我国发展智慧农业的路径选择

◎韩 楠

智慧农业是符合“互联网+农业”这一概念的新型农业现代化模式，其充分运用网络云计算、人工智能、北斗导航等数字信息技术，使农业具有“智慧”，从而实现农业的可持续发展的目标。追根求源，智慧农业之根源是美国的物联网农业，后来在英、法、德、意等国得到进一步发展，最终成熟于日本的绿色数字农业。1990年，美国联邦政府在农业现代化发展上投入大量的财政经费，致力于农业信息网络建设，不断加大对物联网技术的升级换代。时至今日，美国建立的100余个农业电子信息收集点为全美农业经营者提供最新的农资交易信息和农业科研信息。其中美国climate minder和Cropx为涉农企业中的典型代表，他们利用先进的大数据技术和云计算技术，为农业经营者提供精细化的农业生产、经营和管理服务，帮助他们在农业生产经营中获得更多的经济利益，这类企业的普及，标志着智慧农业的正式确立。荷兰、英国、法国、德国纷纷效仿美国智慧农业发展路径，建立电子信息技术与农机设备相结合的农业自动化系统。自2004年开始，日本政府高度重视农业物联网的发展并将其列入日本u-Japan政府计划；截止到2014年，日本50%以上的农户选择使用农业物联网技术，农业“数字革命”改革的基本完成，标志着日本智慧农业的成熟。

一、智慧农业的特征与功能

（一）智慧农业的特征

智慧农业是农业现代化发展的最新模式，对世界各国农村经济改革都具有重要的参考价值。任何事物都有其内在属性和外在特征，智慧农业也不例外，与他种农业类型比较，智慧农业具有智能性、兼容性、高效性、差异性四大基本特征：

其一，智慧农业生产过程是智能的。智慧农业将原有的机械生产技术、生物化学技术与当前人工智能技术有机结合，实现农业生产精准化之要求。一方面运用大数据和云计算技术对农业生产数据进行快速地计算分析，后将温度、湿度、二氧化碳浓度等生产条件相关的数据以报表形式反馈到管理平台上，为农业经营者设定操作指令提供数据；另一方面通过全球定位系统、红外线感应技术、远程遥感技术等，实现信息数据与生产机械的无缝对接，保障农业生产设备按照指令进行农业生产。

其二，智慧农业模式与其他农业模式能够相互兼容。众所周知，现代农业体系是由机械农业、生物农业、化学农业、智慧农业构成，体系内的任何一种农业模式都能与其他一种或多种模式结合，在相互协同的条件下，一旦产生排斥效果就会导致体系的崩溃。

其三，智慧农业生产效率高。传统粗放农业主要依靠人力和畜力，不仅生产成本高且产量和质量都不尽乐观。智慧农业无论在农业生产方面，还是在农业经营管理方面都能通过设定准确的编码，提高农业生产效率。

其四，智慧农业以“精准”为核心。其表现在针对不同地区之不同的地理风貌和人文习惯，以人工智能为生产手段，因地制宜的实施农业生产，追求最大的经济效益。

（二）智慧农业的功能

智慧农业是农业发展的高级阶段，对提高农业生产效率、保护生态环境、完善经营管理系统方面都具有重要作用，具体表现在以下几个方面：

其一，基于电子信息技术和机械技术等现代科技的应用，实现农业生产的精准控制和精准调节，大幅度提高农产品的生产效率。例如，在小麦的种植上，首先通过智能化设备测量其土壤酸碱度、土壤湿度、病虫侵蚀度的含量，然后通过云计算技术计算其需水量、日照需求量、农药度等需求，最后通过红外线遥感技术控制喷嘴，实现灌溉和施肥的精准化和标准化。

其二，基于精准化和标准化的生产过程，其在保护生态环境上具有重要作用。标准化的生产是以定量为原则的，那么其农药、化肥等使用量是与其需求量是相吻合的，不会出现多余的化工药品流失造成的土壤、空气及水流被污染现象。

其三，智慧农业的应用，使得农业经营者足不出户便可实现农产品的交易，仅通过一个窗口就能学习全国乃至全世界的农产品生产经营知识，甚至能够取得专家对农业生产难题的诊断，预测种植实时信息。

二、我国智慧农业的面临的困境

2010年，经农业部批准，我国智慧农业在河南、新疆、上海、青海等试点省市展开，主要是通过运用物联网技术在改变种植规模、增强机械控制强度，加快农机设备改良等方面进行农业改革。据农业部统计，截止2015年，我国已在1000余个乡镇，25万个村集体建立了农村电子商务平台。2016年，由国家农业科学研究院带头，多所高校及研究所配合，创建智慧农业创新研究同盟来加强智慧农业科技创新研究和科技成果应用。实践表明，发展智慧农业是当前我国农业改革的大方向，但因其相较于国外智慧农业发展来说起步较晚，还存在这一些问题，主要表现在：

