新智慧农业应用的科技动力支撑发展研究

杜 浦，乔冠日，王 迪，谢维勤

（河北金融学院经贸学院，河北 保定 071051）

科学技术与农业的融合推动了智慧农业的发展。 随着“互联网+”与传统农业结合的不断深化融汇，智慧农业作为现代农业的时代表征和现实体现，已成为新时代的产物、新发展理念的载体，是当今社会发展的必然趋势和走向。

新时代背景下，传统农业集合物联网、大数据、5G、 人工智能等科学技术于一体对自身进行了改造升级， 以信息科技作为核心发展支柱，推动了自身向智慧农业形式迈进。随着智慧农业科技的不断升级，能推动农业产业发展的硬件设备和科学技术的融合也成为满足智慧农业快速发展的必然要求。 党的十九大提出，应将物联网技术与农业相结合， 以加速农业农村经济发展，推进数字乡村建设，深入加速农业的“互联网+”进程，扩大农业发展规模。

1 智慧农业应用的科技动力国内外发展现状

在西方，农业早在20 世纪70 年代就已经实现了较高的机械化。美国作为西方国家最具有代表性的现代化农业大国，广泛应用机械化来提高农业生产率和农产品产量，为后来的农业信息化和数字化的推广应用奠定了良好的基础。

1.1 国际现状梳理

20 世纪80 年代，美国首倡进行“精准农业”建设，为智慧农业建设奠定了坚实的基础。 1982年美国开始研发自动驾驶拖拉机，开启了智慧农机的先河。 随着互联网、3S 技术、人工智能的出现，欧美、日本和英国等国家也开始大力推进对智慧农业的科技战略部署。 21 世纪以来，对智慧农业较早进行战略部署的英国为了推进乡村发展规划和建设制定了乡村发展计划，通过应用财政补助金的途径鼓励在乡村以资金补助的方式扩大农业机器人、 基于LED 技术的照明控制装备和技术等来辅助农业产业；2013 年，英国推出《农业技术战略》，提出并宣布一揽子推广实施大数据、机器人和人工智能等崭新技术的改革措施和政策，并成立了对应的管理推进机构；2017 年，英国政府分别发布了 《农业和粮食安全战略框架》和《产业战略白皮书》，在《农业和粮食安全战略框架》中明确如何在农业发展中推进智慧技术和精准技术的应用，《产业战略白皮书》明晰了精准技术对农业生产的政策重点和转向。 2019 年，英国出台的《农业新技术推广计划》更进一步阐述，要推进在农业产业生产中无人机、机器人、环境监测与控制、牲畜管理、生产经营管理等新技术的应用实施。 欧盟方面，2014 年针对农业大数据、精准农业、农业人工智能等领域，荷兰、丹麦和法国等六国共同开发设计智能农业的规模应用软件，即“Smart Agri Food”软件，用来加速产业发展。2016 年，欧美共同兴起的“地平线2020”计划，其中的“阿波罗计划”可以应用对地观测数据来帮助小农户构建精准的农业服务平台。 近期，欧盟为了推进以人工智能为基础的智慧农业生态体系建设， 在农业机器人方面推出“agROBfood”项目。 亚洲的日本，于2016 年提出了“Society5.0”概念，立足于经济社会整体，着眼于更宽广的范围，既对工业数字化改造进行聚焦以提升产业生产，还着手提升生活的便捷性。 在国家的战略部署方面，美国一直侧重于智慧农业工程科技领域方面，欧盟强调智慧农业作为智慧乡村建设的重要组成方面，英国则十分重视前沿技术的应用推广与国际交流合作，日本则更关注于能推进农业产业可持续增长的新技术和能推动产业高速发展的新装备设施上， 如农业智能机器人、农业资源智能监测、无人化农业发展技术等的应用推广。 同时，发达国家在智慧农业科技的运用成效十分显著，如美国农场GPS 导航农机自动驾驶系统的运用采纳率已高达83%；日本则大力关注以农业机器人为核心的无人农场，2018 年日本农业无人机市场规模达169 亿日元；据行业内知名杂志研判，2018 年英国精准农业产业规模产值已达到近51 亿美元，而到2023 年预期将达到95.3 亿美元[1]。

