乡村振兴战略下中国智慧农业发展的现状、问题与对策研究*

张 玲，刘 芳

（云南财经大学 经济学院，云南 昆明 650000）

近几十年来，我国的农业生产取得了较为快速的发展，粮食年产量持续增长，在人均耕地低于世界平均水平的情况下，主要粮食产品基本可以实现自给自足。但与此同时，中国农业生产的可持续发展也面临着很大挑战，存在诸多问题，比如：很多地区农业生产活动仍旧采用传统老旧的生产方式，机械化、信息化、智能化程度比较低，生产率仍然比较低下，经营管理方式也较为滞后；农业产出的增长主要依靠农药、化肥等的使用实现，不够环保，不利于粮食安全；农业资源开采过度导致环境污染加重；城镇化进程带来的农村劳动力短缺导致人工成本迅速增加，同时农业建设投入不足也导致生产成本居于高位。因此，传统农业发展模式已不再适应农业可持续发展的要求，生产方式的转变、升级和改造是大势所趋。而智慧农业是农业生产发展的更高阶段，通过高科技技术在农业当中的应用，可以大幅度提高劳动生产率，降低成本以及改善生态环境。此外，智慧农业使农户们可以根据市场的各种需求，有针对性地提供买方市场需要的产品，可以在一定程度上缓解农产品供需不匹配的问题，推进农业供给侧改革。

目前世界各国发展智慧农业已经成为大势所趋。而关于它的定义，目前理论学界并没有形成一个各方认可的标准定义。综合大体来说，智慧农业就是通过将互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能、“5S”（是指地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、数字摄影测量系统（DPS）、全球定位系统（GPS）、专家系统（ES））等现代高科技技术与传统农业生产经营相结合，覆盖农业生产和流通环节，实现农业生产、经营和销售的智能化管理，是农业生产从数字化到网络化再到智能化的高级阶段。

1 国外智慧农业发展状况

1.1 美国智慧农业发展状况

全球各国中美国是较早发展智慧农业的国家。美国早在20世纪40年代就基本在农业生产中实现了机械化，80年代“精确农业”的概念在美国被率先提出。经过多年的发展，美国的各项智慧农业技术已经发展得颇为成熟，其智慧农业技术延伸到了农业生产、经营、销售活动各个领域。目前，美国已使用智能化农机技术、“5S”技术等实现了农业生产的规模化和精细化，并在很多领域建成了标准生产线，在播种、喷药、收割等农业生产活动中大量使用了农业机器人，近七成美国农场使用了传感器采集技术。此外美国还将大量现代高科技技术运用于各种农业生产和经营活动，包括航拍、智能机器人、GPS技术、温度和湿度传感器等，使美国农业生产和经营管理的效率得到了极大提高。此外，美国高度发达的信息技术也对农业生产的快速发展贡献极大。据统计，早在2016年，美国就拥有了100多个信息收集处，每天汇总分析发布各类农业信息。另外美国还建立了大量的信息共享平台，使各种原材料价格变得相对透明，并帮助农民在这些信息共享平台上更快更好地销售他们的产品，实现了农产品销售市场的平稳发展，将智慧农业的发展覆盖到了流通领域。

1.2 日本智慧农业发展状况

众所周知，目前日本农业发展面临两大问题，一是人口老龄化问题非常严重，导致劳动力供给严重不足，二是人均耕地水平远远低于世界平均水平。为此，早在20世纪末日本就致力于在农业中大力发展物联网和大数据等先进信息技术，大大提高了农业生产和经营管理的技术含量以及集约化和信息化程度，改变了过去自然环境与劳动力数量对农业生产的极大影响。通过这些智慧农业技术和模式的运用，日本在人均耕地和劳动力均不足的情况下，使其粮食生产自给率达到了66%。

此外，日本是一个典型的东亚小农国家，因此，日本智慧农业相关技术具有明显服务小农的特点，一是智慧农业技术覆盖领域很细。目前，日本智慧农业相关智能技术基本上实现了对农业各细分领域的覆盖。日本智慧农业相关的智能技术可以分为畜牧业管理技术、无人机技术、环境监测控制技术、野生动物应对技术、农业机器人技术和生产流程管理技术等。二是基于日本小农的精细化作业特点，相关智慧农业智能技术更加强调“精”。三是日本智慧农业发展更加重视对人力的辅助和替代。当前日本正在进一步推广的机器人水稻插秧机、田间机器人拖拉机、运输机器人、联合收割机等技术，都在极大程度上提高了日本小农的生产能力。

