智慧農業研究與實踐進展

宋 展，胡寶貴，任高藝，杜詩青，張一銘，李 樂

（北京農學院經濟管理學院，北京102206）

0 引言

中國農業經過了歷史悠久的一段發展，逐漸變成了一個農業大國。農業可以稱為人類最早接觸的產業，不僅是幫助人類更新進步的第一產業，也是人類賴以發展和延續的物質基礎保證[1]。早在2012年，黨的“十八大”就明確指出新農村建設逐步向智慧農業發展，這為城鄉未來發展指明了方向。在“十三五”規劃中也提到要推動農業信息化建設，加快融合信息技術與農業生產，大力發展智慧農業。隨著現代化、信息化技術在農業生產中的大面積應用，智慧農業逐漸成為現代農業發展延伸的核心點[2]。越來越多學者把目光聚焦在智慧農業這一項目，并從不同角度開展了研究。例如，朱興榮基于物聯網技術在湖南開展的智慧農業的發展研究；余永強利用信息智慧農業推動浙江的發展；曉兵把馬克思生態技術與智慧農業相結合研究；肖繼蓮利用“互聯網+”模式研究惠陽的智慧農業發展現狀等。本研究旨在梳理當前國內外智慧農業技術推廣體系發展進程，找出現階段智慧農業存在的不足之處并提出合理建議，為今后智慧農業技術推廣體系的建立奠定基礎。

1 文獻來源及研究方法

1.1 文獻來源

在中國知網(CNKI)數據庫中，以“主題”=“智慧農業”并含“發展”，“年”=“2012—2017”的條件進行檢索（最終檢索日期為2017年6月30日），獲取相關論文資料554篇，剔除無效文獻4篇，有效文獻550篇。

1.2 研究方法

采用文獻計量學法，通過對檢索文獻的發表時間、發表刊物等特征的統計，揭示智慧農業技術在國內外發展規律；運用比較研究法，在總結解析國內外智慧農業技術的推廣與應用的前提下，歸納其存在的問題，從而對國內智慧農業技術的對策進行優化評估。

2 結果與分析

2.1 年份分布情況

智慧農業技術的影響程度大致可以由每年的文獻刊載數量來說明。表1顯示有關智慧農業技術推廣的發文量在2012—2017年總體呈上升趨勢，各年份間有明顯差異，有越來越多的人關注和研究智慧農業的發展與對策。

表1 文獻年份分布

2.2 期刊分布情況

智慧農業技術推廣研究的集中度可以由文獻在各大期刊的占比情況來說明。550篇文獻發表在50余種期刊上，刊載智慧農業技術推廣文獻的期刊相對分散。由表2可看出，前7種期刊中的文獻數量占全部文獻數量的13.26%，其中有28篇文獻刊載于《農業工程技術·溫室園藝》、9篇刊載于《華夏星火》、8篇刊載于《農村經濟與科技》和《江蘇農村經濟》、7篇刊載于《現代農業科技》和《吉林農業》，6篇刊載于《農業網絡信息》，刊載頻率相對較高，但是從總體來看，超過85%的文獻所發表的期刊不同，說明有關智慧農業的文獻涉及領域相對較廣且較分散。

表2 文獻期刊分布

3 智慧農業技術的內涵及特征

3.1 智慧農業技術的內涵

“智慧農業技術”一詞，目前沒有一個公認的、完整的概念定義，現有的定義，是借鑒技術創新概念的基礎上改動完善形成的（表3）。通過對文獻的梳理可以看出，大多數學者對智慧農業的界定主要從智慧生產、智慧管理、智慧經營、智慧服務4個方面來界定。

3.2 智慧農業技術的特征

智慧農業與傳統農業最大的區別在于，智慧農業利用了高新技術和科學管理換取對自然資源最大化節約利用，它依附于信息技術的支撐，強調時間、空間的不同，以定時、定位、定額三定位推行出一整套現代化農業操作與管理的綜合體系。通過對國內外智慧農業相關文獻的整理分析，對智慧農業技術可總結出如下幾個特征[10-12]。

3.2.1 對農業思考方式的轉變 智慧農業以辯證的角度來分析和認識問題，代替傳統的農業思考方式，取其精華去其糟粕，最終實現目的性和規律性、人文性和科學性、物質性和價值性3個方面的有機統一。

3.2.2 農業發展外在形式的轉變 智慧農業的發展，離不開自身的自然發展規律，更要體現人與自然的和諧發展，注重生產、自然環境與人三者之間的有機平衡。同時，根據情況考慮實地生產承載力的問題，靈活變通地運用智慧農業模式。只有當生產、自然環境、人三者構成有機統一時，才能建立系統化的智慧農業生產運行體系。

3.2.3 農業生產技術的智能化發展 農業科技化是智慧農業發展的重要組成部分。農業過程的科技化是現代農業的信息化技術和智能化技術以及物聯網技術的結合。智慧農業依靠現代科技技術水平，實現對農業產品質量和生產過程的自動控制及監督，從而達到智慧農業整體發展的目標。