（一）农村优秀人才匮乏

具有学历高、高素质的优秀人才是智慧农业成功推广的关键环节，然而在农村这样的人才可谓凤毛麟角，主要包括以下几个原因。其一，大量的农村人口向城镇迁移，导致留守农村人口大幅度减少。近年来，随着城镇现代化建设步伐的不断加快，农民依靠耕种为生已不能满足其对精神生活和物质消费的需求，大多数农村人口选择去发达城市生活或工作，导致在农村可供选择的人才较少，挖掘优秀人才就更为困难。其二，农村人口知识文化水平较低。根据国家统计局发布的《2016年全国农民工监测调查报告》显示，虽然我国九年义务教育取得了显著成果，99%的农民达到了小学以上文化水平，农村文盲群体基本消失，但智慧农业所需要的是具有计算机专业知识的优秀人才还是少之又少，而这些专业人才只有大专院校才能培养。然而数据显示，农村中具有大专以上学历的农民不到总人口的十分之一。其三，智慧农业培训体系尚未建立。智慧农业若想在农村得到发展，建立完备的培训体系是必不可少的。引进SIYB等培训体系对于提高农民的专业技能水水平，培养具有丰富专业知识的优秀人才具有重要意义。然而培训机构少、培训内容浅显，农民专业素质根本达不到发展智慧农业所需的条件。

（二）硬件设施紧缺

智慧农业是电子信息技术、生物化学技术、机械技术与农业相统一的结果，因此，其对外部设备和中心控制软件的要求是非常高的，但由于以下几点原因，致使其不能满足当前智慧农业发展的条件要求。其一，发展智慧农业的设施价格较高，农民难以承担。智慧农业所需要的物联网技术、大数据技术、无人机技术、北斗技术等数十种高新技术提供的服务，且不谈北斗技术这样的高端服务，就以较为普通的无人机设备来说，仅低配的MG-1农业植保机就售价5万余元，年均收入3万元的农民是无法承受这昂贵价格的。其二，发展智慧农业需要的农业基础设施落后，机械设备现代化程度低。农业的基础设施主要是指农机设备，我国农村的牲畜养殖和农田种植使用的设备都是机械程度较低的简单器械。例如，水管引流灌溉，小型拖拉机改造的收割机等，很难与数字技术对接，实现机械的智能化。其三，发展智慧农业相关科学技术较为落后。科学技术的落后主要是科研系统不完备和科研技术难推广导致的。由于智慧农业这一新型农业生产模式在我国起步较晚，还没有被社会普遍认可，致使社会和国家在这一方面的科研支持力度并不大，难以建立较为完备的智慧农业科研体系。这方面专家学者的科研成果在一定程度上也很难得到转化。

（三）物流系统落后

智慧农业难以发展的一个重要原因是农产品生产成本大于其价格，不能满足经营者的利益需求。传统农村的产品交易模式是通过人力进行线下市场推销的货物交换模式。但是这种商业模式致使大多数的农产品找不到合适买家或者因销售渠道单一下卖家违约后发生的货物滞销的风险。淘宝商城和政府共建的“农村电子商务平台”致力于农村资源向城市乃至世界的输出，然而由于一些贫困地区交通落后，只能依靠人力马车等小型运输工具对外输出，没有配套的物流系统，这对农村电子商务的应用造成很大的阻碍。

三、美国智慧农业发展的实践和经验

（一）美国智慧农业的实践

美国农业发达程度可谓是世界一流，主要体现在农业用地面积大、机械化范围广、科技含量高三个方面。1980年初，美国的计算机信息技术与机械设备的初步结合，标志着智慧农业这一构想在美国萌芽。后来美国各州县不断加强对这一新技术的研发和应用，其中自动监控技术在农业生产上的应用是成为发展智慧农业这一蓝图的基础技术。1990年，随着人造卫星技术的快速发展，由RS、GPS、GIS组成的3S系统在农业上的应用风靡美国。时至今日，人们基本处于网络全覆盖的生活环境中，大数据、物联网、云计算等数字信息技正逐步在农业上得到推广，使农业生产具有“智慧”，智慧农业正成为世界各国在农业发展上的最优选择。

（二）美国智慧农业发展的经验

美国智慧农业产业是物联网技术在农业上的成功实现，其所以能领先于世界是多种因素共同作用的结果，主要包括以下四个方面：

其一，政策方面，国家政府高度重视农业的发展。自1996年，美国政府相继颁布《信息自由法案》、《农业法案》等6部有关农业信息流通、科技研究、教育政策、基础设施、农业投资方面的法律规范，为其提供良好发展环境及优惠政策。

其二，科研方面，拥有先进的科学技术支持。美国农业研发体系以国家农业研究中心、州级农业实验站和私立农业研究机构为主体，分别侧重于农业基础研究、农业技术应用研究和农业技术开发性研究。由于各地州政府对农业科学技术研究的大量投入和支持，当3S技术刚刚在全世界基本普及之时，美国已率先采用5S技术，其农业精细化水准已达到智慧农业生产系统的标准。

其三，农业生产经营方面，充分利用电子信息技术实现农产品生产智能指令。在小麦、大豆等农作物的生产过程中，已经能够实现对其水分、温度、日照、化学药品的标准化控制。首先采用大数据技术总结出农作物的生命周期，进而对每种农作物建立有针对性的生产模型，实现精准化生产。其次通过红外线遥感技术，实现对作物生长过程中的智能种植。最后运用全球定位系统，保障对农作物的种植精准化，避免机械实施过程中区域瞄准错误。

