當前，隨著人工智能、物聯網、大數據等數字技術迅猛發(fā)展，各地開始探索數字技術和智能裝備、農田建設的融合應用。在筑牢糧食安全根基的基礎上，部分建設成效突出的高標準農田正以漸進式、探索性的姿態(tài)，率先邁出智慧化轉型步伐，走出了一條從基礎建設向智能升級的梯進式發(fā)展之路。

耕地是農業(yè)生產的命根子。建設高標準農田是鞏固提高糧食生產能力、保障國家糧食安全的重要舉措，也是實現農業(yè)科技現代化的關鍵所在。近年來，高標準農田建設如雨后春筍般在中華大地漸次鋪展，田成方、路成網、渠相連、旱能澆、澇能排，我國高標準農田建設取得積極成效，筑牢了糧食和重要農產品穩(wěn)定供給的堅強底座。

當前，隨著新一輪科技革命和產業(yè)變革興起，人工智能、物聯網、大數據等數字技術迅猛發(fā)展，各地開始探索數字技術和智能裝備、農田建設的融合應用。在筑牢糧食安全根基的基礎上，部分建設成效突出的高標準農田正以漸進式、探索性的姿態(tài)，率先邁出智慧化轉型步伐，走出了一條從基礎建設向智能升級的梯進式發(fā)展之路。從無人值守灌溉到“空天地”一體化農業(yè)觀測網絡，從水肥精準調控到衛(wèi)星導航耕作……具備氣象精準觀測、環(huán)境精準感知、水肥精準施控、農機精準作業(yè)等條件的“升級版”高標準農田，既保障了糧食安全的底線要求，又為農業(yè)現代化開辟了試驗田，以點帶面探索數字技術與傳統農業(yè)的融合路徑，為我國農業(yè)綜合實力的提升貢獻農田經驗。

近日，記者深入各地農田建設一線，了解智慧農田建設的主要做法和成效，看智慧農田如何托舉糧食單產提升并撬動生產方式變革，探尋這場農業(yè)現代化轉型的科技“密碼”。

衛(wèi)星遙感：從“靠天吃飯”到“知天而作”

遠處是落日的余暉，近處是低空飛行的無人機，腳下是一望無際的麥田，眼前景象宛若一幅絕美的油畫。當記者來到河南省新鄉(xiāng)市封丘縣趙崗鎮(zhèn)的農田時，永業(yè)家庭農場的500畝小麥剛剛噴施完葉面肥。

河南省封丘縣趙崗鎮(zhèn)永業(yè)家庭農場的農田里正在使用無人機進行“一噴三防”作業(yè)。

“以前種地‘隨大流’，通常就是看別人怎么種，自己跟著干。現在可不是了，科學種田成了我們的新方向。我今年種的小麥采用了北斗導航精播、測土配方施肥，新技術讓我們種田不僅更省力，而且更高效。”農場負責人呂耕珍站在田間感嘆科技的力量，“在高標準農田建設的基礎上，我們應用數字化新技術和智能化新裝備，肥料利用率提高了10%~15%，土地利用率提高4%，不僅投入減少，田間病害也少了，產出綠色又高效。”

趙崗鎮(zhèn)的農田地勢普遍較低，以往遇到雨水多的年份，田間排澇就成了困擾當地農民的最大難題。“現在有了衛(wèi)星平地機，可以在田間‘V字’開溝作業(yè)，再配合智能化的衛(wèi)星遙感田間監(jiān)測系統，種起地來事半功倍。”呂耕珍告訴記者，“一周前就知道這兩天會降溫、降雨，這就提醒我們要及時采取行動，知道該施肥了馬上就能施肥。精心管理、精準施策，再加上智能高效的管理技術，估計今年小麥畝產能達到1400斤。”

得益于農田里布下的智能終端設備，近兩年，呂耕珍的農場種植的小麥個體健壯、籽粒飽滿、金黃挺直，較傳統耕種模式增產15%以上。“給農業(yè)機械裝上北斗智能監(jiān)測終端設備后，我們進一步推動田間管理的智能化和精細化，正在從以往的‘汗水驅動’轉向‘智慧驅動’。農田裝上了‘透視眼’，種地也成了科技活兒。”呂耕珍說。

