自古以来我国就是农业大国，农业在我国有着举足轻重的地位，但是近年来我国正在逐步失去人口红利的优势，面临农业劳动力不足问题，对于我国的经济发展和政治稳定性具有较大的不利影响。因此，在劳动力不足的情况下，我国有必要发展智慧农业，利用现代技术进行科学化耕作。对于我国而言，智慧农业是我国智慧经济发展的重要组成部分。而智慧农业通过物联网等现代技术能够有效的解放人力，解决我国农业方面劳动力不足的问题。
年2月，农业农村部印发的《乡村产业工作要点》中提到：以信息技术带动业态融合，促进农业与信息产业融合，发展农村电商、数字农业、智慧农业等，让农民跨界增收、跨域获利。
一、十字路口的中国传统农业
（一）粮食安全问题仍较突出
全球变暖、全球极端天气频发等大背景下，自然灾害严重影响农作物产量。年7月30日，在农业农村部召开的新闻发布会上，农业农村部种植业管理司司长潘文博指出，河南的粮食作物受灾多万亩，主要分布在蓄滞洪区；没有受灾的区域，如果后期没有大范围灾害，田间管理措施到位，有望通过无灾区的好形势，来弥补灾区的部分损失。与此同时，随着城市化进程的推进，中国耕地面积持续呈萎缩状态，人均耕地面积减少制约了粮食供给的增长。而化肥、农药单位面积使用量远高于世界平均水平，致使耕地质量下降，粮食安全问题突出。
（二）农产品对外依存度高
中国农产品贸易逆差持续增长，年农产品出口额仅亿美元，而进口额则达到亿美元，贸易逆差达到亿美元，与年相比几近翻倍，对外依存度高。日益多元的农产品需求与国内传统的农业生产矛盾凸显，农产品生产的矛盾逐渐由总量的供给不足转变为产品结构不匹配。中国农业已经进入转型升级的关键时期，进一步调整优化农业结构已成为提高农业发展质量和效益的现实选择。
（三）农业机械化进程慢
由于中国特色的家庭联产承包责任制的推行及人口现状等原因，中国80%以上的土地在2.6亿的小农户手里，耕地分散、块状明显，导致农业机械化、规模化进程受阻。中国土地经营属于典型的小规模主导型，小规模土地经营者所占比重高达93%，远高于世界平均水平。农业生产经营规模小，产业化程度低，加上农产品质量不高，导致近年来农业生产成本居高不下，严重影响了农业效益和竞争力的提高。
（四）农作物服务费用低
中国农业迈入“高成本”时代，农业成本已全面超越美国。然而与美国相比，中国多数主要农作物品种物质与服务费用占比较低，美国农业生产更多倚重物质投入、农机装备、技术服务等，而中国人工成本仍为推高农业成本的主要因素。美国农业机械作业智能化程度远远高于中国，农业资本、技术、机械等投入对劳动的替代作用明显。中国在劳动力素质与职业化程度、农业机械水平、农业科技等方面与发达国家存在一定差距，导致了农业高成本、低效率、缺乏农业基础竞争力的现状。
二、农业数字化转型探索
《MIG行业数字化指数：中国》的报告中把农业与狩猎归并到一个行业，数字化水平并不高，整体呈现的是本地化、碎片化的状态。中国的数字农业依然处在相对早期的阶段，大量硬件投入实际上还未完全解决农业的根本问题。很多地方的数字农业建设，都存在“增量不增收”，“产前、产中、产后”三个阶段脱节，或者数字概念脱离实际生产环境等问题。
（一）中国农业发展阶段
中国农业的发展需要经历四个阶段，中国农业大学李道亮教授将其定义为农业1.0到农业4.0：
农业1.0：传统农业，此时使用简单的工具，生产效率较低、无法抵抗自然灾害，只是解决了农产品的短缺问题；
农业2.0：小型规模化农业，利用农业机械化工具，实现部分地区规模化发展，提升劳动生产率；
农业3.0：自动化农业，利用计算机、硬件设备等产品，提升专业化水平，实现资源的合理利用；
农业4.0：智慧化农业，利用多种设备获取相应的数据，实现数字化、智能化生产，将各个设备获取的数据打通，进行资源整合，实现无人化生产。
（二）数字乡村政策推动
近年来中国多个政策围绕“数字中国”、“乡村振兴”、“数字乡村”进行部署，其中都提到了农业数字化。农业数字化不仅是数字中国的重要组成部分，也是实现农业农村现代化这一乡村振兴战略总目标的重要途径。众多政策与福利的出台强调了农业生产数字化的必要性，当下是中国全面实施农业生产数字化的大好时机。
（三）新基建加持数字化
