新一代信息技術驅動下我國智慧農業發展路徑選擇

張新紅　劉陽

摘要：新一代信息技術應用于農業建設，對加速實現農業轉型升級具有重大推動作用。在介紹我國傳統農業發展現狀的基礎上，分析了新一代信息技術對智慧農業困境的突破措施，闡述了新一代信息技術與農業深度融合，分步驟、分階段向前推進的路徑選擇。

關鍵詞：新一代信息技術;互聯網+;智慧農業;路徑選擇

我國農業正處于傳統農業向現代農業過渡階段，傳統落后的農業生產經營方式依然影響著農業發展。以物聯網為代表的新一代信息技術是我國工業文明的產物，它的應用對我國傳統農業的發展起到積極推進作用，促使農業發展向生產智能化、經營網絡化、管理智慧化、服務信息化等方向推進，智慧農業在我國正油然升起。智慧農業是智慧經濟的重要內容，是依托物聯網、大數據、云計算以及3s技術為一體的新一代信息技術與農業生產相融合的產物，通過對農業生產環境的智能感知和數據分析，實現農業生產精準化管理和可視化診斷。農業信息技術的廣泛應用，對傳統農業的生產、經營方式提出了挑戰，同時，對農業發展也帶來了機遇，新一代信息技術為我國智慧農業的發展提供了智力支持，為我國農業轉型升級、可持續發展奠定了基礎。

一、我國傳統農業發展現狀

農業部在2010年批準在河南、新疆、上海、青海等地開展智慧農業試點，旨在借助物聯網技術改變種植規模，增強機械控制強度，加快農機設備改良。經過初步發展，當前我國農業用于供水系統、種子、機械、無人機以及農業管理軟件的研發費用已超過10億元。利用物聯網進行日常農業生產的實踐越來越多，但由于農產品生長周期長，在種植、采摘和儲存過程中存在各種不可控的自然風險，導致產量減少、品質受損，使得我國農業在生產力提升和創新方面進展依舊緩慢。

（一）農業生產者信息化素養不高

傳統農業生產者多數文化程度不高，對電腦操作不熟練，對智能化農機設備的操作更是“望洋興嘆”。盡管近年來在基層管理者中信息化素養較高的大學生村官和第一書記的帶領下，農民信息化素養有所提高，但僅限于網上購物、熟練使用智能手機等，難以操作和使用現代化的智慧農業生產設備，更不能滿足智慧農業對高水平技術人員的需求。實踐中，參與智慧農業建設的各試點紛紛搭建各類農業科技服務平臺，但由于農戶缺乏必要的操作技能，對平臺的服務獲取能力有限;加之各平臺尚未統一規劃、聯合，各自為戰，更降低了農戶的應用普及程度。

（二）現有農機設備智能化程度不高

目前我國農村大部分地區畜牧養殖和農田種植機械程度較低，如，水管引流灌溉、小型拖拉機改造的收割機等。農業基礎設施落后，農業機械設備現代化程度低，更新換代緩慢;物聯網設備、智能遙感設備等智能終端稀缺，且價格昂貴，硬件不達標，嚴重制約著智慧農業的發展。

（三）缺乏信息共享機制

農作物生產、物流和需求等信息不能實時共享，農民缺乏必要的指導，導致谷賤傷農現象時有發生。媒體近年來大量報道的“蒜你狠”“豆你玩”“姜你軍”等農產品豐產不豐收現象不斷出現。相關農業部門監測統計，近年來涉及滯銷的農產品有大蒜、生姜、大豆、桃子、西瓜、香芋、葡萄等，涉及地區超過全國省區數量的一半以上，主要有河南、河北、山東、山西、貴州、江西、安徽、海南、陜西等省。農產品滯銷原因有多種，如，自然因素、市場因素及農戶自身情況等，其中，影響農產品滯銷的最直接原因是缺乏信息共享機制和有效信息診辨能力。

二、新一代信息技術對智慧農業困境的突破

新一代信息技術是國務院確定的戰略新興產業之一，它不僅限于信息領域的技術變遷，更主要的是通過信息技術的整體平臺實現不同產業的代際變遷。在農業領域，目前智能化農機設備結合人工智能技術，可以實現從作物選擇、播種、災害預防、作物收獲等整個農業生產流程的人機合作，降低因自然原因導致的農作物減產、損失等風險。同時，現階段智能化信息技術變革的速度和范圍有利于農村和農業發展，農民直接參與生產、加工、儲存、銷售各環節，并通過提供更高水平的教育、衛生、金融和市場服務等提高農民收入，新一代信息技術的應用將推動農業向智能化、綠色化、服務化等方向發展。