記者來到海南省文昌市公坡鎮(zhèn)公坡村的水稻集中育秧基地，水稻秧苗正在茁壯成長，眼前盡是綠意盎然的景象。“相比傳統人工育秧，通過工廠化培育出的水稻秧苗齊壯，出苗更一致，還能一定程度上增加種植密度。一個平臺、一部手機、一鍵操作，水肥、溫度和濕度都能精準調控。”該育秧基地負責人、海盛悅農業(yè)發(fā)展有限公司總經理王婷表示，“工廠化育秧具有標準化、抗異常氣候、降本增收的優(yōu)勢，還能避免人工撒種過程中，稻種被鳥和鼠類吃掉的風險。”

王婷口中的工廠化育秧為何如此高效？“2023年，我們和多家企業(yè)合作，建立了超算數字農業(yè)平臺，利用衛(wèi)星遙感數據，通過物聯網感知系統，將2000畝水稻種植基地全部建成了數字農業(yè)示范區(qū)。”王婷介紹，目前該企業(yè)水稻生產全過程已基本實現環(huán)境信息感知、定量決策、精準投入和智能作業(yè)，將數字化應用到機械插秧、無人機施肥噴藥、巡田、收割、烘干等產業(yè)發(fā)展的全過程。構建了“天、地、空、人、農機”五位一體的數據采集體系，達到節(jié)約成本、增加產量的效果。“與傳統方式相比，工廠化育秧比人工育秧每畝可節(jié)約2~3個人工，節(jié)約肥料成本5~15元，節(jié)水60%，畝平均降低成本30元以上，每畝產量提高150~200斤。”

像公坡村一樣，應用衛(wèi)星遙感技術主動應對天氣的例子不在少數。“該技術可以通過高分衛(wèi)星捕捉農田光譜變化，及時發(fā)現干旱、洪澇等自然災害的跡象，識別災害范圍，提前預警災害風險。”航天信德智圖科技有限公司相關負責人告訴記者，衛(wèi)星遙感技術在農業(yè)氣象監(jiān)測中應用廣泛，涵蓋了作物生長監(jiān)測、災害評估資源調查等多方面，能夠為農業(yè)生產提供科學的決策依據。

近年來，隨著一批批高標準農田建成落地，衛(wèi)星遙感技術加快向高標準農田布局并融合。依托農田底座構建的“天空地一體化”農業(yè)觀測網絡，極大地促進了農業(yè)生產智慧化，給農田插上了“智慧的翅膀”，讓科學種田從夢想照進現實。

智能傳感：高標準農田穿上“智能盔甲”

當傳統農業(yè)與智能終端在田間交響，當千年農耕智慧碰撞現代數字科技，農田里又會呈現出怎樣的新景象？

記者來到新鄉(xiāng)市平原城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)時，眼前萬畝農田里的小麥一望無垠，田間地頭的氣象觀測站、環(huán)境災害預警站等科技設施配備完善，為高標準農田穿上了“智能盔甲”。以前這里的農業(yè)生產相對依賴傳統的生產方式，曾面臨農業(yè)信息基礎設施不夠完善、農業(yè)信息化水平不高、農業(yè)信息資源開發(fā)利用不充分等問題，當地的農業(yè)管理水平參差不齊，缺乏統一的組織規(guī)劃，在農作物生產上，時常出現水肥資源浪費、管理技術不到位等問題。

河南省新鄉(xiāng)市平原城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)

2022年，平原城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)依托中原農谷建設規(guī)劃，組建設計團隊實地勘測，以發(fā)展智慧農業(yè)為目標導向，聚合制種大縣獎勵資金以及高標準農田建設資金等，建成了10萬畝高標準農田項目區(qū)。“作為中原農谷的核心區(qū)，我們打造了墑情、苗情、蟲情、病情、災情、肥情等多方面的數字化應用服務，建設了涵蓋農業(yè)環(huán)境監(jiān)測站等在內的田間科技監(jiān)測設施。利用空間地理信息系統GIS技術，采集各地塊屬性、機井、田間物聯網設備等信息。”區(qū)農業(yè)農村局現代農業(yè)科科長鄭曉凡告訴記者，通過貫通線上線下，該項目將軟件與硬件相結合，實時監(jiān)測田間情況，為農業(yè)生產提供了有力的數據支撐。

