種業一直被稱為現代農業芯片，已成為世界各國農業科技的制高點。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新發展已引領國際種業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。依靠大量的育種數據和大數據驅動的整個過程，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，為了整合育種研發鏈，提升國際種子產業的核心競爭力，許多國際種子產業公司以重組和并購的形式實現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”在角色轉換中，大多數動植物的核心種源對外依賴性高，缺乏獨創性。目前，迫切需要彌補關鍵技術整合、多學科交叉和產業化的不足，實現育種技術體系的智能化和工程化。

航天育種是引領現代農業高效發展的戰略性新興產業，也是傳統農業向現代農業及循環經濟轉型發展的“新起點”。與傳統育種不同，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、地面無法模擬的環境誘變作用，使它們產生變異，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。

智慧農業助力農業生產經營

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

數據是信息科技與農業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業生產各部門的農業信息數據庫，并致力于打造集科研、咨詢、互聯網應用及公共管理等為一體的農業數據體系。目前我國農業數據形式繁雜、數量巨大、分布分散且缺少統一統計標準，農業數據收集成本高、難度大及準確性差，農業數據處理難以實現多源融合與深度挖掘運用。此外，區塊鏈技術作為一種分布式數據記錄方式及共享式數據庫，具有去中心化、開放性、數據不可篡改及可溯源等核心特征，與農業溯源系統結合后能夠連接生產、加工、流通、存儲及銷售等農業供應鏈全環節。基于區塊鏈技術的農產品溯源系統可以有效降低數據存儲及監管成本，但目前普遍面臨著隱私泄露、數據安全及區塊容量不足等問題。

灌溉設施根據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;食物安全平臺逐級監控生長環節……通過應用大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等新技術，智慧農業大大減輕了農民的體力勞動，降低了農業生產成本，提升了農產品的質量和產量。就此，一幅數字鄉村的畫卷，正從農村徐徐展開，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的影響，從而實現植物的周年性連續生產”。智慧農業是農業生產的高級階段，集移動互聯網、云計算和物聯網技術于一體，依托部署在現場的環境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等各種傳感器，實現農業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農業生產提供精準化種植、可視化管理、智能化決策，是現代生物技術、建筑工程、環境控制、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新，知識與技術高度密集的農業生產方式。