伴隨著新一代信息技術在農業領域快速廣泛應用，以及農業人工智能技術發展，以智慧農業為表現形態的“農業4.0”時代已經到來。以農業智能裝備、北斗農機自動導航駕駛、無人農場、高通量植物表型平臺等代表的智慧農業，正日益成為最活躍的農業生產力。作為智慧農業的核心環節，“算法”基于數據挖掘技術，對農業數據進行分析和處理，將提取的有效信息用以支撐農業預警、控制、決策和管理，達到提高資源利用率、降低成本、提高生產效率和產品質量、改善生態環境的目的。可以說，智能化決策系統背后的算法創新正日益成為智慧農業重點。

智慧農業建設與算法創新緊密同步

智慧農業的發展，始終以數據、算法和算力為核心要素，以算法創新實現現代信息技術帶來的“海量數據”與以物理計算硬件平臺為支撐的“天量計算”有效結合，形成農業生產全過程的信息感知、定量決策、智能控制。從天空地一體農業觀測、生產控制可視的“信息算法推進”階段，到農業管理智能感知、智能控制的“跨學科融合算法驅動”階段，再到農業產業數據聯通、機器學習的“人工智能推進算法創新”階段，算法的創新程度決定了農業的智慧程度。當前，智慧農業算法創新呈現出三個特點：一是融合性。體現為現代生物技術與生物大數據的融合，通過利用生物信息學分析方法，解析基因組、轉錄組、代謝組等多組學數據，加速形成透明計算、移動邊緣計算、霧計算和微云等新的算法，實現農業生物精準選種育種和生產供應及時跟蹤追溯。二是自主性。智慧農業算法立足于神經網絡，進行深度學習和強化學習。借助農業大數據平臺以及與人類交互協作，算法技術能夠持續學習和訓練，從而更加智能和自主。在智慧農業中體現在多組學整合、基因挖掘、病蟲害診斷等領域。三是應用性。隨著農業物聯網區域試驗工程、數字鄉村試點工程等大批工程的落地，我國智慧農業算法創新由“強基礎”轉向“重應用”。智慧農業以應用場景驅動為導向對算法創新進行集智攻關，將更多數據用于算法分析和建模，形成農業科研院校、農機生產商、信息化企業、網絡服務商等各主體相互借力的創新發展聯合體，推動算法性能不斷提高、應用質效不斷增強，更好適應智慧農業發展需求。

智慧農業算法創新面臨多重現實挑戰

盡管我國智慧農業建設取得重要進展，逐步進入快速發展和集成創新階段，但受限于算法創新有效供給不足、技術適配度不夠等影響，智慧農業發展極易產生算法“梗阻”和“堵點”。

算法技術不優，據全國縣域農業農村信息化發展水平評價報告數據顯示，我國農業生產信息化水平僅為22.5%，主要依賴相對易于推廣的信息技術，而更為核心的算法技術應用則研發不足甚至滯后。例如，監測土壤、氣候、植物生長等數據幫助農民及時作出作物管理決策的物聯網算法，分析氣象、土壤、市場等多方面數據為農民提供種植品種、播種時間、價格預測等決策建議的大數據算法，分析作物生長狀態、環境因素等數據，對可能出現的病蟲害、生長問題進行預警和干預的人工智能算法，實現農產品溯源和質量追蹤的區塊鏈算法等，導致智慧農業創新的技術內核不夠。

算法適配度不足，我國近年來在支撐農業智能決策控制的模型和算法取得了長足進步，但因傳感器技術整體基礎較為薄弱、傳感器準確性不高、穩定性不強，目前大部分核心元件供應主要依靠進口，導致我國開發的算法與軟件，兼容性和適用性均面臨問題。例如，在大田種植作業條件與國外較為相似的北方地區，傳感器技術發揮穩定，算法能正確解析實測數據從而進行準確預測；但在南方地區，算法就可能因識別不了傳感器提供的大量失真數據，從而形成農業生產銷售建議誤判。

算法的數據支撐不夠。當前，行業數據、社會數據、企業數據有效融合困難，造成針對農業大數據的深度挖掘和分析利用不充分，農業生產預測預警以及配置資源等核心功能還遠未發揮。此外，農田氣象、土壤墑情、耕地質量等農業數據采集監測終端應用少，導致智慧農業算法優化更多是在數理層面創新，對現實數據的利用效能不高、解析擬合不深。

實現智慧農業算法創新的有效途徑

針對算法創新面臨現實挑戰，應秉持包容審慎的態度，有的放矢、精準施策，進一步加快我國農業產業數字化升級，推進數字技術與傳統農業深度融合，從而提高農業效率，重構農業產業鏈，扎實推進智慧農業建設。

促進核心算法技術創新。智慧農業算法涉及物聯網、數據科學和人工智能等前沿信息技術與生物科學、農業生產經營活動的融合，需要構建多元創新格局，健全協同創新體制機制。凝聚各類創新資源集聚，結合規模化農業生產相適應的智能技術，推動跨學科算法技術融合創新和集成整合，打破核心算法技術梗阻。鼓勵數字化平臺和農業企業等創新主體利用其對市場的先天敏感性，加速推進算法創新供需對接。

提升算法適配度。大力推動傳感器技術研發機器制造工藝升級，持續提高傳感器精度，實現傳感器技術獲取數據的真實性，形成對算法分析的有效數據支撐。將小農戶嵌入到智慧農業算法創新體系中，通過為小農戶提供智慧農業生產經營的算法技術來提升算法對多元化數據尤其是個性化數據的適配度。

強化算法創新的數據基礎支撐。改善農村地區信息化水平，為智慧農業普及和算法技術創新創造基本硬件條件。加強智慧農業天空地一體化信息應用場景建設，提高數據獲得及使用能力。運用區塊鏈技術提高智慧農業產品可追溯性，創建區域數據集群合作，推進數據系統互聯互通。數據共享過程中做好數據資源保密性和安全性工作，避免數據泄露和被破壞造成算法失真。