还值得一提的是，物联网的运用是日本政府在农业生产中极其重视的。目前物联网技术和云技术在日本已有大概一半以上的农户在使用。在运用物联网的基础上，日本还在农业生产中大量普及使用农用机器人，在日本农业生产中全新的机器人时代已经到来。日本还高度重视信息化技术在农业生产经营管理中的运用，完整的信息化体系在其农业生产中普遍建立，使农户们能够尽量准确地预先掌握信息。这些都对日本农业生产的快速发展起到了很好的推进作用。

1.3 以色列智慧农业发展状况

以色列是典型的将智慧农业发展到极致的国家。众所周知，以色列耕地面积仅有4400平方公里，其国土面积近一半都是沙漠，淡水资源和土地都很匮乏，但是以色列的农业生产却很发达。精细化生产作业是以色列智慧农业生产中最典型的组成部分，它涵盖了精准控制农田灌溉、精准种植粮食作物和精准采集农业信息等等；此外物联网技术也同样在以色列智慧农业中普遍运用；他们还在农业生产中使用了最新的灌溉和育种技术，取得了举世瞩目的成就。其中，以色列的灌溉技术尤其著名，土壤中的数据通过传感器采集传输到数据中心，通过中心自动检测，智能决定具体什么时间浇水以及浇多少水。以色列在人均水资源只有大约400平方米的情况下，通过其先进的灌溉系统，大大降低了水资源的浪费，是智慧农业中节水最成功的国家。

1.4 其他国家智慧农业发展概况

欧洲的智慧农业也获得了极大发展。英国已经在农业生产中大量使用高新技术，农业技术体系比较先进，其精准农业体系目前已经实现了较好的发展状态。此外全程机器人化生产已经在英国部分农场小规模实现，其农业生产进入机器人时代指日可待；德国智慧农业发展也很有代表性。德国利用其制造业极强的技术优势，致力于智慧农业数字化发展，在机械制造、软件等与智慧农业相关的技术研发领域大大领先；此外，法国、丹麦、荷兰、澳大利亚等国智慧农业也都取得了令人瞩目的成就。智慧农业已经成为当今世界农业生产快速发展的共同方向，据国际咨询机构研究与市场（Research and Market）预测，到2025年，全球智慧农业市值将达到300.1亿美元，主要内容包括大田精准农业、智慧畜牧业、智慧渔业、智慧温室，主要技术包含遥感与传感器技术、智能化农业装备（如无人机、机器人）、农业大数据与云计算服务技术等等。

2 中国智慧农业发展现状

近年来，通过中国政府和各社会主体的共同努力，中国智慧农业获得了很大的发展。在国家项目层面，2016年智慧农业被列为国民经济“十三五”规划八项农业现代化重大工程之一、农业现代化“十三五”规划五大创新强农重大工程之一，农业物联网区域试验工程、“互联网+”农产品出村进城工程试点、农业农村大数据应用试点省、数字乡村试点、信息进村入户试点工程、数字农业试点等工程项目相继开展。此外新希望、大北农等大企业，以及阿里云、京东、网易等互联网企业，也纷纷注资智慧农业，在智慧种植、智慧育种、智慧养殖、农业信息服务、农产品智慧供应链等方面取得了很大的发展。此外，在各地地方政府及企业的积极推动下，一大批智慧农业实验园区发展起来，如北京智慧农园、济南智慧农业试验区、广东5G+智慧农业试验区、长沙智慧农业示范区、福建现代农业智慧园等。

自2013年起，一些农业物联网相关实验项目在我国几个省市陆续开展，并进行了物联网相关区域试验。通过这些实验项目的进行，在我国农业生产中，人工智能、物联网等新型信息技术的运用已经取得阶段性成果。目前，在温室大棚、无人机技术、智慧养殖场、生态养殖柜、智能配肥技术和智慧农业园区等方面，我国智慧农业均有体现，极大地降低了农业生产成本，提高了生产率，较好地整合了农业资源。具体来说，在畜牧养殖领域，随着智慧农业理念的普及和推广，电子识别、精准控制和智慧养殖管理系统在畜牧养殖业中得到了较好运用；在仓库等硬件设施建设方面，我国目前有将近一半的农业企业自建存储仓库，近五成实现了安保视频防控和温湿度环境的自动控制。在种植业方面，大田种植目前在精细化施肥与农情监测技术方面已经有了一定程度的应用；在农产品供应链环节，我国正在各地逐步推进农产品采后自动化处理。另外处于不断完善中的还有农产品质量安全追溯体系。

