农业作为国民经济的根基，既是保障国家粮食安全供给的重要基石，也是温室气体排放的重要来源。在双碳目标引领下，农业兼具温室气体排放源与耕地碳汇双重属性，是我国绿色低碳转型的关键领域。当前农业低碳发展普遍存在数字化建设滞后问题，农情数据割裂、地块土壤碳测算精度不足、实验室低碳算法落地困难等短板，制约农业减排固碳工作规模化推进。

本文以上海大晓智能无人农技服务平台为研究载体，依托天-空-地-人-机多源感知体系与农业垂直大模型底层架构，系统梳理平台助力农业降碳、土壤碳平衡测算的技术路径与分层服务模式。结合大田生产、农场管理多场景实证数据量化分析平台减污降碳成效，数字农技服务平台构建起“监测—测算—决策—减排”闭环管理模式，既能为各地县域、规模化种植基地打造数字化低碳农业提供落地参考，也能够丰富农业碳循环与智慧农业交叉学科的实证研究样本。

农业双碳目标下的数字农技服务

农业 “双碳” 两大核心任务

自双碳目标提出以来，国家先后出台数字乡村发展战略、农业绿色低碳发展规划、耕地固碳提升行动、农业碳汇交易管理指引等一系列政策文件，明确农业领域两大核心低碳任务。

•生产源头减排。农业生产过程中化肥、农药、灌溉用电、农机燃油、农膜等物资生产与施用会持续释放二氧化碳、氧化亚氮、甲烷等温室气体，粗放式农事管理造成农资过量投入，持续推高农业碳排放总量。推动化肥农药减量、节水节能、绿色植保，是实现农业碳达峰的核心抓手。

•提升农田碳汇能力。耕地土壤是陆地生态系统最大有机碳库，通过秸秆还田、免耕保护性耕作、有机肥替代、绿肥轮作等农艺措施，能够将大气二氧化碳固定于土壤有机质中，形成稳定农田碳汇，抵消农业生产残余碳排放，是农业迈向碳中和的核心路径。

数字农技服务平台作为统筹农业减排与耕地固碳的现代化载体，成为政策层面重点推广的绿色转型工具。依托星-机-地多源感知、农业垂直大模型构建完整数字化管控体系的上海大晓智能科技服务平台，为破解农业低碳转型数据割裂、碳核算精度不足、低碳技术落地困难等行业痛点，提供可落地、可量化的实践路径。

当前农业低碳转型数字化研究缺口

结合现有文献与产业实地调研，当前农业低碳数字化转型存在四大共性短板，也是本研究的核心切入点。

•农情数据碎片化，地块级精细化碳核算难以落地。多数农场、农业园区分散部署土壤传感器、无人机、农机终端，各类设备数据格式、采集周期、存储标准不统一，无法实现多源数据融合。

•传统农事决策模式粗放，水肥药冗余投入加剧碳排放。国内中小种植主体仍普遍采用统一撒肥、大水漫灌、全域广谱施药的标准化作业模式，未结合地块养分、作物长势差异化调配农资。过量氮肥施用会大幅提升土壤氧化亚氮排放，过量灌溉增加电力能耗，带来不必要的温室气体增量。

•农田碳汇监测高度依赖人工采样，缺少长期动态自动化监测手段。土壤有机碳传统检测方式为人工定点取土、实验室化验，采样周期长、覆盖地块有限、连续观测难度大，无法捕捉全年秸秆还田、轮作等因素带来的土壤碳汇动态变化，难以量化各类低碳农艺措施的固碳效果。

•低碳技术供需脱节，科研低碳模型难以规模化落地田间。农林高校、科研院所持续产出碳循环测算、精准减排、土壤固碳模拟等学术模型，但相关成果大多停留在实验室仿真、小型试验田阶段。科研机构缺少大面积标准化田间监测网络完成模型校验，农场主体缺乏专业技术团队转化学术成果，形成科研与产业“两张皮”的困境。

