江西省智慧农业发展探讨

王辉　周会祥

摘要    智慧农业将新一代信息技术与农业生产、经营、流通、管理、服务全面融合发展，实现农业生产全过程的信息感知、精准管理以及智能控制。本文在分析智慧农业发展历程、国内农业发展现状和智慧农业助力农业发展的基础上，阐述江西智慧农业的发展模式、趋势以及可能遇到的挑战，以期为江西农业发展提供参考。

关键词    智慧农业;发展模式;现状;趋势;江西省

中图分类号    F323.3         文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）13-0220-04                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

a

Discussion  on  Development  of  Intelligent  Agriculture  in  Jiangxi  Province

WANG Hui    ZHOU Hui-xiang

（School of Software，East China Jiaotong University，Nanchang Jiangxi 330013）

Abstract    Intelligent agriculture integrates the new generation of information technology with agricultural production，management，circulation，management and service to achieve information perception，precise management and intelligent control in the whole process of agricultural production.Based on the analysis of the development process of intelligent agriculture，the status of domestic agricultural development and intelligent agriculture support for agricultural development，this paper expounded the development model，trend and possible challenges and solutions of intelligent agriculture in Jiangxi，in order to provide references for Jiangxi agricultural development.

Key words    intelligent agriculture;development model;status;trend;Jiangxi Province

智慧農业是互联网及相关信息技术和现代农业深度融合和创新发展的结果，充分利用物联网、大数据及人工智能等信息技术对农业生产要素进行信息化改造，建设以精准化生产、科学化管理、智能化控制为目标，实现农业生产全过程的信息感知、精准管理以及智能控制的一种全新农业生产方式，可实现农业的可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。智慧农业不仅可以有效改善农业生态环境、提升农业生产经营效率，而且还能够彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构[1]。

为适应当前农业现代化，尤其是农业信息化发展的新形势，本文总结了农业发展现状，综述了智慧农业的发展，梳理了江西省智慧农业建设的阶段性成果、可复制推广的经验做法以及江西省智慧农业的发展模式，阐述了智慧农业未来发展趋势和挑战，以期为智慧农业建设提供参考。

1    农业发展现状

1.1    中国农业现状

2004年以来的14个中央一号文件的主线是统筹城乡发展，构建强农惠农富农政策体系，目的是加快实现农业现代化、农村全面小康和农民增收致富，大力支持农业发展。取得粮食连续多年增产，农业生产能力实现质的飞跃;农民收入持续增长，城乡居民收入与消费差距不断缩小;农业转型步伐加快，农业现代化水平明显提高;农村基础设施明显改善，农村面貌发生根本性变化;农村社会事业取得突破性进展，公共服务全面提升;农村改革深入推进，发展活力不断激发等显著成就。尤其是2012年以来，智慧农业概念被大量提出，目标是实现乡村振兴战略，重点解决以下六大问题：提高生产经营效率、降低生产成本、解决农业劳动力结构性短缺和老龄化问题、提升农产品安全、改变生态环境及改变生产者和消费者观念等。近年智慧农业发展过程如图1所示。

1.2    中国农业存在的问题

1.2.1    人均耕地面积少，优等耕地质量占比少，农作物灾害影响严重。中国是一个农业大国，也是一个农业弱国，由于建设占用、自然灾害、生态退耕以及农业结构调整等多种原因导致耕地面积不断减少，人均耕地面积远远小于世界平均水平，优等耕地质量占比较少。由于随意使用化肥、农药以及大气污染、不科学轮作耕地等原因，导致耕地质量下滑严重。此外，我国农作物受水灾、旱灾、风雹和冰冻等自然灾害的影响大，尤其是水灾和旱灾，每年作物受灾面积近2万hm2，粮食减产总量为300亿～400亿kg。

1.2.2    农业经营人员受教育程度低。随着城市化、城镇化速度加快，劳动人口流动已成为中国普遍的社会现象，当前农村青壮年劳动力大批量进城务工，根据2017年12月统计的全国农业普查数据，全国农业生产经营人员共计3.14亿且受教育程度在初中及以下占比为91.8%，远高于全国受初中及以下教育人数占比的76.1%。大部分农民的文化水平为初中，文化水平较低，因而他们对很多先进的科技产品和管理理念不了解，进而阻碍了智慧农业的推广[2]。

