設(shè)施農(nóng)業(yè)：推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要力量

【關(guān)鍵詞】設(shè)施農(nóng)業(yè) 設(shè)施種植設(shè)施養(yǎng)殖 設(shè)施水產(chǎn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】F327 【 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

設(shè)施農(nóng)業(yè)是推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、保障國(guó)家糧食安全的關(guān)鍵力量

農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)是社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的根基。黨的二十大報(bào)告指出：“樹(shù)立大食物觀，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，構(gòu)建多元化食物供給體系?！痹O(shè)施農(nóng)業(yè)作為一種高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，具有顯著的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展前景，是推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、保障國(guó)家糧食安全的關(guān)鍵力量。發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，能夠突破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對(duì)自然條件的依賴(lài)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可控性、高效性和可持續(xù)性，從而大幅提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。此外，還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效、帶動(dòng)農(nóng)民增收，對(duì)于推進(jìn)鄉(xiāng)村全面振興具有重要意義。

設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，其發(fā)展水平體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的程度。設(shè)施農(nóng)業(yè)最早于20世紀(jì)中葉在荷蘭與以色列興起，這兩個(gè)國(guó)家率先在溫室栽培、家禽養(yǎng)殖等領(lǐng)域開(kāi)展技術(shù)研發(fā)與實(shí)踐應(yīng)用，在全球范圍樹(shù)立起行業(yè)典范。20世紀(jì)后期，我國(guó)開(kāi)始逐步引入這些先進(jìn)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上積極開(kāi)展技術(shù)消化、吸收及創(chuàng)新工作，持續(xù)探索契合我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的設(shè)施模式。起初，設(shè)施農(nóng)業(yè)主要集中于溫室種植和初步工廠(chǎng)化養(yǎng)殖。自20 世紀(jì)60 年代北京紅星農(nóng)場(chǎng)嘗試工廠(chǎng)化養(yǎng)豬開(kāi)始，設(shè)施農(nóng)業(yè)逐漸受到重視。改革開(kāi)放后，“菜籃子工程”啟動(dòng)，設(shè)施農(nóng)業(yè)進(jìn)一步拓展至蔬菜和畜禽養(yǎng)殖領(lǐng)域。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，隨著機(jī)械化、信息化和智能化技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)取得了巨大進(jìn)步。

在設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，種植、養(yǎng)殖和水產(chǎn)三大板塊各具特色且相互促進(jìn)。設(shè)施種植方面，溫室和大棚的應(yīng)用極大改善了作物生長(zhǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)果蔬、花卉等經(jīng)濟(jì)作物的全年連續(xù)生產(chǎn)。通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控環(huán)境溫度、濕度及光照等，不斷提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)。設(shè)施養(yǎng)殖方面，以家畜規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化為切入點(diǎn)，逐步從傳統(tǒng)散養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?、模塊化養(yǎng)殖體系，提升了動(dòng)物福利，有效降低了生產(chǎn)成本和疫病風(fēng)險(xiǎn)。水產(chǎn)養(yǎng)殖逐步從家庭式、小規(guī)模生產(chǎn)向企業(yè)化、規(guī)?；⒓s化模式轉(zhuǎn)變。2022年5月，全球首艘10萬(wàn)噸級(jí)智慧漁業(yè)大型養(yǎng)殖工船“國(guó)信1 號(hào)”交付運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著我國(guó)設(shè)施養(yǎng)殖技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的重大突破。

我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)政府的高度重視，多項(xiàng)政策陸續(xù)出臺(tái)，為設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的制度保障。近年來(lái)，中央文件多次強(qiáng)調(diào)發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要意義，明確要求按照因地制宜的原則推廣塑料大棚、日光溫室、連棟溫室等設(shè)施，并大力支持水肥一體化、環(huán)境控制智能化等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。從《現(xiàn)代設(shè)施畜牧建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施方案（2023—2030 年）》將設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，到《全國(guó)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)規(guī)劃（2023—2030 年）》明確設(shè)施農(nóng)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向，再到《全國(guó)智慧農(nóng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃（2024—2028 年）》指出要以智能裝備提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，政策的持續(xù)加碼推動(dòng)農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)粗放型向高效、綠色、智能型轉(zhuǎn)變。

