我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式已由粗放型向集約型轉變，生產(chǎn)結構不斷調整升級，生產(chǎn)水平不斷進步。但仍存在生產(chǎn)規(guī)模較小，生態(tài)環(huán)境惡化，勞動力老齡化嚴重，勞動生產(chǎn)率、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率以及資源利用率較低等問題，探索生產(chǎn)集約、產(chǎn)出高效、環(huán)境友好、產(chǎn)品安全的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)道路是解決這些問題的根本途徑。要實現(xiàn)集約高效，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)是有效途徑和發(fā)展方向。針對目前我國農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，黨的十八大提出了“工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展”的戰(zhàn)略部署。當前，我國在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化方面仍面臨較大挑戰(zhàn)，其中農(nóng)業(yè)信息化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要目標，智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)信息化的高級階段，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化對智慧農(nóng)業(yè)提出了更高要求。同時，中共中央、國務院印發(fā)的《關于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》中指出，要推進我國農(nóng)機裝備產(chǎn)業(yè)轉型升級，優(yōu)化農(nóng)業(yè)從業(yè)者結構，大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程。無論是從我國國情還是政策導向來看，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)已是大勢所趨。
智慧農(nóng)業(yè)的基本內(nèi)涵與特征
智慧農(nóng)業(yè)是移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、空間信息技術與智能裝備等新一代信息技術與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)融合的產(chǎn)物，是現(xiàn)代信息技術與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理和服務全產(chǎn)業(yè)鏈的“生態(tài)融合”和“基因重組”，是信息技術、農(nóng)業(yè)技術與裝備技術對區(qū)域農(nóng)業(yè)資源、生產(chǎn)、市場的重新優(yōu)化配置，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種新業(yè)態(tài)。
智慧農(nóng)業(yè)的特征主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素數(shù)字化、在線化。利用先進傳感技術、智能處理及遠程控制等物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程精準控制和自動化作業(yè)，提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率，節(jié)省人力成本，減少資源浪費。二是農(nóng)業(yè)決策大數(shù)據(jù)化、智能化?；谏a(chǎn)過程的海量數(shù)據(jù)，充分利用大數(shù)據(jù)技術和人工智能技術，對數(shù)據(jù)進行加工整理，形成專家知識庫，產(chǎn)生最優(yōu)化決策，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程決策數(shù)據(jù)化、智能化。三是全天候服務個性化、針對化。通過建設農(nóng)業(yè)云計算平臺和區(qū)域化模塊，使農(nóng)業(yè)系統(tǒng)具備自主運算能力，提高農(nóng)業(yè)系統(tǒng)運算速度，快速得到反饋結果。智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可以全天候在線服務，很大程度上提高了智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的實用性和針對性。四是農(nóng)業(yè)管理信用化、安全化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中食品安全溯源和大量的數(shù)據(jù)信息十分重要，區(qū)塊鏈技術基于其“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”等特征，奠定了堅實的“信任”基礎，使農(nóng)業(yè)管理信用化、安全化。五是全區(qū)域智慧化、泛在化。智慧農(nóng)業(yè)在全過程、全區(qū)域都使用信息化技術手段代替人力勞動，以科學、智能化的方式進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營，進而擺脫傳統(tǒng)生產(chǎn)的弊端，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質。
智慧農(nóng)業(yè)的建設內(nèi)容
一是建立以現(xiàn)代科技為支撐的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。開展高效的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息感知、傳輸、監(jiān)測和控制系統(tǒng)建設；創(chuàng)建以農(nóng)情監(jiān)測、高效管理和自動收獲為一體的自動生產(chǎn)模式，提高種植業(yè)生產(chǎn)全過程的智慧監(jiān)測和管理；利用5G技術和物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術實現(xiàn)智能化和規(guī)?；a(chǎn)；積極推進全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術在智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，提高農(nóng)業(yè)裝備的現(xiàn)代化和智能化；同時推進畜禽與水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的智能化養(yǎng)殖建設，實現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境的科學管理、智慧控制和精準運行。
