2026农业4.0智慧农业领航之路行业趋势白皮书-珈和科技

微信扫码，打开到小程序

农业4.0 智慧农业领航之路 ⸺行业趋势白皮书 目录 CONTENTS 前言 一、我国农业现状 01 基本概况及产业链图谱 1.1 行业现状：政策、科技与消费的三重共振重构农业版图 1.2 可持续发展仍面临的系统性挑战 5 6 8 9 5 4 三、农业4.0新纪元 01 农业代际演进 1.1 农业1.0⸺人力与畜力主导的传统小农经济时代 1.2 农业2.0⸺机械化主导的规模化农业时代 1.3 农业3.0⸺信息技术驱动的自动化农业时代 1.4 农业4.0⸺数据驱动的全链智能农业时代 农业4.0时代的先进性 农业4.0的核心技术有哪些? 3.1 空间信息技术 3.2 物联网 3.3 大数据 3.4 云计算 3.5 人工智能技术 10 10 11 11 12 13 14 14 15 16 17 18 02 03 01 农业4.0的发展趋势 4.1 核心发展趋势 4.2 农业4.0关键突破性技术 4.3 技术展望：具身智能 4.4 未来方向与技术融合 04 10 19 19 20 20 21 二、我国农业发展的路在何方？ 四、智慧农业领域新一代信息技术的创新应用 01 应用概述 应用案例 2.1 智慧植保 案例一: 全国农技推广服务中心—棉花病虫害智能化监测与预警技术研发 案例二：张家口市农业农村局-张家口市农业病虫害智能监测预警项目 案例三: 湖南怀化辰溪县智慧果园-辰溪钙美橙果园病虫情监测项目（AI虫情测报 一体机） 2.2 智慧农场 案例一: 泰国CPF（正大集团子公司）-青贮玉米监测服务 案例二：印度尼西亚聚龙集团—聚龙集团印度尼西亚第四棕榈园AI算法定制服务 和软件定制服务 案例三：湖北绿神农业-绿神农业数字农业平台建设与应用 2.3 农业全产业链智慧助农平台 案例一：武汉经开区(汉南区)农业农村局-汉南区甜玉米全产业链数智化升级 案例二：蔡甸区农业农村局-蔡甸莲藕全产业链智慧化升级项目 案例三：青神县农业农村局-青神县2024年成都平原优质水稻产业集群建设 2.4 高标准农田建设 案例一：河南省农业厅/河南农投-农业物联网精准种植服务项目（大良田项目） 案例二：西平县农业农村局-西平县高标准农田时空平台 案例三：固原市农业农村局-西吉县2024年田坪乡南岔村等4个高标准农田建设 项目 2.5 农业调查 案例一：湖北省调查总队-2024年湖北省农作物遥感测量服务项目 案例二：福建省调查总队-2024年福建省农作物遥感测量服务项目 案例三：中国水利水电科学研究院-新疆维吾尔自治区种植结构提取级结果合理 性检查项目 2.6 农情监测 案例一：中国科学院空天信息创新研究院-基于宽幅多光谱卫星的全球主产区玉 米和大豆数据服务 案例二：眉山市农业农村局-眉山永丰村3300亩水稻遥感数据服务 案例三：敦煌种业-国家数字种业创新应用基地建设项目 22 22 24 24 25 27 28 29 30 31 33 33 34 36 38 38 40 42 43 45 46 47 47 48 50 51 02 22 02 2.7 农业保险双精准 案例一：国寿内蒙古自治区分公司-2025年农业种植险到户落图暨遥感监测数据服务 项目 案例二：太平财险湖北分公司-基于卫星遥感和无人机的水稻全流程风险减量项目 案例三：平安产险湖北分公司-平安农业保险“双精准” “数字地图”建设项目 案例四：平安产险山东分公司-山东德州冬小麦冻灾遥感监测与评估项目 2.8 粮食安全监管 案例一：繁昌区农业农村局-金土地：智慧三农服务平台土地经营权管理系统 