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农业|农业高质量发展的“AI”密码:理论逻辑、实践困境与推进路径

  • 2026-10-11 06:25:03
农业|农业高质量发展的“AI”密码:理论逻辑、实践困境与推进路径

党的二十大报告将高质量发展明确列为中国式现代化的本质要求,高质量发展已然成为新时代我国经济社会发展的核心主线。农业作为安邦立国的根本,农业高质量发展既是国民经济高质量发展的关键板块,也是实现农业农村现代化、全面推进乡村振兴的核心抓手。现阶段我国农业发展依旧面临多重现实约束:水土等资源环境压力持续加大、农业生产技术效率偏低、种植养殖生产成本逐年上涨,同时还存在农业生产风险不确定性高、经营主体分散化、生产要素配置效率低下、上下游产业链协同联动不足等一系列突出问题。想要破解发展堵点,依靠科技创新培育产业新动能、引领农业全方位转型升级,是实现农业高质量发展的必由之路。在各类农业前沿技术中,人工智能为化解农业深层发展难题提供了差异化解决方案。与生物育种、高端农机装备等技术不同,人工智能除了能够提升农业生产与加工设备的自动化程度之外,还依托建模分析、深度学习、协同推理与动态优化算法,推动农业生产管理从传统经验驱动转向智能科学决策,是培育农业领域新质生产力的重要动力引擎。

现有学术研究普遍肯定了人工智能在农业提质增效方面的正向价值,也为本文研究开展奠定了良好的文献基础,但现有成果仍存在明显短板:第一,多数研究未能立足创新、协调、绿色、开放、共享的高质量发展完整框架,将人工智能置于农业高质量发展体系中开展整体性、系统性研究;第二,现有文献缺少对人工智能赋能农业高质量发展内在作用机理的深度剖析,未能结合现实应用痛点提出落地性较强的优化对策。鉴于以上研究空白,本文以农业高质量发展为研究视角,在总结人工智能技术核心特征的基础上,系统梳理人工智能驱动农业高质量发展的内在作用逻辑,深入梳理技术落地应用过程中遇到的现实阻碍,并据此提出针对性实施路径,旨在为人工智能在农业领域规模化、规范化落地应用提供理论依据与实践决策参考。

01

人工智能驱动农业高质量发展的

理论逻辑

高质量发展是全面践行新发展理念的发展模式,以创新作为第一动力、协调作为内生特征、绿色作为普遍形态、开放作为必由之路、共享作为根本目标。农业高质量发展是国民经济高质量发展的重要一环,完整践行五大新发展理念,最终实现创新强农、协调惠农、绿色兴农、开放助农、共享富农的发展目标。科学技术是产业升级的核心驱动力,依托人工智能等前沿数字科技改造传统农业,是推动农业高质量发展的关键路径。需要明确的是,“人工智能+农业”作为农业现代化的进阶形态,并非人工智能技术与农业生产的简单工具叠加,而是能够发挥多元赋能作用,通过重塑农业生产组织范式,推动农业生产力实现整体性跃升,从多个维度全方位赋能农业高质量发展(见图1)。

图1 人工智能驱动农业高质量发展的逻辑框架

优化要素禀赋:以创新赋能生产力跨越式提升

依据内生增长理论,技术进步是经济内生增长的核心驱动要素。区别于农业机械化、自动化与信息化的发展路径,人工智能以数据、算力、算法为三大核心生产要素,具备自主持续学习与迭代优化能力,将传统经验驱动型农业生产函数重构为数据赋能、智能决策的现代化生产范式,充分激活各类农业生产要素的潜在效能,为农业高质量发展源源不断注入创新动能。

疏通信息壁垒:以协调完善产业链供需匹配机制

传统农业产业链层级繁杂、流通渠道冗长,信息传递存在明显阻滞,大幅抬高信息检索与交易匹配成本,进而引发资源错配、要素利用低效、经营主体协同程度不足等一系列问题。以往信息化平台建设仅能在表层缓解信息不对称,无法根据不同经营主体的个性化需求开展动态精准对接;人工智能依托大数据预测与智能匹配算法,能够深度破解产业链信息壁垒,助力小农户顺畅融入现代农业体系。