农村电信基础设施不断优化。截至年年末，中国农村宽带接入用户达到1.42亿户，较年末增长万户。全国行政村通光纤率和4G覆盖率均超过98%。农业遥感、导航和通信卫星应用体系初步确立，“新基建”为人工智能、5G、大数据等新一代互联网技术创新应用提供了设备基础，为农业生产数字化带来重大利好。
农民数字技能持续提升。截至年6月，中国农村网民规模为2.97亿，农村地区互联网普及率为59.2%，较年12月提升3.3%。越来越多农民意识到将互联网全面融入到生活、优化升级农业生产模式，农民生产活力的激发和数字农业技术应用能力的提高，为农业生产数字化转型打下了更夯实的基础。
农业数字化服务商技术与产品日益成熟。年中国软件和信息服务业总收入达到8.16万亿元，呈平稳较快增长。具有自主知识产权的技术研发应用、农情信息获取技术、农机作业监测技术等均不断发展，各类农业信息化平台也已被搭建起来。数字农业技术的高质量发展成为促进农业生产转型升级、农业农村现代化发展的强大动力。
三、农业生产数字化转型路径及趋势
农业生产数字化面向农业生产的产前、产中及产后各个环节。如图一所示。
图一智慧农业产业链全景图
（一）产前环节
种植业企业信息化意识持续增强，种业信息化基础得到初步夯实。农业部把年定为种子执法年，确立农作物种业国家战略性、基础性的核心产业地位，明确了深化种业体制改革的政策措施，提出了推进现代种业发展、建设种业强国的目标，各项政策陆续出台，加快行业整顿整合。种业技术公共服务信息化水平提升，建成了品种区域试验数据库、品种推广面积数据库、种子管理机构数据库、种业人才数据库、种业经济运行数据库及相对应的公共服务平台；种业电子政务持续发展，通过种业信息网，即时发布全国和各省种业法规政策信息、种业发展动态、种子企业经营许可信息、品种审定信息、种子市场监管信息、种业规划工程项目信息、种子基地建设管理信息、种业科研信息；种业产学研部分核心业务初步信息化，部分科研单位和公司开发了支持品种选育、试验、推广等过程的信息管理系统软件产品，研制了考种系统、单粒播种机、联合收割机等专用智能化、自动化的硬装备。
畜牧业数字化、智慧化育种逐渐成为生猪育种体系的主要形式。现代化育种体系逐渐形成。中国的生猪育种取得了较为可观的进步，逐步构建了中国引进品种选育需要的种猪性能测定、动物模型BLUP选育技术体系；数字化育种逐渐成为现实。在种猪育种体系中，种猪性能测定、分子育种、计算机应用、AI养殖等技术不断进步，在遗传评估和育种方案制定过程中利用育种系统管理海量数据，这意味着数字化、智慧化育种逐渐成为现实；传统育种体系逐渐与信息化手段结合。目前已构建了核心育种场、国家生猪育种评估中心等。育种逐渐有了数据的支撑，向着更精准、更大规模的方向迈进。
主要粮食作物生产机械化，智能农机逐渐成为产前环节数字化的助推器。农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一，目前中国主要粮食作物基本实现全程机械化，薄弱环节机械化进程也在加快推进。而利用数字化手段来提高中国农业装备的智能化程度，对于推动农业产前环节数字化进程具有重要意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展，数字化已经全方位、多层次地渗透到农业机械中，也给农业生产带来了巨大的变化。
龙头企业精益求精，产前环节数字化进程将进入全新阶段。中化集团针对中国农业现代化发展需求推出了MAP现代农业技术服务平台，通过数字化工具、数字化系统在产业上游不断积累农田、土壤、农事作业等方面的大数据，为所有的合作伙伴提供相应的数据服务。
（二）产中环节
数字化技术在产中环节可被广泛应用，驱动中国粮食产量的增长。农业产中环节的发展离不开与农业技术的融合发展，纵观农业技术的每一次革命性迭代都影响着产中环节的进步和粮食产量的增长。中国农业从传统向数字化转变的历程跨越了一个世纪，产中作为农业生产的重要阶段，也是数字化影响和应用最广泛的阶段，涉及了播种、施肥、灌溉、畜牧养殖、环境监测等环节，运用的数字化技术在较为成熟的5S技术基础上，还包括了物联网、大数据、云计算等新技术。
