隨著現(xiàn)代信息技術在農業(yè)領域的廣泛應用，以智慧農業(yè)為表現(xiàn)形態(tài)的農業(yè)智能革命已經到來。智慧農業(yè)是農業(yè)信息化發(fā)展從數(shù)字化到網絡化再到智能化的高級階段，對農業(yè)發(fā)展具有里程碑意義，已成為世界現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的趨勢。 

近年來，在政府大力支持下，我國智慧農業(yè)快速發(fā)展。在政策引領與規(guī)模經營趨勢下，常用環(huán)境類農業(yè)傳感器、農業(yè)遙感技術、農業(yè)無人機、農機北斗導航、農業(yè)大數(shù)據(jù)與智能算法等智慧農業(yè)技術研發(fā)應用取得了長足進步，部分產品基本實現(xiàn)國產替代。不過，我們還應清醒認識到，我國智慧農業(yè)仍缺乏基礎研究和技術積累，整體技術水平與發(fā)達國家相差15年至20年。

以下這些因素均在某種程度上影響了我國智慧農業(yè)快速發(fā)展：

●  一是我國農田地塊規(guī)模小、耕地細碎化問題突出。美國的農場規(guī)模平均在200公頃以上，歐盟國家農場面積大于20公頃的占82%，農場面積為100公頃的占52%。而我國農田地塊小，碎片化程度高，經營面積3.4公頃以下的小農戶占比95%以上，他們占有的耕地面積占到我國總耕地面積的80%以上。小農戶、小地塊的農業(yè)生產經營方式導致我國智慧農業(yè)技術投入的邊際效益低、農業(yè)經營主體應用積極性不高。

●  二是我國農業(yè)機械化水平比較低。實施智慧農業(yè)離不開農機裝備支撐。近年來，我國加大力度支持和推廣全程、全面機械化，取得了可喜成績。2020年底我國主要糧食作物耕種收綜合機械化率達到71%，丘陵山區(qū)農作物耕種收綜合機械化率為49%，設施園藝綜合機械化率為32%，畜牧養(yǎng)殖機械化率為35%，水產養(yǎng)殖機械化率為30%。然而，受農機產品需求多樣化、機具作業(yè)環(huán)境復雜等因素影響，我國目前的農機化和農機裝備的智能化水平與發(fā)達國家相比仍有10個至20個百分點的差距。

●  三是農村基礎設施薄弱。農村寬帶網絡雖已覆蓋到村，但到農戶的比例低，到農業(yè)園區(qū)的少；4G網絡信號不穩(wěn)定、5G基站少、通信費用高等問題限制了農業(yè)信息化發(fā)展；農村信息采集終端應用少、物聯(lián)網基礎設施薄弱，以及農田氣象、耕地質量、土壤墑情、水文等監(jiān)測點偏少；缺乏專業(yè)的信息化設備運維隊伍，導致農業(yè)生產經營主體獲取信息難且成本高。

●  四是智慧農業(yè)技術有效供給不足。由于基礎研究薄弱，信息感知農業(yè)傳感器、智能決策模型算法以及高端農業(yè)智能裝備技術產品創(chuàng)新不足，不能滿足實施智慧農業(yè)的需求。同時，也缺乏針對我國農戶和小地塊的實用低門檻技術，難以滿足我國廣大小農戶的需求。此外，農業(yè)的生態(tài)多樣性，對技術與應用模式的需求也是多樣的，但對于研發(fā)主體，投入大量資金研發(fā)后，卻不能像工業(yè)技術產品一樣大規(guī)模復制推廣，導致企業(yè)研發(fā)主體不愿意也不敢投入。

當前，我國智慧農業(yè)尚處于起步發(fā)展階段，為促進其快速發(fā)展，應在以下五個方面采取措施：

●  一是加強政府支持。統(tǒng)籌各類資源，加強政策扶持，突破重點核心技術，實現(xiàn)自立自強。圍繞農業(yè)重點領域、重點產業(yè)實施一批智慧農業(yè)重大項目工程，加強智慧農業(yè)關鍵技術研究與應用示范，總結經驗，建立可復制、可推廣的模式與經驗。

