智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型過(guò)程中的挑戰(zhàn)及對(duì)策

熊航

【摘要】在加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的背景下，我國(guó)農(nóng)村數(shù)字化和農(nóng)業(yè)智能化水平不斷提高。智慧農(nóng)業(yè)通過(guò)數(shù)據(jù)、技術(shù)與實(shí)施主體在更高層次上的融合和價(jià)值創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的科學(xué)決策和精準(zhǔn)操作。當(dāng)前，我國(guó)在從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型中面臨諸多挑戰(zhàn)。應(yīng)以大數(shù)據(jù)立法為基礎(chǔ)，完善頂層設(shè)計(jì)和部門(mén)聯(lián)動(dòng)，統(tǒng)籌軟件硬件建設(shè)，加強(qiáng)科技人才培養(yǎng)，建立健全數(shù)據(jù)要素參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成果分配制度，構(gòu)建農(nóng)業(yè)知識(shí)圖譜，突破技術(shù)瓶頸，打通信息“孤島”，降低網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)跨越式發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智慧農(nóng)業(yè)? 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)? 農(nóng)業(yè)科技? 農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體

【中圖分類號(hào)】F323.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.24.011

推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的重大任務(wù)，是推動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。習(xí)近平總書(shū)記在12月28日至29日召開(kāi)的中央農(nóng)村工作會(huì)議上指出：“在向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)邁進(jìn)的歷史關(guān)口，鞏固和拓展脫貧攻堅(jiān)成果，全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，是需要全黨高度重視的一個(gè)關(guān)系大局的重大問(wèn)題?！鞭r(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)有賴于現(xiàn)代科技在農(nóng)業(yè)農(nóng)村中的應(yīng)用。

智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景及系統(tǒng)構(gòu)成

縱觀農(nóng)業(yè)發(fā)展史，農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程可以分為四個(gè)階段：體力和畜力驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)1.0階段，簡(jiǎn)易機(jī)械和農(nóng)作制度改良驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)2.0階段，生物技術(shù)和信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)3.0階段（包括“綠色革命”），大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)4.0階段。農(nóng)業(yè)4.0以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù)化決策、精準(zhǔn)化運(yùn)行、智能化控制、無(wú)人化作業(yè)等為發(fā)展方向和目標(biāo)，因而被普遍稱為“智慧農(nóng)業(yè)”。在育種到收獲、生產(chǎn)到銷售的農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中，智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)性地運(yùn)用了大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算（“大智移云”）等主要技術(shù)和傳感器、遙感、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)等輔助技術(shù)。

智慧農(nóng)業(yè)是一個(gè)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)。從功能和技術(shù)構(gòu)架上看，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由感知層、傳輸層和應(yīng)用層三個(gè)層面構(gòu)成。感知層的主要功能是采集信息，具體包括作物或畜禽等生長(zhǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)（光、溫、水、肥、空氣質(zhì)量等）和經(jīng)營(yíng)主體農(nóng)事操作的行為數(shù)據(jù)等，由自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、遙感技術(shù)、傳感器、氣象站、實(shí)地調(diào)查等數(shù)據(jù)獲取手段和工具組成。傳輸層的主要功能是接入和傳輸信息，是整個(gè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的通訊樞紐，旨在通過(guò)有線或無(wú)線的方式傳輸感知層所獲取的各種信息，并向應(yīng)用層發(fā)布操作指令。應(yīng)用層由云計(jì)算系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)等組成，其主要功能是對(duì)所獲取的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，并針對(duì)實(shí)際問(wèn)題建模和設(shè)計(jì)工作方案，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策，不難看出，智慧農(nóng)業(yè)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)與一系列現(xiàn)代科技結(jié)合的產(chǎn)物，它以數(shù)據(jù)的更充分獲取和利用為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)、技術(shù)與實(shí)施主體在更高層次上的融合和價(jià)值創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)理性的決策和精準(zhǔn)智能的操作。