1.2 国内发展现状

随着科技的不断发展，云计算、互联网、物联网和大数据等新的信息技术开始与传统产业融汇，中国农业步入智慧农业时代[2]。智慧农业的发展越来越受到党和政府的重点扶持。 18 大以来，农业现代化的建设发展更为重要，要瞄准农业现代主攻方向，提高农业生产智能化和经营网络化水平。 2017 年，“智慧农业”被首次写入中央一号文件。 党的十九届五中全会公告和2021 年中央一号文件更是确立“智慧农业建设”成为我国“十四五” 时期以及面向2035 年提升农业质量效益与产业核心竞争力的重要动力因素和重大政策支撑。 长期以来，我国关于智慧农业政策的演变强调要适应信息技术的发展；对智慧农业的扶持方向由原来的“强调基础”向“突出应用”过渡；应用实践由“定点实验”向“省、市、县试点”“企业试点”等方向转变。当前，在各级政府的大力支持与推动下， 各地根据地域的农业生产条件和特点，对智慧农业进行了区域化的尝试，取得了较好的应用成绩。 目前以信息技术为载体的精准农机、物联网、大数据、云计算、地理信息系统、5G 技术等正于各项农业生产管理及经营领域得到了充分应用。 当前虽然取得了较好的成绩，但由于我国智慧农业发展起步较晚， 整体水平仍然较低，同时受到农业生产经营者普遍素质不高，思想认识不足，生产经营成本因素等短板仍比较突出并制约着我国智慧农业的应用实施[4]。

2 智慧农业应用的科技动力发展的现实障碍

2.1 智慧农业人才匮乏

2.1.1 人才经济待遇低

智慧农业作为一个崭新的概念，提出的时间较短。 对应专业的教育仍然匮乏，即使有高校设置了相应的专业，但由于开设实践较短，尚没有建立合理的学科体系和人才培训模式。同时农业特有的弱质性和长生产周期， 导致企业投入较大，难以在短期内获得相应的经济利益，从而给予专业人才的待遇也相对较低。该状况短期内预计难以改变。

2.1.2 工作环境差

农业企业大多位于乡村， 位置相对偏远，导致企业工作人员长期经受日晒雨淋，并整日在乡野山田进行工作， 从而对健康和社交都造成损害。 特别是产业前端的工作人员，更是受限于产业性质，工作环境困乏，社交圈狭窄，难以找到合适的交往对象。

2.1.3 农民对智慧农业科技掌握水平低

随着现代信息技术的高速发展，第一产业通过与现代互联网进行融合焕发出新的光彩和活力。智慧农业作为农业的“数字+”或“智慧+”的崭新模式，为传统业态添加了技术的翅膀。 智慧农业利用传感器实现对温度与湿度的实时检测，利用无线通信技术实现全天化对植物生长的实时检测，利用相应的控制系统对植物生长的环境进行远程调节， 大幅度地降低了人工的劳动量，实现了劳动力的解放并以更加科学合理的管理措施极大地提高了生产效率。

当前， 据2022 年国家统计局发布的关于2021 年农民工监测调查报告中显示，在全部农民工中未上过学的占0.8%， 小学文化程度占13.7%，初中文化程度占56.0%，高中文化程度占17.0%，大专及以上占12.6%。 知识的匮乏导致了部分农村地区整体文化程度偏低，缺乏对现代农业机械的认知和了解，很难正确使用这些机械。