数字平台赋能农业双碳的理论逻辑

针对上述行业痛点，现有研究逐步形成三大支撑理论，为上海大晓智能无人农技服务平台的建设与应用提供理论支撑。

•数据驱动精准生产理论。通过多维度田间感知数据刻画地块差异化生产条件，依托算法输出按需供给的肥料作业方案，从源头减少农资投入总量，降低化肥、农药产业链及田间施用环节产生的温室气体排放，实现生产端精准减排。

•多源感知碳监测理论。构建卫星宏观片区监测、无人机地块中尺度巡检、物联网与人工采样微观土壤监测相结合的分层观测体系，整合多维度数据完成地块尺度动态土壤有机碳碳平衡测算。

•产学研协同低碳技术转化理论。搭建统一数字平台作为中间载体，打通低碳算法田间验证通道。科研机构可将自研碳核算、减排优化模型接入平台系统，依托平台全域田间监测网络完成实地校验、参数迭代；成熟后的低碳模型固化为标准化服务功能，面向广大经营主体、园区推广使用，形成“科研研发—田间验证—产业落地—数据回流优化”完整闭环。

面向农业双碳的平台总体技术架构

1 感知层：天-空-地-人-机 一体化低碳数据采集体系

感知层是平台碳数据来源基础，融合四类采集渠道，实现多尺度、全周期低碳要素采集。

•卫星遥感 接入高分辨率卫星影像，完成区域耕地空间范围、植被覆盖度、秸秆留存面积宏观监测，为县域尺度农业碳排放总量统计提供基础数据。

•无人机巡检 搭载多光谱、可见光传感器定期开展地块巡检，记录作物长势、病虫害分布、秸秆还田覆盖情况，为变量施肥、精准绿色植保低碳方案提供地块精细化影像数据，同步留存低碳作业全过程记录。

•田间物联网 在示范基地布设土壤碳含量传感器，实时采集土壤有机碳、氮磷养分、田间温湿度等核心低碳指标，实现土壤碳库动态长期观测。

•人工巡田补充采样 专业农技人员结合平台规划采样点位，开展土壤剖面深度采样，完成实验室精准检测，校正遥感、物联网设备监测误差，提升碳核算整体精度。

2 数据中台层

•多源异构低碳数据标准化治理库 统一卫星影像、无人机巡检、物联网监测、人工采样、国家普查、农事台账等多类数据存储、换算标准，解决不同设备、不同主体数据无法互通共用的问题。

•地块级农业碳平衡核算模型 模型分项测算化肥施用、秸秆还田、土壤有机碳固存，自动输出单块田、整片基地、全域园区的土壤有机碳累计盈余量，并根据有机碳当量输出地块评价，指导农户农业作业生产。

•农业低碳知识图谱与作物精准施肥大模型 农业低碳知识图谱搭建农业碳源、碳汇、农事措施、作物、土壤之间的逻辑关联网络，量化解析施肥管理、作物残体还田/离田等生产全过程的农田碳平衡演变规律；农业大模型结合图谱知识与地块实时监测数据，自动生成差异化低碳农事处方。

3 应用服务层

基于中台计算能力，平台开发两大大专业化低碳应用功能，覆盖不同使用主体需求：精准低碳农事管理模块、农田土壤碳汇动态测算模块。经营主体、园区管理部门、科研人员可按需调取对应功能，完成低碳生产、碳治理、科研数据采集等工作。

平台赋能农业双碳的多维服务模式

平台按照服务对象划分三类协同服务模式，分别面向种植经营主体、政府农业园区、科研机构，分层落地数字化低碳管理服务。

1 面向经营主体：农场全周期低碳生产服务

针对规模化种植企业、家庭农场等一线生产主体，平台提供全流程低碳生产托管服务。系统根据每块地块土壤、作物条件自动生成精准变量作业施肥方案，联动无人机完成田间低碳作业；全年自动归集所有农事投入数据，清晰记录全年土壤碳汇增量，为绿色农产品认证、低碳农业补贴申报提供完整数据支撑。

无人农技服务平台日常巡田管理记录

2 面向政府与农业园区：区域农业双碳数字化治理服务

面向农业农村管理部门、现代农业园区运营方，平台搭建区域土壤碳治理数字化工具。可依托全域土壤碳汇统计数据，开展低碳示范田数字化考核，量化各基地化肥减量、固碳提升成效。

