智慧农业在我国呈现出良好的发展态势，主要体现在以下几个方面：
1. 政策支持力度加大
政府高度重视农业现代化和智慧农业发展，出台一系列政策措施。农业农村部近期发布的《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)》，明确了以数字化驱动引领农业农村现代化、以数字技术赋能农业高质量发展的路线图。中央一号文件也多次强调推进智慧农业发展，促进信息技术与农机农艺融合应用。这些政策为智慧农业的发展提供了有力的支持。
2. 农业信息化水平提升
物联网、大数据等新一代信息技术广泛应用，渗透到农业生产各个环节。2022 年全国农业生产信息化率达到 27.6%，较上年增长了 2.2 个百分点。智慧农业已贯穿到农业发展的各领域各环节，如智慧养殖、智慧种植等细分领域。上游涉及种子、化肥、传感器、农业机械等原材料，以依靠卫星遥感、物联网设备等实现农业智慧化；下游含括了农村电商、冷链物流等领域。农村电子商务平台配合密集的乡村连锁网点，以数字化、信息化的手段，使农民成为最大获利者。
展开剩余91%3. 农业科技创新能力增强
科研单位、高校和企业投入智慧农业研究与实践。汪懋华提出智慧农业是信息化与农业现代化深度融合的方向。我国 “空天地一体化” 的科技创新体系已经形成，在环境传感器、卫星遥感、农业无人机、水肥一体化、北斗导航、设施园艺等方面取得不少新突破。例如，智慧农业信息化解决方案中，传感器技术应用在农田内部和周边安装各类传感器，实时监测土壤温度、湿度、养分含量、作物生长状态等信息；大数据分析与决策支持利用云端平台对采集到的数据进行大数据分析，实现对农田、作物生长状况、病虫害预测等多方面的全面监控；智能化农业设备应用引入智能喷灌系统、无人机喷药、智能收割机器人等，实现农业生产的自动化和智能化。
4. 市场规模不断扩大
农业信息化、智能化设备需求增加。2023 年中国智慧农业行业市场规模不断增长，2024 年我国智慧农业市场规模预计可达 1000 亿元。细分来看，2022 年的数据平台服务规模为 312.14 亿元，市场份额比重最高，占了智慧农业市场规模比例的 35.9%；智慧种植、植保无人机、智慧养殖以及农机自动驾驶的市场份额分别为 30.9%、19.6%、12.2%、1.2%。全球智慧农业市场规模预计到 2026 年将翻几番，达到 341.02 亿美元。智慧农业发展是农业大国迈向农业强国的重要特征，近 10 年以来全球高度关注智慧农业的发展，积极推进农业互联网、传感器、农业大数据、机器人、农业区块链等智慧农业关键技术的创新发展。
二、传感器在智慧农业中的运用 土壤传感器，实时监测土壤参数，为农业生产提供精准数据支持。土壤是植物赖以生存的主要物质基础，各类土壤传感器为农业种植生产提供科学的数据依据。土壤水分传感器可长期埋设于土壤中，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量。土壤温度传感器能够监测土壤、大气和水的温度，适宜的土壤温度有利于植物生长。土壤 PH 的监测十分有必要，不同植物在不同的土壤酸碱性下生长情况不同。土壤氮磷钾的监测也很关键，氮磷钾在作物生长发育过程中起着重要作用。土壤 EC 传感器能够改善高浓度可溶性盐类对植物的损伤情况。土壤传感器在监视农作物灌溉情况、土壤空气变化、以及大面积的地表检测等方面发挥着重要作用，实现科学监测，合理种植，促进现代农业的转型升级。
