智慧化種植管理系統包含感測器與控制器等硬體，以及軟體技術。該系統可使農民更好地監控農作物，並調整養分、水、農藥與肥料的用量，來協助加強與改善大規模農作物種植的生產。預計從 2019 年開始，智慧化種植管理系統市場的複合年成長率 (Compound annual growth rate, CAGR) 為 5.8%，到 2025 年其價值將達 15 億美元；然而，開發智慧化種植系統需要大量的投資資金，將會阻礙市場的成長。為此，該報告根據不同的類型、作物、組成與地區，對智慧型種植管理系統市場進行研究。

在全球人口快速成長的同時，農作物種植面積正在縮小。根據糧食暨農業組織 (Food and Agriculture Organization, FAO) 的統計，農民必須在 2050 年之前提高目前作物產量的 50%，才能滿足消費者對農產品需求的成長。由於作物管理不當、缺乏合適的耕作方式，以及氣候變化等因素，農民正面臨著大規模作物歉收的風險。智慧化種植管理系統能夠結合即時數據，以改善決策、減少浪費、增加產量、減少農作物歉收並提高農場營運效率。但該系統市場目前仍處於起步階段，以下詳述智慧化種植管理系統市場的驅動、限制、機會與挑戰因素：

1. 驅動因素：越來越多農民採用智慧化種植 (Plantation Intelligence, PI) 與資料探勘。遠端監控、基於數據的決策分析與自動灌溉等技術，使小農能夠提高作物產量與加強價格控制以增加收入。如德國的 Robert Bosch 公司，在西班牙的賽維利亞市附近裝置第一個用於集約化橄欖種植的智慧化灌溉管理系統，可幫助農民節省水資源，並根據氣候狀況進行適合的灌溉方式。此外，該公司還與西班牙國家委員會 (Spanish National Research Council, CSIC) 合作，開發微機電感測器 (Micro-electromechanical Sensors, MEMS) 與雲端解決方案的橄欖種植智慧型系統；減少資源和人力浪費。如在棕櫚種植中，授粉是最關鍵的階段，需要在數千公頃的農地中進行大量的勞動，並持續監測棕櫚是否適合受粉。智慧化種植管理系統能夠幫助農民遠程監測棕櫚整體的授粉狀況，準備好授粉即會觸發感測器，勞工只需在那時候進行後續工作即可。

2. 限制因素：該技術在初期時需要大量投資高效率的耕作工具，包括感測器、控制器、監控設備和地理資訊系統 (Geographic Information System, GIS) 等，以及需有具備知識與技術的農民。由於種植農作物大多是邊緣農民或耕地較小的農民，且大多分布在開發中國家，因此這些因素都限制了農民使用智慧化種植管理系統；然而，在未來幾年內，技術發展將降低農場管理的成本，進而幫助如印度、中國和巴西等開發中國家減少智慧化種植管理市場的限制因素。

3. 機會因素：包括越來越多的新興國家採用智慧化種植管理系統。大規模種植、具有較高的商業價值與經濟的作物，通常生長在較大的種植地區，且需要大量的勞動力與較佳的熱帶氣候條件。亞太地區、南美洲與非洲是這些農作物主要生長的地區，但大多數農民因無法投資高效的耕作工具，仍採用傳統的種植方式。為此，主要的參與者透過各種協議、合作關係與投資，來提高農作物的產量，並為農民提供較有效率的耕種工具和技術，以量測不同的氣候條件，與有效耕種所需土壤和水資源。透過智慧化種植管理系統，如感測器與監控設備等智慧型設備產生大量數據，並幫助農民在農作物生產的各階段做出決策，進而有助於正確使用化肥，天氣預報，土壤監測，改良作物產量以及控制灌溉和施肥。雖開發中國家因高成本與認知不足，對智慧化種植管理系統的採用率很低。但隨著水果、咖啡、棉花、橡膠和油料種子出口增加，以及對智慧化耕作方式的關注不斷增長，推動智慧化種植管理系統的需求，預計未來的幾十年中，開發中國家對智慧化種植管理系統的需求將進一步成長。農業大數據時代的來臨：大數據預計將對智慧型農業產生重大影響，並涉及食品供應鏈的各個階段。隨著農場上安裝越來越多的智慧型設備和感測器，農業正變得越來越以數據為基礎，使農業產業轉型有重大轉變。此外，物聯網和雲端計算等新技術，將可利用這一發展，並將種植系統和人工智慧導入農業。