“現在已經實現了一機在手，管理萬畝良田。”該區(qū)香時莊村的種植大戶婁俊杰，打開手機上的智慧農業(yè)信息化平臺系統向記者展示：“看看多方便！這個系統能長期監(jiān)測地里的土壤質量等級情況，土壤有機質、pH值、地力等級……這些指標的變化都可以看到，我們能根據實際情況科學澆水、施肥了，種地效率大大提高了。”

據介紹，項目區(qū)內的農業(yè)植保監(jiān)測系統，通過分析農作物的蟲情、病情、長勢等信息，探尋病蟲害發(fā)生規(guī)律，實現精準預測，為當地農業(yè)生產中的病蟲害防控提供客觀科學的數據支撐。“同時，在農作物實景觀測系統上，我們能看到田間土壤、農作物等多源信息，可以據此建立四情（苗情、墑情、蟲情、災情）監(jiān)測、環(huán)境綜合信息監(jiān)測、田間視頻監(jiān)控信息等智能平臺。”鄭曉凡說，農戶能實時掌握病蟲害發(fā)生情況，遇到問題也能提前預防，助力農田防災減災。

“小麥赤霉病、小麥條銹病、玉米大斑病，這些都能在手機上監(jiān)測到。”婁俊杰指著田間不遠處的“智慧合桿”說，“上面掛著高清攝像頭、氣象設備、殺蟲燈、信號收發(fā)器等裝置，還連接著地里的土壤傳感器，可以測量不同深度土壤的溫度、濕度、酸堿度等信息。這些信息都會被傳輸到中原農谷‘數智大腦’中，再通過大數據模型的計算，將氣象、墑情、苗情、病蟲情等信息發(fā)送到我們的手機。”如今的高標準農田項目區(qū)，各項農田智能化設備一應俱全，防災減災體系建設完善。“這樣小麥的管理就更方便了，高產自然也不用發(fā)愁。”

據了解，示范區(qū)內建設有標準化農業(yè)氣象科技監(jiān)測站，監(jiān)測站里安裝了植被物候觀測系統和遙測式土壤水分監(jiān)測設備，構建了4個智慧農業(yè)農情數據監(jiān)測站點、10余個自動土壤水分監(jiān)測設備、2個農田小氣候站，配套建成1個人工影響天氣作業(yè)站，組成了“空天地一體化”農業(yè)防災減災網絡。

中原農谷將高標準農田建設作為種業(yè)育繁推一體化、保障國家糧食安全的基礎工程和重要載體，目前已建成高標準農田15.6萬畝，通過智慧農業(yè)、數字化服務等領域的創(chuàng)新，投入“智慧合桿”20余個，覆蓋農田2萬畝，使用智能農機、自動化灌溉等現代化農機具1526臺。中原農谷相關負責人表示，借助中原農谷區(qū)位、科研等優(yōu)勢力量，積極布局了糧食和大食物遙感統計監(jiān)測體系河南區(qū)域分中心建設，更好地服務保障國家糧食安全和食物安全。

在日前舉辦的2025黃淮海智慧農業(yè)與智能農機裝備研討會上，“科技賦能農業(yè)”“AI引領變革”成為行業(yè)專家討論的高頻關鍵詞。“會上發(fā)布了我們與河南省農業(yè)科學院農業(yè)信息技術研究所聯合研發(fā)的‘DeepSeek農業(yè)智能體’，這是一款由人工智能驅動的‘農業(yè)大腦’，它集成了作物表型、品種審定、土壤環(huán)境、病蟲害監(jiān)測等多維數據。依托大模型與知識圖譜，能夠滿足用戶在品種特性查詢、蟲害識別、農業(yè)技術信息方面的需求，而且能給出專業(yè)的建議，助力精準化種植，并提升農田防災減災能力。”河南云飛科技發(fā)展有限公司董事長周國濤向記者介紹，依托“DeepSeek農業(yè)智能體”，還可以構建面向糧食單產能力提升的智能決策中樞，融合精準數據洞察、科學策略支持與智能資源調配，為糧食單產提升提供堅實的技術支撐。

在不久的將來，傳感器將代替農民的手掌觸摸墑情，算法破解農作物的生長密碼，數字技術將黃土地裝進“云端”，借助科技將進一步提高農田的防災減災能力，并助力糧食豐產豐收。