我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)科技創(chuàng)新的持續(xù)驅(qū)動(dòng)，以信息化、智能化為核心的智慧農(nóng)業(yè)模式讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從過(guò)去的“看天吃飯”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦摹爸於?。借助物?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控和智能管理，為不同區(qū)域的設(shè)施農(nóng)業(yè)提供定制化解決方案。從數(shù)字溫室、智能水肥一體化系統(tǒng)到精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)，信息技術(shù)正以革命性變革推動(dòng)農(nóng)業(yè)朝著綠色循環(huán)、低碳環(huán)保和高效生產(chǎn)的方向發(fā)展，助力農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化邁向新高度。與此同時(shí)，關(guān)鍵設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷升級(jí)，全面提升自動(dòng)化與機(jī)械化水平，在保障生產(chǎn)效率的同時(shí)，為勞動(dòng)力轉(zhuǎn)型和農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口市民化創(chuàng)造有利條件，促進(jìn)城鄉(xiāng)要素的高效流動(dòng)與配置。當(dāng)前，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)正處于從數(shù)量擴(kuò)張向質(zhì)量提升轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期。在政策扶持、技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)需求的多重作用下，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)有望進(jìn)一步發(fā)展成為綠色、智能、高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，為加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展取得重要進(jìn)展

近年來(lái)，隨著我國(guó)科技的不斷進(jìn)步，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用取得顯著成效，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升生產(chǎn)效率，降低資源浪費(fèi)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，智能化技術(shù)正在推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的根本性變革，尤其是在智能養(yǎng)殖、智能種植和智能水產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

新技術(shù)在設(shè)施種養(yǎng)殖業(yè)的全面應(yīng)用。一是養(yǎng)殖業(yè)的數(shù)字化升級(jí)。以生豬養(yǎng)殖為例，通過(guò)引入智能感知與精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從種豬選育、仔豬管理到商品豬出欄的全流程數(shù)字化管理，顯著提升了生產(chǎn)效率和動(dòng)物福利水平。智能系統(tǒng)通過(guò)多維度數(shù)據(jù)采集與分析，能夠精確跟蹤豬只的健康狀況與成長(zhǎng)過(guò)程，并實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境變化。在異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面，智能化系統(tǒng)通過(guò)結(jié)合接觸式與非接觸式傳感器，可以實(shí)時(shí)采集生豬體溫、運(yùn)動(dòng)量等生理數(shù)據(jù)，并通過(guò)紅外熱成像與行為分析技術(shù)監(jiān)控豬群的健康狀況，實(shí)現(xiàn)全天候的異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)，提前識(shí)別潛在疾病，有效降低疾病擴(kuò)散和養(yǎng)殖損失。智能化系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集與智能分析使得養(yǎng)殖業(yè)實(shí)現(xiàn)從人工管理向數(shù)字化、精準(zhǔn)化、智能化的全面轉(zhuǎn)型，推動(dòng)我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)朝著更高效、更可持續(xù)的方向發(fā)展。

二是種植業(yè)的智能化進(jìn)步。傳統(tǒng)種植業(yè)生產(chǎn)模式面臨環(huán)境控制的不穩(wěn)定、資源浪費(fèi)、生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。近年來(lái)，我國(guó)科研人員通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)了設(shè)施種植的智能化升級(jí)。低功耗、低成本的小型化農(nóng)業(yè)傳感器的廣泛應(yīng)用，使對(duì)土壤、氣象、設(shè)備工況等多個(gè)變量的實(shí)時(shí)監(jiān)控成為可能；借助無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，光照、溫度、濕度、氣體濃度等重要環(huán)境參數(shù)得以實(shí)現(xiàn)高效采集與精準(zhǔn)傳輸，為設(shè)施生產(chǎn)的精準(zhǔn)調(diào)控提供了科學(xué)依據(jù)。此外，智能感知技術(shù)還在表型參數(shù)的感知方面取得了突破。通過(guò)自主研發(fā)的巡檢機(jī)器人搭載高分辨率相機(jī)、三維激光掃描儀、紅外熱成像相機(jī)等設(shè)備，成功克服了由于環(huán)境復(fù)雜性帶來(lái)的數(shù)據(jù)缺失、遮擋和混淆等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了作物全生長(zhǎng)周期中的株高、莖直徑、葉面積等生長(zhǎng)參數(shù)的精準(zhǔn)提取，為植物生長(zhǎng)調(diào)控模型提供了數(shù)據(jù)支撐。多源數(shù)據(jù)分析的持續(xù)優(yōu)化顯著提高了設(shè)施農(nóng)業(yè)的智能化水平，為綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