4. 挑戰因素：數據的管理和整合是智慧化種植管理系統市場主要的挑戰。雖利用智慧化種植管理工具從農場中取得數據很重要，因其能夠幫助農民作出有效的決策，但若沒有農業數據管理的標準，實現操作上的統一性，將無法使農民有效的使用數據。數據管理主要是透過蒐集與作物相關的參數，如酸鹼值、水質與濕度等環境因素，接著根據這些參數的情形、相關性與優先順序來進行處理，並透過基於決策的方式來呈現數據，若還能提供農民容易操作的數據管理設備或其他解決方案，則採用率將進一步提高。此外，在印度、墨西哥、烏拉圭與智利等開發中國家，農業仍是以勞動密集型的傳統方式耕種，且農民的經濟狀況與對不同的智慧化種植管理系統的認識仍相當低。在這樣的情況下，感測器網絡仍不普及，且由於惡劣的氣候條件，需要覆蓋或保護感測器網路，避免受潮濕或高溫等外部因素的影響。

智慧化種植管理系統的價值鏈，包括了研究與產品開發、設備與組件製造商、網絡元件、經銷商與供應商、終端用戶，以及售後服務等。其中設備和組件製造商，如溫度感測器、施肥感測器、土壤感測器、濕度感測器、灌溉控制器與其他灌溉組件等，以及網絡元件和智慧型灌溉的分銷商和供應商，都為整個價值鏈增加了巨大的附加價值。為此，若透過價值鏈分析，有助於了解智慧化種植管理系統的市場，以及相關利益者之間的關係，且能夠幫助相關利益者擴大機會，並促進相關利益者之間的溝通與協調，進而使運營更為順暢。

智慧化種植管理系統依照類型區分，可分為灌溉系統、植物生長監控系統與收穫系統三類，其中灌溉系統預計在智慧化種植管理系統中占最大份額，而植物生長監控系統則有最高的 CGAR。其詳述如下：

1. 灌溉系統：2018 年的灌溉系統市場，占智慧化種植管理系統市場價值高達56.9%。智慧型灌溉系統的控制器主要分為基於氣候與基於土壤等兩大類。基於氣候的控制器為使用當地氣候資訊、土壤蒸發速率與植物的蒸散速率，來調整植物的灌溉時間；基於土壤的控制器則是使用土壤感測器，來測量土壤中的水分含量，以調整農作物的灌溉情形。使用智慧型灌溉系統能夠減少灌溉水量，進而降低營運成本，特別是對大規模農地而言。根據灌溉協會 (Irrigation Association, IA) 與位於加州的國際水技術中心的測試，智慧型灌溉系統比傳統灌溉系統能夠節省 20% 的水資源。由於亞太地區種植的作物數量最多，同時灌溉資源有限，預計該地區將成為智慧型系統最大的市場。

2. 植物生長監控系統：2018 年的植物生長監控系統市場，占智慧化種植管理系統市場價值的 34.5%。該系統由各種感測器與控制器組成，用於監控植物生長和氣候狀況、檢測有害生物，並測量土壤中的養分含量，接著根據前述的資訊，為植物安排最佳的施肥情況。私人企業如加拿大的 SemiosBio Technologies Inc. 與美國的 DTN，所提供的植物生長監控系統分別為 Semios 與 DTN Smart Trap。安裝這類的系統能夠改善使用農藥的情況，並減少現場所需的勞動力。此外，該系統能夠設定警報和通知，幫助農民控制和追蹤植物的生長狀況，並預計未來疾病的風險。由於北美地區的採用率較高，且擁有主要的參與者，預計該地區將成為市場成長最快的地區。

3. 收穫系統：2018 年的收穫系統，占智慧化種植管理系統市場價值份額為 8.7%。該系統透過收穫資訊的收集與分析，幫助農民做出較佳決策，進而減少農作物浪費，並降低收割成本，以提高農場的整體效率。收穫系統通常由安裝在收割機上的監視器組成，以收集及處理數據，並生成報告，通知何時收成作物。 Deere＆Company 的收割監控器即是一種用於甘蔗收割的系統。由於需要利用農場機械化來盡可能地提高產量，以及需要提高農場的利潤率，使收割系統的市場得以成長。儘管提供這些系統的製造商數量有所減少，但隨著智慧化種植技術採用的增加，預計在未來幾年的需求將呈成長趨勢。