1.2.3    农业设备及软件服务成本过高。2016年3月，在专场新闻发布会上，农业部部长韩长斌表示，截至2015年，农民人均可支配收入达11 422元，在“十二五”期间，平均增幅达到了9.6%，连续6年高于GDP涨幅。需要注意的是，农民的人均可支配收入虽然在逐年提高，但是仍然不足以购买信息化设备及服务。以植保无人机为例，大疆公司出品的MG-1农业植保机，采用八轴动力系统，标准荷载10 kg，作业效率高，作业面积达2.67～4.00 hm2/h，为人工作业效率的40～60倍，但其52 999元的单机价格使大部分农民望而却步，由此限制了现代化高新技术进入农业市场的速度，极大地影响了农业信息化和机械化程度[3]。

1.3    江西省农业发展现状

江西省土地总面积达到16.69万km2，从地貌地形上看，分为“一水六山二分田，一分庄园和道路”，形成了“三区一片水稻生产基地”（赣抚平原、鄱阳湖平原、赣西粮食高产片和吉泰盆地粮食主产区）、“一片两线生猪生产基地”（京九、浙赣沿线和赣中优势片）、“沿江环湖水禽生产基地”（环鄱阳湖、赣江沿线）、“一环两带蔬菜生产基地”（济广高速沿线带、大广高速沿线带、环南昌）、“环鄱阳湖渔业生产基地”“南橘北梨中柚果业生产基地”“四大茶叶生产基地”（赣中、赣东北、赣南、赣西北）。但是从总体上看，比较效益低仍然是江西省农业的最大问题，现代化程度不高仍然是江西省基本农情，产业化程度相对滞后仍是江西省农业的根本现实[4]。

江西省作为传统农业大省，农业资源丰富，区位优势明显，但仍属经济欠发达省份，财政支持农业力度有限，导致农业发展水平不高，农业现代化进程缓慢，与周边农业发达省份相比差距明显。目前江西省已经一只脚迈进了现代农业，一只脚仍在传统农业，破解发展难题是当务之急。江西省在农业信息化建设方面投入不足，导致农业信息化建设水平与经济发达省份相比差距较大。例如，2005年在国家推动“金农工程”一期建设时，国家发改委批复江西省自筹建设资金开展配套建设，但由于多方面原因导致省财政资金筹措不到位，而未能立项开展江西“金农工程”一期建设，以致于江西省在近10年来错失了一次与全国各省在同一起跑线发展农业信息化建设的重要机遇。随着“互联网+”农业建设兴起，国内外知名涉农信息化企业陆续进入江西市场，但往往存在“水土不服”、本地化服务不到位、技术支撑跟不上等现象。全省从事农业生产的主要是受教育水平较低的人群，而从事农业信息化工作的专业人才严重匮乏，制约了江西省农业信息化的发展。

2    智慧农业发展综述

2.1    智慧农业发展历程

20世纪70年代末，以美国为代表的欧美国家率先开始农业信息化的应用研究，以运用新技术、汇集农业知识和专家经验等，为农业生产者、经营者提供资源服务的农业专家系统为典型代表。20世纪80年代末，我国开始开发利用涉及农作物栽培、病虫害防治、生产管理和节水灌溉的农业专家系统。20世纪90年代，计算机视觉应用到农业中，并取得较大发展，农业机器人成为农业发展的新方向。进入21世纪，农业劳动力不断向其他产业转移，结构性短缺和老龄化等问题使包含数字农业、精准农业、智能农业等特征的智慧农业得到规模化应用。数字农业指利用传感器、摄像头、智能穿戴设备等，将农业对象、环境以及全过程进行可视化表达、数值化展现和信息化管理的一种现代农业技术[5]。随着农业物联网的发展，利用各种数据采集设备对收集到的数据进行系统化管理，实现自动化、智能化和远程控制等。精准农业又称精细农业、精确农业，关键在于定位、定量及定时，目标是实现精准灌溉、施肥和杀虫等农业过程。智能农业主要指农业机械的智能化利用，通过农机联网以及智能机器人等实现。

