新一代信息技术驱动下我国智慧农业发展路径选择

张新红　刘阳

摘要：新一代信息技术应用于农业建设，对加速实现农业转型升级具有重大推动作用。在介绍我国传统农业发展现状的基础上，分析了新一代信息技术对智慧农业困境的突破措施，阐述了新一代信息技术与农业深度融合，分步骤、分阶段向前推进的路径选择。

关键词：新一代信息技术;互联网+;智慧农业;路径选择

我国农业正处于传统农业向现代农业过渡阶段，传统落后的农业生产经营方式依然影响着农业发展。以物联网为代表的新一代信息技术是我国工业文明的产物，它的应用对我国传统农业的发展起到积极推进作用，促使农业发展向生产智能化、经营网络化、管理智慧化、服务信息化等方向推进，智慧农业在我国正油然升起。智慧农业是智慧经济的重要内容，是依托物联网、大数据、云计算以及3s技术为一体的新一代信息技术与农业生产相融合的产物，通过对农业生产环境的智能感知和数据分析，实现农业生产精准化管理和可视化诊断。农业信息技术的广泛应用，对传统农业的生产、经营方式提出了挑战，同时，对农业发展也带来了机遇，新一代信息技术为我国智慧农业的发展提供了智力支持，为我国农业转型升级、可持续发展奠定了基础。

一、我国传统农业发展现状

农业部在2010年批准在河南、新疆、上海、青海等地开展智慧农业试点，旨在借助物联网技术改变种植规模，增强机械控制强度，加快农机设备改良。经过初步发展，当前我国农业用于供水系统、种子、机械、无人机以及农业管理软件的研发费用已超过10亿元。利用物联网进行日常农业生产的实践越来越多，但由于农产品生长周期长，在种植、采摘和储存过程中存在各种不可控的自然风险，导致产量减少、品质受损，使得我国农业在生产力提升和创新方面进展依旧缓慢。

（一）农业生产者信息化素养不高

传统农业生产者多数文化程度不高，对电脑操作不熟练，对智能化农机设备的操作更是“望洋兴叹”。尽管近年来在基层管理者中信息化素养较高的大学生村官和第一书记的带领下，农民信息化素养有所提高，但仅限于网上购物、熟练使用智能手机等，难以操作和使用现代化的智慧农业生产设备，更不能满足智慧农业对高水平技术人员的需求。实践中，参与智慧农业建设的各试点纷纷搭建各类农业科技服务平台，但由于农户缺乏必要的操作技能，对平台的服务获取能力有限;加之各平台尚未统一规划、联合，各自为战，更降低了农户的应用普及程度。

（二）现有农机设备智能化程度不高

目前我国农村大部分地区畜牧养殖和农田种植机械程度较低，如，水管引流灌溉、小型拖拉机改造的收割机等。农業基础设施落后，农业机械设备现代化程度低，更新换代缓慢;物联网设备、智能遥感设备等智能终端稀缺，且价格昂贵，硬件不达标，严重制约着智慧农业的发展。

（三）缺乏信息共享机制

农作物生产、物流和需求等信息不能实时共享，农民缺乏必要的指导，导致谷贱伤农现象时有发生。媒体近年来大量报道的“蒜你狠”“豆你玩”“姜你军”等农产品丰产不丰收现象不断出现。相关农业部门监测统计，近年来涉及滞销的农产品有大蒜、生姜、大豆、桃子、西瓜、香芋、葡萄等，涉及地区超过全国省区数量的一半以上，主要有河南、河北、山东、山西、贵州、江西、安徽、海南、陕西等省。农产品滞销原因有多种，如，自然因素、市场因素及农户自身情况等，其中，影响农产品滞销的最直接原因是缺乏信息共享机制和有效信息诊辨能力。

二、新一代信息技术对智慧农业困境的突破

新一代信息技术是国务院确定的战略新兴产业之一，它不仅限于信息领域的技术变迁，更主要的是通过信息技术的整体平台实现不同产业的代际变迁。在农业领域，目前智能化农机设备结合人工智能技术，可以实现从作物选择、播种、灾害预防、作物收获等整个农业生产流程的人机合作，降低因自然原因导致的农作物减产、损失等风险。同时，现阶段智能化信息技术变革的速度和范围有利于农村和农业发展，农民直接参与生产、加工、储存、销售各环节，并通过提供更高水平的教育、卫生、金融和市场服务等提高农民收入，新一代信息技术的应用将推动农业向智能化、绿色化、服务化等方向发展。

（一）促进人才培养便捷化

发展智慧农业，培养既熟悉农业发展又精通信息技术的人才是关键。培养符合智慧农业发展要求的“新农人”，除了定期邀请技术专家进行短期技术培训外，还需要农业从业者利用碎片化时间随时随地学习新知识、新技术，提高自身信息化水平，这种学习可通过移动学习模式实现。移动学习是在终身学习的思想指导下，利用现代通讯终端，如，智能手机、PDA等设备进行随时随地的远程学习。移动学习实现的技术基础是移动计算技术和互联网技术，即移动互连技术。无论在田间地头，还是在村庄农舍，利用等候间歇的碎片时间，随时随地打开智能手机或平板电脑，浏览最新资讯、观看在线视频课程，以学习新技术。移动学习使农民能更便捷地学习新技术、新知识，学习使用智能化农机设备，学习如何利用电商平台进行营销，学习研发经济实用的智能终端设备，快速成长为时代所需要的掌握新一代信息技术的“新农人”，从而带领更多农民创新、创业，实现农民致富的梦想。

