今日（5月31日），人民日报09版观察发布《农业现代化步伐加快》系列文章，围绕智慧农业等农业科技应用，阐述中国农业现代化的发展现状和趋势。同时，该内容登上百度热搜榜第三。

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▲来源：人民日报、百度搜索

其中，主要内容《智慧农业前景广阔（人民观察）》中介绍，农业强国是社会主义现代化强国的根基。习近平总书记指出：“建设农业强国，基本要求是实现农业现代化。”智慧农业是现代信息技术与农业生产经营深度融合而形成的农业形态，发展智慧农业对于推动农业现代化建设具有重要意义。2019年发布的《数字乡村发展战略纲要》提出打造智慧农业；“十四五”规划纲要提出“加快发展智慧农业，推进农业生产经营和管理服务数字化改造”；2023年中央一号文件提出“加快农业农村大数据应用，推进智慧农业发展”；2024年中央一号文件提出“持续实施数字乡村发展行动，发展智慧农业”。

文中特别指出，农业传感器等关键共性技术亟需推动研发及鼓励发展：

加快突破技术瓶颈。对照我国在智慧农业关键技术、核心零部件、成套装备等重点领域与国际先进水平的差距，加强基础研究，突破“卡脖子”问题。大力推进农业传感器技术、农业专用芯片等关键共性技术研发，围绕农业动植物生长发育调控模型等开展有组织科研攻关，鼓励产学研深度融合改进工艺。

打造智慧农业产业生态圈。以企业为主体、市场为导向，加快推动科技创新成果转化。鼓励农业智能传感器与专用芯片、农业专用机器人等相关产业发展壮大，积极打造包括智能装备制造业、云计算、云服务、芯片产业等在内的智慧农业产业生态圈，为智慧农业发展提供有力产业支撑。

▲来源：人民日报

可以看到，智慧农业是农业现代化的重要方式，农业智能传感器在其中发挥重要作用。在中国，农业传感器市场规模有多大？

2023年 ，国家农业信息化工程技术研究中心联合国家农业智能装备工程技术研究中心等多个单位共同发布了《中国乡村数字经济发展报告（2023年）》，报告中，将乡村数字经济分为：数字种业、数字种养业、数字农文旅产业、农村电商产业、农机智能装备产业、农村数字普惠金融业、农业传感器产业、农业软件与信息服务业、乡村信息通讯业、乡村互联网和相关服务业10大产业。

农业传感器产业被单独列为中国乡村数字经济重要的组成，报告显示，当前中国农业传感器生产规模约6000万只，年产值约1100亿元，到2025年，主要农业传感器市场规模将达2800亿元左右：

农业传感器被称为智慧农业的“电五官”，已成为国际农业科技竞争的焦点。目前，我国农业传感器的生产规模约6000万只，年产值约1100亿元；空气温湿度、光照、土壤水分、地温等农业中常用的物理量传感器已经较为成熟，并已实现量产。未来农业传感器技术将向低成本化、高稳定性、高智能化、可移植性和易操作性发展。预计到2025年，农业环境传感器、农机专用传感器、动植物生命信息传感器等主要农业传感器的市场规模将达到2800亿元左右。

▲《中国乡村数字经济发展报告（2023年）》封面，来源：网络

农业传感器有多重要？农业科技关键核心技术之一！美国将农业传感器列入农业5大需重点突破的科技之一！

传感器技术对现代农业有多重要？农民最有发言权，此前有网友在传感交流圈中交流了农业传感器的作用，提到：

“传感器技术对农业来说确实非常重要，我们村里有种植大棚樱桃的，对温度湿度的要求尤为苛刻，每年夏秋两个季节，就睡在地里，24小时有人看守，一旦没及时通风或者保温，一年就白干了，颗粒无收!希望传感器技术在农业上能得到更好的普及，大力推广”

农作物对温度、湿度等等环境要求最为敏感，在现代科技的支撑下，现代农业早已实现了精细化作业，通过传感器感知农作物生长中的各种环境参数，可以用最少的资源（水、肥料和种子）提高农作物生产力。

2023年春节期间，央视推出的传感器系列节目《传感中国》中，第四期就详细介绍了传感器对农业的巨大作用（全部节目内容可参看《央视推出传感器系列节目，这一卡脖子科技亿万中国人首次了解！》）：

各式各样的传感器，我们温室就有685个，1700多个控制器，它们每天都能产生2000多万条数据，可以说我们是在用科技为植物生命成长设置阳光雨露的“最优解”，可以让番茄的口感提升得更好，使我们的产量提升3倍到4倍。

传感器技术是农业关键科技之一，据中国工程院院士、北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江介绍：

“从世界农业发展的现状与趋势看，农业关键技术可概括为三大类：一是以品种为代表的农业生物技术，这是农业的基础核心；二是以农业传感器、大数据和人工智能为代表的农业信息技术，可为农业赋能；三是以智能化农机装备为代表的农业工业技术，是现代农业生产的工具。三大技术融合，将促进农业生产经营方式变革，加快农业高质量发展。”