植物生长传感器，监测植物生长状态，调整栽培措施。智慧农业中的植物生长监测技术主要基于传感器技术、图像处理技术和数据分析技术等。通过各类传感器实时采集植物生长环境的相关数据，如 pH 传感器测量土壤酸碱度指导合理施肥，CO₂传感器监测空气中的 CO₂浓度调控温室气体环境，光照传感器检测光照强度和光谱分布为植物提供合适光照条件，温度传感器监测生长环境温度，湿度传感器测量土壤和空气湿度调控灌溉系统。传感器采集的数据经过传输、处理和存储，通过精度评估、稳定性评估和环境适应性评估，为植物生长监测提供准确可靠的数据支持。
气象传感器，提供气象信息，合理安排农业生产计划。农业气象传感器在现代智慧农业发展中有着非常重要的作用。WX-WQX10 农业气象传感器对空气温度、湿度、大气压力、风速、风向、PM2.5、PM10、噪声、雨量、光照等气象参数进行监测。JD-WQX6 六要素智能气象传感器能够监测温度、湿度、风向、风速、降雨量和光照强度六个关键气象要素，提供全面的气象信息支持，采用先进的智能算法和传感技术，实现数据的智能分析和处理，为用户提供精准的气象预测和服务，还支持远程监控和定制化服务。农业气象传感器的应用可以帮助农民做好防范气象灾害的工作，减少经济损失，优化农业生产计划，预警和准确监测自然灾害，为农业生产提供决策支持。
智能灌溉系统，通过传感器实现自动控制灌溉。智慧农业灌溉系统是一种基于传感器技术和智能控制技术的灌溉系统。它主要由传感器、控制器、执行器和通信模块等组成。传感器实时监测土壤湿度、气象条件、作物需水量等参数，控制器根据传感器采集的数据自动控制灌溉水量和灌溉时间，执行器根据控制器的指令自动控制灌溉操作，通信模块将数据上传至云端实现远程监控和管理。智慧农业灌溉系统能够实现精准灌溉，提高农业生产效率和质量，具有高效节水、精准灌溉、自动化管理和远程监控等优势。
无人机监测，搭载设备实时监测农作物生长状况。无人机技术为农业监测提供了全新的工具。无人机可以搭载各种传感器，如多光谱、红外等，进行高分辨率的航拍。多光谱传感器可以收集多个波段的光谱数据，分析农作物的叶绿素含量、水分含量、生理状况等指标。红外传感器可以提供土壤的热量分布和植物蒸腾情况等信息。通过无人机的航拍，可以生成高分辨率的数字地图和三维模型，提供农田土壤的形状、高程和坡度等信息，帮助农民制定合理的灌溉方案和评估土壤肥力。此外，无人机激光雷达技术可以快速获取农田地表和植被的高度信息，推断作物的覆盖度和生长速度，准确测量土壤的高程差异，帮助农民进行土地平整和排水工程设计。
农产品质量检测，保障农产品质量安全。目前暂未提及与农产品质量检测相关的内容。（可根据实际情况补充农产品质量检测方面的传感器应用或其他相关技术，如利用传感器检测农产品的农药残留、重金属含量等，保障农产品质量安全。）
三、智能水肥一体化实现方式 中央控制系统，负责数据采集、分析与灌溉策略实施。中央控制系统采用 PLC 或微处理器作为核心，搭配显示屏和控制面板，具备手动与自动双重控制模式。它通过无线（如 4G、WiFi）和有线（RS485、Modbus）通讯方式，方便远程管理与数据传输。能够记录历史灌溉、用水用肥量等数据，形成报表分析，便于科学管理和成本控制。负责采集土壤传感器、气象监测站等的数据，进行分析后制定合理的灌溉策略。
土壤传感器模块，监测土壤湿度、养分和温度。土壤湿度传感器实时监测土壤水分含量，精准反映灌溉需求。土壤养分传感器测量氮、磷、钾等关键养分浓度，确保合理施肥。土壤温度传感器监测地温，优化作物吸收效果，避免不当灌溉。传感器通过 4～20mA、RS485 等输出信号与中央控制系统连接，数据实时更新。