智慧農(nóng)業(yè)不是對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的簡(jiǎn)單替代，而是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)上的升級(jí)和迭代;智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)也不是完全的“另起爐灶”，而是基于農(nóng)業(yè)2.0、農(nóng)業(yè)3.0以及當(dāng)前的信息化水平推進(jìn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)?？傮w上，當(dāng)前全球農(nóng)業(yè)正處于這一轉(zhuǎn)型的深刻變革中。雖然從實(shí)踐來(lái)看，這一轉(zhuǎn)型可能與前幾次相比進(jìn)行得更為迅速，但由于我國(guó)土地細(xì)碎化、農(nóng)戶規(guī)模小、農(nóng)村整體信息化水平不高，以及相關(guān)核心技術(shù)研發(fā)能力較弱等問(wèn)題，我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型所面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)方面。一是系統(tǒng)性獲取農(nóng)田與農(nóng)戶數(shù)據(jù)的成本偏高。對(duì)于農(nóng)戶的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)而言，智慧農(nóng)業(yè)是用精準(zhǔn)、理性的科學(xué)決策代替相對(duì)模糊、感性的經(jīng)驗(yàn)決策的農(nóng)業(yè)形態(tài)。農(nóng)戶的農(nóng)事決策一般是以地塊為單位進(jìn)行的，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)以準(zhǔn)確刻畫(huà)地塊和農(nóng)戶層面的特征數(shù)據(jù)為支撐，能夠?qū)嵤┽槍?duì)地塊甚至植株的精準(zhǔn)決策。地塊層面的數(shù)據(jù)主要包括土壤溫度、濕度、肥力等反映作物微觀生長(zhǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù);農(nóng)戶層面的數(shù)據(jù)主要包括反映生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體（普通農(nóng)戶、家庭農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)合作社等）的播種、田間管理、收獲等農(nóng)事活動(dòng)的數(shù)據(jù)。在我國(guó)農(nóng)地細(xì)碎化程度高和小規(guī)模分散經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)實(shí)條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩類數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性獲取都面臨高昂的成本。對(duì)于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體的行為數(shù)據(jù)，目前主要通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、訪談等方式獲取，主要信息來(lái)源為農(nóng)戶自我報(bào)告，調(diào)查周期相對(duì)較長(zhǎng)，一般整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)周期只開(kāi)展一次調(diào)查。這樣的數(shù)據(jù)獲取方式難以保證數(shù)據(jù)的客觀可靠性。一方面，許多受訪者從主觀上隱瞞信息或者提供虛假信息（例如刻意隱瞞農(nóng)藥的使用量或所收獲的產(chǎn)量）;另一方面，農(nóng)戶的非主觀因素也會(huì)造成信息誤差。為確保數(shù)據(jù)客觀、真實(shí)、可靠，在實(shí)踐中只能依靠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)和嚴(yán)格的調(diào)查執(zhí)行盡可能地避免非主觀因素的干擾，因而獲取數(shù)據(jù)的人力、物力成本較高。對(duì)于土壤數(shù)據(jù)的獲取，傳統(tǒng)方式是通過(guò)采集土壤樣本進(jìn)行檢測(cè)，需要依賴大量的人力物力投入;而借助各類土壤傳感器的現(xiàn)代手段又需支付較高費(fèi)用。因此，目前通過(guò)這兩種方式獲取符合地塊尺度決策需要的數(shù)據(jù)都面臨過(guò)高成本，且其成本隨著地塊細(xì)碎化程度和土壤異質(zhì)性的提高而不斷增加。

二是多元主體參與數(shù)據(jù)獲取，數(shù)據(jù)所有權(quán)不明晰。在智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，信息與通訊技術(shù)（ICT）、傳感器工具等被廣泛用于數(shù)據(jù)采集，原始數(shù)據(jù)還會(huì)被融合、加工形成新的數(shù)據(jù)，因而數(shù)據(jù)所有權(quán)難以界定和劃分。除農(nóng)戶之外，參與數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)的主體還包括數(shù)據(jù)采集工具供應(yīng)商、數(shù)據(jù)融合服務(wù)供應(yīng)商以及純粹的數(shù)據(jù)供應(yīng)商等。在數(shù)據(jù)獲取由多個(gè)主體共同完成的情況下，數(shù)據(jù)的所有權(quán)具有一定爭(zhēng)議性。而在所有參與數(shù)據(jù)獲取的主體中，農(nóng)戶的數(shù)據(jù)權(quán)益甚至隱私往往容易受到侵害。其一，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)設(shè)備在采集和使用非個(gè)人數(shù)據(jù)時(shí)，通常需要與個(gè)人身份可識(shí)別信息相關(guān)聯(lián)進(jìn)行認(rèn)證;其二，用于監(jiān)控地塊和農(nóng)作物的無(wú)人機(jī)、無(wú)人駕駛拖拉機(jī)等智慧農(nóng)業(yè)設(shè)備也同時(shí)具備監(jiān)控其使用者的功能，給侵犯農(nóng)戶的個(gè)人信息和數(shù)據(jù)帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)代產(chǎn)權(quán)理論指出，清晰的產(chǎn)權(quán)是資源有效配置和形成有效激勵(lì)的前提。只有厘清了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的權(quán)屬關(guān)系，充分保護(hù)各類數(shù)據(jù)獲取參與者的權(quán)利，才能持續(xù)地激發(fā)其采集和分享數(shù)據(jù)的積極性。