我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式已由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整升級(jí)，生產(chǎn)水平不斷進(jìn)步。但仍存在生產(chǎn)規(guī)模較小，生態(tài)環(huán)境惡化，勞動(dòng)力老齡化嚴(yán)重，勞動(dòng)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(shí)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(duì)目前我國(guó)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(dāng)前，我國(guó)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(biāo)，智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)信息化的高級(jí)階段，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化對(duì)智慧農(nóng)業(yè)提出了更高要求。同時(shí)，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》中指出，要推進(jìn)我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，優(yōu)化農(nóng)業(yè)從業(yè)者結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程。無論是從我國(guó)國(guó)情還是政策導(dǎo)向來看，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)已是大勢(shì)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、空間信息技術(shù)與智能裝備等新一代信息技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)融合的產(chǎn)物，是現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈的“生態(tài)融合”和“基因重組”，是信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備技術(shù)對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)資源、生產(chǎn)、市場(chǎng)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(gè)方面：一是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素?cái)?shù)字化、在線化。利用先進(jìn)傳感技術(shù)、智能處理及遠(yuǎn)程控制等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程精準(zhǔn)控制和自動(dòng)化作業(yè)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，節(jié)省人力成本，減少資源浪費(fèi)。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(shù)和人工智能技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工整理，形成專家知識(shí)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(wù)個(gè)性化、針對(duì)化。通過建設(shè)農(nóng)業(yè)云計(jì)算平臺(tái)和區(qū)域化模塊，使農(nóng)業(yè)系統(tǒng)具備自主運(yùn)算能力，提高農(nóng)業(yè)系統(tǒng)運(yùn)算速度，快速得到反饋結(jié)果。智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可以全天候在線服務(wù)，很大程度上提高了智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的實(shí)用性和針對(duì)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(shù)基于其“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”等特征，奠定了堅(jiān)實(shí)的“信任”基礎(chǔ)，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(shù)手段代替人力勞動(dòng)，以科學(xué)、智能化的方式進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，進(jìn)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(zhì)。
智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)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(cè)和控制系統(tǒng)建設(shè)；創(chuàng)建以農(nóng)情監(jiān)測(cè)、高效管理和自動(dòng)收獲為一體的自動(dòng)生產(chǎn)模式，提高種植業(yè)生產(chǎn)全過程的智慧監(jiān)測(cè)和管理；利用5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化和規(guī)?；a(chǎn)；積極推進(jìn)全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)裝備的現(xiàn)代化和智能化；同時(shí)推進(jìn)畜禽與水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的智能化養(yǎng)殖建設(shè)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境的科學(xué)管理、智慧控制和精準(zhǔn)運(yùn)行。
二是建立智慧流通體系。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)象及生產(chǎn)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)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(wù)與冷鏈運(yùn)輸相結(jié)合，推進(jìn)冷鏈運(yùn)輸在農(nóng)業(yè)流通環(huán)境的應(yīng)用。引入物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)技術(shù)，建立農(nóng)產(chǎn)品生命周期檔案；推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯管理平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)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(zhì)量安全監(jiān)督、管理、預(yù)警體系，切實(shí)保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。開展電子商務(wù)技術(shù)培訓(xùn)，推廣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)戶中的使用；協(xié)調(diào)相關(guān)部門建立完善的農(nóng)產(chǎn)品物流、倉儲(chǔ)、金融體系，利用現(xiàn)代信息技術(shù)推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品流通系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。
三是構(gòu)建智慧管理與服務(wù)體系。加強(qiáng)對(duì)種植業(yè)、畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)裝備制造業(yè)的監(jiān)測(cè)和調(diào)度，推進(jìn)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(shè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)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(diào)度等方面的監(jiān)管力度。強(qiáng)化互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通中的重要作用，促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)服務(wù)模式由公益服務(wù)向市場(chǎng)化、多元服務(wù)轉(zhuǎn)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(guān)數(shù)據(jù)，從而有利于農(nóng)民結(jié)合實(shí)際情況決定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)。
智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本路徑
大力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化、組織化，大力推進(jìn)裝備化和設(shè)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(shè)備裝備農(nóng)業(yè)，使用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械取代人力和畜力作業(yè)，從而進(jìn)入機(jī)械化主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)階段。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝備化促進(jìn)了生產(chǎn)力的極大發(fā)展，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，顯著降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐步向依靠農(nóng)業(yè)機(jī)械等技術(shù)的集約型生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。
大力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)裝備的數(shù)字化改造，推進(jìn)裝備數(shù)字化。裝備數(shù)字化是指在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備基礎(chǔ)上引入信息技術(shù)，形成具有自動(dòng)控制功能的各類農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備。裝備數(shù)字化使裝備精準(zhǔn)作業(yè)成為可能，為推動(dòng)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)提供了有力保障，有利于節(jié)約生產(chǎn)資料，實(shí)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(jī)械生產(chǎn)方式、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，是實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度精準(zhǔn)化、自動(dòng)化的基礎(chǔ)。