2.2    智慧农业助力农业发展

智慧农业涉及农业的生产、流通和销售3个环节。智慧农业的主要特征在于农业全产业、全过程智能化的泛在化，即在农业系统的各个方面、在农业实施的全部过程中达到智能化。智慧农业依照应用领域的不同大致分为智慧生产、智慧经营、智慧管理、智慧服务等方面。“3S”技术（遥感技术RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS）、物联网、无线通信技术、以数据分析和数据挖掘为主的大数据技术以及以机器视觉和深度学习为主的人工智能技术等与传统农业结合，助力农业快速发展，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。在智慧农业中，推行農业物联网技术、机器人、无人机等在农业生产中使用，可减少农药、化肥、水资源投入，降低用工成本，实现精准控制和远程操控，达到农业高产、高效、优质、生态、安全的目标[6]。新技术在智慧农业方面的应用实例如表1所示。

2.2.1    智慧农业在生产环节的典型应用。

（1）数据平台服务。利用物联网、传感器、无线通讯、大数据、云计算以及人工智能等技术对农业生产过程中的数据（例如土壤、气候、作物生长和病虫害等数据）进行收集、整理和分析，通过可视化技术进行展示，达到对农作物生长情况进行实时跟踪、监测和管理，对病虫害进行有效防治，对产量进行科学预测等目的。农业数据收集主要采用卫星遥感技术、无人机航拍和无线传感器等方式进行收集。通过卫星遥感技术收集土地、农作物以及天气气候等数据，但是卫星遥感技术最高精度仅为几米，多用于大田种植，精确度仍有待提高;通过无人机航拍监测农作物长势、病虫害等数据;通过传感器采集空气、土壤的温度、湿度、光照强度、降水量以及农作物生长数据，但传感器易损坏、测量数据不准、精度不高等问题仍很突出。因此，智慧农业所收集的信息存在数据混杂、质量不高、获取难、收集周期长等问题，阻碍了智慧农业的进一步发展。

（2）无人机植保及农机自动驾驶。由于城市化、城镇化的高速发展，导致农村劳动力短缺、劳动力成本高、农民效率低、农药使用严重等问题。无人机植保通过农药研发（固态和液态药剂）、无人机植保制造（软硬件设计、飞控系统等）和飞防队进行植保服务。农机自动驾驶目的是提高作业效率和质量，利用GPS、北斗卫星导航实现农机沿规划路线进行作业，主要通过角度传感器实时监测路径是否偏移，及时调整农机路线，并利用卫星导航实时定位农机作业状态、运行参数和位置数据等，以减小和规划路线之间的偏差，实现实时故障诊断和故障预警;利用感知系统获得的数据进行分析判断，并制定科学的路径规划和决策。

（3）精细化养殖。当前，养殖业存在抗生素滥用、畜禽药物残留严重、产品品质较差等严重问题，精细化养殖在育种、繁育、饲养和疾病防疫等过程中，以新技术、新理念降低畜禽死亡率，通过精准饲喂、实时监控、疾病预防等手段来提高畜禽产品质量和品质，实现以品质和安全为主的养殖理念。

2.2.2    智慧农业在流通和销售环节的典型应用。

（1）农产品质量安全监管追溯平台。智慧农业能通过对各种生产数据进行收集、统计和分析形成报表，提供给政府监管部门分析和决策之用，以保障农产品质量安全。在养殖、种植生产作业环节，构建集作物模型分析、环境生理监控和精准调节为一体的农业生产自动化系统和平台，并根据不同的自然生态条件相应地改进农业生产工艺，进行农产品差异化生产;在食品安全环节，通过构建农产品溯源系统，记录储存农产品生产、加工等过程的相关信息，消费者能通过食品识别号对所购买的农产品进行查询认证。政府监管部门以健全监管体制机制为核心，提升全程监管能力，实现农产品可追溯、源头可控制、基地可查询、生产可监管，搭建全程可追溯、互联共享的农产品质量和食品安全信息平台，健全完善覆盖主要农产品质量安全及农业投入品监管的追溯体系，健全从农田到餐桌的农产品质量安全过程监管体系，保障消费者“舌尖上的绿色与安全”。

