧农业是一个系统的工程，不仅仅局限于一个活几个技术，众多技术共同构建起了智慧农业这个庞大的系统。四、我国智慧农业发展战略目标9在时代红利背景下，党中央政府以及地方政府部门将不断出台相应政策，进一步推动我国智慧农业产业发展水平更上一台阶。科学发展需要有一定数量的人才培养作为支撑，引进专业人才以实现智慧农业的进一步建设，构建新时代智慧农业高质量、高智慧的专业人才队伍。智慧农业不仅需要培养相当数量的行业人才，更应该重视对现有的行业中从事种植农民群体的培养，运用科学的以及行之有效的方法和技术提升农民群体对智慧农业的认知力。加强高校、科研院所与企业的联系，让相关研究的实用价值落到实处，真正服务于农民，促进智能农业的进步。五、推荐阅读中国信息通信研究院政策与经济研究所，中国人民大学智慧农业与数字乡村发展研究中心.中国智慧农业发展研究报告——新一代信息技术助力乡村振兴[R].（2021-12）.对中国智慧农