物聯網背景下農業信息化建設的現狀、問題與對策研究

郝 炘，李建華，牛明雷，王俊偉，李平安，李 華

（1天津農墾渤海農業集團有限公司，天津301823；2天津市寶坻區朝霞街道辦事處，天津301800；3農業農村部工程建設服務中心，北京100081；4北京市植物保護站，北京100029；5湖南省益陽市桃江縣農業局，湖南益陽413499；6內蒙古自治區赤峰市寧城縣植保植檢站，內蒙古赤峰024200）

0 引言

農業是國家生存發展的根本產業，伴隨著信息技術的高速發展，農業不斷與信息技術相融合，正朝著集約化、高效化、智能化的方向發展，日益成為推進農業生產力變革的主要動力[1]。物聯網被稱為世界信息產業發展的第三次浪潮，其能夠通過信息傳感設備將所有物品與互聯網連接進行信息交換，實現智能化識別、智慧化管理和數字化服務[2]。以物聯網為基礎大力發展農業信息化，實現農業全產業鏈全過程的監管、科學決策和實時服務，將有助于整合農村資源、改造傳統農業、提高勞動生產率、提升農產品質量安全、促進農產品標準化生產，進而提高農業發展的質量和效益[3]。2018 年中央一號文件指出，發展數字農業，要推進物聯網試驗和遙感技術的應用；2019年的中央一號件中也指出，實施數字鄉村戰略，要深入推進“互聯網＋農業”，擴大農業物聯網示范作用。在物聯網背景下，大力發展農業信息化建設勢在必行。

近年來，對于物聯網背景下農業信息化的建設已經開展了大量的實踐探索和科學研究。李曉軍[4]認為物聯網時代的農業信息化是把物聯網技術應用到農業信息化建設過程，實現智能控制和遠程管理，使農業生產更加集約化、智能化。屈冬玉[5]強調農業信息化建設是農業現代化建設的強大驅動力，其對于切實推進農業供給側結構性改革、有效改善農業產業宏觀調控，加快全面建設小康、實現鄉村振興等具有重要意義。林立杰等[6]從農業信息化建設基礎設施、人員整體素質、建設發展政策、信息化技術的應用4個方面建立了農業信息化建設的測評體系，并對全國各地農業信息化建設水平進行了評估與比較分析。

總體而言，已有文獻對農業信息化建設的概念、內涵、意義和測評體系等方面進行了闡述，但從要素投入角度對農業信息化建設的研究還相對較少。本研究以物聯網背景下農業信息化建設為研究對象，在分析現狀的基礎上，從投入資金、人員素質、基礎設施、核心技術、管理體系等5 個維度剖析當前農業信息化建設中存在的問題，并針對性的提出對策建議，對于國內農業信息化建設具有一定現實意義。

1 物聯網背景下農業信息化建設現狀分析

近年來，農業信息化建設成果顯著[7]。一是基礎設施不斷完善。由圖1、2可見，2018年9月底，全國行政村光纖覆蓋比例達到96%，貧困村通寬帶比例已超過94%，網絡覆蓋面積逐漸擴大，更多農村居民用網狀況得到保障[8]。同時，農村交通基礎條件不斷改善，農村物流設施網絡逐漸建立，鄉鎮、農村物流服務站逐漸進行信息化升級改造，逐步完善了農村物流末端信息網絡。

圖1 行政村光纖覆蓋比例

圖2 貧困村通寬帶比例

二是服務體系日趨健全。為統籌公益性服務資源和經營性服務資源，更好地向農民提供農技推廣、水電繳費、農產品電子商務、新技術新品種培訓等公益便民服務。2014年起，農業農村部在全國22個縣開展了以村級益農信息社建設為核心的信息進村入戶試點工作，2017年在吉林、遼寧、黑龍江等10個省市推進了示范，截至2018 年年底，國內已建成運營的益農信息社有27.2 萬家，為農民提供公益服務9579 萬人次，便民服務3.14億人次，建成了信息精準到戶、服務方便到村的綜合信息服務體系[9]。《“十三五”全國農業農村信息化發展規劃》預測到2020 年，信息進村入戶村級信息服務站覆蓋率將達到80%，農村信息化服務水平大幅提升。

三是農業生產更加智能。物聯網、大數據、人工智能等農業信息技術高速發展，數字農業技術逐漸得到較為廣泛的應用。大田種植方面，遙感監測、智能催芽、病蟲害遠程診斷技術逐漸得到了推廣；設施農業方面，溫室環境自動監控、水肥藥智能管理等技術逐步得到了應用；畜牧養殖方面，精準飼喂、自動擠奶等技術在規模養殖場已屢見不鮮；水產養殖方面，水體監控、餌料自動投喂等技術也快速投入了使用[10]。由表1可見，預計到2020年國內農業物聯網等信息技術應用比例將達到17%，農業信息化建設促使農業生產更加便捷、智能，已逐漸成為農業現代化建設的先導力量。