案例二：遂溪县农业农村局-遂溪县洋青镇耕地保护数字化建设项目 2.9 数字乡村一张图 案例一：黄山市屯溪区农业农村局-黄山市屯溪区示范数字乡村建设工程项目 案例二：孝昌县红菱果业-孝昌县有机农场乡村大数据监控平台（丰山镇数字乡村试点） 项目 2.10 农业气象 案例一：浙江省气候中心-浙江省农业气象数字化服务平台 案例二：福建省气象科学研究所-福建省气象现代化提升工程卫星遥感和生态气象服 务系统建设之卫星遥感实验和检验数据分析处理平台 2.11 特色农业 案例一：湖南省气象科学研究所-湖南省特色经济植物-油茶遥感监测模型 案例二：新平县农业农村局-新平彝族傣族自治县国家数字种植业创新应用基地建设 项目（柑橘品种） 2.12 生态监测 案例一：国家重大科技项目：基于国产卫星的丝绸之路生态环境遥感监测和预警技术 研发与应用示范项目（西电一带一路生态遥感监测预警平台） 案例二：固原市气象局-固原市“六盘山生态恢复监测评估服务项目” 2.13 水质监测 案例一：重庆市永川区人民政府-重庆永川河黑臭水体天空地一体化智能监测项目 案例二：延安市生态环境局-延安全域水体分布监测与黑臭水体精准识别 53 53 55 57 58 60 60 61 63 63 65 66 67 68 70 70 72 74 74 76 77 77 79 五、参考资料 80 03 当前，我国正处于“十四五”规划圆满收官与“十五五”规划启幕的关键交汇点。在全球粮食 安全挑战日益严峻、气候变化影响持续深化的宏观背景下，农业作为人类生存与发展的基础产 业，其现代化转型已成为国家战略实施的核心要义。 “十四五”时期，国家明确将农业农村现代化作为全面建设社会主义现代化国家的重中之 重，在《“十四五”推进农业农村现代化规划》中部署了一系列关键任务，包括推动物联网、大数 据、人工智能、区块链等新一代信息技术与农业生产经营深度融合，建设数字田园、智慧农牧 场，强化生物育种、智慧农业等关键领域核心技术研发，推进数字乡村建设与“数商兴农”行动， 为智慧农业发展搭建了清晰的政策框架与实践路径。经过五年深耕，我国智慧农业建设按下 “加速键”，农业科技进步贡献率稳步提升，农情监测、智能装备等关键技术实现突破，全产业链 “数转智改”成效显著，为农业现代化奠定了坚实基础。 展望“十五五”，农业现代化建设将进一步聚焦高质量发展，以培育农业新质生产力为核 心，持续深化数字技术与农业全产业链的深度融合，强化科技自立自强支撑，推动智慧农业从 单点突破迈向系统集成，助力实现粮食安全保障能力跃升、农业绿色低碳发展与城乡融合协同 推进的更高目标。在此时代浪潮下，以物联网、人工智能、大数据、5G通信为代表的新一代信息 技术，正加速重塑农业生产方式、经营模式和产业形态，我国农业正从传统模式向以数字化、智 能化为核心特征的农业4.0新纪元加速跃进。 本白皮书将立足“十四五”智慧农业发展成果，紧扣“十五五”农业现代化前瞻方向，精准对 接我国农业现代化发展核心需求，通过系统分析农业发展现状、新一代信息技术在农业生产、 经营、管理中的创新应用突破，以及以珈和科技为代表的一批智慧农业领域领军企业的典型实 践案例，深度研判行业未来发展趋势，为行业发展提供兼具实操性与前瞻性的指南。 基于撰写单位珈和科技在农业种植业领域的深耕，本册白皮书将重点围绕狭义的农业 ⸺种植业展开内容研讨，深入探讨新一代信息技术赋能下的农业变革。 农业的繁荣绝非独奏，而是生态的共荣。我们真诚期望，通过本白皮书的分享，能够搭建起 一个开放、共享的行业知识平台，让“藏粮于地、藏粮于技”的战略蓝图加速照进现实。 