三是水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化改造。我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)長(zhǎng)期面臨環(huán)境復(fù)雜、資源利用低效等問(wèn)題。近年來(lái)，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在智能化設(shè)施改造與技術(shù)創(chuàng)新方面取得了突破，工船養(yǎng)殖模式的創(chuàng)制構(gòu)建了安全高效的深遠(yuǎn)海工業(yè)化養(yǎng)殖生產(chǎn)體系。新一代大型養(yǎng)殖工船集成了水下立體測(cè)量、數(shù)據(jù)分析、智能決策與智能控制等先進(jìn)模型算法，成功攻克了增氧、投喂、換水等多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的耦合調(diào)控技術(shù)，提升了水產(chǎn)養(yǎng)殖的單位產(chǎn)出效率與環(huán)境適應(yīng)性。在工廠(chǎng)化養(yǎng)殖方面，工廠(chǎng)化魚(yú)菜共生系統(tǒng)因生長(zhǎng)周期異步和多參數(shù)耦合難度大，面臨著氮轉(zhuǎn)化吸收利用率較低等產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。對(duì)此，我國(guó)科研人員研發(fā)了魚(yú)類(lèi)氮脅迫指示器，結(jié)合三維空間行為學(xué)信息與水質(zhì)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了魚(yú)類(lèi)運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)和氮素濃度的多因子耦合模型，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖水體氮脅迫快速響應(yīng)與預(yù)警，系統(tǒng)精度超過(guò)92%，為高效水產(chǎn)養(yǎng)殖提供了有力保障，促進(jìn)了我國(guó)魚(yú)菜共生產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

新成果在設(shè)施種養(yǎng)殖業(yè)的全面創(chuàng)新。一是智能精準(zhǔn)飼喂與環(huán)境調(diào)控技術(shù)的優(yōu)化。例如，在生豬養(yǎng)殖中，飼料成本占總成本的60% 左右，如何提高飼料利用率并降低成本是亟待解決的難題。智能精準(zhǔn)飼喂技術(shù)通過(guò)數(shù)字化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為養(yǎng)殖場(chǎng)提供基于豬只生長(zhǎng)階段和體況的實(shí)時(shí)飼料調(diào)整策略，使得養(yǎng)殖場(chǎng)能夠避免浪費(fèi)，確保豬只健康成長(zhǎng)。環(huán)境控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以將養(yǎng)殖環(huán)境的管理提升到全過(guò)程的精細(xì)化管理。分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫濕度、氨氣濃度等參數(shù)，系統(tǒng)能夠根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)、溫控與凈化設(shè)備，從而保持豬舍舒適度并降低呼吸道疾病的風(fēng)險(xiǎn)。在極端氣候條件下，系統(tǒng)能夠自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、濕簾或噴霧裝置，以保證豬只的舒適度，并平衡能耗。

二是智能決策與精準(zhǔn)調(diào)控模型的創(chuàng)新。智能決策模型的發(fā)展，促使環(huán)境、水肥與能耗調(diào)控更為精準(zhǔn)。通過(guò)“數(shù)據(jù)—機(jī)理—經(jīng)驗(yàn)”耦合的設(shè)施作物生長(zhǎng)調(diào)控模型，科研團(tuán)隊(duì)成功破解了智能決策中“智慧大腦”缺失的問(wèn)題。該模型綜合考慮溫度、光照、水分、氣體及肥料等多種因素對(duì)作物生長(zhǎng)的協(xié)同影響，建立精確預(yù)測(cè)模型，提升光合速率等指標(biāo)的預(yù)測(cè)精度。此外，針對(duì)水肥調(diào)控，研發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)解析與修正算法，優(yōu)化水肥灌溉的決策，解決傳統(tǒng)灌溉過(guò)程中水分流失與偏差問(wèn)題，為精準(zhǔn)管理提供理論依據(jù)。在環(huán)境調(diào)控方面，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)作物的光合速率和莖直徑等變化的分析，深入探討環(huán)境因子與作物微變化之間的關(guān)系，為精準(zhǔn)調(diào)控提供了科學(xué)依據(jù)。