（一）促進人才培養便捷化

發展智慧農業，培養既熟悉農業發展又精通信息技術的人才是關鍵。培養符合智慧農業發展要求的“新農人”，除了定期邀請技術專家進行短期技術培訓外，還需要農業從業者利用碎片化時間隨時隨地學習新知識、新技術，提高自身信息化水平，這種學習可通過移動學習模式實現。移動學習是在終身學習的思想指導下，利用現代通訊終端，如，智能手機、PDA等設備進行隨時隨地的遠程學習。移動學習實現的技術基礎是移動計算技術和互聯網技術，即移動互連技術。無論在田間地頭，還是在村莊農舍，利用等候間歇的碎片時間，隨時隨地打開智能手機或平板電腦，瀏覽最新資訊、觀看在線視頻課程，以學習新技術。移動學習使農民能更便捷地學習新技術、新知識，學習使用智能化農機設備，學習如何利用電商平臺進行營銷，學習研發經濟實用的智能終端設備，快速成長為時代所需要的掌握新一代信息技術的“新農人”，從而帶領更多農民創新、創業，實現農民致富的夢想。

（二）促進農業發展智能化

新一代信息技術在農業領域的應用主要體現在以云計算、物聯網、大數據、人工智能技術的應用。云計算技術為建設農業綜合信息系統即“大農業”云平臺提供了技術保障，使信息共享成為可能。物聯網技術利用遙感設備、智能監控錄像設備和智能報警系統等監測農產品生產環境和生長狀況，根據不同的土質、作物長勢和其他農業生態環境特點準確地控制種子、肥料、農藥等的配比和用量，有利于提高農作物產量，降低肥料和農藥的消耗，實現智能化遠程控制。大數據技術采集物聯網設備產生的數據，經過預處理、分析、計算和挖掘，用于農作物價格預測、病蟲害發生的種類和范圍預測、作物生長健康評估、產量預測等。人工智能在智慧農業的典型應用是農業機器人和無人機，人工智能技術作為一種生產手段，因地制宜地投入農業生產，易用可靠，節省時間和提高效率，創造更大的經濟利益。

（三）促進農業生產集約化

新一代信息技術對各生產要素結構、要素投入效率、要素投入質量等方面進行優化，使之前較分散的各類要素得到有效配置，促進農業資源要素的集成化，促進農業生產向集約化、產業化方向發展，形成基于精準化和標準化的生產過程，在保護生態環境上具有重大作用。集約化生產可以提高土地利用率和土地生產率，增加農業生產的經濟效益，避免由于不斷擴大耕地面積而帶來的生態問題和社會經濟問題。

（四）促進農業服務精準化

信息技術時代，管理者應轉變思路，由以往的管理農戶轉變為服務農戶，滿足農戶的個性化需求。依托物聯網、大數據等新技術構建農業綜合服務平臺，為家庭農場、農民合作社、涉農企業提供服務。農業綜合服務平臺為農業管理決策層提供科學、準確的數據信息，指導農民及時調整種植與銷售策略，達到市場供需平衡。及時將市場的供需狀況反饋給農民，促進管理更加科學化，服務更加精準化。

三、路徑選擇

近年來，在政府的大力支持下，我國智慧農業發展迅速，部分地區取得了大量的突破性成果。但還應該意識到，我國智慧農業的整體技術水平與發達國家還有很大差距，在發展過程中存在基礎研究缺乏、技術積累不夠、智能技術應用范圍不廣、質量效益不高等問題。新一代信息技術為我國智慧農業發展提供了前所未有的新動力，將新一代信息技術與農業生產深度融合，分步驟、分階段向前推進是解決我國智慧農業發展存在問題的有效方法。總的來說，智慧農業的發展經歷初級、中級和高級三個階段，不同階段應有不同側重。初級階段以完善基礎設施、培養優秀人才為主要任務;中級階段以建設各種診療系統為主要任務;高級階段是建設“大農業”云平臺，將各物聯網設備、各級系統接入其中，實現數據集中管理、系統互聯互通、資源共享公用。

（一）智慧農業初級階段

1、加強物聯網等基礎設施建設。完善的基礎設施是發展“互聯網+農業”的前提。建設高標準的寬帶網絡覆蓋，實現GPS精準定位。建立農田土地管理、土壤數據、自然條件、作物苗情、病蟲草害發生發展趨勢、作物產量的空間分布等空間信息數據庫，采集、編輯、統計分析不同類型的空間數據，進行空間信息的地理統計處理、圖形轉換與表達，為分析差異性和實施調控提供處方信息。

2、培育“新農人”。2019年2月19日，國務院發布《關于堅持農業農村優先發展做好“三農”工作的若干意見》，提出大力發展面向鄉村需求的職業教育，加強高等學校涉農專業建設，服務鄉村振興戰略，為廣大農村培養以新型職業農民為主體的農村實用人才。另一方面，鼓勵在城市受過高等教育、具有豐富互聯網知識和技能的人才下鄉，從事農村信息化技能培訓，培養一大批具有新思維、懂數據分析、會營銷、懂細分定位、精通社會化媒體、懂產品、懂平臺、懂展現、懂管理的“新農人”。培養懂農業、愛農村、愛農民的“三農”工作隊伍。建立“三農”工作干部隊伍培養、配備、管理、使用機制，落實關愛激勵政策。