●  二是制定相關資金補貼政策。鑒于農業(yè)的社會公益性、生態(tài)區(qū)域性、高度分散和個性化特點，建議對智慧農業(yè)技術產品研發(fā)和應用主體給予政策性補貼，減免以智慧農業(yè)為核心業(yè)務的企業(yè)稅收，減免農村地區(qū)互聯(lián)網接入和數(shù)據(jù)傳輸通信費用。

● 三是加強技術標準與檢測平臺建設。依托聯(lián)盟、協(xié)會等團體和組織，快速建立數(shù)據(jù)、產品、市場準入等團體標準，并積極推動國家和行業(yè)標準建設。建立國家和行業(yè)認可的第三方產品、技術檢測平臺。

● 四是建立數(shù)據(jù)開放共享機制。農業(yè)數(shù)據(jù)具有散亂雜、孤島林立等特點，建議政府部門加強農業(yè)數(shù)據(jù)的收集和整合，并在一定范圍內按流程開放相關數(shù)據(jù)，建立共享機制。對于進入國內市場的外國企業(yè)，要求其產品提供數(shù)據(jù)接口標準。

● 五是加強人才隊伍建設。培養(yǎng)農業(yè)與信息多學科交叉人才，建議教育機構在高校研究生課程中開設智慧農業(yè)相關課程，鼓勵信息領域人才進入農業(yè)領域開展相關科學研究與應用推廣。積極開展技術培訓，建設一支懂技術會操作善管理的智慧農業(yè)推廣隊伍。

作者：趙春江 中國工程院院士、國家農業(yè)信息化工程技術研究中心主任

活動背景

早在2022年中央一號文件指出，大力推進數(shù)字鄉(xiāng)村建設，推進智慧農業(yè)發(fā)展，促進信息技術與農機農藝融合應用?！笆奈濉币?guī)劃和2035年遠景目標綱要提出，建設智慧農業(yè)，加快推進農業(yè)農村現(xiàn)代化。一場以智慧農業(yè)為表現(xiàn)形態(tài)的農業(yè)智能革命已經到來。本期邀請相關專家圍繞智慧農業(yè)問題進行探討。

01

信息技術與現(xiàn)代農業(yè)深度融合

智慧農業(yè)有哪些區(qū)別于傳統(tǒng)農業(yè)的顯著特征？為什么我們要高度重視智慧農業(yè)？

李道亮（中國農業(yè)大學國家數(shù)字漁業(yè)創(chuàng)新中心主任）：智慧農業(yè)是物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、空間信息技術、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術與現(xiàn)代農業(yè)種植養(yǎng)殖工藝及農產品加工、流通、交易、消費產業(yè)鏈深度融合的產物，是現(xiàn)代信息技術與農業(yè)生產、經營、管理和服務全產業(yè)鏈的“生態(tài)融合”和“基因重組”。

智慧農業(yè)的主要特征表現(xiàn)在以下幾個方面：

● 一是農業(yè)生產要素數(shù)字化、網絡化、在線化。利用先進傳感、遙感及機器視覺等感知技術，使農業(yè)種植、養(yǎng)殖環(huán)境信息，種植或養(yǎng)殖對象的生長信息，生產作業(yè)機械、裝備工況信息實現(xiàn)數(shù)字化標示和獲取。利用互聯(lián)網、5G、窄帶物聯(lián)網、衛(wèi)星通信等網絡通信技術，實現(xiàn)遠程數(shù)字化信息調度。

●  二是農業(yè)生產過程調控與決策云計算化、智能化?；谏a過程的海量數(shù)據(jù)，充分利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術，借助農業(yè)云計算平臺對數(shù)據(jù)進行加工處理，產生最優(yōu)化的農業(yè)動植物生長調控模型，實現(xiàn)生產全過程智能化調控。

●  三是農業(yè)全環(huán)節(jié)、全過程、全鏈條協(xié)同化。通過農業(yè)云計算平臺，將分布式農業(yè)生產系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、交易系統(tǒng)和消費系統(tǒng)連成一個有機整體，使農業(yè)生產、經營、管理、消費各環(huán)節(jié)和主體工作協(xié)同優(yōu)化。

●  四是農業(yè)管理信用化、安全化。通過區(qū)塊鏈去中心化技術將農業(yè)生產、流通、交易、消費等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)全部上傳并儲存到區(qū)塊鏈共享分布式數(shù)據(jù)庫中，形成可供消費者、采購商查閱的不可篡改的賬本，使農業(yè)管理信用化、安全化。