三是魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)與行為精準(zhǔn)測(cè)量及跟蹤技術(shù)的創(chuàng)新。在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，傳統(tǒng)的魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)與行為測(cè)量依賴(lài)人工干預(yù)，不僅周期長(zhǎng)且精度有限。為此，科研人員利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，突破了小目標(biāo)跨域識(shí)別和無(wú)損計(jì)數(shù)的技術(shù)瓶頸，開(kāi)發(fā)了水下無(wú)接觸精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)。這一技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)、無(wú)干擾地在水下環(huán)境中測(cè)量魚(yú)類(lèi)的體長(zhǎng)、體重等指標(biāo)，極大提升了測(cè)量精度，并為養(yǎng)殖管理提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持。與此同時(shí)，科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)了水下多魚(yú)類(lèi)目標(biāo)行為連續(xù)跟蹤技術(shù)，突破了復(fù)雜水下環(huán)境中的技術(shù)瓶頸。通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法，結(jié)合對(duì)抗訓(xùn)練機(jī)制，提升魚(yú)類(lèi)行為連續(xù)跟蹤的精度，為養(yǎng)殖效益的提升提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

新模式在設(shè)施種養(yǎng)殖業(yè)的全面發(fā)展。一是數(shù)字孿生與智慧化管理的全面應(yīng)用。隨著智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，農(nóng)業(yè)管理模式正經(jīng)歷深刻變革。數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓養(yǎng)殖企業(yè)精確掌握各類(lèi)數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，提升養(yǎng)殖效率、減少風(fēng)險(xiǎn)，并實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖過(guò)程的精細(xì)化管理。未來(lái)，智慧牧場(chǎng)將進(jìn)一步拓展產(chǎn)業(yè)鏈條，從選種、育種到市場(chǎng)銷(xiāo)售形成閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，提升生產(chǎn)效率并促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

二是精準(zhǔn)投喂與環(huán)境調(diào)控技術(shù)的全面集成。精準(zhǔn)投喂技術(shù)是提升水產(chǎn)養(yǎng)殖效率、促進(jìn)魚(yú)類(lèi)健康生長(zhǎng)的重要手段?？蒲袌F(tuán)隊(duì)為深遠(yuǎn)海和工廠(chǎng)化設(shè)施養(yǎng)殖開(kāi)發(fā)了仿真養(yǎng)殖系統(tǒng)，結(jié)合低緯聲學(xué)特征的攝食行為識(shí)別技術(shù)和光流場(chǎng)能量累積模型，構(gòu)建了精準(zhǔn)投喂閉環(huán)控制模型。該模型能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控魚(yú)類(lèi)的攝食行為，并根據(jù)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)情況精確調(diào)整飼料投放量，從而提高飼料利用率并減少浪費(fèi)。同時(shí)，科研人員對(duì)環(huán)境調(diào)控模型進(jìn)行深入研究，涵蓋水質(zhì)管理、流速調(diào)控等方面，為水產(chǎn)養(yǎng)殖提供穩(wěn)定的水質(zhì)和良好的環(huán)境條件。精準(zhǔn)投喂與環(huán)境調(diào)控技術(shù)的集成應(yīng)用，不僅提升了養(yǎng)殖的自動(dòng)化和精準(zhǔn)化水平，而且推動(dòng)了行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展提供了有力的技術(shù)保障。

三是設(shè)施農(nóng)業(yè)組態(tài)平臺(tái)集成與應(yīng)用。為降低設(shè)施農(nóng)牧漁業(yè)管控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本，提高模型普適性水平，科研團(tuán)隊(duì)提出基于工業(yè)組態(tài)的設(shè)施農(nóng)牧漁業(yè)公共組態(tài)平臺(tái)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)0 代碼、超快速管控系統(tǒng)部署及模型的嵌入式應(yīng)用，以及從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”到“數(shù)據(jù)決策”的模型智能決策應(yīng)用。農(nóng)業(yè)組態(tài)技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的核心工具，其意義體現(xiàn)在對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的系統(tǒng)性革新，通過(guò)模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策，構(gòu)建全要素聯(lián)動(dòng)機(jī)制。組態(tài)系統(tǒng)通過(guò)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模型庫(kù)，將農(nóng)藝知識(shí)轉(zhuǎn)化為可復(fù)制的數(shù)字化模板。組態(tài)技術(shù)通過(guò)0代碼操作界面，使普通農(nóng)民經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可完成復(fù)雜環(huán)境調(diào)控軟件搭建，將設(shè)施管控模型嵌入到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化管控。設(shè)施農(nóng)業(yè)組態(tài)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)一屏掌控“耕、種、管、收”的快速0 代碼開(kāi)發(fā)與智能化應(yīng)用。