高效集约利用资源:以绿色推动生态与经济协同发展

绿色发展是农业高质量发展的基本底色。长久以来,我国农业生产普遍采用高投入、高消耗、高产出的粗放经营模式,化肥、农药过量施用引发严重农业面源污染,同时不断推高农业碳排放总量。传统信息化技术仅可完成农资投入、环境指标的监测与数据记录,无法在复杂田间环境下同步优化生产投入结构与农事操作行为。人工智能依托高精度数据分析与仿真优化能力,能够在资源节约与生态保护之间找到最优平衡路径,构建生态效益与经济效益双赢的绿色农业生产模式。

布局全球价值链:以开放统筹跨境农业资源配置

高水平对外开放是高质量发展的必然要求。当前全球局势复杂多变,粮食安全、气候变暖、能源危机等全球性挑战层出不穷,加快高水平对外开放、构建双循环新发展格局意义重大。传统信息化仅能够实现跨境信息互通,人工智能则依托智能研判与决策支撑能力,在全球视野下完成农业资源统筹调配与产业链价值链国际化布局。

均衡产业链收益:以共享助力农业领域共同富裕

共享富农的落脚点在于理顺产业链收益分配机制,依托均衡的利益分配模式扎实推进共同富裕。在传统农业体系中,小农户受经营规模、信息获取、技术认知等条件限制,天然处于弱势地位,很难分享产业链升级带来的增值红利。人工智能技术的落地应用,能够在一定程度上扭转小农户的发展劣势,改善农业产业链利益分配失衡的现状。

02

人工智能驱动农业高质量发展的

现实实践

在政策引导与技术变革的双重驱动下,人工智能持续向农业全产业链渗透覆盖,贯穿产前、产中、产后各个生产经营环节,深刻重塑农业生产方式、经营模式与行业治理体系,在优化要素配置、消解信息壁垒、集约利用资源、布局全球价值链、均衡产业链收益等多个维度发挥重要作用,为农业高质量发展持续注入数字化新动能。

(一)重构农业资源配置体系,实现生产要素高效利用

人工智能通过重塑要素禀赋结构,推动农业生产由经验驱动转向数据驱动,夯实农业高质量发展的底层基础。在育种研发领域,依托物联网与信息化基础设施,科研院所与种业企业可以大规模采集环境、作物表型、病虫害等多维数据并搭建专业育种数据库,运用深度学习算法解析作物性状与环境因子之间的关联规律,形成包含目标性状选育、适宜种植区域划分、完整技术路径在内的系统化育种方案。相较于传统依靠育种经验与小范围试验的研发模式,人工智能能够大幅缩短育种周期、压缩试验成本,显著提升种质资源挖掘与开发利用效率。在产前种植规划层面,中化现代农业打造的MAP数智平台是典型实践案例。平台整合土壤检测、气象监测、作物长势、市场行情等多源数据,借助机器学习针对不同地块、不同品种开展产量、收益与风险的仿真测算与综合评估,为经营主体提供播种前定制化种植规划方案。2022年,该平台线下服务耕地面积超2800万亩,助力粮食增产24亿斤,充分印证人工智能能够通过优化土地资源与品种布局,有效提升区域农业综合产能。以上实践充分说明,人工智能依靠算法建模与智能决策,深度参与农业要素重组与生产函数重构。

(二)打通产销信息链路,提升农产品交易运行效率

人工智能深度介入价格预判、需求分析、智能撮合、信用评价等环节,让农业信息服务从被动检索升级为主动精准匹配。各地依托人工智能搭建农产品价格与需求预测模型,通过时间序列分析、因果推演等算法预判短期价格波动与市场需求变化,并面向经营主体实时推送分析结果,为生产经营决策提供科学依据。同时,农产品电商与产地直供平台运用智能推荐算法,完成农产品、采购方、物流服务商三方智能匹配,大幅缩减信息搜寻与商务谈判成本,提升整体交易效率。以吉林省汪清县黑木耳产业为例,盒马鲜生等新零售平台以人工智能、物联网、云计算为技术底座,搭建线上线下融合、仓储配送一体化的精准营销体系。通过对历史销售数据、用户消费偏好进行建模分析,动态优化产品组合与定价策略,持续拓宽产品市场覆盖范围,显著提升产业整体营收。在这一过程中,人工智能深度挖掘供需数据并完成精准对接,有效破解了长期存在的产业链信息不对称难题。