發(fā)展智慧農業(yè)的意義和作用體現(xiàn)在以下方面：

● 推動資源節(jié)約高效利用，農業(yè)科學綠色發(fā)展。通過物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人、智能裝備等技術和種養(yǎng)工藝，種植、養(yǎng)殖生產作業(yè)環(huán)節(jié)可以擺脫自然環(huán)境和人力依賴，構建集環(huán)境生理監(jiān)控、作物模型分析和精準調節(jié)于一體的農業(yè)生產自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)勞動生產效率、土地產出率和資源利用率的提高。通過數(shù)字化測控，在滿足作物生長需要的同時，保障資源節(jié)約又避免環(huán)境污染，實現(xiàn)農業(yè)綠色發(fā)展。目前，農業(yè)發(fā)達國家已經實現(xiàn)了1人種地5000畝，1人年產蔬菜500噸，1人種養(yǎng)100萬盆花，1人養(yǎng)殖20萬只雞日產雞蛋18萬枚，1人養(yǎng)殖10000頭豬、200頭奶牛、100噸魚，徹底改變粗放經營、競爭力不強、資源利用率低等傳統(tǒng)農業(yè)面臨的難題。

● 推進農業(yè)標準化生產，保障“舌尖上的綠色與安全”。通過數(shù)字化、網絡化、智能化設備對土壤、大氣環(huán)境、水環(huán)境狀況進行實時動態(tài)監(jiān)控，使之符合農業(yè)生產環(huán)境標準；生產各環(huán)節(jié)也可按照一定技術經濟標準和規(guī)范要求通過智能化設備進行生產；通過數(shù)字化、智能化設備實時精準檢測農產品品質，保障最終農產品符合相應質量標準。借助互聯(lián)網、二維碼、射頻標簽、區(qū)塊鏈等技術，建立全程可追溯、互聯(lián)共享的農產品質量和食品安全信息平臺，健全從農田到餐桌的農產品質量安全過程監(jiān)管體系，保障人民群眾“舌尖上的綠色與安全”。

● 推動農業(yè)經營一體化、品牌化。信息技術的應用，打破了農業(yè)市場的時空地理限制，農資采購和農產品流通等數(shù)據(jù)將會得到實時監(jiān)測和傳遞，有效解決信息不對稱問題。利用電商平臺拓展農產品銷售渠道，通過自營基地、自建網站、自主配送方式打造一體化農產品經營體系，促進農產品市場化營銷和品牌化運營。

●促進一二三產業(yè)融合。農業(yè)數(shù)字化、網絡化、平臺化引導專業(yè)大戶、家庭農場、農民專業(yè)合作社、優(yōu)秀企業(yè)等新型農業(yè)經營主體發(fā)展壯大和聯(lián)合，促進農產品生產、流通、加工、儲運、銷售、服務等相關產業(yè)緊密連接，實現(xiàn)農業(yè)要素資源的有效配置，使產業(yè)、要素集聚從量的集合到質的激變，從而再造整個農業(yè)產業(yè)鏈，實現(xiàn)農業(yè)與二三產業(yè)交叉滲透、融合發(fā)展。

02

智慧管理以系統(tǒng)最優(yōu)為目標

發(fā)達國家智慧農業(yè)發(fā)展狀況如何？其智慧農業(yè)新技術研發(fā)應用等方面有哪些經驗值得我國借鑒？

何勇（浙江大學數(shù)字農業(yè)農村研究中心主任）：美國是全球典型的現(xiàn)代化農業(yè)國家，直接從事農業(yè)生產的人約350萬，不僅養(yǎng)活了3億美國人，還成為全球最大的農產品出口國。全面全程機械化和快速發(fā)展的數(shù)字化技術為其智慧農業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎。目前，美國已形成精細化、規(guī)?；l(fā)展的智慧農業(yè)生產系統(tǒng)，69.6%的農場采用傳感器采集數(shù)據(jù)，農業(yè)機器人應用到播種、噴藥、收割等農業(yè)生產中。

作為世界上農用無人機噴藥第一大國的日本，其主要將農業(yè)物聯(lián)網作為信息源，大量應用農用機器人，不斷追求農業(yè)生產省力化、精細化，解決農業(yè)勞動力短缺問題。

