2月23日，2025年中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化農村改革 扎實(shí)推進(jìn)鄉村全面振興的意見(jiàn)》發(fā)布，文件再次聚焦事關(guān)國計民生的“三農”問(wèn)題。

尤其值得關(guān)注的是，本次中央一號文件首次提出“農業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”概念，明確要推進(jìn)農業(yè)科技力量協(xié)同攻關(guān)：

以科技創(chuàng )新引領(lǐng)先進(jìn)生產(chǎn)要素集聚，因地制宜發(fā)展農業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力。瞄準加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，強化農業(yè)科研資源力量統籌，培育農業(yè)科技領(lǐng)軍企業(yè)。深入實(shí)施種業(yè)振興行動(dòng)，發(fā)揮“南繁硅谷”等重大農業(yè)科研平臺作用，加快攻克一批突破性品種。繼續推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化。推動(dòng)農機裝備高質(zhì)量發(fā)展，加快國產(chǎn)先進(jìn)適用農機裝備等研發(fā)應用，推進(jìn)老舊農機報廢更新。支持發(fā)展智慧農業(yè)，拓展人工智能、數據、低空等技術(shù)應用場(chǎng)景。

▲來(lái)源：《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化農村改革 扎實(shí)推進(jìn)鄉村全面振興的意見(jiàn)》

可以看到，發(fā)展“農業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”要求加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，同時(shí)重點(diǎn)指明種業(yè)振興、農機裝備、智慧農業(yè)等方面，在這些領(lǐng)域，農業(yè)傳感器是農機裝備的核心零部件、是智慧農業(yè)的關(guān)鍵基礎。

什么是農業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力？農業(yè)傳感器為什么是農業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵核心技術(shù)？院士這么說(shuō)

我國農業(yè)信息化專(zhuān)家、中國工程院院士、國家農業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江，在此前發(fā)表的《建設智慧農業(yè)，發(fā)展農業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力》報告中，認為：

我國的智慧農業(yè)展現了新質(zhì)生產(chǎn)力的特征……新質(zhì)生產(chǎn)力的核心標志在于全要素生產(chǎn)率的顯著(zhù)提升，其關(guān)鍵是注重質(zhì)量，根本在于推動(dòng)先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展。

在農業(yè)領(lǐng)域，新質(zhì)生產(chǎn)力體現在現代信息技術(shù)與農業(yè)的深度融合、智能化設備的應用等方面，徹底改變傳統的生產(chǎn)方式，使農業(yè)實(shí)現高質(zhì)量、高效率和高效能的目標。

智慧農業(yè)的高技術(shù)創(chuàng )新特征主要體現在農機與農藝深度融合的綠色技術(shù)上，其核心科技包括農業(yè)傳感器、農業(yè)遙感與地面物聯(lián)網(wǎng)系統、農業(yè)大數據智能、農業(yè)智能化裝備與機器人、以及智慧農場(chǎng)集成技術(shù)等。

智慧農業(yè)是農業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的重要體現，農業(yè)傳感器是智慧農業(yè)核心科技之一，顯然也是農業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力中需要加快突破的關(guān)鍵核心技術(shù)。

什么是農業(yè)傳感器？

據趙春江院士對中國知網(wǎng)數據庫和 Web ofSciences 數 據 庫 2008—2018 年 發(fā)表的文獻檢索表明，智慧農業(yè)技術(shù)研究活躍程度 ( 相關(guān)學(xué)術(shù)論文數量 )最高的國家分別是美國、中國、巴西、西班牙、德國。

其中，智慧農業(yè)研究的熱點(diǎn)依次是：農業(yè)傳感器、農業(yè)大數據與人工智能、農業(yè)智能控制和農業(yè)機器人等方向，可見(jiàn)農業(yè)傳感器在各國智慧農業(yè)發(fā)展中的重要性。

農業(yè)傳感器主要包括農業(yè)環(huán)境信息傳感器、動(dòng)植物生命信息傳感器、農產(chǎn)品品質(zhì) 與安全信息傳感器、農機工況與作業(yè)傳感器等。

▲來(lái)源：《農業(yè)傳感器：研究進(jìn)展、挑戰與展望》

農業(yè)環(huán)境信息傳感器

實(shí)時(shí)監測農田、溫室、養殖場(chǎng)等農業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的物理與化學(xué)參數，為精準調控提供數據支持，譬如智能溫室環(huán)境調控（如聯(lián)動(dòng)風(fēng)機、遮陽(yáng)網(wǎng)）、大田氣候數據采集（結合衛星遙感實(shí)現區域監測）等，主要類(lèi)型有：