(三)赋能精准农业落地,加速农业绿色低碳转型

依托感知采集、智能运算、自动控制等技术能力,人工智能推动农业由粗放式高耗生产向集约高效的绿色模式转型。在精准种植领域,天津市武清智慧农田示范区整合连片零散耕地1至2万亩,打造AI、物联网与大数据深度融合的标准化智慧农田。项目通过布设土壤传感器、无人机巡检设备实时采集田间数据,由AI决策平台完成数据分析建模,生成分区差异化的施肥、灌溉、病虫害防治方案,再由智能水肥设备与高端农机落地执行,实现水肥药按需精准施用与作业路径最优规划,最终区域土地产出率提升18%。在智能养殖领域,重庆生猪产业大脑2.0与未来猪场项目集成环境传感器、电子耳标、视频识别等设备,利用人工智能自动识别生猪生长状态、预判疫病风险,动态调整饲喂配方与舍内环境参数,实现精准饲喂、智能环控与能耗精细化管理。项目落地后人工成本下降约20%,饲料损耗减少10%,单头生猪养殖成本可降低100至200元。对比传统人工经验管控模式,人工智能通过全流程精细化感知与实时智能决策,实现农业资源节约化利用,助力绿色低碳生产模式普及。

(四)延伸升级产业链条,增强农产品全球竞争能力

人工智能全面提升农产品加工、仓储物流、市场营销全链条的标准化与品牌化水平,为产业链价值链升级提供有力支撑。在加工环节,企业运用机器视觉、近红外光谱检测、农业智能机器人等技术,完成农产品在线智能分级分拣,自动识别外观缺陷、内在品质与规格等级,降低人工分拣误差,统一产品品质标准。在仓储物流环节,依托温湿度、库存周转、订单数据搭建智能调度与库存优化算法模型,有效降低农产品仓储损耗,保障产品流通增值。汪清黑木耳产业同样是典型案例,在平台智能供应链体系的赋能下,当地产业从零散初级原料售卖,转型为标准化加工、品牌化运营的成熟发展模式。人工智能在质量管控、供应链协同、市场营销等方面形成综合赋能,不断提升特色农产品品牌影响力与市场竞争力,为本土农产品迈入全球价值链中高端环节创造有利条件。

(五)赋能小农户发展,构建更加均衡的利益分配格局

人工智能能够提升小农户发展能力、拓宽产业链参与渠道,有助于改善农业长期存在的收益分配失衡问题。首先,面向农户的智能服务平台将AI技术融入种植方案推荐、线上技术培训、远程问诊等功能,结合农户地理位置、种植品类、历史生产数据提供一户一田的定制化生产建议,减少因信息闭塞、决策失误带来的收入波动,夯实小农户参与产业链分工合作的能力基础。其次,各大电商平台借助人工智能解析消费者偏好与消费行为,实现商品精准推送与差异化定价,提升上游农产品曝光与成交概率,让小农户能够分享品牌与渠道带来的增值收益。除此之外,人工智能为农产品溯源平台提供算力支撑,对全链条成本与收益进行精细化核算,为行业构建风险共担、利益共享的新型联结机制提供治理工具与数据保障。

03

人工智能驱动农业高质量发展

面临的困境

新一轮科技革命与产业变革加速演进,我国持续出台多项政策扶持农业科技创新,人工智能技术成果不断向农业农村领域深度落地,农业数字化、智能化建设成效显著,催生出大量新型技术业态与经营模式,为农业现代化全产业链发展注入强劲动能。但与传统农业数字化改造不同,农业人工智能高度依赖海量数据与算力资源,算法开发难度大、应用场景差异化明显,在落地实践中仍遭遇诸多现实制约。

1、关键核心技术存在短板,适配农业场景的专用算法供给不足

关键核心技术是保障产业链安全与经济稳定发展的战略根基,普遍具备研发投入高、研发周期长、知识体系复杂、产业嵌入性强等特点,核心零部件市场长期被海外头部企业垄断,技术突破高度依赖成熟的商用产业生态。近些年,国内在智能感知、机器视觉、语音识别等应用层技术上取得诸多成果,但人工智能底层软硬件与基础算法依旧存在明显短板。其一,国内底层技术储备与自主供给能力不足,高端芯片、操作系统、深度学习基础框架等核心领域对外依赖程度较高;其二,农业生产场景普遍存在样本量少、环境差异大、干扰噪声多等问题,通用人工智能算法直接迁移至农业场景后,识别精度与运行稳定性会大幅衰减,专用适配算法缺口突出。