翻启这卷白皮书，您将洞见一个数据赋能、智慧驱动的农业新时代的蓬勃脉动。让我们携 手，以科技之光，照亮丰收之路，共同书写“十五五”时期农业现代化的崭新篇章！ 前言 04 一、我国农业现状 01 基本概况及产业链图谱 从行业范围界定来看，广义农业包括了种植业、林业、畜牧业、渔业和副业5种产业形式，而狭义的农业单指种 植业，主要包括了生产粮食作物、经济作物、饲料作物和绿肥等农作物生产活动，这也是本白皮书重点聚焦的领域。 根据《国民经济行业分类》 （GB/T 4754-2017），我国农业包含的子行业情况如下： 表1 农业主要子行业分类 行业中类代码 行业名称 行业说明 011 谷物种植 指以收获籽实为主的农作物的种植，包括稻谷、 小麦、玉米等农作物的种植和作为饲料和工业 原料的谷物的种植 012 豆类、油料和薯类种植 - 我国农业在过去几十年里发生了巨大的变革，取得长足的发展。其中农业科技发挥巨大作用，贡献率高达 68%，对加强农业技术推广工作、促使农业科研成果和实用技术尽快应用于农业生产、保障农业的发展、实现农业 现代化发挥重要作用。 013 棉、麻、糖、烟草种植 - 014 蔬菜、食用菌及园艺作物种植 - 015 水果种植 - 016 坚果、含油果、香料和饮料作物种植 - 017 中药材种植 指主要用于中药配制以及中成药加工的药材作 物的种植 018 草种植及割草 - 019 其他农业 - 表2 农业核心技术汇总 技术类型 技术名称 技术内容 智能农业 技术 物联网与大数据应 用 无人机与智能农机 基因编辑技术 精准施肥与灌溉 智能温室与垂直 农业 农业大数据平台 农产品追溯系统 生物制剂 通过安装在农田中的传感器实时监测土壤湿度、温度、光照强度等环境参数， 为农民提供精准的种植建议 无人机用于播种、施肥到病虫害监测、作物生长评估，智能农机如自动驾驶拖 拉机、智能收割机通过GPS导航和自动化控制实现精准作业 如CRISPR-Cas9，通过编辑作物基因培育出具有更高产量、更强抗病性、更适 应环境变化的新品种 利用自然界的微生物或植物提取物防治病虫害，具有高效、低毒、无残留等优点 根据土壤养分状况和作物需求实现肥料的精准投放，节约水资源 智能温室通过自动化控制系统为作物提供最适宜的生长环境，垂直农业通过立 体种植方式最大化利用空间资源 整合农业生产、市场、政策等多方面的数据资源，为农业决策提供科学依据 通过为农产品建立唯一的身份标识，实现从田间到餐桌的全链条追溯，增强食 品安全的透明度 资料来源：公开资料整理 资料来源:《国民经济行业分类》(GB/T 4754-2017) 生物农业 技术 精准农业 技术 农业信息 化与数字 化技术 05 1.1 行业现状：政策、科技与消费的三重共振重构农业版图 （1）政策驱动：从“增产导向”到“质量优先” 科技装备在农业的应用场景 播种与种植 在“双碳”目标与乡村振兴战略的双重驱动下，中国农业行业正经历从“资源依赖型”向“科技驱动型”的范式 跃迁（见图1）。行业已形成以智慧农业为核心、生物育种为突破、绿色农业为底色的立体化生态，成为全球农业变 革的重要引擎。这一变革背后，是政策引导、技术迭代与消费升级的共振效应。 ·智能播种机根据GPS定位和土壤数据精准播种 ·无人机播种和覆盖薄膜 ·温室培育秧苗 田间管理 ·智能传感器:检测土壤湿度、温度、光照强度、 CO2浓度等 ·无人机:喷洒农药和肥料，检测作物健康状况 ·农业机器人:用于除草、修剪、授粉等 ·智能灌溉系统:根据传感器数据进行精准灌溉 病虫害防治 ·害虫检测设备:如诱捕器、摄像头，用于监测害 虫数量和种类 ·植保无人机:用于精准喷酒农药 ·生物防治设备:如释放天敌昆虫的装备 作物监测与数据分析 ·遥感技术:通过卫星或无人机获取作物生长数 据 ·农业大数据平台:整合气象、土壤、作物数据，提 供种植建议 收获 ·收割机:大规模作物的收割 ·采摘机器人:用于水果、蔬菜的精准采摘 ·分选设备:按照大小、颜色、质量等对农产品进 行机器分类 农产品加工 ·清洗与处理设备:如清洗、脱水等处理 ·加工设备:如切片切割、杀菌、烘干、发酵、压榨 等设备 ·包装自动化设备:用于封口、装袋、贴标、捆扎等 标准化包装 ·冷链物流设备:如冷藏车、冷库，农产品保险 农业物流与供应链 ·物联网设备:实时监测物流过程中的温度、湿度 等 ·区块链技术:用于记录农产品的物流信息，确保 溯源 ·智能仓储系统:用于优化库存管理 农业环保与可持续发展 ·太阳能设备:用于农田灌溉、温室加热学 ·节水灌溉设备:滴灌、微喷灌系统 ·生物降解设备:处理农业废弃物 我国将新型农业提升至国家战略高度，通过政策引导、资本注入与技术创新，推动行业向高质量、高效率方向 发展。 《全国现代设施农业建设规划(2023—2030年)》明确提出“设施农业占比提升至40%”的目标，推动全国设施 图1 科技装备在农业的应用场景（来源：毕马威分析） 06 中国农业数字化行业政策历程图 2020年 加快物联网、大数据、区块链、人工智能、 5G通信网络、智慧气象等现代信息技术在 农业领域的应用 《关于抓好“三农”领域重点工作确保如期 实现全面小康的意见》 鼓励社会资本参与建设智慧农业，推进农 业遥惑、物联网、5G、人工智能、区块链等 应用，推动新一代信息技术与农业生产经 营、质量安全管控深度融合 《社会资本投盗农曼农村指引1（2021年）》 （2）技术赋能：从“经验驱动”到“数据决策” 科技正在重塑新型农业的底层逻辑。北斗导航自动驾驶系统渗透率突破重要比例，搭载5G物联网的智能农 机作业效率较传统设备提升重要比例以上；基因编辑作物商业化面积以年均重要比例的增速扩张，抗逆性状改良 品种推动单产提升重要比例至重要比例；垂直农业系统在超大城市快速铺开，植物工厂单位面积产量可达露地栽 培的重要倍数，水培技术使水资源利用率提升重要比例以上。 种植面积突破重要规模。与此同时，国家政策屡次聚焦“三农”，从《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意 见》的提出，到《全国智慧农业行动计划（2024—2028年）》的全面部署，再到“发展农业新质生产力”首次写入2025 年中央一号文件，明确到2030年农业科技进步贡献率突破重要比例，我国农业智慧化发展政策体系日臻完善。 图2 中国农业数字化行业政策历程图 2020年 提出智慧农业创新发展行动 《数字多村发展行动计划（2022-2025年）》 2022年 实施数字农业建设项目，建设一批数字农 业创新中心、数字农业创新应用基地 《农业农村部关于落实党中央国务院2023 年全面推进乡村振兴重点工作部》 2023年 支持发展智慧农业，拓展人工智能、数据、 低空等技术应用场景 《中共中央 国务院关于进一步深化农村改 革 扎实推进乡村全面振兴的意见》 2025年 将“智慧农业”从“乡村数字经济”中单独成章，聚焦智慧 农业发展的重点领域和关键环节,组织实施智慧农业3大 行动，提出到2030年农业生产信息化率达到35%左右， 到2035年达到40%以上40%以上 《数字乡村建设指南2.0》 《全国智慧农业行动计划（2024-2028）》 《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见》 2024年 07 2020-2024年中国智慧农业行业市场规模 1.2可持续发展仍面临的系统性挑战 （1）资源环境约束加剧 耕地质量总体不高：我国中低产田面积占耕地总面积的比例仍在70%左右，土壤酸化、盐渍化、板结等问题突 出。