2 物聯網背景下農業信息化建設中存在的問題

盡管國內農業信息化建設已經取得了豐碩的成果，但仍然存在很多不足。本研究從要素投入角度，根據投入資金、人員素質、基礎設施、核心技術、管理體系這5個維度對物聯網背景下農業信息化建設中存在的問題進行了梳理。

2.1 在投入資金方面，建設資金相對不足

物聯網背景下農業信息化建設，通過環境信息采集、信息分析處理、生產指導信息發布、遠程控制等技術實現生產過程的自動化、智能化。在此過程中，往往需要投入溫度、濕度、光照、CO2等環境監測設備，但這些設備的投入和維護成本相對較高，如一套物聯網全能施肥機價格一般就在3 萬元左右。一方面，中國農業小而分散，組織化水平不高，不適合小規模農戶的使用，部分小規模的企業和合作社也由于建設信息化的資金相對不足，會減少或不采用信息化設備[11]。另一方面，當前農業信息化建設投資模式單一，主要依靠政府投入，社會投資和金融投資，間接促使農業信息化建設資金不足，減慢了農業信息化建設進程。

2.2 在人員素質方面，農業＋信息化復合型人才較為匱乏

物聯網背景下農業信息化建設需要既了解國家農業農村發展的政策規劃，又懂得農業信息技術的復合型人才，但目前此類人才較為匱乏[11]。一方面，國內各大高校多數是分別設立的農業技術、信息技術等專業，較少設立農業信息化的專業方向，專門從事農業信息化管理和信息分析的人員十分有限，導致農業＋信息化復合型人才較為匱乏[12]。另一方面，基層農業信息化服務人員要求既能夠幫助農民解決網絡、手機多功能應用，又能幫助農民解答疑問，提供市場信息，指導和幫助農民生產，但多數基層信息服務人員無法到達上述要求[13-14]。農業信息化復合型人才匱乏，嚴重影響了農業信息化的發展進程。

2.3 在基礎設施方面，農業信息化基礎設施發展不平衡

物聯網背景下農業信息化建設的基本要求是農業信息網絡基礎設施完備，雖然當前國內農業信息化基礎設施已經取得了較大的改善，但仍然存在著區域發展不平衡、建設成本高等問題[15]。一方面，國內部分農村區域，特別是中西部偏遠地區的農業信息化基礎設施鋪設工作并未完成，仍未最終解決互聯網“最后一公里”問題。同時，盡管許多縣、鄉、村配備了基礎網絡，但網絡傳輸能力較差，網速較慢，常常沒有信號或信號不穩定，也較少用于傳輸農業信息，不能充分發揮信息化優勢[16]。另一方面，農業信息化基礎設施后期的穩定性和實用性，以及網絡環境的安全性建設也十分重要。目前信息化基礎設施的運行維護較為困難，缺乏管理維護和維修的專業人員，一點小故障較易造成設施閑置，導致信息化基礎設施無法發揮效果。

2.4 在核心技術方面，核心技術有效應用不足

物聯網背景下農業信息化建設需要核心技術的堅實支撐，突破核心技術瓶頸，有效轉化技術成果，對于農業信息化建設至關重要[17]。一方面，當前國內農業信息技術研發應用水平仍然較低，國內的傳感器更多側重于對光照、溫濕度等環節條件的監測，而對動植物生物體系監測的開發較少，物聯網建設中的高端半導體芯片產業也一直受制于人，軟硬件技術均需進一步提升。另一方面，信息技術成果轉化效率亟待提升，大數據、遙感技術、物聯網等新技術在農業生產生活中的應用緩慢；各地農業信息網站、農產品質量追溯編碼、辦公自動化軟件等農業管理和服務信息系統應用緩慢；技術更新換代頻繁使應用人員不熟悉系統操作等，共同導致農業信息技術有效應用不足。

表1 “十三五”時期農業農村信息化發展指標

2.5 在管理體系方面，組織管理體系不夠完善

物聯網背景下農業信息化建設需要有明確的科學規劃、完善的法律和政策制度、統一的技術標準和指導規范，需要充分認知農業信息化的內涵，重視農業信息化的作用，積極推進農業信息化發展[18]。其一，國內農業信息化建設組織體系還不夠完善，缺乏健全的法律和政策制度，缺少統一的技術標準和指導規范，導致農業信息化體系運行不流暢，降低了農業信息服務的質量，不能充分發揮農業信息化效能。其二，少數地區對農業信息化建設的認識不夠到位，沒有真正意識到農業信息化對“三農”發展的促進作用。