設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策

盡管我國(guó)在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，但在核心技術(shù)、管理模式及體制機(jī)制方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。

設(shè)施養(yǎng)殖方面，我國(guó)在飼料轉(zhuǎn)化率等核心生產(chǎn)指標(biāo)上與農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距。這反映出種質(zhì)資源利用率、飼料資源利用率、勞動(dòng)效率以及數(shù)字化管理水平上的不足。在技術(shù)層面，我國(guó)雖已實(shí)現(xiàn)了環(huán)境控制設(shè)備（如風(fēng)機(jī)等）的國(guó)產(chǎn)化，但核心控制模塊仍依賴(lài)進(jìn)口。這不僅增加了生產(chǎn)成本，更制約了自主創(chuàng)新能力的提升?，F(xiàn)有的環(huán)境調(diào)控模型多基于單因素設(shè)計(jì)，未能充分考慮多種環(huán)境參數(shù)的綜合影響，養(yǎng)殖機(jī)器人和智能化管理系統(tǒng)的智能化水平有限，難以支撐無(wú)人化養(yǎng)殖管理體系建設(shè)。

設(shè)施種植方面，我國(guó)是全球設(shè)施農(nóng)業(yè)面積最大的國(guó)家，但在生產(chǎn)效能和技術(shù)水平方面，與荷蘭、日本、以色列等設(shè)施農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)相比仍存在一定差距。在基礎(chǔ)設(shè)施方面，我國(guó)仍以塑料大棚等中小型溫室為主，大型連棟溫室等高土地利用效率、低能耗、高水平機(jī)械化智能化的設(shè)施占比較低。在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面，我國(guó)尚未建立成熟的設(shè)施果蔬生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律機(jī)理過(guò)程模型，基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱。在數(shù)據(jù)積累與智能調(diào)控方面，相較荷蘭、以色列等國(guó)家長(zhǎng)達(dá)40 多年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)積累，我國(guó)存在系統(tǒng)性的生產(chǎn)數(shù)據(jù)缺失問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能調(diào)控算法發(fā)展相對(duì)滯后。

設(shè)施漁業(yè)方面，我國(guó)在模型算法與養(yǎng)殖裝備的系統(tǒng)集成方面仍面臨挑戰(zhàn)。當(dāng)前模型算法的研發(fā)多基于理論假設(shè)和單一環(huán)境參數(shù)，未能充分結(jié)合實(shí)際養(yǎng)殖裝備的技術(shù)特性及復(fù)雜多變的生產(chǎn)環(huán)境條件。具體表現(xiàn)為：在表型測(cè)量中，現(xiàn)有模型算法對(duì)動(dòng)態(tài)光照、水質(zhì)波動(dòng)及魚(yú)群行為等復(fù)雜場(chǎng)景的適應(yīng)性不足；在養(yǎng)殖投喂中，投喂系列模型算法與裝備的集成度較低，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性欠佳。此外，我國(guó)設(shè)施漁業(yè)的系統(tǒng)化模型算法研究仍顯薄弱，雖已初步開(kāi)發(fā)了涵蓋表型測(cè)量、投喂管理及環(huán)境控制等環(huán)節(jié)的系列算法，但各技術(shù)模塊間缺乏深度融合，多源數(shù)據(jù)的協(xié)同挖掘不足，“信息孤島”現(xiàn)象較為突出，制約了整體系統(tǒng)的智能化水平提升。

管理模式方面，當(dāng)前智能裝備的購(gòu)置和維護(hù)成本較高、整體信息化管理水平偏低，生產(chǎn)過(guò)程中大量環(huán)節(jié)仍依賴(lài)人工操作，效率低下且易產(chǎn)生操作誤差。更值得關(guān)注的是，行業(yè)缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，各地養(yǎng)殖場(chǎng)在設(shè)施配置、運(yùn)營(yíng)流程等方面存在顯著差異，制約產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化發(fā)展進(jìn)程。此外，產(chǎn)業(yè)鏈上下游信息機(jī)制不健全，生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)之間存在明顯的信息壁壘。這不僅造成資源配置效率低下，而且加劇市場(chǎng)供需波動(dòng)，影響產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。這些問(wèn)題反映出我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)在管理現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)協(xié)同方面仍有較大提升空間。