3 面向科研机构：低碳农业产学研协同服务模式

平台搭建开放型科研协同通道，弥补低碳技术转化断层问题。科研团队可将自研模型接入平台，在万亩级示范田开展长期实测，根据田间真实数据优化模型参数，加速低碳科研成果产业化落地。

平台助力农业双碳转型的综合价值

1 源头减排与耕地固碳双向赋能

大晓智能无人农技服务平台同步实现农业源头减排与耕地碳汇提升两大生态目标。在减排层面，通过精准水肥药管控减少化肥、农药施用量，降低化工农资生产、田间挥发释放的温室气体，同步减少农业面源氮磷污染；在固碳层面，长期土壤碳监测数据直观展示秸秆还田、免耕、有机肥替代等保护性耕作的固碳效果，引导种植主体主动采用固碳型农艺措施，持续提升土壤有机碳储量，充分发挥耕地生态系统碳汇功能，推动农业可持续发展。

无人农技服务平台大模型施肥推荐

2 低碳降本双重收益

平台可为农业经营主体带来双重经济收益。第一，水肥药投入减量直接降低农资采购成本，天气预警决策减少水电消耗，压缩农场日常生产开支；第二，平台自动生成标准化、可溯源数字化耕地碳汇台账，满足农业碳汇项目核查、绿色有机农产品认证、低碳农业专项补贴申报的数据要求，帮助经营主体挖掘农田碳资产价值，拓展农业绿色增值渠道。

无人农技服务平台大模型土壤有机碳测算

3  理论构建与数据积累双向支撑

其一，平台构建起“多尺度感知—土壤碳平衡测算—智能低碳决策—田间减排落地”完整数字化农业双碳理论应用范式，形成一套可复制的数字农技低碳管理体系，丰富数字农业、农业碳循环交叉学科理论研究框架；其二，平台积累海量长期连续田间碳循环实测数据，弥补国内地块尺度农田碳观测实地样本不足的研究空白，为相关学术论文、低碳农业课题提供可靠实证支撑。

4  高效治理与普惠转型协同增效

一方面，平台为地方农业主管部门开展年度双碳考核、绿色农业技术推广提供轻量化数字化工具，简化人工统计、现场核查流程，提升基层农业治理效率；另一方面，平台分层轻量化服务降低中小农场、小农户数字化低碳转型的技术门槛，通过标准化智能方案替代复杂专业测算，缩小城乡数字技术鸿沟，推动普惠式农业绿色低碳转型。

结语

在碳达峰碳中和长期战略要求下，农业低碳转型不能仅依靠单一农艺改良措施，数字化全链条管控是实现规模化、精准化减排固碳的核心路径。当前农业低碳数字化建设仍普遍存在数据碎片化、碳核算精度不足、科研技术落地困难等现实短板，而上海大晓智能无人农技服务平台依托天-空-地-人-机一体化多源感知体系、农业低碳知识图谱与农业垂直大模型，搭建起覆盖土壤碳平衡测算、智能低碳农事决策、标准化碳台账管理的完整数字闭环。平台面向生产主体、园区政府、科研院所构建分层协同服务模式，经田间实践验证，可同步实现生态减排、生产降本、科研创新、数字化治理多重价值。

参考文献

[1]仇韪,李佳津.数字技术赋能农业低碳转型的经济学逻辑与对策分析[J/OL].中国农业文摘-农业工程,1-9[2026-07-21].https://doi.org/10.19518/j.cnki.cn11-2531/s.20260713.003.

[2]张维理,KOLBEH,张认连,等.农田土壤有机碳管理与有机质平衡算法[J].中国农业科学,2020,53(2):332-345.

[3]周永平.双碳目标下农业企业绿色发展战略转型研究[J/OL].陕西农业科学,2026,(7):1-4[2026-07-22].https://link.cnki.net/urlid/61.1089.S.20260709.1707.006.

[4]张宜红.加快绿色种养循环发展推动农业绿色低碳转型[J/OL].中国生态农业学报(中英文),1-5[2026-07-22].https://link.cnki.net/urlid/13.1432.S.20260612.1445.001.