气象监测站，根据气象条件调整灌溉方案。气象监测站测量空气温湿度、风速、风向、降雨量、光照强度等参数。根据这些气象条件调整灌溉方案，避免恶劣天气下的多余灌溉。气象站数据通过无线或有线接口传输到中央控制系统，用于动态调整水肥管理策略。
水肥配比系统，实现水肥均匀混合和精准施用。水肥混合罐将水和肥料按照设定比例充分混合，确保均匀施肥。自动配肥泵根据设定好的作物需求配比，自动添加肥料到混合罐中，支持灵活调整。搅拌装置确保水肥均匀混合，避免肥料沉淀或不均匀现象。流量计监测实际注入的水肥量，确保施用精准，避免浪费。
管网和灌溉设备，选择适合的灌溉设备和阀门系统。灌溉管道使用 PVC 或 PE 管道连接各灌溉单元，具有耐腐蚀性、耐压和长寿命特点。根据作物种类、地形和灌溉需求选择滴灌带或微喷头等灌溉设备，滴灌更节水、微喷适合大面积作物。采用电磁阀控制各灌溉区的通断，确保精准区域管理。
灌溉控制单元，精准控制灌溉时长和流量。电磁阀控制模块控制各灌溉区域的水流，精准控制灌溉时长和流量。定时和流量控制器根据设定的灌溉计划控制水肥量，确保精准灌溉。通过 APP 或管理平台可远程控制灌溉开启 / 关闭，实时监控灌溉过程。
水源与供水系统，提供稳定水源和过滤水质。水泵提供稳定水源压力，支持自动启停和水量调节功能。过滤系统过滤水源中的杂质，防止堵塞灌溉管道。水质监测设备监测水质的 PH 值、电导率，确保水肥配比适合作物需求。
能源供给，可采用太阳能供电或市电备用电源。太阳能供电系统适合远程无电区域，配备太阳能电池板和蓄电池，实现能源自给。市电 / 备用电源保证稳定供电，避免因断电而影响灌溉。
智能管理平台，监控实时数据和远程管理操作。智能管理平台能够监控实时数据、查看历史记录、生成报表、分析作物生长需求。通过网页或 APP 实现远程监控与操作。当水位、湿度、肥料不足等异常情况时及时报警，保障灌溉系统运行正常。
四、智能水肥一体化的优势1. 增产和提高作物质量，养分更均匀。智能水肥一体化技术可以满足植物不同生长期所需的各种养分，使作物均衡吸收营养元素，显著增加作物产量，并提高农产品品质。水肥供应可加快作物生长，使作物提前进入结果期或提早采收，养分更加均匀地分布在土壤中，为作物生长提供良好条件。
2. 减少人工成本，利用物联网技术智能控制。通过手机软件控制，极大地减少了人工成本。例如，1 台水肥一体化智能水肥机覆盖园区内 23 个草莓温室大棚，1 名工人可以在任何有网络的地方登录系统，随时通过智能手机 APP、平板或电脑，可 4 个温室同时灌溉，完成整个园区只需 1 天时间。智能管理平台能够通过网页或 APP 实现远程监控与操作，当水位、湿度、肥料不足等异常情况时及时报警，保障灌溉系统运行正常。
3. 节水节肥，精准灌溉。采用水肥一体化，直接把作物所需要的肥料随水均匀地输送到植株的根部，作物 “细酌慢饮”，大幅度地提高了肥料的利用率，一般可减少 50% 的肥料用量，水量也只有沟灌的 30%-40%。同时，精准控制灌溉时间、灌溉时长、灌溉量、施加肥料的具体元素及用量，避免浪费。
4. 省时省力，方便高效大面积灌溉。智能水肥一体化技术省时省力，方便迅速大面积灌溉，高效便捷。例如，对于大面积种植区，应用智能水肥技术，可选择滴灌带或微喷头等灌溉设备，实现高效灌溉。采用电磁阀控制各灌溉区的通断，确保精准区域管理；定时和流量控制器根据设定的灌溉计划控制水肥量，确保精准灌溉，通过 APP 或管理平台可远程控制灌溉开启 / 关闭，实时监控灌溉过程。