表3 智慧農業技術的內涵界定

3.2.4 農業發展過程的轉變 智慧農業的持續化發展堅持可持續發展道路理念。農業發展的可持續化不僅體現在農業發展要考慮當下利益，更要有高瞻遠矚的見解。通過科技優勢對土地進行合理轉化，從而提高非農業用地的利用率。其中，尤其要重視土地的輪耕、輪休問題，最大限度地保證農業發展資源的可持續化，這是維持生態系統平衡的關鍵，從而實現農業發展過程的轉變。

3.2.5 農業發展內容的轉變 智慧農業對比傳統的生產方式有很多創新，但一切變革的基礎是保證農產品質量好。只在農業技術上有所提高，對高質量農產品高產出的保證，才是智慧農業的真正優勢所在。傳統農業所生產的產品雖然綠色環保，但質量和產量標準仍然較低。基于此，智慧農業以科學指導為主，新型生產技術為輔，最終打造質量和產量雙提高的農產品。

4 國內外智慧農業發展

4.1 國外智慧農業發展

在國外“互聯網+農業”早就先行發展起來，本研究針對不同國家的智慧農業技術研究，對不同國家智慧農業的推廣與應用進行梳理（表4）。

在智慧農業的建設上，日本、美國和歐洲的一些國家早在1960年便著力開發農業信息化管理技術。主要由專人操作使用，所以極限性強。至1980年，聯機技術的出現和1990年網絡化時代的到來，虛擬農業、精確農業已開始萌芽。這些國家的研發已經取得一定成績。

4.2 國內智慧農業發展

智慧農業是現代農業發展的高級階段，也是中國農業發展的主要目標之一，為了實現這一目標，在現階段，在農業生產過程中利用農業物聯網技術針對于設施農業生產、水產養殖、畜牧養殖、林業管理等，實施了一系列的智慧農業解決方案，這些智慧農業解決方案的實施，對于改善農業生態環境、節約資源、降低成本、提高生產效益等起到了重要的作用。

在國內不同的區域對于智慧農業技術的應用不同。因此，選擇8個省（市），對不同區域的智慧農業技術研究進行分析（表5）。

表4 國外智慧農業推廣與應用

表5 國內智慧農業推廣與應用

近年來，國內智能化農機發展較快，但總體上還處于研發階段，智能化機具少、程度低，與國外發達國家的差距比較大。國內農機“智能化”研發的重要性越來越大，像福田、一拖等企業早已開始著手研發智能化動力機械，并取得了一定成效。

從表中可以看出，國內大部分地區為實現智慧農業在各方面已經實施了許多措施。從中也看出智慧農業的發展離不開現代農業信息技術的推廣，農業栽培技術的應用，計算機控制技術的推廣，網絡應用技術的推廣和普及，信息管理技術的推廣，以及對農作物監控技術和管理技術的宣傳。通過這些措施不僅提高了農作物的產量和品質，還使農業的經濟效益和社會效益得到了大幅提升。

政府應進一步加大力度支持智慧農業化學科體系建設，制定農業農村信息化科研計劃，加強農業物聯網、云計算、精準作業裝備、機器人、決策模型等核心技術研發，加快農業適用信息技術、產品和裝備研發及示范推廣，加強農業科技創新隊伍培養；要積極支持智慧農業技術在科研過程的應用，實現農業科研手段和方法的智能化。

5 在推廣應用方面智慧農業技術面臨的難題

近年來，雖然智慧農業發展迅速，逐漸全面完善，力求不斷創新，努力推動國內現代農業的未來發展，但由于智慧農業初期起步相對較晚，缺少相應的發展理論和形態的分析研究，同時，又受思想觀念和社會制度制約等諸多影響，主要表現在以下方面。

5.1 缺乏系統規劃

當前，在政府政策的帶領下，智慧農業被許多省市重視，并積極規劃出了一系列相關建設文件，但還不夠全面。如對重點發展領域、建設進度監管、相關企業的協同發展等問題還需要進行研究規劃[25]。

5.2 基礎技術設備不完善，信息數據平臺不統一

國內智慧農業正處于起步階段，在現代高科技設備的應用和技術支撐上仍有較大不足。對農業數據的收集、整理、分析及應用在目前起步的智慧農業項目中還處于初級階段，一個項目中各部門分布廣泛，內部信息交流不暢，部門上下間合作不協調，信息滯留時間較長，涉農信息得不到充分利用[26]。

5.3 專業技術人才和資金不足

智慧農業的更好發展離不開專業技術人員和充足資金的有效保障，然而既懂物聯網又了解農業技術的綜合素質人才大量稀缺，這嚴重阻礙了智慧農業的發展。而且，中國農村基層部門在物聯網、大數據等新技術方面的指導人員素質偏低，技術水平一般不高，數量相對不足，使得科技成果向實際應用轉化舉步維艱[26-27]。除此之外智慧農業所需信息化設備成本較高，絕大部分農民無法接受，進而限制高新設備和技術進入市場、形成規模，提供信息化、機械化程度。

