南宁市八桂田园基于AI赋能的智慧大棚种植
一、场景概述
广西农业职业技术大学在南宁市现代农业技术展示中心（八桂田园）实施基于AI赋能的智慧大棚信息化管理体系项目，属智慧种植领域。项目集成智能传感、物联网、大数据及数字孪生技术，构建精准可控的作物生长环境，实现番茄种植全流程智能化管理。依托多模态数据驱动的AI决策闭环和数字孪生实时风险预测，病虫害识别准确率提升20％，推动水肥利用率提高20％、产量增长10％，形成可复制的智慧农业管理模式。
二、场景背景与应用
（一）场景背景
响应《“十四五”农业农村信息化发展规划》，依托广西现代农业技术展示中心（八桂田园）资源，针对传统农业种植管理粗放、病虫害识别效率低、资源利用率不高等问题，借助智能传感、物联网、大数据技术发展趋势，引入产学研资源，旨在构建智慧大棚管理体系，促进技术创新与成果转化，培养复合型农业人才。
图1：数字大棚种植管理平台
（二）场景应用
整体技术路线包含大棚种植环境建设、多模态数据资源建库、智慧大棚种植管理系统、数字孪生应用、智能终端控制系统五部分。搭建钢结构温室大棚，配备智能设备构建精准可控的作物生长环境；构建环境感知、GIS、气象及作物生长多模态数据库，采集环境、病虫害与生长状态等数据，为精准种植决策与病害预警模型提供支撑；开发智慧大棚种植管理系统，借助AI算法打造“感知—决策—调控”数据闭环，病虫害识别准确率提高20％，配合水肥动态优化，使番茄糖度提升15％、产量增长10％；搭建数字孪生平台，构建高精度虚拟大棚，实时同步环境数据与设备状态；开发智能终端控制系统，实时精准监测控制棚内环境，环境控制精确度达90％。
图2：智慧大棚种植管理整体架构图
（三）主要技术
采用传感技术实时采集环境参数，大数据技术处理分析海量数据，物联网技术实现设备互联，智能控制技术精准调控棚内环境，无人机与GIS技术进行数据空间建模与监测，AI视觉识别病虫害与生长状态，数字孪生技术模拟预测种植风险。
（四）运营模式
以智慧管理平台为核心，集成种植、投资经营、市场推广，构建完整农业供应链生态。建立合作机制，通过基地承租、设备租赁等协作降低风险；采用统一标准服务接口，开放系统架构，便于维护升级；建设信息溯源和质量管理体系，增强消费者信任；提供专家在线服务与培训，提升技术与管理能力。
图3：整体业务关系图
三、经验与效果
（一）经验做法
针对传统农业问题，创新融合多模态数据，构建精准种植与病虫害预测模型，借数字孪生打造实时同步的虚拟种植环境，利用智能终端远程监控、精准管理。组织管理上，依托政策，引入产学研资源，多方协作推进项目建设。技术应用上，部署多种传感器采集数据，AI算法提升病虫害识别准确率，数字孪生实时模拟环境，智能终端精确控制环境。此模式提高生产效率，削减运营成本与人力，推动传统农业向智慧农业转变。
（二）实施成效
经济效益：智慧大棚运行阶段，年均减少人工投入3万元，以智慧大棚信息化管理体系为模板，应用于学校、定点扶贫村及广西地区农业时，各地区在智慧大棚建设及运行阶段，预计均可减少成本500万元以上，番茄产量提升10％。
社会效益：在定点帮扶村形成了“能人示范＋农户跟随＋专家护航”的产业发展新模式。累计开展食用菌、水稻等培训8期380人次，实地生产指导45次，培养致富能人12人，有效带动周边农户参与现代化农业生产，发挥了显著的示范引领作用。
生态效益：水肥利用率提高约20％，病虫害发生率降低约25％，农药使用减少约15％。
四、总结与展望
智慧大棚信息化管理体系以数字化平台为核心，实现农业生产全程信息化，集成分析气候、环境、土壤、作物生长等多模态数据，大幅提升农业生产决策的科学性与精准性。该模式的推广，能促进农业信息资源共享与数据价值挖掘，推动农业信息化深入发展。同时，为大数据、人工智能等新技术在农业领域应用提供范例，助力加速农业数字化转型。