氣象傳感器

溫濕度傳感器：監測空氣溫濕度，優(yōu)化通風(fēng)與灌溉策略。

光照傳感器：測量光照強度，控制補光或遮陽(yáng)設備。

風(fēng)速/風(fēng)向傳感器：預警極端天氣，輔助設施農業(yè)抗災。

雨量傳感器：實(shí)時(shí)記錄降雨量，預防洪澇災害。

土壤傳感器

土壤溫濕度傳感器：指導精準灌溉與播種時(shí)機。

土壤pH/EC傳感器：檢測酸堿度與鹽分，避免土壤退化。

氣體傳感器（如CO₂、NH₃）：監測溫室氣體濃度，優(yōu)化通風(fēng)系統。

動(dòng)植物生命信息傳感器

直接監測作物、畜禽的生長(cháng)狀態(tài)與生理指標，實(shí)現精細化種養殖管理，譬如精準灌溉與施肥（根據作物需水需肥規律）、畜禽健康管理（減少抗生素濫用，提升養殖效率）等，主要類(lèi)型有：

作物生理傳感器

葉面濕度傳感器：檢測葉片表面水分，預防病害滋生。

莖流傳感器：測量作物蒸騰速率，評估水分吸收效率。

多光譜傳感器：通過(guò)光譜反射分析作物營(yíng)養狀態(tài)（如氮含量）。

畜禽生理監測傳感器

體溫監測耳標：實(shí)時(shí)追蹤牲畜體溫，預警疾病。

活動(dòng)量傳感器（如加速度計）：通過(guò)行為分析判斷健康狀態(tài)（如發(fā)情期、蹄?。?。

瘤胃pH傳感器：監測反芻動(dòng)物消化健康。

農產(chǎn)品品質(zhì)與安全信息傳感器

主要檢測農產(chǎn)品的化學(xué)成分、微生物污染及物理品質(zhì)，保障食品安全與市場(chǎng)價(jià)值。在采后分選與倉儲（如自動(dòng)化分級生產(chǎn)線(xiàn)）、食品安全快速檢測（田間或市場(chǎng)現場(chǎng)篩查）等現代農業(yè)場(chǎng)景應用廣泛，主要類(lèi)型有：

化學(xué)傳感器

農藥殘留傳感器：通過(guò)電化學(xué)或光學(xué)方法快速檢測有機磷、氨基甲酸酯等殘留物。

重金屬傳感器：檢測鎘、鉛等污染元素（如基于納米材料的電化學(xué)傳感器）。

生物傳感器

病原微生物傳感器：利用抗體或DNA探針檢測沙門(mén)氏菌、大腸桿菌等。

新鮮度傳感器：監測肉類(lèi)、果蔬的揮發(fā)性有機物（如胺類(lèi)）判斷腐敗程度。

物理品質(zhì)傳感器

近紅外光譜傳感器：無(wú)損檢測糖度、酸度、硬度等內在品質(zhì)。圖像識別傳感器：通過(guò)顏色、形狀分級篩選優(yōu)質(zhì)農產(chǎn)品。

農機工況與作業(yè)傳感器

監測農機運行狀態(tài)與作業(yè)質(zhì)量，提升作業(yè)效率與安全性，在作業(yè)數據反饋優(yōu)化（如根據壓實(shí)度調整耕作深度）、無(wú)人農機自動(dòng)駕駛（如北斗導航+多傳感器融合）等場(chǎng)景使用，是現代農機裝備的關(guān)鍵核心零部件。主要類(lèi)型有：

機械狀態(tài)傳感器

壓力傳感器：監測液壓系統壓力，預防故障。

振動(dòng)傳感器：診斷發(fā)動(dòng)機異常震動(dòng)，提前預警維護。

油溫/油位傳感器：保障潤滑系統正常運行。

作業(yè)質(zhì)量傳感器

播種監控傳感器：檢測漏播、重播情況，確保播種均勻性。

產(chǎn)量傳感器（如谷物流量計）：聯(lián)合收割機實(shí)時(shí)測產(chǎn)并生成產(chǎn)量地圖。

土壤壓實(shí)度傳感器：評估耕作深度對土壤結構的影響。

導航與避障傳感器

激光雷達（LiDAR）：農機自動(dòng)駕駛與環(huán)境建模。

超聲波傳感器：近距離障礙物檢測（如果園作業(yè)防撞）。

總體來(lái)看，傳統傳感器強國美國、德國、日本等，繼續在農業(yè)傳感器這一領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位，這些國家壟斷了感知元器件、高端農業(yè)環(huán)境傳感器、動(dòng)植物生命信息傳感器、農產(chǎn)品品質(zhì)在線(xiàn)檢測設備等相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品。

據廣東省&浙江省重點(diǎn)研發(fā)計劃項目論文《農業(yè)傳感器技術(shù)在我國的應用和市場(chǎng)：現狀與未來(lái)展望》披露：

我國大部分農業(yè)技術(shù)接近國際水平，部分落后國際水平5年，而植物葉綠素信息感知傳感器技術(shù)、農業(yè)智能物聯(lián)網(wǎng)感知傳感器技術(shù)、農機裝備作業(yè)參數傳感器技術(shù)落后國際水平5−10年，甚至 10 年以上。值得一提的是，對于表中所列技術(shù)，美國幾乎全部處于世界領(lǐng)先水平，