5S技术成熟应用，大数据、云计算等技术应用仍在发展实践。当前数字化技术在中国农业产中环节的应用还处在应用期向发展期转变的过程中，遥感技术、地理信息系统和全球定位系统等5S技术在农业中的应用已经比较成熟，大数据和云计算应用较为广泛，处于快速发展期；AI、物联网（IoT）已经进入农业领域，在农业生产中逐渐应用起来；5G技术的整体发展还处在初期，在农业中的应用也只处于探索期，但随着5G技术的逐渐发展成熟，对其他技术之间的数据传输效率产生极大影响，将在农业生产中发挥重要作用。目前，数字技术在产中的应用，已经实现了大数据生产监测、无人机植保、精细化养殖、产量预测等。
种植业产中数字化程度高，养殖业中数字化技术多应用于监测识别环节。当前数字化技术在中国农业产中环节的应用还处在发展阶段，许多技术的应用程度较低、应用范围较窄。目前5S技术应用程度最高，数字化应用程度最高的是种植业，主要体现在施肥、灌溉及病虫害防治环节；养殖业的数字化应用主要体现在监测和对牲畜的定位识别环节，5S技术、大数据和AI人工智能是主要应用技术。5G技术整体处于发展初期，在农业上的应用深度和广度都较浅，但技术前景甚佳，对未来农业数字化的发展或将起到驱动作用。
数字化技术将农业产中各环节推向更智能、更精细、更精确。数字化技术与农业的不断结合，使农业的产中环节向精准化发展。在生产作业及管理环节，人工智能（AI）、大数据、云计算、物联网等技术实现各生产设备、数据处理系统及农业生产者之间的互联互通，使生产者可以远程监控和控制农业生产过程，同时产中各环节的操作更加精准，提高资源利用率和农业生产效率；在决策环节，基于智能算法搭建的农业模型，结合现有农业知识和专家经验对全国甚至全球范围内的农业数据进行动态分析，得出更加准确的生产决策。
（三）产后环节
农业产后数字化技术发展不足，农产品减损增效问题亟待解决。农产品产后初加工环节主要包括采摘、捕捞、屠宰、分类分级、储藏、保鲜、包装等环节。农产品初加工是联结农产品生产与流通的纽带，是现代农业产业链的重要环节。目前，中国农业存在大量的产后损失，严重影响了农业增效、农民收入增长，也给农产品有效供给和质量安全带来压力。
数字化技术将农业产后环节推向智能化、透明化、标准化。数字化技术在农业产后各环节不断深入应用和发展。首先是让农产品从收获以后的初加工作业过程变得更加智能高效，同时使溯源变得更加简单和透明化，最后，农产品初加工标准影响农产品流通和销售环节的商品化问题，因此流通环节的贸易商对农产品初加工标准的建立起主要推动作用，而农产品初加工标准也将对农产品生产环节的标准起到自下而上的影响和推动作用，形成农业全产业标准化体系，从而促进一、二、三产业融合。
四、相关代表企业
（一）中粮集团—农产品、食品领域多元化产品和服务供应商
中粮集团是中国领先的农产品、食品领域多元化产品和服务供应商，作为国际一流的全球布局、全产业链农业及粮油食品企业，中粮集团建立了农粮、食品、金融和地产四大主营业务。在全球化和业务多样化的背景下，中粮集团积极推动业务积极转型升级，在数字化、网络化和智能化方面作出了有益探索。
（二）北大荒集团—农业先进生产力的代表
北大荒土地资源富集，人均占有资源多，耕地集中连片，适宜大型机械化作业。基础设施完备，基本建成防洪、除涝、灌溉和水土保持四大水利工程体系，有效灌溉面积万亩，占耕地面积的64%。建成生态高产标准农田万亩，占耕地总面积的60%。农业机械化率达99.4%，是我国现代农业的模板和榜样。
（三）托普云农—农业智能设备生产
优势产品：农业仪器，销售了百余种农业专用仪器和相关系统集成方案，产品销往全国各地并远销欧洲、东南亚，非洲等地。在国内已形成系列产品最齐全、专业化程度最高、系统软件集成最丰富，并具有多项自主知识产权的农业专用仪器研发、生产基地。
（四）益客集团—智慧养殖农场系统
益客集团成立于年10月，是中国领先的、成长速度最快的大型农牧食品集团之一，中国最大的禽肉供应企业之一，是集品种繁育、种禽（种鸡、种鸭）养殖与孵化、商品禽（肉鸡、肉鸭）养殖技术服务、饲料研发及生产、禽肉屠宰与加工、调理品、熟食商业连锁、农业物联网、行业大数据与分析、产业投资为一体的全产业链生态型农牧食品企业。
（五）其他龙头企业——智慧农业板块上市企业