当AI走进田间:“智慧耕种”描绘农业新图景
  • 来源:中国科普网
  • 作者:肖浏骏 康敏 刘义轩
  • 2026-04-16 15:49

在很多人的印象里,种地更多靠经验:看天气、看墒情、看苗情,什么时候播种、什么时候浇水施肥,往往要靠农户多年摸索出来的感觉。当前,随着人工智能加快走进农业生产一线,这样的传统场景正在悄然发生变化。

作为南京农业大学智慧农业创新团队,我们依托作物学“双一流”学科和智慧农业交叉学科优势,围绕“智慧农业如何真正走进田间地头”“高校如何培养真正懂农业、懂技术、能服务产业的创新拔尖人才”这两个问题,开展了持续探索。目前,我们研发出一个面向大田农业生产的智能体——慧耕耘,它不仅能回答农业问题,还能分析作物长势、模拟作物生长过程、提出种植管理建议。简而言之,它“看得懂农田、帮得上生产、服务得了农户”,让一批年轻学生在真实场景中学会如何把科技用到农业一线。

从“会说”到“会用”,做一个真正懂农业的智能体

慧耕耘的研发思路,简单来说,就是让AI不仅“会说”,更要“会用”;不仅“懂理论”,更要“懂大田”。正因如此,发展具备环境感知、记忆规划、工具调用和自主执行能力的农业智能体成为必然选择。我们以多模态大模型为调度中枢,深度融合知识检索增强(RAG)、模型上下文协议(MCP)和多智能体协同技术,实时耦合气象、土壤、品种和农事记录等数据,结合作物感知与生长预测机理模型,构建了基于“知识+量化”双引擎的慧耕耘农业智能体。

在知识引擎方面,我们把多年、多点的种植数据、空天遥感数据、长时序气象数据和物联网感知数据逐步整合起来,形成面向真实农业场景的数据底座。同时,我们组织学生把课堂中学到的专业书籍、专家经验、权威专著和学术文献进行梳理、提炼和重构,逐步建设本地知识向量库和专业知识图谱,让学生把“学过的知识”真正转化为“能解决问题的能力”。

在量化引擎方面,我们将表型解析算法、作物生长模型算法和知识决策算法封装为可调用的功能模块,由大模型进行任务调度,再通过多模块协同,生成更加专业、精准、可落地的方案。这样一来,慧耕耘面对的就不只是抽象问题,而是真实农业场景中的实际需求。

目前,慧耕耘已经推出电脑版、网页版和小程序版多个客户端,支持文字、图片、语音等多模态输入。它可以围绕品种推荐、种植规划、生长诊断、水肥管理和效益评估等内容生成量化方案,也支持用户上传本地知识库,构建持续学习、不断迭代的专属农业智能体。

技术好不好,不能只在实验室里说了算

慧耕耘最早来源于我们指导的大学生创新创业项目,后来逐步融入农情遥感监测、农作系统模拟、农田精准管理等协同攻关方向,并在持续迭代中成长为师生共同研发、共同打磨、共同应用的重要成果。2025年,它获得中国国际大学生创新大赛金奖。

但我们始终认为,一个农业智能体是否真正有价值,不能只看它功能多不多、界面新不新,更要看它能不能进入生产场景、回应真实需求、解决具体问题。为此,我们没有停留在先做一个产品的层面,而是选择直接走向农业生产一线,在中试熟化和广泛应用中验证它、完善它。

围绕这一目标,我们逐步搭建了“高校+科技小院+农技推广部门+农业生产主体”的技术应用网络,探索共享农技员模式,组织学生带着慧耕耘走进大田、走近农户,在服务中发现问题,在实践中修正模型,在真实场景中推动技术成长。这样一来,学生不再只是学知识的人,也成为用知识解决问题的人;而模型也不再只是会聊天的电子书,而是逐步成长为能帮助农业生产主体解决问题的智能助手。