歐美、日本等發(fā)達國家智慧農業(yè)的特點，都是根據(jù)現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展趨勢，結合本國農業(yè)生產實際開展智慧農業(yè)理論和實踐研究，在現(xiàn)代信息技術支撐下，充分發(fā)揮智能農業(yè)裝備作用，應用物聯(lián)網、人工智能、大數(shù)據(jù)和5G等技術，將作物—土壤—環(huán)境—氣象—裝備—人員作為一個整體系統(tǒng)進行統(tǒng)籌考慮，實現(xiàn)以系統(tǒng)整體最優(yōu)為目標的智慧化管理。

發(fā)達國家在智慧農業(yè)技術研發(fā)和應用方面有以下經驗值得我國借鑒。

● 第一，以提升生產力為起點，解決農業(yè)生產瓶頸問題為抓手。荷蘭、以色列等國淡水資源嚴重匱乏，其大力發(fā)展設施農業(yè)，實施無土栽培和精細化噴滴灌系統(tǒng)。日本農業(yè)勞動力老齡化和嚴重不足，其大力發(fā)展農用無人機和農業(yè)機器人，大幅提升作業(yè)效率。我國南方同樣面臨著勞動力短缺、丘陵山區(qū)農業(yè)無機可用，應開發(fā)多功能小型作業(yè)裝備，實現(xiàn)機器換人，解決丘陵山區(qū)的機械化作業(yè)問題。糧食主產區(qū)應實施全程機械化，以提高勞動生產率。經濟發(fā)達地區(qū)可研究建立無人或少人農場、果園、牧場、漁場等，提升農業(yè)現(xiàn)代化水平。

●  第二，實施標準化規(guī)劃和作業(yè)是發(fā)展智慧農業(yè)的基礎和條件。發(fā)達國家的農田、果園和牧場實施標準化規(guī)劃和精細化管理，為大規(guī)模高效率利用智能農業(yè)裝備創(chuàng)造了條件，大大提升了作業(yè)效率、產量和品質。我國的農田、果園和牧場需盡快推進標準化規(guī)劃，制定標準化作業(yè)規(guī)范，研制高效率配套作業(yè)裝備，為大規(guī)模機械化作業(yè)創(chuàng)造條件。

●  第三，充分利用現(xiàn)代科技，為農業(yè)插上科技的翅膀。國外大量利用空天地技術和氣象數(shù)據(jù)，實現(xiàn)農田信息的快速精準獲取和智慧化管理。隨著物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)和5G技術的發(fā)展，特別是高分衛(wèi)星和北斗定位系統(tǒng)的應用，有望實現(xiàn)作物和動植物生長信息的實時動態(tài)獲取，并根據(jù)作物生長需求對溫度、濕度、光照等進行動態(tài)調控以及肥水藥精準噴施。

03

各地發(fā)展智慧農業(yè)見實效

我國智慧農業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何？各地有哪些智慧農業(yè)發(fā)展的成功經驗和創(chuàng)新探索？

康春鵬（農業(yè)農村部信息中心副研究員）：我國農業(yè)農村信息化發(fā)展水平還處于初級階段，但農業(yè)產業(yè)正向數(shù)字化、網絡化、智能化加快轉型，消費互聯(lián)網不斷向產業(yè)互聯(lián)網延伸和拓展。據(jù)農業(yè)農村部信息中心監(jiān)測，2020年全國農業(yè)生產信息化水平為22.5%，其中，大田種植18.5%，設施栽培23.5%，畜禽養(yǎng)殖30.2%，水產養(yǎng)殖15.7%。近年來，我國智慧農業(yè)逐漸落地見效，智能化、無人化水平逐步提高，呈現(xiàn)出以下亮點。

近年來，我國智慧農業(yè)逐漸落地見效，智能化、無人化水平逐步提高，呈現(xiàn)出以下亮點。

● 一是新產品新技術蓬勃興起?，F(xiàn)代信息技術正廣泛應用于農業(yè)生產各環(huán)節(jié)、各領域，新產品、新技術、新模式層出不窮。農業(yè)數(shù)字化轉型加速推進，傳統(tǒng)農業(yè)加快向智能化轉變，不斷研發(fā)出田間作物墑情、苗情、病蟲情及災情監(jiān)測等方面的智能識別系統(tǒng)和耕種收環(huán)節(jié)的智能機器人。特別是自動化采收裝備、農業(yè)傳感器、攝像頭監(jiān)控、病蟲害監(jiān)測預警等產品已得到廣泛應用。