2.2 智慧农业设备价格昂贵

2.2.1 高技术含量、高研发成本导致智慧农业设备价格较高

智慧农业作为“农业＋互联网”的组合，对信息技术的掌握和精通要求很高。智慧农业装备普遍技术含量高，研发难度大，同时智慧农业智能化高度集成的特点，导致可以随时利用信息技术来实现具体的生产作业，例如通过技术手段进行病虫害的鉴定，随时分析出病因并且根据反馈进行防治作业，最终实现足不出户就能够实现农业问题的解决和执行。但是智慧农业应用的设备价格高、投入大、系统化程度要求高的特点也阻碍了农民对完备成套的智慧农业设备的购买和使用。

2.2.2 农户难以承担智慧农业设备的服务费用

一台智慧农业设备少则几千多则上万，而据2021 年中国统计年鉴显示， 我国农村居民人均可支配收入为18931 元，比上年增长10.5%。 我国农村人均可支配收入较去年有所增长但仍离智慧农业设备的花费有较大差距，难以支付昂贵的智慧农业设备的购买支出和服务费用，难以形成规模化的智慧农业应用体系，更难以建立起一套高效的智慧农业运作模式。兼之农村的信息化程度较低，基础设施也不完备，更缺乏能够大面积推广智慧农业应用的资金投入。

2.2.3 我国智慧农业的建设体系有待完善

智慧农业是一个系统性工程，目前我国正在应用的智慧农业体系大多处于实验性质，真正能投入实际应用的体系微乎其微。 另外，当前低下的农村信息化状态和分散的农业生产组织形式，更是无法形成规模性的智慧农业体系。农业如果要真正的实现智能化，不但需要积累大量的实验数据，更需要大量人员和资金的投入，导致前期的投入会非常巨大。所以由传统农业生产方式向智慧农业的转变过程中需要进行大量的人力、物力、财力的投入，并且成果还需要经过长时间的验证才可能走出实验室真正的运用到实际生产当中去。 这些前期投入不是单个农户能够承担的，需要由国家政府、有关部门和农户多方位紧密配合才能实现。

2.2.4 部分省份缺乏有力的政策支持

部分省份政府受限于“吃饭财政”，对智慧农业的有效实施和积极推进的力度较弱，无法有效的对企业和农民形成有力地支持。 当前，我国智慧农业成果还不完善，国内目前也没有完善的智慧农业体系进行借鉴参考，同时前期巨大的投入导致部分区域的政府和农户对智慧农业实施的积极性不高，使建设进程受阻。

3 智慧农业应用的科技动力发展的路径突破

3.1 拓展智慧农业人才发展基础， 助力夯实产业发展

3.1.1 加大对农业从业人员的培养力度

智慧农业是人才经济。在乡村振兴战略的发展格局下，对人才的需求使传统意义上的农民要向更加多元的新农人转变，原有的农业人才培养模式急需进一步拓展和升级。然而现在的农业从业者普遍受教育程度较低，面对智慧农业的发展趋势接受度较弱，建议鼓励支持有条件的地区建立乡村振兴学校，条件较差的可以实行“引企入教”，降低企业办学难度，推动新农民职业教育的学历化， 来即时为智慧农业发展提供人才。 自2020 年始， 国家开始鼓励各高等院校开设智慧农业专业。因此，应乘此巨大利好的东风，推动广大企业与各高校进行积极对标， 利用专创结合，校企联合，在增强学生专业实践经验的同时也提振他们的未来就业信心。

2020 年以来，全国范围内大量农民工留乡或者二次返乡，给乡村发展智慧农业提供了广泛的人力基础和创业机遇，可以充分应用该部分群体既具有当地广泛人脉又具有先进的互联网技术的长处和优势，来实现带动和升级农村小微零售业态的发展态势，还可以通过积极开展新型职业农民培训帮助增长留乡农民实现创新创业的愿景和兴趣，让他们主动参与到推动农村消费升级的崭新课题上来， 分享农村零售升级带来的电商、物流、售后等全产业链发展红利。