3、高效率利用智能農機設備和電商平臺。由當地政府統一購置智能化農機設備，以租賃的形式提供給農民，并提供相應的技術指導，統一部署智能終端設備、遙感設備，減少農民的投入，提高設備利用率。農產品電商平臺有“惠農網”“農產品網”“16988農產品集購網”等專業農產品電商網站，還有天貓、京東等綜合電商平臺及移動電商、微信電商等。要高效利用電商平臺必須進行大數據分析，運營人員需要通過微觀（競品）關系掌握有效數據，包括其購買情況、消費偏向、用戶活躍度、平臺數據和流量、信息回饋等以便制定更有針對性的推薦策略，提高營銷效率，使老客戶數量愈加穩定，新客戶不斷增生。完善縣鄉村物流基礎設施網絡，支持產地建設農產品貯藏保鮮、分級包裝等設施，鼓勵企業在縣鄉和具備條件的村莊建立物流配送網點，加快推進寬帶網絡向村莊延伸。

（二）智慧農業中級階段

1、構建基于機器學習的智慧農業決策系統。機器學習是人工智能的核心內容之一，構建基于機器學習的智慧農業決策系統，功能包括價格預測、農作物病蟲害預測等。系統可根據農業環境的變化，及時、準確做出決策，并根據歷史數據進行動態自適應學習，為農民、企業家了解來年作物價格提供參考依據，為作物病蟲害預防做好相應準備，降低病蟲害對農作物的危害。

2、利用圖像識別與分析技術構建農作物病蟲害圖像識別與診斷系統。農作物病蟲的精準識別是病蟲預報及防控的前提，基于深度學習的圖像識別系統，以高效率、低成本、易操作等優勢易于被農戶采納和接受。利用圖像識別與分析技術，構建智能化的病蟲害診斷系統，包括電腦客戶端APP和手機端APP，供農戶免費下載安裝使用。當農戶遇到作物病蟲害難題時，可通過手機拍攝上傳圖片的方式獲得系統或遠程在線專家的幫助和指導，系統將以熱力圖的形式顯示病蟲害的種類、等級，科學指導農藥噴灑，實現低藥劑、高效能。

3、利用物聯網技術，實現智慧種植管理。物聯網技術借助激光掃描、RFID、全球定位技術等形成完善的信息處理體系，可對產品運輸過程進行智能定位、實時監控和全程追蹤。也可對農作物的生產過程進行監控，從而獲取有效的數據信息，作為施肥、用藥量的依據，加大農資監管，合理控制用藥量，減少產品和土地污染。利用傳感器技術可對大棚光照、溫度及濕度實時監控和調整，提高蔬菜產品質量。通過在田間部署濕度傳感器，實時監測土地濕度，指導灌溉用水量和灌溉時長，實施遠程智能灌溉，提高水資源的利用率，節約用水。通過無線遙感技術、無人機等對作物病害范圍進行偵查，并將圖像傳回病蟲害識別和診斷系統，產生預警信息，幫助農戶早發現、早預防。

（三）智慧農業高級階段

智慧農業的高級階段就是建設“大農業”云平臺，構建產業創新生態體系，真正使農業具有“智慧”，從而實現農業可持續發展的目標。

1、基于云計算技術構建“大農業”云平臺。由政府主導打造一個“大農業”云平臺，實現各省市縣區農作物種植結構信息、倉儲物流信息、歷史及實時價格等農產品相關信息的公開共享;實現各類農作物監測系統、病蟲害診療系統、智慧農業決策系統等互連互通。“大農業”云平臺內容還應包括法律咨詢、商業咨詢、技術研發、專家問診、創新創業等，讓農民更加詳細地了解到有關的農業信息，以便及時有針對性地調整農產品的類型和數量，達到效益最大化。支持鼓勵農民、農產品加工銷售企業、創投機構、農業院校和研究所、農村合作社等多方參與平臺建設，構建科學規范、富有效率、充滿活力的創新創業生態系統，從政策、資金、技術等多方面支持農民創新創業。

2、產品銷售實現線下線上無縫對接。“大農業”云平臺是提供買家、賣家交流互動的信息共享平臺，方便農產品的發布和交易。基于互聯網技術將賣家、買家、物流在內的所有數據上傳到“大農業”云平臺，實現線下線上無縫對接。

3、積極拓展營銷渠道，實現收益指數級增長。充分利用淘寶、京東等電商平臺，微博、微信朋友圈、公眾號等自媒體，快手、抖音等新媒體的力量，擴大農產品的營銷渠道，改變銷售手段，打造社群營銷模式。社群營銷主要是把社會群體用戶作為重心，通過朋友圈分享、點贊等手段，挖掘潛在用戶，解決信任危機，完成商品營銷，實現農產品銷售規模指數級增長，產品效益最大化。

四、小結

新一代信息技術將使智慧農業呈現低成本、易操作、垂直化、大規模等趨勢，深度融合新一代信息技術能夠帶動我國農業發展的升級轉型，促進形成“產品在云端、銷售在云間、專家在全球、服務在身邊”的農業智能生態鏈。

（責任編輯 曹雯梅）