其四，农资交易方面，广泛推广电子商务平台在农业上的应用。美国是世界上最早通过在线交易方法解决农资交易区域限制问题的国家。1980年，美国农业电子商务还处于萌芽阶段，主要是电子数据交换，进而进行线下交易。2007年后，电子商务在世界范围内开始推广并逐渐被接受，美国构建生产者和消费者之间的直销渠道，包括企业与企业间的B2B模式和企业与个人间的B2C模式。2011年，美国农资在线交易平台采用“私人订制”这一新的电子商务新思路，也就是今天所谓的“团购”，极大的提高交易流量。到目前为止，美国已形成B2B、B2C、P2P、OFO等多种互联网交易模式。

四、我国发展智慧农业的路径

（一）加强智慧农业相关人才的挖掘和培养

根据美国智慧农业发展路径的成功经验可知，具备高素质的优秀人才是智慧农业成功推行的重要保障。实践中，吸引外来优秀人才和培育本地区优秀人才是获得高素质人才的两条途径。各地政府可通过招聘专项公务员或与高校签订定向协议的形式，引进那些具备相关专业技能的社会人才和大学毕业生。同时，政府应当为这些外来的高素质人才提供较为优越的工作环境和薪资报酬，激发其投身于智慧农业发展的热情。

当然，加强对本地区的人才培养才是解决智慧农业人才缺乏的关键，可以从两个方面加强人才培育。一方面要转变农民思想观念。当前我国农村地区受传统思想影响根深蒂固，普遍缺乏正确的大学教育观。绝大数农村孩子迫于家庭生活的压力，放弃学业而去选择“打工赚钱—结婚生子—打工赚钱”这样循环的生活方式。因此各级政府应当深入农村家庭展开思想工作，加强大学生资助政策的宣传力度，对于部分家庭特别困难的学生可采取政府专项资助或寻求社会帮扶的方式，鼓励其接受高等教育。另一方面政府要加快专业技能培训体系的建设，针对不同的人才需求采取不同的培养方式。农村中有一半左右的人群具备高中学历，可以通过村企合作、引进培训机构，购买在线课程等方式对这些人群建立技能培训体系，提升其竞争力并满足智慧农业所需。

（二）加强智慧农业基础设施建设

农业基础设施落后是阻碍智慧农业发展又一大难题。智慧农业所需要的基础设施不单单是传统意义上农机设备，而是与后台控制系统相配套的交通系统、水利工程、自动化机械等。

交通系统落后是农业电子商务发展困难的根源，主要反映在与其配套的物流成本较高。众说周知，交通系统建设是人力、财力、物力方面花费很大的工程，不是短时间内就可完成的事情。因此政府可以采用前期补贴，后期集资建造的方式，加快农村交通体系建设。水利工程是农业生产上的重要设施，其对农作物产量和质量影响重大。政府应当加大在水利工程建设上的财政预算，加快建设集灌溉、引水、蓄水为一体的多功能水利设施，满足大田农业种植所需的水分。传统农业种植机械设备仅是一些诸如拖拉机、割草机这样的简单农机，所以要积极引进远程控制系统和与其配套的农机设备，实现农业生产自动化。对于农业经营者无法负担机械设备的问题，当地政府可以根据“中国农村农机购置补贴”政策对其支持。

加强对科研的扶持，进而提高科研成果转化为生产力的效率。科技创新层面上，政府加大对其资金和人力的投入，鼓励智慧农业研究机构建立科技创新协会，加强研究机构的沟通交流，避免重复研究。科研成果推广层面上，政府带头建立全国智慧农业信息交流平台，在资源共享的环境下共同推广高科技技术。

（三）加强农村电子商务建设

电子商务具有超越地域限制的优点，对于解决农资交易信息不流通，增加农业经营者收益具有重要意义。当前，农业部在农资在线交易平台上正不断加大财政预算，致力于打造全国农业在线交易平台，将其发展为农产品买卖的主要途径，这是智慧农业发展的一大趋势。

目前，阿里巴巴、京东等电商巨头计划将其经营范围向农产品领域扩张，与之同时，国内的史丹利、大北农等传统农资企业也逐渐涉足电商，韵达、汇通等物流平台也正规划在农村建立物流点，助力农资电商的发展。此时，政府应加大对农业电子商务的支持力度，主要包括以下几个方面：其一，政府在农业方面给这些龙头电商提供优惠政策，鼓励百度、阿里、腾讯这些电子信息平台入驻农村，建设农业电子商务平台。其二，政府加强对农业在线交易网络的整治。政府可以采取网络建设前要严格审核，网络运营过程中要及时整合资源，鼓励其优化设计等措施，使得农业电商更具专业化、精细化，避免因缺乏统一管理而导致的农民积极性减弱，违法交易现象滋生等不良反应。其三，加大电子商务在农民之间的推广，传授在线交易技术，鼓励引导农业经营者积极运营互联网去交易农产品，推动农村在线交易和支付的实行。