（2）农产品电子商务平台。充分利用信息技术逐步创建最短距离、最快速度、最少环节的新型农产品流通方式。创新互联网金融、智慧物流，融合O2O、B2C、B2B、C2B、C2C、F2C（农场直供）、C2F（订单农业）、CSA（社区支持农业）及众筹、认领、私人定制等新型流通业态，构建“日用品下乡、农产品进城、休闲农业触网”为特征的农产品电商平台。

3    江西智慧农业发展模式研究

2015年以来，江西省为加快推进现代农业强省的战略目标，充分发挥信息化进村入户示范引领作用和“互联网+”行动计划要求。省农业厅在全国农业领域率先采用PPP模式，引入社会资本和专业信息化团队，坚持理念创新、顶层设计、规划先行和整省推进的发展思路，以实现农业生产智能化、经营电商化、管理高效化和服务便捷化的“四化”为目标，以提升种养好、管控好、买卖好和服务好“四好”为功能定位，创新性地将“互联网+现代农业”战略转换为智慧农业“123+N”一期建设，即建设“1云”（江西农业数据云）、“2中心”（农业指挥调度中心、12316资讯服务中心）、“3平台”（农业物联网平台、农产品质量安全监管追溯平台、农产品电子商务平台）、“N个系统”（涉及各农业行业应用的约有60个子系统）。2016年江西智慧农业项目成功入选财政部第三批PPP示范项目，成为全国农业领域第一家国家级PPP示范项目，成为江西“互联网+”行动的“样本”工程[7]。江西智慧农业建设总体进度安排如图 2所示。

4    江西智慧農业建设

4.1    功能定位

4.1.1    坚持农业生产智能化，实现“种养好”。以提高农业生产智能化水平为目标，重点打造全省农业物联网云平台，全面提升数据采集、环境监测、远程控制、智能分析等功能，积极推广农业物联网技术示范应用点，培育一批示范应用典型，打造可复制的智慧农业新标杆。解决如何“种得好、养得好”的问题，实现现代农业生产“节本增效，高产生态”。

4.1.2    坚持农业管理高效化，实现“管控好”。重点建设农产品质量安全监管平台，完善农产品监测预警平台体系，优化农产品市场信息采集手段，推动农产品信息发布机制创新，提升市场价格监测预警、价格调控及公共服务的能力和效率。解决如何“管得好”的问题，实现生态环境安全、农资安全、农产品安全。

4.1.3    坚持农业经营电商化，实现 “买卖好”。按照“政府引导、企业运营、社会参与、服务农民”的基本原则，深化与商务、邮政、银行、保险、正邦、淘宝、京东等单位和电商企业合作，构建全新的江西省农产品电子商务营销体系，打造成熟的农产品电商“江西模式”。创新互联网金融、智慧物流、众筹认领等新型流通业态，解决如何“卖得好”的问题，在全国范围内大力推广江西农产品。

4.1.4    坚持农业服务便捷化，实现“服务好”。江西省智慧农业建设项目首要目标是建立实用、先进的农业资源和信息采集系统，对农业基础数据、市场、生产等信息进行科学而高效的管理，提高数据生产、维护和服务的效率，保证数据的高质量和及时性。通过搭建12316综合服务系统和种植、养殖、农机等综合服务体系，解决如何“服务好”的问题，提升农民获取快捷、便利、高效信息的能力。