耕地质量下降导致粮食单产提升面临瓶颈，据估算，因耕地质量问题每年粮食减产幅度达5%-10%。 水资源短缺与利用效率低：我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的28%，农业用水占总用水量的60%以 上，但灌溉水有效利用系数与发达国家相比仍有较大差距。部分地区农业灌溉方式粗放，水资源浪费严重，缺水地 区农业发展受到较大制约。 农业面源污染问题突出：部分地区化肥、农药过量使用现象仍然存在，农业废弃物资源化利用不充分，造成土 壤、水体污染。据估算，每年因农业面源污染导致的水体中氮、磷等污染物排放量占总排放量的40%-50%，对生态 环境造成较大威胁。 尽管取得显著进步，我国农业仍面临多重结构性挑战： （3）市场规模：从“千亿级”到“万亿级”的跨越 新型农业产业的爆发式增长源于政策红利、技术突破与消费升级的协同作用，形成“需求牵引供给、供给创造 需求”的良性循环。未来五年行业将保持稳健增长，细分领域将呈现爆发式增长，进入从“规模扩张”到“价值重构” 的高质量发展期。2020年我国智慧农业市场规模为650亿元，2024年已经达到1580亿元。观研天下预测，中国智 慧农业市场规模将在2025年突破1600亿元，到2030年我国智慧农业市场规模将达到3800亿。 1，800 1,600 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 0 2020年 650 2021年 2022年 2023年 2024年 图3 2020-2024年中国智慧农业行业市场规模（来源：观研报告网） 810 市场规模：亿元 1010 1250 1580 08 二、我国农业发展的路在何方？ 要破解上述难题，关键在于加速农业生物技术、新一代信息技术与智能装备技术的深度融合与创新，坚定不 移地走一条产出高效、资源节约、环境友好的现代农业发展道路。 得益于农村土地制度改革的深化，农业规模化生产格局已初步形成。结合卫星遥感、人工智能、大数据、云计 算、时空信息技术等新一代信息技术的创新应用，使得“一人管理数十甚至数百人的耕地”的构想成为现实，极大 地推动了农业生产向更智能、更精准的方向迈进。 基于时空信息技术的农业数字孪生系统，通过“人-机-物-环境”四维智能互联，实现了农业生产全要素、全流 程的动态感知与精准调控。该体系深度融合卫星遥感数据获取及AI决策算法，构建起覆盖种质资源管理、环境参 数监测、装备智能控制的立体化管控网络。在智能育种环节，基因组选择与机器学习模型结合，显著提升品种选育 效率；在田间管理阶段，多源遥感数据与作物生长模型的耦合分析，可实时生成变量施肥处方图；智能灌溉系统则 通过土壤湿度传感器网络与气象大数据联动，实现水肥一体化精准投送。 农业生产决策正由经验驱动转向数据驱动，在提升单产的同时降低资源消耗，实现对农业生产全要素、全过 程、全系统进行前所未有的精细化管理与智能调控。 当前，在智慧农业蓬勃发展的浪潮下，我国正大力推动精准农业、数字农业、工厂化农业、智能农业等新兴模 式的发展，加速推动我国农业由2.0时代向3.0时代跃升，并稳步迈向4.0时代，是实