此外在基建方面，我国已初步建成覆盖面较大的宽带网络系统，基本实现“村村通宽带”，农村网络与光纤覆盖已处于世界领先地位。一些较为简单的智能设备，如植保无人机等已经在农业生产中有了较大范围的普及，大大降低了农业生产成本。在环境监测、自动化水肥监测与控制、有害生物监控与防治、仓储配送、精准养殖、产品溯源等领域中与智慧农业密切相关的物联网技术也得到了广泛使用；此外我国自主研发的全球卫星导航系统“北斗卫星导航系统”，已成功发射43颗导航卫星，“阿里云”已经成为世界5大云平台之一。

然而，由于起步晚、底子薄，跟发达国家相比，我国智慧农业技术仍然比较落后，大部分关键技术仍处于模仿的初级阶段，受制于人，落后先进国家十几年；由于欠缺智慧农业顶层设计，我国各地区的智慧农业发展水平高低不齐。目前，我国智慧农业在关键技术方面仍相对薄弱，今后还需国家、企业和各社会团体继续加强在智慧农业各个方面的投入。

3 目前中国智慧农业发展中存在的问题

3.1 智慧农业所需的高素质复合型人才严重不足

要进一步发展智慧农业，需要大量使用5G技术、物联网技术、大数据技术以及云计算技术等现代高科技技术，因而发展智慧农业需要一批既懂信息技术又懂农业实践技术的高端复合型人才。然而，通常具备专业技术知识的高等院校毕业生没有务农经验，对农业生产细节缺乏了解，将专业知识应用到农业生产实践中的能力较薄弱，另外农村经济发展及其他各方面都相对城市落后，发展前景与城市相比也有一定差距，难以吸引智慧农业需要的相关专业高校毕业生，导致发展智慧农业所需相关技术人才严重缺乏。另一方面，对遥感器、传感器、人工智能、信息处理和传输系统等原理及操作比较熟练的专业人员，可能缺乏与农业相关的科技知识，难以将其掌握的专业技术知识应用到农业生产中。而大多数农民们虽然具有大量的实践经验，但他们普遍文化水平低，年龄整体偏大，接受智慧农业相关现代技术知识的能力较弱，而且与智慧农业相关的农业从业人员技术培训又远远不足，农民们参加的现有的一些培训班都是短期学习班，不够系统，也不能起到有效的作用。这些原因使得与智慧农业相关的物联网设备及其他技术系统的正常运行和维护举步维艰，智慧农业的推广普及进展缓慢。一些地区智慧农业发展甚至因为缺少复合型高素质人才的参与而被一再耽误。

3.2 科研体系不健全，智慧农业技术推广乏力

智慧农业强调将现代先进技术融合到农业生产中，推动农业生产的发展，因此，对于智慧农业相关技术的研发与推广有着较高的要求。然而，由于各方面原因，目前完善的技术研发与推广体系在我国尚未形成。实际上，在农业生产与经营活动中智慧农业需要的各项相关技术难以得到很好的转化运用，科研成果转化为生产力的比率较低，导致我国智慧农业相关技术难以得到快速发展。目前在智慧农业中我国科研成果转化率大概只有30%-40%。

追根究底，农业技术推广乏力的原因主要有：首先，政府各相关部门给予农业的扶持力度不够，多数农业研发机构、科研院所规模较小且分散，大多智慧农业相关科研项目都是由非生产一线的研发人员来进行研究的，理论与实践相脱离，导致许多科研成果难以有效转化；其次，农业科研机构大多没有建成规范统一的体系，科研机构之间没有明确的分工与合作，很多科研机构尽管项目多，但重复性较高，造成了极大浪费。另外，对我国众多小而分散的农业科研机构来讲，缺乏一个部门对其进行自上而下的统一规划领导，也缺乏科研机构与智慧农业发展基地之间的相互联系和依托，这些不足都使我国智慧农业无法快速发展。

3.3 资金投入不足，基础设施落后

在智慧农业中需要大量使用互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能和“5S”等现代信息技术，而相关基础设施建设在我国农村普遍滞后，农业中较少使用大型现代化机械设备，农业生产智能化的程度与发达国家相比差距较大。道路设施方面，由于我国高原山区多，雨雪天气道路容易毁损，交通条件较差。大部分山区农田灌溉设施简陋，导致水资源浪费，土壤结块，影响产出。养殖业中牲畜禽舍的基础设施多数只有简单的取暖和照明设施，非常简陋。智慧农业要达到的全新智能化生产方式，与我们目前的状况还有比较大的距离。大多数农民仍然面朝黄土背朝天，凭借一代代传下来的经验和感觉进行传统农耕生产，农业机械化水平较低。农民收入低，知识文化水平有限，政府政策倾斜不够、资金投入不足补贴较少，宣传力度不够，农机设备和智能农业所需设施仪器价格昂贵等等，都是导致我国智慧农业基础设施落后的原因。