為應(yīng)對(duì)當(dāng)前設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，亟需系統(tǒng)構(gòu)建跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展體系。應(yīng)融合農(nóng)業(yè)、生物、機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)等多領(lǐng)域的科技力量，組建創(chuàng)新聯(lián)盟、創(chuàng)新聯(lián)合體等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)，重點(diǎn)突破關(guān)鍵核心技術(shù)的自主研發(fā)。在體制機(jī)制創(chuàng)新方面，應(yīng)進(jìn)一步完善政產(chǎn)學(xué)研用合作機(jī)制，通過(guò)政策引導(dǎo)和資金支持，打通從科研攻關(guān)到產(chǎn)業(yè)推廣的完整鏈條。重視示范基地建設(shè)和人才培養(yǎng)，通過(guò)建立智慧生產(chǎn)示范基地，開(kāi)展多層次的技術(shù)培訓(xùn)和實(shí)踐交流，切實(shí)提升從業(yè)者的智能化管控體系。在技術(shù)創(chuàng)新路徑方面，應(yīng)采取科教單位生產(chǎn)研發(fā)、企業(yè)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證的協(xié)同模式，整合數(shù)據(jù)采集、智能裝備、數(shù)字平臺(tái)等關(guān)鍵要素，構(gòu)建覆蓋生產(chǎn)全過(guò)程的智能化管控體系。同時(shí)，應(yīng)加快構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)體系，推動(dòng)規(guī)?；l(fā)展，通過(guò)政策扶持、技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)等多維度協(xié)同推進(jìn)，加強(qiáng)政產(chǎn)學(xué)研用聚力協(xié)同，全面提升設(shè)施農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、資源利用效率和綠色發(fā)展水平，為智能化技術(shù)應(yīng)用提供全方位的制度保障。

當(dāng)前，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期，其發(fā)展呈現(xiàn)技術(shù)深度化、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同化、綠色低碳化、主體多元化等顯著特征。隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的深度應(yīng)用，傳統(tǒng)依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式正向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能化方向轉(zhuǎn)變。通過(guò)建立多源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與智能調(diào)控，顯著提升資源利用效率和管理精細(xì)化水平。當(dāng)前亟需突破五大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域：高效綜合防控與凈化技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性裝備技術(shù)、低能耗智能管控技術(shù)、精準(zhǔn)水肥環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)以及全生命周期精準(zhǔn)智能管控技術(shù)。這些關(guān)鍵技術(shù)的突破，能夠有效解決設(shè)施農(nóng)業(yè)面臨的環(huán)境適應(yīng)性差、管理粗放、能耗高等問(wèn)題，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量與品質(zhì)的雙提升，為設(shè)施農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

總體而言，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程充分彰顯了我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)自強(qiáng)不息的精神品格。從最初對(duì)國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)模仿，到如今部分裝備實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，設(shè)施農(nóng)業(yè)正逐步成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要支柱和保障國(guó)家糧食安全的重要手段。隨著智慧農(nóng)業(yè)、綠色循環(huán)農(nóng)業(yè)和數(shù)字技術(shù)的深度融合，設(shè)施農(nóng)業(yè)在保持穩(wěn)健增長(zhǎng)的同時(shí)，以更加集約、智能、環(huán)保的模式繼續(xù)引領(lǐng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，為推進(jìn)鄉(xiāng)村全面振興和建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)提供源源不斷的動(dòng)力。

【注：本文系農(nóng)業(yè)農(nóng)村部資助項(xiàng)目階段性研究成果】

【參考文獻(xiàn)】

①何勇等：《智慧農(nóng)業(yè)》，北京：科學(xué)出版社，2023 年。

②劉羽飛、何勇、劉飛等：《農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用和市場(chǎng)：現(xiàn)狀與未來(lái)展望》，《浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版）》，2023年第3期。

責(zé)編/ 銀冰瑤 美編/ 楊玲玲