二是建立智慧流通體系。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象及生產(chǎn)環(huán)境實時監(jiān)測，及時調整農(nóng)業(yè)作業(yè)流程；在農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)將電子商務與冷鏈運輸相結合，推進冷鏈運輸在農(nóng)業(yè)流通環(huán)境的應用。引入物聯(lián)網(wǎng)標識技術，建立農(nóng)產(chǎn)品生命周期檔案；推進農(nóng)產(chǎn)品質量安全追溯管理平臺的建設，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息的在線化、可視化管理；完善農(nóng)產(chǎn)品質量安全監(jiān)督、管理、預警體系，切實保障農(nóng)產(chǎn)品質量安全。開展電子商務技術培訓，推廣物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)戶中的使用；協(xié)調相關部門建立完善的農(nóng)產(chǎn)品物流、倉儲、金融體系，利用現(xiàn)代信息技術推進農(nóng)產(chǎn)品流通系統(tǒng)的進一步發(fā)展。
三是構建智慧管理與服務體系。加強對種植業(yè)、畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)裝備制造業(yè)的監(jiān)測和調度，推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化和集約化生產(chǎn)；加快建設農(nóng)產(chǎn)品質量安全信用體系，建立健全農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)范化管理，提高政府主管部門在生產(chǎn)決策、指揮調度等方面的監(jiān)管力度。強化互聯(lián)網(wǎng)平臺在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通中的重要作用，促進傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)服務模式由公益服務向市場化、多元服務轉變，使農(nóng)民通過互聯(lián)網(wǎng)掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、銷售相關數(shù)據(jù)，從而有利于農(nóng)民結合實際情況決定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重點。
智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本路徑
大力加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化、組織化，大力推進裝備化和設施化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝備化是基于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展起來的，是指利用各種農(nóng)業(yè)智能設備裝備農(nóng)業(yè)，使用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械取代人力和畜力作業(yè)，從而進入機械化主導的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)階段。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝備化促進了生產(chǎn)力的極大發(fā)展，提高勞動生產(chǎn)率，顯著降低勞動強度和生產(chǎn)成本，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐步向依靠農(nóng)業(yè)機械等技術的集約型生產(chǎn)模式轉變。
大力加強農(nóng)業(yè)裝備的數(shù)字化改造，推進裝備數(shù)字化。裝備數(shù)字化是指在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械裝備基礎上引入信息技術，形成具有自動控制功能的各類農(nóng)業(yè)機械裝備。裝備數(shù)字化使裝備精準作業(yè)成為可能，為推動農(nóng)業(yè)自動化生產(chǎn)提供了有力保障，有利于節(jié)約生產(chǎn)資料，實現(xiàn)土地利用率最大化。農(nóng)業(yè)裝備的數(shù)字化是改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)方式、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)競爭力的重要手段，是實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度精準化、自動化的基礎。
大力加強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，推進裝備網(wǎng)聯(lián)化、在線化。裝備網(wǎng)聯(lián)化是運用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)農(nóng)業(yè)全程智慧生產(chǎn)、收獲的典型應用，是指通過運用各類視覺采集終端、無線傳感器、射頻識別等感知設備，獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的現(xiàn)場信息，并按照約定的協(xié)議，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后等相關信息的可靠通信和傳輸，將傳統(tǒng)的農(nóng)機裝備升級為具備計算、通信、控制能力的新型智能裝備。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)裝備和互聯(lián)網(wǎng)相互關聯(lián)，最終形成可定位識別、監(jiān)控跟蹤以及智慧管理的巨大智能化網(wǎng)絡，這也是進行精準作業(yè)的前提。
大力加強農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展，推進農(nóng)業(yè)決策大數(shù)據(jù)化、智能化。決策大數(shù)據(jù)化、智能化是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段，是指采用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、機器人等新型信息化技術，獲取并分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的海量數(shù)據(jù)，由云管控平臺自主計劃和決策，并由裝備自主完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程，實現(xiàn)以機器為核心、數(shù)據(jù)為驅動的一種新型農(nóng)業(yè)智能化生產(chǎn)模式，這也是智慧農(nóng)業(yè)的終極形態(tài)。