3 物聯網背景下農業信息化建設對策建議

3.1 加大政府扶持力度，鼓勵投資方式多元發展

物聯網背景下農業信息化建設資金方面需要政府大力扶持。第一，要加大對農業信息化的投入，設立扶持資金和專項資金[19]，鼓勵積極研發和創新農業信息化技術，對有突出貢獻的單位或個人給予獎勵，鼓勵應用農業信息化技術，對購買先進信息化設備的新型農業經營主體和農民給予優惠或補貼[20]；第二，銀行應優先辦理信息化建設投資項目的立項和審批，對信息化建設的投資項目優先貸款或貼息，并設立農業信息技術產業發展和創新風險基金；第三，要鼓勵和積極動員社會力量參與農業信息化建設，通過設立基金會、設立中小企業貸款擔保機構等方式引入社會資本，多元化發展農業信息化建設融資方式。

3.2 調整人才培養結構，提升基層農業信息化服務人員整體素質

物聯網背景下農業信息化建設專業人才緊缺，嚴重影響著國內農業信息化建設的發展進程，培育同時精通農業和信息化技術的復合型人才至關重要[21]。（1）各高校應調整人才培養結構，在信息化專業中引入農業學科，將專業學科方向與市場應用對接，積極開展校企合作，加快培養農業信息化專業技術人才，增強農業信息化技術創新的能力。（2）需要通過優惠政策和優厚待遇，積極引導優秀高校畢業生參加農村基層信息化服務工作，增加農業信息化服務專業人才供給。同時，還應通過積極開展各類農業信息化技術培訓，提升現有基層農業信息化服務人員的服務質量和水平，使其更好地服務于農業現代化建設。

3.3 加強基礎設施建設，強化設備設施運行維護

物聯網背景下農業信息化建設基礎設施仍需進一步加強和完善。（1）需要加快完善農村網絡基礎設施和通信設施[22-23]，加快部分農村區域，特別是中西部偏遠地區農業信息化基礎設施工作的鋪設工作，讓網絡覆蓋全體農村居民，還需提高網絡傳輸能力，提升網速。（2）要注重加強農村信息服務平臺、農業信息資源大數據庫、基層農業信息網站、農技服務網絡等平臺的建設，注重平臺的更新速度、實效性，增加信息量，為農民提供及時、有效的各類信息，充分發揮農業信息化的優勢。（3）要強化農業信息化基礎設施的運行維護，加強對基層基礎設施運用和簡單維修的培訓，培育基層信息化管理維護和維修專業人員，減少設備閑置狀況，發揮農業信息化基礎設施應有效果。

3.4 突破關鍵核心技術，落實信息技術成果應用

物聯網背景下農業信息化建設中核心技術的應用效率有待提升。（1）要著力突破一批關鍵核心技術，針對制約農業信息化發展的瓶頸問題[24]，系統研究農業專用傳感器、智能作業裝備、動植物生產優化調控模型、農業機器人等共性關鍵軟硬件技術[25]，提升農業信息化技術原始創新、集成創新的能力，同時注重核心技術的引進、消化再創新。（2）要注重農業信息化技術成果的轉化，促進產學研用深度融合，加強信息技術在農業生產和生活中的應用。例如，通過農業與大數據相結合，系統分析馬鈴薯、大蒜等農產品的市場需求量，對農民進行生產指導；通過物聯網技術精準控制水、化肥和農藥等在農業生產的用量[26]。

3.5 完善相關制度體系，加深農業信息化認知

物聯網背景下農業信息化建設組織管理體系仍然不夠完善，嚴重影響了農業信息化的建設水平和實現效果，應加強完善農業信息化制度建設。（1）不斷完善農業信息化的法律法規和政策制度[27]，探索科學明確的發展規劃，制定并推廣統一的技術標準體系。（2）促進農業信息化建設示范點的建設，在示范點先行建立成熟的農業信息化運作模式及管理規范，解決技術創新、流程優化等問題，形成可推廣可復制的技術模式。（3）通過積極開展農業信息化的學習、交流活動，加深各級政府管理部門對農業信息化建設的認識，積極推動各級農業信息服務平臺的建立，及時推送各類公益、便民的農業信息，推廣新型實用技術，傳播現代農業科學技術，更好地指導農業生產經營管理。

4 結語

物聯網背景下農業信息化建設驅動了農業轉型升級、提升了農業發展質量和效益，已成推動鄉村振興、精準脫貧和農業現代化建設的關鍵環節。通過加大政府的扶持力度，鼓勵投資方式多元發展，將使農業信息化建設的融資環境更加寬松；通過調整人才培養結構，積極開展農業技術培訓，將提升農業信息化服務人員的綜合素質；通過加強基礎設施建設，強化設備設施運行維護，將不斷提高農業信息化建設的應用效能；通過突破關鍵核心技術，加快信息技術成果轉化應用，將大幅提升農業信息化建設的核心競爭力；通過完善農業信息化建設組織管理政策體系，不斷加深認知，有利于為農業信息化建設提供制度保障。農業與信息化的全面深度融合，將形成農業轉型升級的助推器，從而為農業農村發展提供新動能。