4.2    建设原则

江西智慧农业建设过程中坚持顶层整体谋划、路径科学设计、资源充分整合、数据上下共享，做到管全局、管全域，全省一盘棋推动;坚持统筹规划、示范带动，市、县在推动智慧农业建设时要服从省级规划和顶层设计，可以在省级智慧农业基础上进行拓展延伸，因地制宜开发本地化的平台和系统;探索政府引导、市场运作。坚持政府主导、市场主体，鼓励社会各界共同参与，推动建立多方共赢的可持续商业化运行机制;创新引领，把信息技术创新摆在农业农村信息化发展的核心位置，协同推进原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，全面提升创新能力;应用为要，把农民用得上、用得好、用得起、能致富作为衡量标准，大胆探索创新应用机制和模式，务求信息技术推广应用取得实效。努力在全国现代农业建设热潮中占得先机、率先发展、弯道赶超，将江西智慧农业建设成为江西“互联网+”行动的“样板”工程[8]。

5    江西智慧农业未来发展趋势与挑战

5.1    强化政策导向

政府需要对智慧农业发展进行宏观指导，制定相关政策，明确发展重点、发展阶段和发展模式。在农业领域，通过采取鼓励政府与社会资本合作、设立科技投资风险基金、降低农村金融信贷门槛、金融机构开辟农村市场、试行农业数据与服务资源有偿交易等方式，弥补政府供给主体的功能与投入缺陷，实现智慧农业可持续发展。

5.2    资源集约化、农业智慧化

整合有限资源，利用现代化管理技术合理分配资源、降低成本、提高工作效率、最大化农业经济效益。通过政府与企业间合作，加强产业链整合。规范信息采集标准，完善涉农部门及涉农信息的交流共享机制，有效整合全省农业应用系统数据，不断获取多样数据，分析挖掘核心数据。不断发展物联网、人工智能等新技术，实现智慧感知、智慧管理和智能收割等农业智能化发展，使农产品从源头到终端信息可追溯。

5.3    加强信息化技术研发及人才培养

由于全省从事农业生产的主要是受教育水平较低的人群，而从事农业信息化工作的专业人才严重匮乏，制约了江西省农业信息化的发展。农业信息化基础建设投入大，设备成本与网络租用费高，持续时间长，核心技术和设备来源于国外。因此，加大关键技术与设备研发力度，学习国外先进理念，将科研成果尽快转化为生产力，有效降低农业信息化建设的成本等都是今后大规模推广智慧农业急需解决的问题。

5.4    完善基础设施建设

加快土地流转，落实扶持农业龙头企业发展政策，规范农民专业合作组织，在优势特色产业集中的区域组建同类产业联合发展体。让有条件的地区适度规模化发展，加快信息化基础设施建设，利用大数据、物联网、“互联网+”以及人工智能等新技术建设智慧农业基础设施，提高农业信息化水平。

5.5    继续坚持PPP建设模式

面对江西农业现代信息化程度不高、财政资金长期投入不足的现状，通过引入社会资本和引入专业的技术、管理经验，可以实现以少量的政府财政支出迅速实现农业现代信息化、带动农业产业发展、推进现代农业强省的建设目标。江西智慧农业作为农业领域的首个国家PPP示范项目，要在国家、省级发改与财政部门的指导下，严格执行各项审批、招标程序，依法依规完成项目公司组建，规范项目投资管理和实施程序，明确操作规则与考核机制，为项目后续拓展、运行维护奠定良好的基础。

6    参考文献

[1] 彭程.基于物联网技术的智慧农业发展策略研究[J].西安邮电大学学报，2012，17（2）：94-98.

[2] 黄祖辉，俞宁.新型农业经营主体：现状、约束与发展思路：以浙江省为例的分析[J].中国农村经济，2010（10）：16-26.

[3] 张震，刘学瑜.我国设施农业发展现状与对策[J].农业经济问题，2015（5）：64-70.

[4] 管帮富，陈勋洪.智慧农业-江西智慧农业实践及典型案例分析[M].南昌：江西高校出版社，2017.

[5] 杨大蓉.中国智慧农业产业发展策略[J].江苏农业科学，2014，42（4）：1-2.

[6] 林欢，许林云.中国农业机器人發展及应用现状[J].浙江农业学报，2015，27（5）：865-871.

[7] 王辉，汤文亮，王永祥.江西省智慧农业PPP模式发展历程及现状分析[J].安徽农业科学，2018（2）：174-176.

[8] 徐文峰.襄阳市农业信息化建设现状与对策研究[D].南昌：江西农业大学，2018.