3.1.2 提高产业从业人才待遇

建议政府采取各种政策和措施助力打造更多的高科技农业企业，支持鼓励创新型农业企业的发展，来增强农业市场活性。 通过与电子商务头部平台企业联合、合作或协作，拓宽农产品的销售渠道，提升或增强农业企业的持续盈利能力和核心竞争力。 应用财政补贴积极实施“农业人才下乡”计划来吸引更多人才投身农业。

3.1.3 改善农业企业工作环境

建议借鉴利用国债资金建设旅游基础设施等经验做法，加大对乡村基础设施建设的投资和改善，如拓宽乡村公路、修建停车场、改厕、改厨、改住宿条件、整治周边环境等。 同时面对农业上班时间零散、不固定的特点，推行农业企业应用集中休假制或带薪休假，增加农业从业人员农闲时的假期。

3.2 加大科技研发力度，助力夯实科技发展

3.2.1 强化科技研发，推进智慧农业数据场景实施。 建议增加科技研发投入，加强具有核心自主产权的智慧农业设备的研发和生产。加大技术标准的研发与建设，积极依托产业联盟、行业协会等社群组织来推动并完善国家和产业的标准化开发和建设[6]，积极推动适应标准的先进农业设备加速量产。 积极促进新型信息技术在农业“智慧+”和“数字+”的应用，如应用区块链技术推动农产品可追溯系统的应用和转化，提升农产品信息商业模式开发。建设农业数据收集与开放平台来整合各部门大数据资源，推进智慧农业数据的共有、共享和共用。

3.2.2 制定相关配套政策， 助力农业智能化。鉴于智慧农业投资周期长、前期投入大，导致有能力的企业不想投， 想投的农民没能力投的现状。 需要政府以财政资金为引领，提升资金投入到智慧农业产业的额度和比重，加强对相关技术产品和应用主体的政策与资金支持，对智慧农业相关的基础设施建设方和投资方提供金融支持服务。升级传统农业生产方式，完善、优化和利用“土地使用权流转” 等制度方法加快土地集中化的实现，助推智慧农业的实施。

借鉴美日英法等发达国家推进智慧农业的经验，构建我国自已的农业科技研发系统。 系统以政府、高校、农业科技研发机构为主体，构建政府为主，社会力量为辅，形成政府为主要推动者，企业及其他农业相关者紧密配合的“一元多从”的发展机制。为了提高智慧农业科研成果转化效率， 在制定科研规划时可以引入企业共同参与，构建“企业提需求，科研机构做研发”的合作机制。

3.2.3 加强各地顶层规划设计，鼓励社会多元化参与

因地制宜，根据各地自身资源优势加强对智慧农业工作的宏观管理和指导，加速鼓励政策的贯彻落实。 第一是形成“政府统筹，社会推动，企业主推”的发展模式，围绕产业发展的重点领域、重点产业进行智慧农业的重大项目工程投入和实施；第二应大力推进新信息技术与农业产业的融合发展， 加快农业科技创新体系的优化提升，强化对智慧农业研发能力与应用的改善。

智慧农业作为一项系统工程，需要进行艰苦卓绝的努力，涉及的因素繁杂多样。 但智慧农业又是农业未来发展的必然趋势，发展过程中必须要强化政府的监督与指导，避免出现投机行为而引起的错误发展。优化完善智慧农业开展的考评体系，深化完善政府宏观管理体系，强化营商环境改革，鼓励并引导各类社会性主体积极参与智慧农业的建设，形成良好工作合力[7]。

综上所述，研究通过总结科技对智慧农业发展的引领作用， 能推动农业产业的生产发展、技术推进和生态保护的集成速度，能有效促进农业产业与二三产业交叉渗透、融合发展，延长并使其原有产业链增值。 总结、学习和引进国外先进科技理论成果与实践，并在此基础上构建完成具有中国特色的智慧农业发展体系是研究开展的初衷， 希望能为智慧农业科技动力支撑抛砖引玉，为建设社会主义现代化强国贡献力量。