两会智谈 | 张漫:以人工智能助力农业再上新台阶

【编者按】 春潮涌动,盛会启幕。3月5日上午,十四届全国人大三次会议在北京召开,国务院总理李强作《政府工作报告》。《报告》在我校教师中引起热烈反响,新闻中心推出“两会智谈”专栏,特邀请学校有关专家教授围绕现代农业前景,以智识对话发展,以案例诠释政策,解码中国式现代化发展的新动能与新图景。

两会智谈 | 张漫:以人工智能助力农业再上新台阶

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3月5日李强总理代表国务院,在十四届全国人大三次会议上做了政府工作报告。报告全面总结了2024年发展成果,科学部署了2025年目标任务。2025是“十四五”规划收官之年,也是做好“十五五”规划和开好头的关键一年。李强总理指出,要在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,加快构建新发展格局,扎实推动高质量发展,为实现“十五五”良好开局打牢基础。

中国农业大学信息与电气工程学院院长张漫特别关注了我国农业的发展成果和规划,以及以人工智能为代表的现代信息技术在推进农业现代化进程中的作用。她说,2024年我国农业克服了高温干旱、极端洪涝、超强台风等严重自然灾害的影响,粮食总产第一次突破1.4万亿斤,迈上了一个新台阶,取得了历史性的辉煌成绩。农业生产进步根本出路在于科技,2024年农业科技进步的贡献率超过了63%。看到我国农业的进步和包括人工智能在内的农业科技的贡献,既感到光荣自豪又感到责任重大,继续推进AI+农业既是时代要求,也是农大信电人的责任。

政府工作报告将2025年政府工作主要任务的第七项确定为“着力抓好三农工作,深入推进乡村全面振兴”,其中“持续增强粮食等重要农产品稳产保供能力”又被确定为首要任务,提出了主攻单产和品质提升,扶持畜牧业、渔业稳定发展,支持发展现代设施农业,高质量推进高标准农田建设,加强农田水利设施和现代化灌区建设,深入实施种业振兴行动,加快先进适用农机装备研发应用和农业科技成果大面积推广等多项保障措施。号召全国各地区都要扛稳保障国家粮食安全责任,共同把饭碗端得更牢。无论是“藏粮于地、藏粮于技”战略还是上述保障措施都离不开人工智能技术的支撑。

张漫指出,藏粮于地的核心是高标准农田建设,基础条件要求土地平整肥沃、水利设施完善、田间道路畅通、生态良好等,离不开基于智能导航技术的GNSS平地机。现代化的农田管理需要实时监测土壤湿度、养分含量、病虫害情况以及气候条件等关键参数,人工智能算法结合集成物联网、大数据和云计算技术,可构建智能监测与预警系统。现代化的农田作业精准管理需要构建农业大数据平台‌,整合农田环境、生产需求,构建AI分析系统,为种植规划、灾害应对提供科学依据,助力亩均产能提升。

藏粮于技的核心是通过技术赋能农业,解决生产效率和资源约束问题。通过科技创新和先进技术应用提升粮食生产能力,实现粮食产能的可持续增长。‌核心技术范畴‌包括‌生物育种技术‌和智能与数字化技术。生物育种技术突破种源“卡脖子”问题,推广高产、抗逆的自主选育品种,提高农作物自主选育品种覆盖率。生物育种技术与智能技术(如人工智能、大数据、物联网、机器学习等)的相互关系正在日益密切,AI正在推动生物育种技术的革命性变革。AI通过大数据分析、机器学习模型、算法优化等技术,快速处理海量生物数据(基因组、表型、环境数据等),挖掘潜在规律。智能技术帮助解析基因组与性状的复杂关系,例如利用深度学习预测基因编辑靶点或优化杂交组合。智能表型分析利用表型机器人和物联网(IoT)自动采集作物表型数据(如株高、叶面积),结合基因组数据加速育种进程。AI模型可预测不同基因型在特定环境下的表现,辅助设计适应性更强的品种(如抗旱、抗病作物)。

藏粮于技的智能与数字化技术以智能农业装备、农业机器人、人工智能为代表,实现农作业的数字化、精准化、智慧化,大幅度提高生产效率,实现农业生产的工厂化。智慧农业是智能技术与农业生产的深度融合,是发展现代农业的重要着力点,是建设农业强国的战略制高点。为此,农业农村部于2024年10月23日分别发布了《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见》和《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》2个重要文件,大力发展智慧农业,助力推进乡村全面振兴、加快建设农业强国。这2个文件成为实现政府工作报告中2025年度规划的重要政策支撑。《指导意见》同样把推进主要作物种植精准化作为发展智慧农业的首要任务,提出要推动良种、良法、良机、良田与数字化有机融合,集成应用墒情、苗情、病虫情、灾情的“四情”监测、精准水肥药施用、智能农机装备、无人驾驶航空器和智能决策系统等技术,提升耕种管收精准作业水平,构建主要作物大面积单产提升的数字化种植技术体系。大力发展智能农机装备,研发推广高精准作业水平的智能农机装备,建设全国农机作业指挥调度平台。鼓励有条件的家庭农场、农民合作社等开展数字化改造,因地制宜探索多样化的智慧农场建设模式。

张漫指出,中国农业大学信电学院一直走在全国建设精细(精准)农业和智慧农业的前列,1998年在汪懋华院士的倡导和直接领导下,在信电学院成立了全国第一个精细农业专门研究机构—

中国农业大学精细农业研究中心。2002年学校依托信电学院建立了“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室。随着智能技术与农业的深入融合,为了适应智慧农业技术的发展,2022年教育部重点实验室更名为“智慧农业系统集成研究”,中国农业大学精细农业研究中心也更名为中国农业大学智慧农业研究中心。学院还建设有农业农村部“农业信息获取技术重点实验室”和“农机作业监测与大数据应用重点实验室”等,这些重点实验室的定位非常契合政府工作报告提出的发展目标和方向,聚焦人工智能技术的农业应用,助力我国农业生产再上新台阶。

张漫表示,政府工作报告为信电学院下一步的课题攻关明确了目标,指明了方向。一是布局农业“中国芯”,筑农业安全发展新基石。面向我国发展智慧农业的短板,着力研发土壤肥力、作物长势、作物早期病虫害的高精度嵌入式智能芯片,为大田、温室作物的智慧管理打下基础。大力发展植物表型智能感知技术,为以分子育种为基础的智慧育种提供支撑。二是布局农业“超级脑”,助推农业数字发展新势能。以农业大数据为基础,重点在多尺度农情全息感知、农业跨媒体知识图谱构建、复杂成因农情多粒度关联预测、垂直领域农业大模型等方面开展创新研究,建设以人工智能为核心的智慧农业“超级脑”。三是布局农业“机器人”,注入农业产业发展新动能。农业“机器人”有助于提升农业生产效率,成为农业新质生产力的重要推动力。重点突破具身智能机器人相关技术,加速其在无人农场(渔场)建设、养殖环境智能巡检、田间收获分级与品质监测等领域的应用。

面向“十五五”的发展,信电学院将以数据为基础、以人工智能为核心,发展农业信息感知、定量决策、智能控制、精准投入等智慧农业的核心技术,为我国的农业现代化做出中国农大人应有的贡献。(张漫 信息与电气工程学院院长)

记者:欧阳永志

摄影:欧阳永志

编辑:李杨

责编:武慧媛

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