5. 减少环境污染，避免土壤贫瘠化。肥料施在较干的表土层易造成铵态和尿素态的挥发损失，用水肥一体化技术可以最大化地利用氮元素，减少硝态氮的淋失，并且可以大大地减少硝酸盐对水体的污染，减少因肥料流失造成的水体富营养化问题。同时，精准灌溉避免了过往大面积灌溉容易造成的土壤贫瘠化，直接到达植物根系，减少对土壤的不良影响。
五、智慧农业未来趋势 成本降低，推动智慧农业设备普及。随着技术的不断进步和市场竞争的加剧，智慧农业设备的生产成本有望逐步降低。这将使得更多的农民能够负担得起这些设备，从而推动智慧农业设备在农业生产中的广泛普及。例如，根据一些行业趋势分析，未来可能会出现更多低成本的传感器、灌溉设备和智能控制系统，让农民以较低的投入实现农业生产的智能化管理。
简易操作，易被农民接受和使用。智慧农业的发展必须考虑到农民的实际操作能力和需求。未来的智慧农业设备将更加注重操作的简易性，通过直观的界面设计、简单的操作流程和易懂的使用说明，让农民能够轻松上手。例如，可以开发类似于智能手机的操作界面，让农民通过简单的触摸和滑动就能完成各种操作。同时，还可以提供在线培训和技术支持，帮助农民更好地掌握设备的使用方法。
专家参与生产，提供专业分析和建议。专家将在智慧农业生产中发挥更加重要的作用。他们可以通过远程监控和数据分析，为农民提供专业的种植建议和病虫害防治方案。例如，像阳山县人民政府举办的农作物灾后复产及病虫害防治培训班，邀请专家为村委干部及种植户代表进行实地指导和技术授课，这种模式在未来的智慧农业中将会更加普遍。农民可以通过网络平台随时向专家请教问题，获得及时的解决方案，提高农业生产的科学性和有效性。
协作加强，分工更加明确。智慧农业将促使农业生产中的协作更加紧密，分工更加明确。农民可以专注于农作物的种植和日常管理，而其他专业领域的工作，如设备维护、数据分析和市场推广等，可以交给专业的服务机构或企业来完成。这种协作模式将提高农业生产的效率和质量，同时也有利于整合资源，实现规模效益。例如，在苍南农业生产监管服务平台上，农民可以通过线上请教农业专家，而系统会向农户推送农技信息，实现了农民与专家的高效协作。
可视化占主流，消费者可了解农产品生长过程。消费者对农产品的质量和安全越来越关注，可视化将成为未来智慧农业的主流趋势。通过安装摄像头和传感器等设备，消费者可以实时了解农产品的生长过程，包括播种、施肥、灌溉、病虫害防治等环节。这不仅可以增加消费者对农产品的信任度，还可以为农产品的品牌建设和市场推广提供有力支持。例如，一些垂直农业企业通过大量的摄像头对作物生长进行检测和数据记录，让消费者可以随时查看农产品的生长情况。
垂直智慧农业成为发展方向，精准服务农业。随着农业的不断发展，垂直智慧农业将成为未来的发展方向。垂直智慧农业可以针对不同的农作物和农业生产环节，提供更加精准的服务和解决方案。例如，对于粮食作物、经济作物和果蔬作物，可以分别开发专门的智慧农业技术和设备，提高生产效率和产品质量。同时，垂直智慧农业还可以结合不同地区的地理环境和气候条件，实现因地制宜的农业生产。
整合性的智慧农业，融合多行业发展。智慧农业的发展将不再局限于农业领域，而是会与其他行业进行深度融合。例如，与互联网、云计算、都市农业和农旅融合等行业相结合，形成整合性的智慧农业模式。这种模式可以充分发挥各行业的优势，为农业生产提供更加全面的服务和支持。例如，通过与旅游农业相结合，开发农业观光、采摘等项目，增加农民的收入来源。
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