面向不同群体,智慧农业要有不同打开方式

在实践中我们发现,智慧农业要真正落地,不能只讲技术先进,还要真正适应不同层级农业经营主体的现实需求。

面向地方农技推广部门,我们重点提供区域级整体解决方案。针对基层农业监管难、专业人员紧缺、技术手段相对滞后等痛点,我们与地方农业部门合作建设智慧农业示范区,部署县级农业大数据平台和本地化农业大模型,提升区域农业数字化监管和服务能力。例如在河南邓州,我们联合当地农技推广中心建立智慧农业示范田,通过采集上万组数据,让模型更深入理解当地水土特性,并针对砂姜黑土等问题生成标准化改良方案,探索符合中原地区实际的智慧种植路径。

面向农业企业和大型农场,我们更注重数字化诊断+技术赋能。针对部分企业种植效益不高、管理方式较为粗放等问题,我们通过“一地一码”数字化改造,结合遥感技术和作物生长模型,为企业提供从播种到收获的全过程标准化决策支持。在南京溪田农业发展有限公司,我们对地块进行高精度数字化建模,并分区域采集土壤样本,再基于土壤理化指标和企业风险偏好,制定差异化种植方案,同时建立常态化巡查机制,定期开展农技培训,帮助企业逐步形成规范化、现代化的农业管理能力。

面向普通农户,我们探索低成本、可推广、可复制的数字服务模式。针对农户技术接纳度不高、付费意愿较弱等现实情况,我们联合地方部门和种植大户,招募返乡大学生和新农人,经培训后成为共享农技员。农户只需支付较低成本,就能像拼单一样获得遥感监测、大模型指导等标准化服务。比如在江苏新沂,面对连续阴雨等极端天气挑战,我们联合共享农技员,利用作物生长模型和AI种田数字系统,帮助农户优选抗逆品种、科学调整播种深度,为来年丰产打下基础。

从田间到课堂,我们更看重“育人”的长远价值

对我们来说,慧耕耘的意义,不只是做出一个农业AI工具,更重要的是,它让我们看到了智慧农业育人的另一种方式。

过去,人才培养更多发生在课堂和实验室中;而今天,我们更希望学生在真实问题中成长,在真实场景中理解农业、理解技术、理解产业。我们创建了由本硕博学生构成的慧耕耘创新团队,形成了“学生社团-科普传播-社会实践-志愿服务-创新创业”等多层次协同育人生态,着力培养知农爱农、强农兴农的学科交叉创新拔尖人才,探索人工智能赋能、科教产教协同、价值能力一体的智慧农业人才培养新范式。依托科技小院等平台,我们努力打破传统课堂边界,把教学现场搬到生产一线。导师带着学生,不仅参与农业智能体等前沿技术的研发和验证,也深度参与共享农技员机制的推广,把标准化智慧农业技术传授给新农人,逐步培育出一支带不走的基层农技服务队伍。

在这一过程中,学生参与知识梳理、大模型训练、智能体编排、技术应用和农技服务,既提升了解决复杂工程问题的能力,也在研发+应用+培训的复合实战中不断成长。他们逐渐成长为既懂农业、又懂技术,既能扎根田间、又能服务产业的复合型人才。

当AI真正走进田间,它带来的不仅是生产方式的变化,也会带来人才培养方式的变化。课堂不再只在教室里,科研不再只停留在论文中,技术也不再只是展示给别人看,而是要真正走进农业生产、服务乡村振兴。

如今,慧耕耘已入选为江苏省首批农业智能体,并被推荐在全省推广应用。对我们而言,这既是一份肯定,也意味着更大的责任。面向未来,我们将继续围绕国家战略部署,进一步深化产学研用融合,持续完善现代农业全产业链服务标准体系,不断推动智慧农业从可展示走向可落地、从有概念走向有效果。

我们更希望,通过慧耕耘这样的探索,让更多人看见:智慧农业并不只是一个听起来很先进的概念,它可以是农户身边更实用的助手,是企业手中更可靠的决策工具,也是高校培养新农科人才的一条现实路径。

当AI真正走进田间,田野里的变化,才刚刚开始。

(作者肖浏骏系南京农业大学副教授,康敏系南京农业大学钟山青年研究员,刘义轩系南京农业大学2022级智慧农业专业本科生。)

编辑:吴桐
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