陈英义、张漫、李振波、陈一飞
以人工智能、智能装备等引领的智能科技已经慢慢的渗透到农业领域。但智能科技赋能我国农业不是“一蹴而就”的事情。如何让智能科技成为我国农业领域新质生产力的催化剂、助推器、使能器,则需要实事求是的冷静看待,并认真研究当下我国农业科技需要夯实的基础,给出合理的、因地制宜的解决对策。
2026年中央一号文件,锚定实现农业农村现代化、建设农业强国农这一总目标,围绕提升农业综合生产能力和质量效益,就科技赋能、推动农业科技创新和成果转化应用及知农爱农的专业人才培养给出了明确指导意见和战略部署。文件指出:因地制宜发展农业新质生产力,促进人工智能与农业发展相结合,拓展无人机、物联网、机器人等应用场景。这便是给智能科技与我国现代农业发展相结合给出的指导方向。
我们应当看到,基于历史发展的角度,农业总是成熟的先进技术反哺的“对象”,也就是说,当一种新的科技首先在工业等领域成熟应用后,才可能被注意到、并在需求牵引下被引入到农业领域。因此,毫无疑问,智能科技要赋能农业,不是“一蹴而就”的,其过程是渐进的、也一定有前期技术积累的,即:在需求提出时,彼时的农业经济发展程度与需求、技术进步的表现、群体人文素养所达到的阶段、或程度与新科技是要有一定的适配度的,同时新智能科技要做适合农业场景的“躬身下探”,包括合理的“裁剪”、二次开发、多次验证、反复迭代、熟化落地、应用、与推广普及等环节。
1.智能科技赋能落地的进程有助于我国现代农业向高级阶段的发展
从传统农业向现代农业发展过渡中,大体存在三个阶段:农业机械化阶段、信息化精准化工业化自动化阶段、和高级阶段——智慧化农业阶段。这波智能科技的特点是源自于信息化、数字化发展而来,因此其一经面世,就是“神秘”的智能化、无人化示人。这与新一代人工智能的方法特点和技术对行业赋能与筑基有密切关系,因此可以说这波智能科技是现阶段一个真正的高科技。这一高科技的“用武之地”在国民经济领域中凸显在人们出行、医疗、办公、学习、设计、工业4.0、商业与流通、游戏、社交、娱乐等等场景。这些场景接纳智能科技是“亦步亦趋”的丝滑。
基于科技进步视角,既然是高科技,那么智能科技要赋能农业,我们认为:可以承载和“接得住”智能科技的非现代农业的高阶段——智慧农业发展阶段莫属。也可以这样看:只有现代农业基本完成第一阶段、和第二阶段的发展后,在朝着智慧农业迈步、发力过程中,无论是需求牵引、还是科技浪潮的“推波助澜”,自然而然的智能科技会被引入到农业领域、并助力现代农业发展,也才更加丰富智慧农业科技内涵,最终有助于我国农业农村现代化的实现。这里所说的“助力”不仅仅是简单的技术应用,而应该是彻底为提高农业综合产能、提高质量和效益、降低能耗这一总目标做出可衡量的、质变的、能量级的贡献。因此,在我国现代农业的发展过程中,从第一阶段机械化、到第二阶段信息化、精准化、工业化、自动化再到高阶阶段的智慧化,所关注的农业总体目标几乎没有变化,但是现代农业发展的每一阶段的子目标确有不同。这些子目标的实现(包括与科技进步相匹配的人文及素养的进步),就为总体目标的实现打下了坚实的基础。
2.智能科技自身也要“躬身下探”农业场景
农业系统是生命系统与环境系统、其他经济系统、社会系统多方交织的复杂的巨系统,而农业全产业链条中的各个场景又千差万别。这波智能科技的到来不是专门为赋能农业而来的。因此,智能科技要赋能农业,不仅要“顶天”,更要“立地”。在“立地”过程中,要熟悉和适应农业生产场景、适配它们的特点、满足它们的要求,重点将智能科技变成实用的、可推广的、先进的农业数字化技术。以当下火热的人工智能为例,无论传统的机器学习方法还是深度学习方法,都在农作物生产与植保、土壤与环境管理、农产品采后与供应链、智能畜牧养殖与管理、农机与作业自动化等方面涌现出较多的研究成果。