● 二是無人或少人農場破土而出。農村網絡基礎設施不斷夯實，特別是大數(shù)據(jù)、5G、人工智能技術不斷成熟和普及，為無人或少人農場的發(fā)展提供了基本條件。在湖南長沙、安徽蕪湖、黑龍江建三江、浙江湖州、四川崇州、廣東佛山等地無人或少人農場破土而出，通過對設施、裝備、機械等遠程控制、全程自動控制或機器人自主控制，完成所有農場生產作業(yè)。

● 三是大數(shù)據(jù)建設初見成效。從國家層面看，政務數(shù)據(jù)資源共享和信息系統(tǒng)整合取得階段性成效，全國一體化政務服務平臺基本建成，政務數(shù)據(jù)資源共建共享的格局基本形成。從各地實踐看，安徽、浙江、江蘇、廣西等地積極推進農業(yè)農村大數(shù)據(jù)建設，相繼建成了大數(shù)據(jù)平臺，浙江正在全省范圍大力推進“三農”數(shù)字化改革。

● 四是市場主體成為生力軍。市場主體正成為建設智慧農業(yè)的重要力量。大型企業(yè)紛紛進軍智慧農業(yè)領域，三大電信運營商以及華為、阿里巴巴、騰訊等互聯(lián)網企業(yè)紛紛布局智慧農業(yè)，中化、中聯(lián)重科、碧桂園等企業(yè)開始進軍智慧農場。此外，農業(yè)企業(yè)也在數(shù)字化轉型中主動作為，中糧、北大荒、新希望、海升果業(yè)等傳統(tǒng)農業(yè)企業(yè)大力發(fā)展智慧種植、智慧畜牧、智慧漁業(yè)、智慧加工等。

浙江自2019年起，率先在全國試點建設“數(shù)字農業(yè)工廠”，圍繞生產環(huán)境、生產過程、質量安全、流通營銷、技術服務等環(huán)節(jié)開展數(shù)字技術裝備的系統(tǒng)集成與綜合運用。經過幾年實踐，2021年相繼發(fā)布數(shù)字農業(yè)工廠、數(shù)字漁場、豬場數(shù)字化等建設指南。德清縣水木蔬菜工廠將先進技術融入生產管理、產品營銷、質量控制、生態(tài)保護等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)年產番茄200萬公斤，效率是傳統(tǒng)大田的30倍；桐鄉(xiāng)市華騰牧業(yè)利用物聯(lián)網、人工智能、生物耳標、區(qū)塊鏈等技術助推畜牧業(yè)數(shù)字化變革，打造更安全、高產能、全自動的養(yǎng)殖環(huán)境，省工80%、節(jié)水60%。

山東淄博在全國率先提出打造數(shù)字農業(yè)農村中心城市，聚焦農業(yè)生產加工、農產品倉儲物流、農產品市場營銷、農旅融合發(fā)展、夯實基層基礎五項重點任務，聚力建設智慧共享“云大腦”、高效優(yōu)質“云產業(yè)”、區(qū)域中心“云市場”、便捷普惠“云金融”、新型服務“云鄉(xiāng)村”。2021年整合設立45.4億元鄉(xiāng)村振興重大專項資金，40個數(shù)字農業(yè)農村重點項目完成投資51.86億元，建設典型應用場景30個、智慧小鎮(zhèn)10個。

從實踐看

多地智慧農業(yè)發(fā)展取得顯著成效，形成了可供借鑒的經驗。首先，充分發(fā)揮市場主體作用，充分按照經濟運行和信息化發(fā)展規(guī)律，建立有效市場，激發(fā)各類市場主體活力。其次，發(fā)揮有為政府作用，用政策引導市場預期，用規(guī)劃明確投資方向，用財政撬動社會資本，用法治規(guī)范市場行為。最后，做好試點示范，智慧農業(yè)是農業(yè)信息化的一種高級形態(tài)，涉及技術比較前沿，市場風險較大。在充分尊重農民主體地位的基礎上，做給農民看、帶著農民干、領著農民賺，激發(fā)農民利用現(xiàn)代信息技術發(fā)展生產、改善生活的內生動力。

內容來源：經濟日報，農業(yè)行業(yè)觀察全網推薦