大力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，推進(jìn)裝備網(wǎng)聯(lián)化、在線化。裝備網(wǎng)聯(lián)化是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)全程智慧生產(chǎn)、收獲的典型應(yīng)用，是指通過運(yùn)用各類視覺采集終端、無線傳感器、射頻識(shí)別等感知設(shè)備，獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的現(xiàn)場(chǎng)信息，并按照約定的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后等相關(guān)信息的可靠通信和傳輸，將傳統(tǒng)的農(nóng)機(jī)裝備升級(jí)為具備計(jì)算、通信、控制能力的新型智能裝備。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)裝備和互聯(lián)網(wǎng)相互關(guān)聯(lián)，最終形成可定位識(shí)別、監(jiān)控跟蹤以及智慧管理的巨大智能化網(wǎng)絡(luò)，這也是進(jìn)行精準(zhǔn)作業(yè)的前提。
大力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展，推進(jìn)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(jí)階段，是指采用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、機(jī)器人等新型信息化技術(shù)，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(tái)自主計(jì)劃和決策，并由裝備自主完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程，實(shí)現(xiàn)以機(jī)器為核心、數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)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(jī)器人，努力推進(jìn)作業(yè)精準(zhǔn)化、自動(dòng)化。作業(yè)精準(zhǔn)化是我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路，是指利用3S技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能裝備、機(jī)器人等現(xiàn)代化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)控制，并對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)變量投喂、精準(zhǔn)噴藥、精準(zhǔn)播種、精準(zhǔn)收獲。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的精準(zhǔn)化提高了作業(yè)效率、作業(yè)質(zhì)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(shù)的快速發(fā)展為智慧農(nóng)業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，也為之創(chuàng)造了非常好的發(fā)展機(jī)遇。但是，我們也必須對(duì)從理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)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(yīng)冷靜思考、潛心探索、務(wù)實(shí)推進(jìn)，切實(shí)利用新技術(shù)化解行業(yè)痛點(diǎn)。其次要清楚認(rèn)識(shí)到，理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化過程具有系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性和復(fù)雜性，需要科學(xué)謀劃、分步推進(jìn)。智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)是一個(gè)循序漸進(jìn)、動(dòng)態(tài)變化、長(zhǎng)期發(fā)展的過程，不能一氣呵成，需要由科學(xué)的頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，分階段推進(jìn)實(shí)施。只有在政府規(guī)劃引導(dǎo)下，智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展才能沿著科學(xué)正確的方向快速發(fā)展。
由于我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展起步較晚，整體上仍然處于初級(jí)階段，存在一系列的問題和不足。從當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)來看，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的開發(fā)運(yùn)用時(shí)間較短，在生產(chǎn)、加工、流通和消費(fèi)各環(huán)節(jié)涉及的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還不成熟，仍然存在許多瓶頸需要攻克。盡管我國(guó)已在農(nóng)業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得大量的研究成果，但在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，如基因組學(xué)；農(nóng)業(yè)前沿智能技術(shù)，如人工智能、大數(shù)據(jù)；農(nóng)業(yè)低碳循環(huán)技術(shù)，如新材料、新能源等方面尚存不足。除此之外，由于我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用規(guī)模較小且模式復(fù)雜，導(dǎo)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(yùn)營(yíng)商和制造商的加入及技術(shù)支持。同時(shí)，智慧農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚缺，無法滿足農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)對(duì)資源的需求，科研工作無法進(jìn)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(jìn)一步發(fā)展的主要原因。
智慧農(nóng)業(yè)推進(jìn)建議
加大技術(shù)研發(fā)力度。政府部門應(yīng)在全國(guó)層面設(shè)立智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金，將智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)和發(fā)展經(jīng)費(fèi)納入財(cái)政資金預(yù)算，明確資金使用時(shí)各區(qū)縣等財(cái)政配套比例，發(fā)揮智慧農(nóng)業(yè)專項(xiàng)資金的放大和引導(dǎo)作用。各省市應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，加大智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)新型技術(shù)研發(fā)力度，攻克核心技術(shù)。
鼓勵(lì)大型工業(yè)企業(yè)參與。政府部門應(yīng)鼓勵(lì)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(shè)。充分利用這些企業(yè)技術(shù)、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(dòng)智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。
加大大規(guī)模試驗(yàn)示范。在當(dāng)前智慧農(nóng)業(yè)效益不明顯、農(nóng)民收入不高、市場(chǎng)信息化運(yùn)作欠佳的情況下，公益行業(yè)的加入將促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，建議國(guó)家相關(guān)部門基于我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求，基于“發(fā)展需要、技術(shù)可靠、示范性好”的原則，實(shí)施一批影響深遠(yuǎn)的智慧農(nóng)業(yè)示范工程，加快推進(jìn)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)智慧農(nóng)業(yè)示范基地建設(shè)，促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)跨領(lǐng)域交叉快速發(fā)展。
創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研用體系。針對(duì)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，政府應(yīng)加強(qiáng)科研高校、科研機(jī)構(gòu)在智慧農(nóng)業(yè)科研方面的投入力度，健全產(chǎn)學(xué)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(jì)人等農(nóng)業(yè)從業(yè)者科普、教育、培訓(xùn)工作，加快培養(yǎng)大量復(fù)合型人才。
鼓勵(lì)市場(chǎng)化機(jī)制與模式探索。政府部門應(yīng)針對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展需求及方向進(jìn)行宏觀指導(dǎo)，以國(guó)家政策帶動(dòng)農(nóng)業(yè)高效益發(fā)展，建立政府部門支持、科學(xué)技術(shù)支撐、企業(yè)參與運(yùn)營(yíng)的運(yùn)行機(jī)制。借助人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，打破智慧農(nóng)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展的時(shí)空限制，開辟農(nóng)業(yè)新市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)市場(chǎng)多元化發(fā)展。
【本文作者為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)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(huì)副主任委員】
責(zé)編：臧雪文 / 王茂磊