但在落地应用方面还要下功夫,比如深度学习的模型优化和部署方法如何与现场应用的载体(移动端、设备、农机、传感器、机器人等)适配;研究成果变成稳定可靠技术的工程路径如何走(包括试错、造价控制);简易(傻瓜型)操作与维护成本如何考虑;新产品与已有产品和技术如何接驳;基于新技术的产品标准化问题等。而这些问题还仅仅是在赋能农业过程中所遇到的问题的“冰山一角”,因为农业生产领域大部分问题还是随机的、不可确知和预知不完备的。加之我国广大农业基层从业人员群体的接纳意愿及技术素养较低(包括资源禀赋约束),使任何新技术的推广应用存在一定的困难和阻力。所以,智能科技在“躬身下探”赋能农业时,还需要科研人员有更清醒的认知和理解“从方法到落地工程应用”的路径、以及农业系统的试错约束,并需要科研人员具备跨专业的综合知识和坚韧的科研定力及瞄准产品迭代、熟化、推广的毅力和长期往返于实验室与田间的动力,当然这更关乎科研工作者具备浓厚的“三农”情怀。
3 夯实我国农业迎接智能科技赋能的科技基础
前已述及,我国农业生产在向现代农业发展进程中还遗留不少短板、存在技术“洼地”,特别是在现代农业发展的第一阶段、第二阶段中,农业机械化和信息化等技术的普遍落地应用还有缺口、甚至不足。那么,在我国跨越式地向着现代农业高级阶段——智慧农业进发过程中,如何让这波智能科技很好的赋能农业、并助力我国农业总目标的最终实现,显然这些短板一定要同步补齐,并先期修正不足、夯实基础、扎实走好每一步科技的进步与应用。
3.1 尽快补齐农业机械化短板
2026年中央一号文件指出:加快高端智能、丘陵山区适用农机装备研发应用,加强林草机械装备研发推广。我国自“十三五”以来便持续发力特种智能农机装备研发,尤其在“十四五”期间,面向丘陵山区的小型特种农机研发得到重点推进。在“十五五”规划中,国家更从战略层面再次强调要着力补上农机装备短板,实施农机装备高质量发展行动。为将这一规划落到实处、加速突破。基于调研,建议从以下两个层面协同开展农业机械化补齐短板的工作。
一方面,瞄准并重点支持面向丘陵、山地和分散地块的实用化小型农机研发,特别是用于林果、经济作物类的特种小型农机及农具的创制。在此过程中,必须坚持农机与农艺、农法协同攻关,实现深度融合,以尽快填补该领域的空白。此类装备的研发要因地制宜,不一定强求一步到位走“智能化”、“无人化”的高端路线,而应优先以机械结构、传动原理、行走机构、动力配套等基础环节为突破口,率先研发出自动化、流程化作业平台以及通用的动力底盘与模块式拖挂机构及机具。在此基础上,再稳步融入信息化与人——机协同的智能操控技术,最终实现农机有效地替代人工,并在生产中产生实效。
另一方面,对于保障国家粮仓的大型农机装备,应加快从逆向研发向自主创新转型,并大力加强基于北斗导航的智能化、模块化、无人化协同作业功能研发。攻关重点应聚焦于提升大田作业时装备的可靠性、稳定性、高效性与环保性。需在核心动力总成国产化替代、模块化电动辅助系统、高精度作业传感监测与自主控制、以及关键零部件与配件质量提升等关键环节,组织力量加大协作攻关力度。
3.2 完善农业信息化的普及,提高农业生产的可靠性
