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智慧農業未來方向：“伏羲農場”模式

2025-04-12 19:45:56

[ 導讀 ] “伏羲農場”：智慧農業技術集成創新的實踐探索與思考

原標題：《“伏羲農場”：智慧農業技術集成創新的實踐探索與思考》

《全國智慧農業行動計劃（2024—2028年）》提出“探索推廣“伏羲農場”等未來應用場景”并支持中國科學院持續探索總結“伏羲農場”模式。

“伏羲農場”的建設目標

“伏羲農場”技術集成創新體系將探索我國傳統的農業生產智慧與現代科技創新深度融合的模式。

“伏羲農場”以智能技術為主要手段，通過農業生產全過程的數據采集，并利用人工智能算法和模型在信息空間建立農業生產的“孿生系統”，將農業生產全過程搬到信息空間進行自主學習和訓練，以數據分析為依托，實現農業生產全過程的智能化決策。再結合第3代智能農機裝備實現精準變量的作業執行，最終實現智能、綠色、節本、增產、提質、增效的六大目標，從而解決未來“誰來種地、怎么種好地”的問題。

“伏羲農場”智慧農業體系的建設目標

“伏羲農場”構建的主要內容

通過“伏羲農場”構建，突破我國智慧農業自主可控全鏈條技術、數據、算法模型的核心壁壘。

農業管理的低效性體現在時間的滯后性和空間的不均一性，從而導致水肥藥管理的效果差、農資勞工消耗大。以“OODA”（感知：Observe；分析：Orient；決策：Decide；執行：Act）為指導原則的閉環管理策略，可以在農作物生長過程中及時發現農田管理的需求，并在空間上精準控制作業范圍，從而提高農作物動態管理的效率和智能化水平。

為此，“伏羲農場”首先要通過農業傳感技術，實時動態、高通量、多維度、精準采集涉及農業生產全過程的“水、土、氣、生”信息，建立數據底座；然后，構建支撐“伏羲農場”運行的算力中心，實現對農業生產數據的實時快速處理；依托“伏羲農場”數據底座，構建并集成多種農業算法模型，自主生成包含種植前、種植中、種植后全過程的作業決策處方圖，并通過通信網絡將決策指令下發到“伏羲農場”生產現場；隨后，依托第3代智能農機技術體系，應用無人化新能源智能農機裝備，集成無人駕駛、路徑規劃、自動避障、作業質量監控等功能，完成精準變量作業。最終實現“農業九步法”（精準整地、精量播種、變量施肥、變量施藥、變量施水、收獲減損、運輸減損、倉儲減損、秸稈綜合利用）的智能化落地，全面打造高質量的農業現代化生產模式。

伏羲農場智慧農業概念圖

“伏羲農場”智慧農業體系致力于打造我國農業新質生產力。要規劃3—5年后，如何讓年輕人愿意積極從事農業生產，并培訓年輕人的技能，向“5個人管理5萬畝”“一個平臺管理5億畝”“不下地也能種好地”的目標邁進。尤其是引入AI、高端農機、生物技術等新技術，構成了新的勞動資料，為新型職業農人進入農業生產提供幫助。

“伏羲農場”智慧農業體系需要創建新型生產關系。通過聯合政府資金平臺、工程技術實驗室、地方主管部門、農村合作社、個人的多要素投資合作，約定新型運營模式；通過科學技術賦能產業升級、產業效益共享的機制，建立新型農業生產關系，實現鄉村振興目標。

“伏羲農場”技術體系的結構

“伏羲農場”的基礎建設要求

通過建立“伏羲農場”農業基礎設施標準，打造全流程可控的實體基地，系統應對農業生產中的不確定性。針對不同地區農業生產特征，既需要結合西方高效的中小型農場模式和我國現有農墾生產連隊模式的優勢，也需要根據我國農業生產力和生產關系的特征，對農業產業模式和生產方式進行多維度有序升級。因此，在“伏羲農場”構建中，理想的基礎建設要求為：在萬畝級連片耕地周圍建立“三室兩廳、三庫一塔”的基礎功能模塊，即“測土實驗室、育種實驗室、農機實驗室、科技廳、指揮中心廳，農機庫、農資庫、糧庫、烘干塔”，形成適應不同地域的“良種測試篩選—土壤信息監測—裝備統一調度—數據迅速融合—決策即時執行”一體化的智慧農業單一節點。

“伏羲農場”的應用實踐

近幾年，中國科學院研究團隊與呼倫貝爾農墾集團以“伏羲農場”的思路和理念，開展了一系列農業科技創新增加與實踐驗證合作。目前，利用第3代智能農業機械，在黑土地農業生產中開展無人化作業的面積累計達到1.82萬畝，實現了少人化作業和降本節能。

針對玉米、大豆主產區，研發了基于人工智能大模型的“伏羲大腦”農業智能決策系統，實現了22個環節的種植輔助決策的生成，初步形成“數字決策+智能農機”場景的構建。根據智能模型決策方案，在200畝示范田中，利用基于AI的水肥一體滴灌技術，比農場原有雨養管理模式下增產24%左右，相比于農場的噴灌管理模式，在節水36.7%的情況下增產2.2%。