2、乡村新型基础设施建设滞后,应用门槛过高制约小农户普及使用

完善的基础设施是人工智能规模化落地应用的先决条件。现阶段我国农村信息化基础设施虽整体有所升级,但大多仅能满足基础上网需求,难以承载人工智能系统稳定运行的高标准要求。首先,乡村高速网络与公共算力配套供给不足;其次,前端数据感知采集设备覆盖面不均衡,物联网传感器、植保无人机、智能农机等装备在中西部区域与小农户群体中普及率偏低,数据采集点位空间分布失衡,严重限制AI模型的训练迭代与实际落地;最后,整体使用成本偏高,加之存在明显的数字技术鸿沟,进一步抬高了小农户使用人工智能技术的门槛。

图2 2020—2024年我国城乡地区宽带接入情况和互联网普及率

数据来源:《中国互联网络发展状况统计报告》

3、涉农数据资源碎片化严重,算法训练与模型迭代缺少长效支撑

数据是人工智能发展的核心生产要素,也是数字农业竞争中的战略性资源。目前我国农业行业已沉淀了海量生产、经营、监管类数据,但整体缺乏统筹整合机制,无法形成可持续的高质量动态数据流。第一,各类数据采集主体分散,统计标准与采集口径不统一,数据兼容性较差;第二,经过标准化标注的高质量数据集供给严重不足。与此同时,行业尚未清晰界定数据权属与收益分配规则,再加上各方对数据安全、隐私泄漏风险存在顾虑,市场主体数据开放共享意愿偏低,大量数据彼此割裂,形成典型的数据孤岛。受此影响,农业人工智能算法无法获得稳定优质的数据输入,极大制约了模型训练、迭代升级与通用化模型的研发落地,最终降低了人工智能赋能农业高质量发展的整体成效。

4、交叉复合型人才供给缺口大,技术成果转化推广体系不完善

人才是抢抓农业人工智能发展机遇的核心要素,高素质专业队伍是技术创新与产业落地的第一资源。现阶段我国农业数字化发展正面临人才数量不足、专业能力不达标的双重困境。一方面,“AI+农业”交叉领域亟需大量复合型研发人才,而同时掌握人工智能技术与农学专业知识的跨界人才十分稀缺,高校现有培养方案、课程体系与产业实际发展需求存在脱节问题;另一方面,基层农技推广队伍数字化能力建设滞后,多数基层技术人员对智能装备、AI决策系统的原理与实操掌握不足,难以将复杂的算法模型转化为通俗易懂、可落地的田间操作方案,造成前沿技术卡在推广环节,无法真正赋能农业生产一线。

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人工智能驱动我国农业高质量发展的

推进路径

针对人工智能赋能农业高质量发展过程中存在的各类现实难题,本文坚持问题导向与系统思维,从核心技术攻坚、基础设施提档、数据体系搭建、人才培育引育四个维度提出优化路径,最大限度释放人工智能技术正向赋能效应,助力农业高质量可持续发展。

推进核心技术联合攻关,加速科研成果落地转化

技术研发层面统筹基础科研与场景化应用双向发展,持续开展农业人工智能关键技术攻关与产业化转化,补齐底层硬件、基础软件与通用算法短板。技术应用层面聚焦农业专属算法开发与模型迭代优化,围绕病虫灾害智能监测、畜禽生长行为识别、复杂田间环境感知等典型场景,搭建开放共享的农业算法资源库与应用模型库。

升级乡村数字基础设施,搭建普惠式AI农业服务体系

首先持续升级农村高速宽带网络,统筹布局区域公共算力中心,夯实人工智能运行硬件底座;其次多措并举引导新型农业经营主体与小农户主动应用智能技术;针对小农户经营分散、资金有限的痛点,将人工智能服务纳入农业社会化服务体系,以托管服务模式降低个体技术使用门槛。

搭建标准化农业数据体系,建立安全可信的数据共享机制

统一涉农数据采集与统计标准,统筹建设一体化农业大数据综合平台;大力推进农业高质量标注数据集开发,为模型训练提供充足素材;完善农业数据权属界定、分级授权流通、安全监管保护相关制度,在保障数据安全的前提下打通数据共享通道。

健全多层次人才培育体系,实施分层分类技能培训

加快“AI+农业”交叉复合型专业人才培养,优化高校学科设置,贴合产业需求输送研发创新人才;常态化开展基层农技人员数字化技能培训,提升其智能系统实操与技术推广能力;面向农业经营主体与普通农户开展差异化科普教学,整体提升农村数字素养与智能技术应用水平。

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来源:农本未来

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