大力發(fā)展農(nóng)業(yè)裝備智能化和農(nóng)業(yè)機器人，努力推進作業(yè)精準化、自動化。作業(yè)精準化是我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路，是指利用3S技術、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能裝備、機器人等現(xiàn)代化技術手段，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的精準控制，并對動植物生長狀況進行精準監(jiān)測。結合人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等先進技術，實現(xiàn)精準定位、精準施肥、精準變量投喂、精準噴藥、精準播種、精準收獲。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的精準化提高了作業(yè)效率、作業(yè)質量和農(nóng)作物產(chǎn)量，是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。
智慧農(nóng)業(yè)需要避免的誤區(qū)與壁壘
現(xiàn)代信息技術的快速發(fā)展為智慧農(nóng)業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新奠定了堅實的技術基礎，也為之創(chuàng)造了非常好的發(fā)展機遇。但是，我們也必須對從理論向實踐轉化過程中需要避免的誤區(qū)有正確判斷。首先要避免為了智慧農(nóng)業(yè)而搞形象工程。各方應冷靜思考、潛心探索、務實推進，切實利用新技術化解行業(yè)痛點。其次要清楚認識到，理論向實踐轉化過程具有系統(tǒng)性、長期性和復雜性，需要科學謀劃、分步推進。智慧農(nóng)業(yè)建設是一個循序漸進、動態(tài)變化、長期發(fā)展的過程，不能一氣呵成，需要由科學的頂層設計出發(fā)，分階段推進實施。只有在政府規(guī)劃引導下，智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展才能沿著科學正確的方向快速發(fā)展。
由于我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展起步較晚，整體上仍然處于初級階段，存在一系列的問題和不足。從當前的發(fā)展形勢來看，對物聯(lián)網(wǎng)相關技術的開發(fā)運用時間較短，在生產(chǎn)、加工、流通和消費各環(huán)節(jié)涉及的網(wǎng)絡技術還不成熟，仍然存在許多瓶頸需要攻克。盡管我國已在農(nóng)業(yè)相關基礎研究領域取得大量的研究成果，但在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生物技術，如基因組學；農(nóng)業(yè)前沿智能技術，如人工智能、大數(shù)據(jù)；農(nóng)業(yè)低碳循環(huán)技術，如新材料、新能源等方面尚存不足。除此之外，由于我國物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用規(guī)模較小且模式復雜，導致大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)參與度不高。因此，在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中亟需大型傳感器運營商和制造商的加入及技術支持。同時，智慧農(nóng)業(yè)標準尚缺，無法滿足農(nóng)業(yè)標準化生產(chǎn)對資源的需求，科研工作無法進行全面、廣泛的農(nóng)業(yè)信息獲取，這也是制約智慧農(nóng)業(yè)進一步發(fā)展的主要原因。
智慧農(nóng)業(yè)推進建議
加大技術研發(fā)力度。政府部門應在全國層面設立智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展專項資金，將智慧農(nóng)業(yè)建設和發(fā)展經(jīng)費納入財政資金預算，明確資金使用時各區(qū)縣等財政配套比例，發(fā)揮智慧農(nóng)業(yè)專項資金的放大和引導作用。各省市應從實際出發(fā)，加大智慧農(nóng)業(yè)相關新型技術研發(fā)力度，攻克核心技術。
鼓勵大型工業(yè)企業(yè)參與。政府部門應鼓勵互聯(lián)網(wǎng)、通信、物流等龍頭企業(yè)加快融入智慧農(nóng)業(yè)建設。充分利用這些企業(yè)技術、資源，將互聯(lián)網(wǎng)工具滲透農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程，激活農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，帶動智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。
加大大規(guī)模試驗示范。在當前智慧農(nóng)業(yè)效益不明顯、農(nóng)民收入不高、市場信息化運作欠佳的情況下，公益行業(yè)的加入將促進智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，建議國家相關部門基于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求，基于“發(fā)展需要、技術可靠、示范性好”的原則，實施一批影響深遠的智慧農(nóng)業(yè)示范工程，加快推進國家級重點智慧農(nóng)業(yè)示范基地建設，促進智慧農(nóng)業(yè)跨領域交叉快速發(fā)展。
創(chuàng)新產(chǎn)學研用體系。針對我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，政府應加強科研高校、科研機構在智慧農(nóng)業(yè)科研方面的投入力度，健全產(chǎn)學研用培養(yǎng)體系，開展農(nóng)業(yè)人才、新型職業(yè)農(nóng)民、農(nóng)業(yè)經(jīng)紀人等農(nóng)業(yè)從業(yè)者科普、教育、培訓工作，加快培養(yǎng)大量復合型人才。
鼓勵市場化機制與模式探索。政府部門應針對智慧農(nóng)業(yè)的市場發(fā)展需求及方向進行宏觀指導，以國家政策帶動農(nóng)業(yè)高效益發(fā)展，建立政府部門支持、科學技術支撐、企業(yè)參與運營的運行機制。借助人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術，打破智慧農(nóng)業(yè)市場發(fā)展的時空限制，開辟農(nóng)業(yè)新市場，實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)市場多元化發(fā)展。
【本文作者為中國農(nóng)業(yè)大學信息與電氣工程學院教授，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化專家咨詢委員會副主任委員】
責編：臧雪文 / 王茂磊