中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文认为，农业关键核心技术有：动植物生命信息感知、大数据和人工智能核心算法；农业传感器、智能控制设备、自主作业机器人和精准作业装备；建立“实时感知、智能控制、精准作业、智慧服务”的工厂化农业技术体系，实现技术产品自主化、生产管理智慧化；基于北斗的农机自动导航与精准作业技术、农机装备智能化设计技术等。

其中，实现农作物感知，是农业工作后续部署的重要参考依据。同时，农业物联网、农机装备等现代农业工具，都离不开传感器技术。

全球农业科技最发达的美国，早在2018年7月，美国国家科学院发布《至2030年推动食品与农业研究的科学突破》报告（Science Breakthroughs to Advance Food and Agricultural）。

指出了未来十年美国食品与农业研究的主要目标和面临的关键挑战，识别了5项科学突破机遇并提出了相应的建议：

1、跨学科研究与系统方法。突破：利用系统方法理解食品和农业系统不同要素间相互作用的本质，进一步提高整个系统的效率、适应力和可持续性。建议：优先利用跨学科的科学方法和系统方法来解决最棘手的问题。

2、传感技术。突破：开发并验证精准的田间传感器和生物传感器，提高跨食品和农业各学科的快速检测和监控能力。建议：建立支持有效利用现有传感技术、并开发跨领域新型传感技术的计划。

3、数据科学和农业食品信息学。突破：数据科学、软件工具和系统模型的应用和集成将为食品和农业系统管理提供先进的分析方法。建议：建立农业食品信息学新兴领域的培育计划，促进信息技术、数据科学和人工智能在食品和农业研究领域的开发与应用。

4、基因组学和精准育种。突破：提高对农业重要生物的常规基因编辑能力，以促进重要生产力性状和品质性状的精准快速改良。建议：建立一个开发利用基因组学和精准育种的计划，对重要农业生物性状进行遗传改良。

5、微生物组。突破：理解微生物组与农业的相关性，并利用相关知识来改进作物生产、提高饲料转化率及提高对病害和非生物胁迫的抗性。建议：建立计划支持对动物、土壤和植物微生物学的深入研究，并促进其在整个食品系统中的广泛应用。

美国将高精度、精准、可现场部署的传感器以及生物传感器的开发、应用作为未来农业科技突破的关键。

▲《Science Breakthroughs to Advance Food and Agricultural》原文

中国的农业传感器情况如何？落后5-10年，美国、德国、日本又处于垄断地位！

据相关数据显示，2020年中国的数字经济总量达到 39.2 万亿，占GDP比重38.6%，其中，农业、工业、服务业数字经济渗透率分别为 8.9%、21.0%、40.7%，且农业产业数字经济增速相较于 2019 年增长仅 0.7 个百分点，分别小于工业和服务业的1.6和2.9个百分点。农业产业数字经济发展明显落后于工业和服务业。

因此，作为发展智慧农业和建立农业农村大数据体系等农业科技的关键技术，农业传感器是实现农业产业数字化技术领域的制高点，是国家在国际前沿高科技技术领域竞争的重要环节。

根据华为XLabs的研究报告，智慧农业的潜在市场规模有望从2015年的137亿美元增长至2020年的268亿美元，年复合增长率达14.3%。华为XLabs的数据显示，到2025年，用于牲畜、农作物和环境监测的传感器出货量将达到数十亿。

从宏观经济上来看，农业数字经济的落后，意味着我国农业传感器等农业高科技术普及乏力，存在巨大发展空间。

农业传感器主要包括农业环境信息传感器、动植物生命信息传感器、农产品品质与安全信息传感器、农机工况与作业传感器等。

据广东省&浙江省重点研发计划项目论文《农业传感器技术在我国的应用和市场：现状与未来展望》披露：

我国大部分农业技术接近国际水平，部分落后国际水平5年，而植物叶绿素信息感知传感器技术、农业智能物联网感知传感器技术、农机装备作业参数传感器技术落后国际水平5−10年，甚至 10 年以上。值得一提的是，对于表中所列技术，美国几乎全部处于世界领先水平，

此外，中国工程院院士赵春江指出：

总体判断，美国、德国、日本等国家在农业传感器领域处于领先地位，垄断了感知元器件、高端农业环境传感器、动植物生命信息传感器、农产品品质在线检测设备等相关技术产品。未来5-10年，研发准确、精密、便携的传感器和生物传感器将是各国农业传感器创新发展的重点领域。

目前，在我国，常用农业环境传感器（光、温、 水、气）高灵敏度、高稳定性关键技术、农用无人机动力电池研发以及位置感知技术已经基本实现大规模应用。

但是，细究这些农业传感器的核心器件——传感器芯片、敏感元件等，几乎来自于进口，这与我国中高端传感器芯片进口率高等产业技术羸弱有关。

多项国家级重磅政策明确支持这些农业传感器发展！

2023年12月，国家发改委发布《产业结构调整指导目录（2024年本）》，农业传感器为鼓励类目录中农业机械装备-农业机械专用零部件关键部件，农业传感器被明确鼓励发展。相关信息参看《国家发改委发文：将鼓励这些传感器发展！》

