AIDI封面文章 | 中国热科院甘蔗中心团队联合阐述数字农业进化蓝图与未来路径

数字农业，现代农业的“中枢神经”。2050年，全球人口预计突破100亿，传统农业依赖经验与高投入的模式，正面临资源匮乏与生态压力的双重挑战。近日，中国热带农业科学院甘蔗研究中心主任阙友雄研究员团队联合福建师范大学汪晓丁教授团队在

Advanced Intelligent Discovery

Digital Agriculture: Past, Present, and Future

该研究系统回顾了数字农业的演进史，提出了从“技术萌芽”到“智慧飞跃”的三阶段进化论，深入探讨了以大语言模型为代表的下一代技术将如何重塑农业生态，并据此提出了全球农业现代化转型的理论框架与实践路径。这项研究为理解数字农业的过去、现在与未来提供了全景式视角。对产业界而言，该综述强调了未来创新应聚焦于轻量化边缘计算与多模态数据互通，构建“技术-经济-社会”多维框架；对政策制定者而言，推动数据资产确权与弥合城乡数字基础设施差距，将是实现包容性发展的关键。

研究指出，数字农业并非一蹴而就，而是经历了三个关键阶段的演变（图1）：

1.技术萌芽期（20世纪中叶前）：农业依赖气象观测与土壤感知等基础研究，处于“看天吃饭”的经验阶段；

2.机械化与信息化融合期（20世纪中后期）：GPS与GIS技术的民用化，推动了精准农业的早期发展，让农业生产装上了“定位器”；

3.智慧农业期（21世纪至今）：物联网、大数据、人工智能与区块链技术的爆发，推动农业实现了从“感知”到“决策”再到“执行”的智能化飞跃。

图1 数字农业演进的三阶段模型

文章揭示了一个由四大技术支柱构建的“闭环生态系统”（图2）：物联网如同“神经末梢”实时感知土壤与作物脉搏；大数据作为“大脑记忆”存储海量异构信息；人工智能则像“智慧中枢”，利用深度学习算法进行精准决策（如病虫害识别、产量预测）；而区块链则构建了从田间到餐桌的“信任链条”，确保数据的不可篡改与可追溯性。研究团队还前瞻性地探讨了大语言模型（LLMs）在农业中的革命性潜力。文中特别提到，先进的模型不仅能作为农业助手与农民进行语音或文本交互，提供实时的病虫害诊断建议，还能在农业科研中，通过深度挖掘海量文献与数据，加速作物遗传改良与抗性研究的突破。然而，数字农业的推广仍面临“兼容性壁垒”与“数字鸿沟”的挑战。高昂的硬件成本、数据治理的权责不明以及技术复杂性与小农户接受度之间的失衡，依然是阻碍其大规模应用的关键痛点。

图2 核心数字农业技术的协同应用

针对未来发展，中国热科院甘蔗中心主任、通讯作者阙友雄研究员团队提出了展望：“数字农业的真正挑战在于实现技术创新与农业根本需求的深度融合。只有当进化方向从追求‘极致智能’转向‘适度适配’，从‘替代人力’转向‘增强能力’，其价值才能真正体现在提升人类福祉与生态可持续性上。”同时，这篇

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Advanced Science

Blockchain-empowered H-CPS architecture for smart agriculture

图3 区块链赋能智慧农业的新架构

中国热带农业科学院热带生物技术研究所特聘研究员/福建师范大学教授汪晓丁为论文第一作者，热带作物生物育种全国实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/甘蔗研究中心/福建农林大学阙友雄研究员为通讯作者。福建师范大学计算机与网络空间安全学院吴承宪、中国热带农业科学院吴期滨参与了课题研究。该研究得到国家重点研发计划、国家热带农业科学中心科技创新团队、国家糖料产业技术体系等项目的资助。

https://doi.org/10.1002/aidi.202500193