種業(yè)一直被稱為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)芯片，已成為世界各國農(nóng)業(yè)科技的制高點。而當前機器學習、基因編輯、全基因組選擇及合成生物學等前沿科技的創(chuàng)新發(fā)展已引領國際種業(yè)巨頭強勢進入智能設計育種時代，育種周期明顯縮短、成本顯著降低、效率顯著提高。

目前，美國已基本進入智能設計和育種時代。依靠大量的育種數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)驅(qū)動的整個過程，作物表型模擬和決策模型輔助育種家進行準確的雜交分配。近年來，為了整合育種研發(fā)鏈，提升國際種子產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，許多國際種子產(chǎn)業(yè)公司以重組和并購的形式實現(xiàn)了人工智能技術與生物技術的多元化融合。目前我國仍處于原因“跟跑”向“并跑”在角色轉(zhuǎn)換中，大多數(shù)動植物的核心種源對外依賴性高，缺乏獨創(chuàng)性。目前，迫切需要彌補關鍵技術整合、多學科交叉和產(chǎn)業(yè)化的不足，實現(xiàn)育種技術體系的智能化和工程化。

航天育種是引領現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高效發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及循環(huán)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展的“新起點”。與傳統(tǒng)育種不同，航天育種也叫“太空育種”“空間誘變育種”，是用航天器將農(nóng)作物種子、組織、器官等誘變材料送入太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環(huán)境誘變作用，使它們產(chǎn)生變異，再返回地面選新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術。

智慧農(nóng)業(yè)助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營

機器學習、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等信息科學在智慧農(nóng)場、智能溫室等具體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場景下集成應用,管理者能夠進行精準的農(nóng)業(yè)信息感知、科學量化決策、智能控制農(nóng)業(yè)機械設備及精準控制投入。在美國，20%的耕地和80%的大型農(nóng)場實現(xiàn)了大田生產(chǎn)的全過程數(shù)字化，平均每個農(nóng)場都有大約50臺設備連接物聯(lián)網(wǎng)。但由于缺乏基礎研究和跨學科研究，現(xiàn)有高端農(nóng)業(yè)機械設備核心部件、農(nóng)業(yè)傳感器核心感知元件和農(nóng)業(yè)人工智能核心技術依賴國外。

數(shù)據(jù)是信息科技與農(nóng)業(yè)深度融合的重要前提。法國已由政府主導、多主體共同承擔建設涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各部門的農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫，并致力于打造集科研、咨詢、互聯(lián)網(wǎng)應用及公共管理等為一體的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)體系。目前我國農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)形式繁雜、數(shù)量巨大、分布分散且缺少統(tǒng)一統(tǒng)計標準，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)收集成本高、難度大及準確性差，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理難以實現(xiàn)多源融合與深度挖掘運用。此外，區(qū)塊鏈技術作為一種分布式數(shù)據(jù)記錄方式及共享式數(shù)據(jù)庫，具有去中心化、開放性、數(shù)據(jù)不可篡改及可溯源等核心特征，與農(nóng)業(yè)溯源系統(tǒng)結合后能夠連接生產(chǎn)、加工、流通、存儲及銷售等農(nóng)業(yè)供應鏈全環(huán)節(jié)。基于區(qū)塊鏈技術的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)可以有效降低數(shù)據(jù)存儲及監(jiān)管成本，但目前普遍面臨著隱私泄露、數(shù)據(jù)安全及區(qū)塊容量不足等問題。

灌溉設施根據(jù)土壤溫濕度自動施肥澆水;無人機噴施化肥;自動駕駛收割機遠程遙控作業(yè);食物安全平臺逐級監(jiān)控生長環(huán)節(jié)……通過應用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術，智慧農(nóng)業(yè)大大減輕了農(nóng)民的體力勞動，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提升了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。就此，一幅數(shù)字鄉(xiāng)村的畫卷，正從農(nóng)村徐徐展開，伸展到全國。

真正智能型、立體型的溫室大棚，可以通過升降溫、補光燈設施的利用，使植物生長不受季節(jié)的影響，從而實現(xiàn)植物的周年性連續(xù)生產(chǎn)”。智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級階段，集移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術于一體，依托部署在現(xiàn)場的環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等各種傳感器，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準化種植、可視化管理、智能化決策，是現(xiàn)代生物技術、建筑工程、環(huán)境控制、機械傳動、材料科學、設施園藝和計算機科學等多學科集成創(chuàng)新，知識與技術高度密集的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。