2022年8月，中国工程院和国家制造强国建设战略咨询委员会等机构联合发布《产业基础创新发展目录（2021年版）》，《目录》起到引导、鼓励政府、企业创新发展、优先攻克各项关系中国相关产业发展、关系国计民生的各领域关键基础技术。相关信息参看《这个重磅政策发布！未来3年国家决心发展这20种传感器！》

《目录》仪器仪表领域中，基础零部件和元器件共计37种，其中传感器20种，有4种农业传感器被“点名”列入，分别是：播种作业资料传感器、收获作业资料传感器、植物信息传感器、土壤信息传感器。

播种作业质量传感器

播种是农业生产中最重要的环节之一，播种质量直接影响到农作物产量。目前，随着精量播种技术的发展，精量播种机已成为现代农业播种发展方向。

但播种机在播种作业时具有播种过程全封闭的特点，因此凭人的视听无法直接监视其作业质量，而在播种作业时发生的种箱排空、输种管杂物堵塞、排种器故障、开沟器堵塞或排种传动失灵等工艺性故障，均会导致一行或数行下种管不能够正常播种造成“断条”漏播现象，从而导致农业减产。

因此，需要播种作业质量传感器进行监测。国外对精密播种机监控系统的研究和应用始于 20 世纪 40 年代，在 20 世纪 90 年代就已经开发出较为完善的设备，一系列播种作业质量传感器可靠地用于播种机的监控。

相对而言，中国播种机械起步晚，中国播种作业质量监测传感器存在工作可靠性不高，系统制造成本较高，大型化播种机应用量小，作业技术水平低，成果转化速度慢等问题。

收获作业质量传感器

当前，中国许多农场已经使用农作物收割机代替人力手工收获作物，大量收获作业质量传感器被应用于这些收割机中。

国外已将传感器技术应用于谷物联合收获机械关键部件运动监测及自动控制、自动导航、喂入量监测、损失率监测以及自动测产等各个环节，大大提高了机械的可靠性及工作效率。

我国联合收割机自动化及智能化水平较低，且工况恶劣，工作时负荷波动大，故障率高。与国外相比，我国稻麦联合收割机自动化程度落后30年以上。

因此，通过提高收获作业质量传感器等智能化技术，提升我国谷物联合收割机的可靠性，减少收获损失，提高作业质量已成为当务之急。

植物信息传感器

如人可以通过穿戴电子设备监测心率、脉搏等信息一样，植物也可以通过“穿戴”传感器，获取相关的生长信息，这一类传感器称之为植物信息传感器，是目前生物传感器领域的热点研究内容。

浙江大学智能传感器团队制备了一种植物可穿戴式茎流传感器，长期无损的观察了水分在西瓜叶片、果实、茎秆等不同器官上的动态分配情况，发现西瓜在夜晚生长，这一发现也间接证明西瓜果实生长主要在夜间。这一发现改写了对于植物果实生长的传统认识，并对节水灌溉提供了新的思路。

获取充足的植物信息，将会是现代农业的巨大飞跃。当前，许多国外前沿大学已投入到植物信息传感器的研发中。

▲来源：36斗

土壤信息传感器

土壤信息的采集和研究是农业领域重点研究方向，靠人工的传统农田土壤数据采集方法耗时耗力，大规模种植的现代化农场，更需要发展多功能的土壤环境数据的智能传感器，可有助于提高农作物产量、改善土壤品质、防控农业面源污染具有重要的研究意义，同时也可助力于建设高标准农田。

土壤信息传感器一般监测土壤的温湿度、电导率、酸碱度、氮磷钾养分、农药含量等数据，这些数据对作物生长至关重要，将有助于植物的生长，最大限度地提高产量。

结语

目前我国农业虽然创造了奇迹，用不到世界9%的耕地养活了世界上20%的人口，解决了我国14亿人口的温饱问题，但整体来看我国农业是大而不强，农业现代化仍显落后。

随着人口老龄化的到来，劳动力紧缺等紧迫问题亟需通过农业现代化、机械化来缓解，无论是智慧农业，还是农机装备，传感器都是最基本的感知器件，离了传感器这些农业科技都难以运转。

农业传感器作为农业科技中的核心关键技术，我国仍与国际上先进水平差距较大，美国、德国、日本等国家在农业传感器领域处于领先地位，垄断了感知元器件、高端农业环境传感器、动植物生命信息传感器、农产品品质在线检测设备等相关技术产品。

在农业传感器应用上，常用农业环境传感器（光、温、 水、气）等已获得大规模应用，但这些传感器的核心传感芯片、敏感元件大部分来自进口，此外，我国在农机装备中的中高端传感器等差距较大。