精準施控：從“大水漫灌”到“細胞級補水”

人多地少水缺，水資源時空分布不均，是我國的基本水情。如何利用先進的信息化手段完善農田設施？如何在水資源有限的條件下種好地？或許我們能在智慧化灌溉中尋找到答案。

在新鄉(xiāng)市獲嘉縣位莊鄉(xiāng)的麥田里，水肥一體化滴灌設備鋪設完善。“這些小麥剛澆過水，基本上一周就澆完了，效率也大大提升，500畝地一個人就能澆完。”種植戶徐方子感嘆，“相比以前大水漫灌的形式，種地效率提高了不少。有了這樣的設備，糧食產量一年比一年高，去年我的小麥每畝增產了120斤。滴灌的方式不僅適用于小麥，灌溉玉米也很好，再配合寬窄行播種，增產效果更加明顯！”

今年春季，新鄉(xiāng)市在保障農田灌溉方面，通過“一圖推動、一冊定標、一碼管理”，組織實施農田基礎設施大會戰(zhàn)，實現“三溝整治、五渠疏浚、五網融合”。目前全市整治問題溝渠5000余公里，近100萬畝的河灌區(qū)溝渠全面暢通。為提升耕地地力，在高標準農田建成區(qū)建設地力“加油站”，綜合運用秸稈廢棄物、人畜糞污等無害化還田，增加土壤有機質，地力平均提升0.5個等級以上，畝均糧食產能增加10%~20%。此外，為健全設施管護體系，開發(fā)農田管護小程序，全域所有機井隨時維護，保障了農作物得到及時灌溉。

和徐方子一樣，陜西省西安市長安區(qū)長豐農機專業(yè)合作社理事長薛強的小麥同樣享受到了智慧灌溉帶來的便利。“在手機上輕輕一點，田間的閘門就打開了，頃刻間，細密的水滴就能均勻地滴入土壤中。不需要再像以前一樣到處扯水管，費時還費力。”薛強今年在120畝的田里鋪上了滴灌設備，他告訴記者，滴灌帶猶如毛細血管般鋪在地里，減少了水資源和肥料的浪費。“節(jié)水又節(jié)肥，省工還省時。二十多年前父輩種地時，小麥畝產只有400~500斤。再看看現在，農田設備越來越完善，種地的科技不斷進步，每畝1000多斤的產量已經十分普遍！”

陜西省西安市長安區(qū)神禾塬萬畝糧倉，智慧灌溉設備的應用讓小麥“喝飽”水。

據了解，薛強的合作社目前集成了高桿噴灌、地埋伸縮式噴灌等7種不同技術模式展開田間灌溉，工作人員通過手機App遠程操作即可完成灌溉作業(yè)。通過運用無人機化除、遠程智慧化灌溉、精準追肥調控機械、遙感衛(wèi)星監(jiān)測苗情墑情等技術，給農田裝上了“智慧大腦”，建立了旱作節(jié)水節(jié)肥綜合性展示平臺，讓農作物灌溉用水計量更加精準。

從傳統的大水漫灌到現在精準智能的“細胞級”補水，農業(yè)智慧灌溉以信息技術為核心，通過精準化管理，聚焦我國農業(yè)生產中水資源短缺、生產效率不高等問題，實現了節(jié)水、增產、環(huán)保等多重目標，已經成為農業(yè)現代化的關鍵路徑。

智慧農機：從“誰來種田”到“高效種田”

近年來，作為科技賦能農田的另一關鍵領域，智能農機裝備與農田基礎設施相輔相成，在農業(yè)生產中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

“即使是丘陵、山地等地形，我們的多功能運輸機器人也可以適應；無駕艙智能拖拉機已實現自動駕駛，作業(yè)精度達厘米級；傳統農機加一升柴油干的活兒，智能電動拖拉機僅需兩度電就能完成……”在廈門中科原動力科技有限公司（以下簡稱中科原動力）舉辦的新能源智能農業(yè)機器人春耕田間活動上，無駕艙智能拖拉機、起壟播種一體機、智能電動拖拉機、多功能運輸機器人等先進農機在福建省廈門市集美區(qū)灌口鎮(zhèn)的高標準農田里來回奔忙。