3.4 缺乏顶层设计，资源整合不足

我国山区多，农户生产规模小，土地分散，农民普遍受教育程度低，对智慧农业及其所需仪器设施缺乏了解。此外技术的研发和推广没有取得规模化效应，智慧农业所需的基础设施和资金的筹集缺乏有效衔接，政府对农产品物流配送、供应链和物联网应用体系未能进行较好的整体规划。受制于这些因素，农民无法获得和掌握智慧农业所需基础信息、技术及设施，目前市场上已有的农业资源无法得到很好的整合。发展智慧农业，在多方面都需要政府自上而下进行整体规划，对现有各种农业资源进行优化整合，才能把智慧农业的发展做到实处。

4 进一步发展智慧农业的对策建议

4.1 多渠道培养高素质复合型人才

发展智慧农业高端复合型人才是必不可少的关键因素。因此，进一步发展智慧农业，需要我们采用各种方式，切实有效地对当代农民进行相关知识和技能的培训，提高农业生产一线人员的专业素养。例如，部分农业相关高等院校集智慧农业研发与实践于一体，是新型农民最佳的培训机构。要利用我国农业高校所拥有的强大的师资力量，为一线农民的技术培训创造良好的条件，切实有效地推动智慧农业技术培训的发展。为此可以加强政府与高校、企业与高校的合作，采取定向培养模式，为智慧农业培养所需人才。政府还应投入资金进一步完善职业农民的校外短期培训体系，有针对性地切实增加他们对于智慧农业专业技术和知识的了解和掌握。此外，各级政府应适度提高智慧农业相关工作岗位的薪酬与福利待遇，增强对高素质人才的吸引力，推动智慧农业人才队伍的扩大。在这方面，日本政府的做法值得参考，即采取多种有效措施吸引年轻且拥有较高素质的从业者参与到农业生产中。这需要政府在政策上给予一定倾斜。

4.2 进一步完善农业科研体系，促进农业科研成果转化与推广

农业科研体系要进一步完善，需要政府相关部门站得高看得远，重视和扶持智慧农业相关科研机构的建设，加大物质、资金和人才投入，积极整合现有的智慧农业相关资源，逐渐形成完善规范的农业研发体系，促进农业各项科研成果在生产经营管理中的有效利用。应加强不同农业科研机构之间的合作交流，对科研项目实现有效的统筹规划，使项目重复这种情况尽可能得以避免，进一步提高农业科技创新力度。此外，可以加强农业科研院所与智慧农业生产基地的合作与交流，为智慧农业一线生产活动提供专业的技术指导。

4.3 加大资金投入，完善基础设施

智慧农业发展需要大量使用先进技术设备，这需要政府加大扶持力度，增加财政投入，增加与智慧农业相关的财政补贴，设立政策性专项基金，加强信贷金融支持，解决智慧农业融资问题，同时加强宣传培训，加快先进农业设施仪器和技术进入农村的进程，组织、培训和鼓励当代新型农民积极使用现代化智能设备，在农业生产中学习使用先进的智能化、信息化、更精准集约的新型现代生产方式，降低成本，提高效率，增加收益。此外，还需政府牵头完善农田水利设施、现代种养设施，加快农村信息传输基础设施建设，完善数据通信系统，为智慧农业发展提供硬件保障。

4.4 加强顶层规划设计，创造良好发展环境

首先，政府要自上而下，从总体上先规划好我国智慧农业发展的时间进程和路径，制定扶持智慧农业发展的政策，整合市场上现有的农业资源，通过制度设计，将农业基础设施和资金筹集有效衔接起来，促进规模化体系在智慧农业应用技术推广中形成。还要加大资金和技术投入，使农产品物流配送尽早规范纳入智慧农业运行的轨道，使物联网在农业生产中的应用能够更广泛的普及。此外，地方政府应根据各地自身特点，加强对本地乡村智慧农业的宏观指导和规划，更好地引导农民学习和利用先进技术。对于与智慧农业相关的企业，政府也应加强引导，整合资源，集合各方力量，促进智慧农业快速且规范发展。

纵观全世界，智慧农业的发展，发达国家已经走在了前面。中国人多地少，人均耕地远远低于世界平均水平，农业生产率相对低下，“三农问题”依旧突出。在近年来乡村振兴战略实施的背景下，中国政府和社会各界对智慧农业的发展越来越重视，农业农村部2021年发布《农业农村部关于落实好党中央、国务院2021年农业农村重点工作部署的实施意见》中明确提出“加快发展智慧农业”。今后我们应该把智慧农业的发展纳入重点，集政府、企业、农民及社会各界的力量，利用先进的高科技信息和网络技术改变传统生产方式，提高农业生产率、改善生态环境、增加农民收入，为解决“三农问题”贡献一份力量。