5.4 經營主體單一

智慧農業是中國農業未來發展的大趨勢，其經營主體的作用在總的經營過程中占有重要地位。然而，當前在大多智慧農業項目中，依然存在很多制約發展的問題，如涉農主體類型單一、技術水平低、管理方式落后[2]。

5.5 農村商業模式匱乏

農村的商業模式相對于城市的商業模式表現出弱勢，最大的問題在于傳統的商業模式主要靠貨物流通交換，而在農村的運用沒有充分調用發掘農村的資源。顯然，農村物流體系不完善、農民知識水平不高等問題不利于農村運用傳統電子商務的運營模式。所以農村商業模式如何創新是一個任重而道遠的問題[28]。

6 優化智慧農業技術推廣應用的對策

6.1 加強頂層設計，政府協同多方共建

為有效推進智慧農業發展建設事項，各級政府應當積極響應配合國家號召，并結合國家農業發展規劃制定一份適應本地區智慧農業發展且有針對性的規劃，加強頂層設計，大力宣傳智慧農業相關政策并適當提高引導力度，制定相應的激勵政策，完善法規建設制度。鼓勵企業、投資商和農戶積極參與，進行自上而下的體制改革，構建一個以政府為中心協調各方，市場化運作，合作共嬴的發展模式[24]。

6.2 完善設施建設，促進智慧農業資源信息共享

加快農村網絡信息化建設，完善網絡等一系列基礎設施，著力縮小與城市的“數字鴻溝”。加強農村物流網絡體系建設、信息通信基礎設施建設，逐漸形成一個面向農村提供集約化服務的云計算中心和農用大數據平臺，從而推進農業信息資源共享[29-31]。

6.3 培養穩定、專業的技術隊伍

從高校等高素質人才的集中地區選擇一批集信息技術、農業技術于一體的復合功能型人才，成立智慧農業專業人才小組，由專業人士進行相關培訓，完成后將其分配到各試點項目處。將技術推廣給農民，形成完整的技術傳導鏈[32]。

6.4 加大資金投入，多渠道籌集智慧農業建設資金

智慧農業的大面積推廣發展需要強大資金鏈的支持，因此在國家大量注入資金支持的同時，也應拓寬渠道來源獲取開發資金，完善多元融資渠道機制，吸引社會、企業資金進入智慧農業領域。（1）在全國范圍內設立智慧農業發展專項資金。（2）鼓勵金融機構進入農業市場。（3）加大智慧農業相關政策扶持力度，鼓勵信息化、科技化設備制造和服務的龍頭企業、物聯網研發公司以及民間資本等力量進入市場[35-37]。

6.5 豐富經營主體形態

在智慧農業發展過程中，政府整合各市場主體，優勢互補，充分利用，使其各自憑借在人、財、物等方面的優勢，拓寬國內農業發展模式多樣化，推動農業產業轉型升級。如在智慧農業發展較成熟地區由企業和農戶直接配送零售，直接面對消費者，加大農產品流通速度，成為農產品生產經營主體[36]。

6.6 扶持鼓勵有實力的電商進入農業行業

在目前的市場形勢下，存在著許多具有一定實力的電商企業，政府應通過制定政策、發放補貼等方式鼓勵有實力的企業將智慧農業延伸至農村。一方面通過大眾傳媒、宣傳號召等方式，讓農民群眾了解智慧農業的益處，從而積極使用這些業務并運用其中。另一方面充分利用分布在農村的信息化站點，開展農業電子商務平臺，拓展農村農業業務網絡，爭取將業務訪問拓展至每一位農戶家中[37-38]。

7 展望

美國和歐洲等一些發達國家早在20世紀60年代便開始著力發展智慧農業，并在不斷地探索中取得了一定的成績。而中國智慧農業初期起步相對較晚，且受到思想觀念和社會制度等諸多制約條件的影響，智慧農業總體發展較緩慢。通過國內外的橫向對比，可以看出國內智慧農業的發展水平與國外相比還有很大的差距，具有很大的發展提升空間。

國內現存的研究大多側重于智慧農業的區域、種類等理論方面，缺少對理論的可行性研究。針對此問題，從實際情況出發，因地制宜地對智慧農業技術進行了深入討論研究，為智慧農業事業提供以下幾點可實踐的建議：（1）加強頂層設計，政府協同多方共建；（2）完善設施建設，促進智慧農業資源信息共享；（3）培養穩定、專業的技術隊伍；（4）加大資金投入，多渠道籌集智慧農業建設資金；（5）豐富經營主體形態；（6）扶持鼓勵有實力的電商進入農業行業。