新能源智能農業(yè)機器人在福建省廈門市的高標準農田里展開作業(yè)。

中科原動力創(chuàng)始人韓威介紹，這些農業(yè)機械設備兼具智能化、電動化的特點。“它們可以提供農作物自動化作業(yè)全流程解決方案，涵蓋整地、深松、起壟、旋耕、播種、運輸等全鏈條，作業(yè)效率能提升20%以上。”現場農戶發(fā)出感嘆：“機器人翻地播種又快又均勻，比傳統方式更精細！”

近年來，中科原動力自主研發(fā)了萬途系列智能電動農機、智耘系列農機自動作業(yè)系統、智牛系列無人駕駛拖拉機等產品，均達到L4級世界領先的智能化等級，實現了耕種管收全程自動化作業(yè)。韓威說：“這些裝備融合了新能源、數字化、智能化等先進技術，展現了強大的作業(yè)能力和應用潛力。”

為了解決復雜農田環(huán)境下的場景感知、農機作業(yè)智能決策與協同控制等關鍵技術難題，中科原動力采用基于北斗的多傳感器融合定位導航技術，使農機裝備能夠在各種復雜環(huán)境下高精度自主導航和作業(yè)。

記者走進位于新疆維吾爾自治區(qū)昌吉回族自治州的數字化高標準智慧棉田，自動駕駛農機、農田巡檢植保機器人在田間來回穿梭。“針對新疆大田棉花耕種管收各流程，我們提出了基于農機自動駕駛與人工智能技術的數字化高標準智慧棉田解決方案。通過無人機、數字水肥灌溉系統、農田云平臺等軟硬件，共同組成了無人農機群自主協同作業(yè)體系，實現了對棉花的精準化管理、生產過程的智能化決策和無人化作業(yè)。”韓威介紹，這種方式可以有效提高作業(yè)效率，減少運營成本，大幅降低對機手的操作水平要求以及工作強度，同時能提高資源有效利用率。

在廈門市海滄區(qū)的一處農田里，智能農機同樣發(fā)揮著重要作用。“小麥均采用精量播種機播種，能夠精準控制每粒種子的播種數量和位置，不僅減少了以往傳統播種方式對種子的浪費，而且還能減少無效分蘗，提高田間小麥群體的透光率，進一步優(yōu)化生長環(huán)境。”海滄區(qū)城建園林有限公司生態(tài)產業(yè)部經理林永奇告訴記者，該公司配備了2臺精量播種機、3臺農用無人機、4臺拖拉機，為規(guī)模化種植、病蟲草害防治保駕護航，為糧食生產提供了有力的技術支撐。

“我們提前做好拖拉機、精量播種機、農業(yè)無人機等農機設備的保養(yǎng)和調試，為今年高效開展糧食生產奠定了基礎。”林永奇說，截至4月中旬，該公司已出動拖拉機130臺（班）、高效完成950余畝的旋耕整地、施基肥工作以及880畝水稻直播工作。在智能農機的加持下，耕種工作推進順利，為全年糧食生產安全有序運行提供了堅實保障。

從“耕種管收”全流程智能化的智慧農田，到“云端調度+智能決策”的農機社會化服務，農機已成為高標準農田的“智慧觸手”，正在推動農業(yè)生產從“人力密集型”向“數據驅動型”跨越，一種“硬科技+新農具”的協同效應已然形成。正如中國工程院院士李德毅所說：“無人駕駛在農村的大地上一定會大有作為的。未來由機手駕駛的農機都可以變成可交互、會學習、自成長的農業(yè)機器人，機器人去幫助人類從事大量繁瑣、辛苦的體力工作，人類就可以去做更有創(chuàng)造力的事情。”

隨著數字孿生、區(qū)塊鏈、AI大模型等前沿技術與農業(yè)場景的深度融合，中國正以科技之力重塑農業(yè)生產范式。這場以“藏糧于地”為核心的農業(yè)革命，生動展現了“會種地”向“慧種地”的深刻轉變，讓“中國飯碗”的成色更足、根基更穩(wěn)。當算法解析作物生長的密碼，當數據流貫通田間管理的脈絡，一幅“硬科技賦能新農耕”的壯闊圖景正徐徐展開，為保障糧食安全注入澎湃動能。

（圖片均由受訪者提供）

作者：農民日報·中國農網記者 楊久棟 趙倩倩