农业信息化是瞄准农业数字化技术、农业智能技术发展的技术基础。在农业信息化中,我国目前存在一些亟需完善的地方,如农业种养殖过程的信息采集、面向各种生产场景的电脑化、农用管理信息系统等都尚未完全普及、或相关产品的工作不稳定、信息及网络不可靠、农民不爱用。建议结合数字技术的推广应用及智能科技的即将赋能,要先聚焦常规农用传感器、传感网络、电脑化及信息化管理系统的适配应用和产品的可靠性,然后再考虑植入“智能”功能及实现“智慧”化。就常规农用传感器及传感网络而言,要重点解决数据测不准、数据修正算法不自适应、抗扰及环境适配不好、电源问题没有根本解决(特别是大田种植场景)、传感网工作不稳定等。建议科研单位与生产商紧密配合、严控质量的同时,要完善常规农用传感器研制体系、生产的成本与价格适配体系、和产品标准体系;就农事管理的电脑化及信息化管理系统普及使用问题,要移动端+固定端同步抓。一是关注并研发农民可方便使用的“农用Pad”,完善信息化获取及分析呈现在移动端的实用化的实现及与农业物联网的韧性链接;二是在家庭农场、农业经营主体等基层组织中,加快推进农用信息化管理系统的使用与普及,并建设及打通与传感网、物联网的可靠链接,鼓励社会上第三方信息化服务企业对这些群体的信息化技术支持与公益援助,在农业基层尽快补上农业信息化规模应用的短板。
3.3 重视及监管农用设备及材料的质量
农业虽然为第一产业,但基本上属于“弱势”产业。在我国,这一“弱势”长期表现在为农用提供的设备和产品往往是低质价廉的,例如某些农业机械化装备(小型柴油机、旋耕机、小型饲料机等)、农机具(喷雾器、零配件等)、传感器及系统(土壤水分、EC、PH、土壤压实度及张力、水肥一体机等)、甚至农用材料,如滴灌管/头、农业大棚的棚膜、日光温室保温被及卷被电机、地膜、化肥等农资的质量参差不齐。因此,要破除这一“低质价廉”的魔咒,建议国家层面加强农用设备、产品、材料的质量监管及惩罚力度,设立农用装备及产品生产质量的奖惩及产品高质量的专项补贴和税收优惠。鼓励研发单位与设备、产品生产商的工业级设计与制造标准的设立。在平衡市场需求、生产成本与农民购买力、补贴使用的同时,加大设立售后服务力度和产品升级的帮扶与优惠支持力度,以“不让农民伤心”的责任心,重视并持续做好产品生产质量严控及安装、售后服务工作。
3.4 加强农业科技推广应用承载体的建设
2026年中央一号文件指出:推进基层农技推广体系改革与建设,推动农业科技成果进村入户。在我国,农业科技的推广应用是有一套体系的,比如,基层的农机推广站、乡镇级的农技推广站或服务中心等,均发挥了很好的作用,也担当了科技推广应用的承载体,是连接农业科研端与农户生产端的关键桥梁。但随着市场经济发展和机构改革,这方面的功能有逐渐弱化的现象。我们认为,在我国现代农业转型过程中,这个载体还具有显性的作用和存在的必要性。建议国家和地方层面重视这方面市场化的建设,并出台相关鼓励政策和人员管理、职称进阶等办法。重点应在:保障其技术服务及培训功能、搭接技术指导+技术产品产销与售后服务对接网络的同时,牵住家庭农场、农业经营主体、合作社等的“头雁”、新农人、乡村CEO等群体科技培训与引导的“牛鼻子”,鼓励、支持他们发挥农业科技应用、推广示范的带头作用,灵活运用联农带农机制,扫除科技落地应用、普及推广的障碍;同时对社会第三方农技推广服务企业给予认定和协调管控,构建政府职能部门主导的、有以上这些群体参与的、效果可示范与复制的基层农业科技推广应用承载体系(含中试、技术熟化基地建设),并给予相应的政策支持。
3.5 完善科研成果熟化落地应用及考评机制
农业领域的科研落地的确是一个要长期重视、并给与适配机制的问题。我国的科研体系大致分为纵向科研和横向科研。由国家主导的纵向科研题目(自然基金、科技支撑、重大专项等)一般都是瞄准国家战略需求、并经权威认定的要解决科技发展当下问题及瞄准未来应用。拿国家科技支撑项目举例,虽然有“揭榜挂帅”、“赛马”制等举措,但在农业科研的成果熟化、落地示范、推广应用等还存在最后“一公里”,即:很多科研成果还停留在论文上、样机验证阶段,距离技术熟化、DEMO机优化、工程验证及迭代、产品化、甚至商品化还有一段距离。也因此,这样的科研成果在农业生产实效中还没有体现出来。2026年中央一号文件指出:深化农业科研院所改革。