在政策引領(lǐng)和規模經(jīng)營(yíng)趨勢下，中國在農業(yè)環(huán)境信息傳感器研發(fā)應用方面取得了較大進(jìn)步，部分產(chǎn)品基本實(shí)現國產(chǎn)替代，在國內市場(chǎng)占有量超過(guò)了進(jìn)口產(chǎn)品，但在精度、 穩定性、可靠性等方面與國外產(chǎn)品差距巨大，核心感知元器件主要依賴(lài)進(jìn)口，高端產(chǎn)品幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。

而在動(dòng)植物生命信息傳感器、農產(chǎn)品品質(zhì)與安全信息傳感器，尤其是農機工況與作業(yè)傳感器等方面，中國差距較大。

趙春江院士亦認為，未來(lái)我國智慧農業(yè)重點(diǎn)任務(wù)，首要攻克農業(yè)高精度專(zhuān)用傳感器：

重點(diǎn)研究以光學(xué)、電化學(xué)、電磁學(xué)、超聲、圖像等方法為基礎的農業(yè)傳感新機理，研發(fā)敏感器件、光電轉換、微弱信號處理等核心零部件，研制一批高精度農業(yè)傳感器，打破國外技術(shù)產(chǎn)品壟斷。

多項國家級重磅政策明確支持農業(yè)傳感器發(fā)展！

2023年12月，國家發(fā)改委發(fā)布《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄（2024年本）》，農業(yè)傳感器為鼓勵類(lèi)目錄中農業(yè)機械裝備-農業(yè)機械專(zhuān)用零部件關(guān)鍵部件，農業(yè)傳感器被明確鼓勵發(fā)展。

2022年8月，中國工程院和國家制造強國建設戰略咨詢(xún)委員會(huì )等機構聯(lián)合發(fā)布《產(chǎn)業(yè)基礎創(chuàng )新發(fā)展目錄（2021年版）》，《目錄》起到引導、鼓勵政府、企業(yè)創(chuàng )新發(fā)展、優(yōu)先攻克各項關(guān)系中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、關(guān)系國計民生的各領(lǐng)域關(guān)鍵基礎技術(shù)。

《目錄》儀器儀表領(lǐng)域中，基礎零部件和元器件共計37種，其中傳感器20種，有4種農業(yè)傳感器被“點(diǎn)名”列入，分別是：播種作業(yè)資料傳感器、收獲作業(yè)資料傳感器、植物信息傳感器、土壤信息傳感器。

播種作業(yè)質(zhì)量傳感器

播種是農業(yè)生產(chǎn)中最重要的環(huán)節之一，播種質(zhì)量直接影響到農作物產(chǎn)量。目前，隨著(zhù)精量播種技術(shù)的發(fā)展，精量播種機已成為現代農業(yè)播種發(fā)展方向。

但播種機在播種作業(yè)時(shí)具有播種過(guò)程全封閉的特點(diǎn)，因此憑人的視聽(tīng)無(wú)法直接監視其作業(yè)質(zhì)量，而在播種作業(yè)時(shí)發(fā)生的種箱排空、輸種管雜物堵塞、排種器故障、開(kāi)溝器堵塞或排種傳動(dòng)失靈等工藝性故障，均會(huì )導致一行或數行下種管不能夠正常播種造成“斷條”漏播現象，從而導致農業(yè)減產(chǎn)。

因此，需要播種作業(yè)質(zhì)量傳感器進(jìn)行監測。國外對精密播種機監控系統的研究和應用始于 20 世紀 40 年代，在 20 世紀 90 年代就已經(jīng)開(kāi)發(fā)出較為完善的設備，一系列播種作業(yè)質(zhì)量傳感器可靠地用于播種機的監控。

相對而言，中國播種機械起步晚，中國播種作業(yè)質(zhì)量監測傳感器存在工作可靠性不高，系統制造成本較高，大型化播種機應用量小，作業(yè)技術(shù)水平低，成果轉化速度慢等問(wèn)題。

收獲作業(yè)質(zhì)量傳感器

當前，中國許多農場(chǎng)已經(jīng)使用農作物收割機代替人力手工收獲作物，大量收獲作業(yè)質(zhì)量傳感器被應用于這些收割機中。

國外已將傳感器技術(shù)應用于谷物聯(lián)合收獲機械關(guān)鍵部件運動(dòng)監測及自動(dòng)控制、自動(dòng)導航、喂入量監測、損失率監測以及自動(dòng)測產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節，大大提高了機械的可靠性及工作效率。

我國聯(lián)合收割機自動(dòng)化及智能化水平較低，且工況惡劣，工作時(shí)負荷波動(dòng)大，故障率高。與國外相比，我國稻麥聯(lián)合收割機自動(dòng)化程度落后30年以上。

因此，通過(guò)提高收獲作業(yè)質(zhì)量傳感器等智能化技術(shù)，提升我國谷物聯(lián)合收割機的可靠性，減少收獲損失，提高作業(yè)質(zhì)量已成為當務(wù)之急。

植物信息傳感器

如人可以通過(guò)穿戴電子設備監測心率、脈搏等信息一樣，植物也可以通過(guò)“穿戴”傳感器，獲取相關(guān)的生長(cháng)信息，這一類(lèi)傳感器稱(chēng)之為植物信息傳感器，是目前生物傳感器領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究?jì)热荨?/strong>