其中就包含有如何让科研成果熟化落地应用、乃至机制的改革。我们就农机装备、感知与传感、技术集成系统示范等的农业科研项目,建议:一、完善科研成果评价体系。国家应出台相关奖惩办法,并在科研项目招募书中明确出科研成果的呈现和应用级别,并以法律文书格式写进招募书中;二、鼓励并赋予科研单位对同一科研项目开展持续的迭代及应用等工作,包括技术熟化、落地示范、推广服务等一条龙内容,并制定相关奖励及考评机制,使科研成果靠近田间地头“再近一点”;三、鼓励农业科研领域的创新与创制,逐渐摒弃逆向研发模式,杜绝样机购买的投机取巧式科研,并在科研成果的核心新技术的标定及认定上,按照市场化规则办理;四、加大和加强实效成果的验证与评价体系。坚持用真实的“数据说话”,增加到田间地头的核实与成果实效的“关键因子”和辅助因素的排查,拧牢科研成果实效的“螺丝钉”。五、加大培植农业科技企业的科技实力。发挥他们在农业科研项目承接和科研主导、验证示范、产品化等中的重要作用。我国农业科技企业一般实力较弱,大部分没有自己的科研部门,基本上处于购买产品去应用的角色。在国家倡导以企业为主导的科研模式下,应该出台相关管理、核验及奖励政策,对农业科技企业分类施策,即符合国家科研政策,又驱动和满足企业科技进步的需求,扎实走好科研成果转化、推广应用的步子。
3.6 涉农高校人才培养及新农人培训体系改革
面向这波智能科技的浪潮,涉农高校的人才培养和新农人培训面临重要的改革。就涉农高校人才培养,2026年中央一号文件指出:深化涉农高校教育教学改革,以需求为导向加快新农科建设,推动涉农专业人才定向培养。我们建议:一、无论是高等涉农院校、还是高职农业技术院校,把厚植三农情怀应放在首位,并把办学目标定位好,搞好分层、递阶式各类人才的培养。对于我国农业发展起到人才支撑,应该即培养“顶天立地”的领军人才,也要培养出接地气的、有定向需求的农业科技实用人才;二、对涉农院校的农业工程类课程要进行与时俱进的调整和教学改革。扎实专业的软、硬件基础课程和实践类课程的建设。课程体系中增加不少于30%的实践课时,建议内容覆盖农机调试、传感网与物联网硬件搭建与调试、农业传感器测试与数据采集和分析、农业设备运维保障、农产品检测实操等实用技能;三、在调整及修正培养方案的同时,贯穿“认真做事、踏实做人”的素养教育,使教师和学生清醒地认识我国当下现代化农业的现状、以及存在的应用技术短板,通过案例引导并激发学生求知和能力锻炼的渴望,强化服务三农意识及正确的科研观、实践观、直至价值观塑造;四、利用好“科技小院”载体,设立学生创新创业专项基金,重点支持针对“农民不爱用、技术不普及”痛点的实用项目,鼓励教师带领学生深入田间地头,开展技术帮扶、手把手培训和应用效果的示范,对落地见效的项目给予资金奖励和专利申报支持;五、调整教师涉农科研评价标准,将技术推广成效、农户满意度、企业合作成果纳入考核指标,不再单纯以论文数量、期刊级别为核心,鼓励教师深耕“接地气”的应用技术研究。对学生的学业评价增加实践成果权重,比如将参与农技培训、解决田间技术难题的案例纳入学分认定,激发学生主动服务农业生产一线的积极性。
(作者系信息与电气工程学院教授)
征稿启事:为深入学习宣传贯彻中央一号文件,本网面向全校师生征集对中央一号文件的解读文章,要求:1、紧紧围绕2026年中央一号文件的新提法、新表述,突出思想性、理论性;2、文章字数2000-3000字,文末附作者简介及联系方式;3、征集时间:即日起到2月16日,征集邮箱:liuzheng@cau.edu.cn,邮件主题:中央一号文件解读+单位姓名+联系方式;4.征集过程中,学校将及时择优推荐优秀文章在校园网及校外媒体发表。
供稿:陈英义、张漫、李振波、陈一飞
编辑:刘铮
责编:武慧媛