（二）促进农业发展智能化

新一代信息技术在农业领域的应用主要体现在以云计算、物联网、大数据、人工智能技术的应用。云计算技术为建设农业综合信息系统即“大农业”云平台提供了技术保障，使信息共享成为可能。物联网技术利用遥感设备、智能监控录像设备和智能报警系统等监测农产品生产环境和生长状况，根据不同的土质、作物长势和其他农业生态环境特点准确地控制种子、肥料、农药等的配比和用量，有利于提高农作物产量，降低肥料和农药的消耗，实现智能化远程控制。大数据技术采集物联网设备产生的数据，经过预处理、分析、计算和挖掘，用于农作物价格预测、病虫害发生的种类和范围预测、作物生长健康评估、产量预测等。人工智能在智慧农业的典型应用是农业机器人和无人机，人工智能技术作为一种生产手段，因地制宜地投入农业生产，易用可靠，节省时间和提高效率，创造更大的经济利益。

（三）促进农业生产集约化

新一代信息技术对各生产要素结构、要素投入效率、要素投入质量等方面进行优化，使之前较分散的各类要素得到有效配置，促进农业资源要素的集成化，促进农业生产向集约化、产业化方向发展，形成基于精准化和标准化的生产过程，在保护生态环境上具有重大作用。集约化生产可以提高土地利用率和土地生产率，增加农业生产的经济效益，避免由于不断扩大耕地面积而带来的生态问题和社会经济问题。

（四）促进农业服务精准化

信息技术时代，管理者应转变思路，由以往的管理农户转变为服务农户，满足农户的个性化需求。依托物联网、大数据等新技术构建农业综合服务平台，为家庭农场、农民合作社、涉农企业提供服务。农业综合服务平台为农业管理决策层提供科学、准确的数据信息，指导农民及时调整种植与销售策略，达到市场供需平衡。及时将市场的供需状况反馈给农民，促进管理更加科学化，服务更加精准化。

三、路径选择

近年来，在政府的大力支持下，我国智慧农业发展迅速，部分地区取得了大量的突破性成果。但还应该意识到，我国智慧农业的整体技术水平与发达国家还有很大差距，在发展过程中存在基础研究缺乏、技术积累不够、智能技术应用范围不广、质量效益不高等问题。新一代信息技术为我国智慧农业发展提供了前所未有的新动力，将新一代信息技术与农业生产深度融合，分步骤、分阶段向前推进是解决我国智慧农业发展存在问题的有效方法。总的来说，智慧农业的发展经历初级、中级和高级三个阶段，不同阶段应有不同侧重。初级阶段以完善基础设施、培养优秀人才为主要任务;中级阶段以建设各种诊疗系统为主要任务;高级阶段是建设“大农业”云平台，将各物联网设备、各级系统接入其中，实现数据集中管理、系统互联互通、资源共享公用。

（一）智慧农业初级阶段

1、加强物联网等基础设施建设。完善的基础设施是发展“互联网+农业”的前提。建设高标准的宽带网络覆盖，实现GPS精准定位。建立农田土地管理、土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等空间信息数据库，采集、编辑、统计分析不同类型的空间数据，进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达，为分析差异性和实施调控提供处方信息。

2、培育“新农人”。2019年2月19日，国务院发布《关于坚持农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见》，提出大力发展面向乡村需求的职业教育，加强高等学校涉农专业建设，服务乡村振兴战略，为广大农村培养以新型职业农民为主体的农村实用人才。另一方面，鼓励在城市受过高等教育、具有丰富互联网知识和技能的人才下乡，从事农村信息化技能培训，培养一大批具有新思维、懂数据分析、会营销、懂细分定位、精通社会化媒体、懂产品、懂平台、懂展现、懂管理的“新农人”。培养懂农业、爱农村、爱农民的“三农”工作队伍。建立“三农”工作干部队伍培养、配备、管理、使用机制，落实关爱激励政策。

3、高效率利用智能农机设备和电商平台。由当地政府统一购置智能化农机设备，以租赁的形式提供给农民，并提供相应的技术指导，统一部署智能终端设备、遥感设备，减少农民的投入，提高设备利用率。农产品电商平台有“惠农网”“农产品网”“16988农产品集购网”等专业农产品电商网站，还有天猫、京东等综合电商平台及移动电商、微信电商等。要高效利用电商平台必须进行大数据分析，运营人员需要通过微观（竞品）关系掌握有效数据，包括其购买情况、消费偏向、用户活跃度、平台数据和流量、信息回馈等以便制定更有针对性的推荐策略，提高营销效率，使老客户数量愈加稳定，新客户不断增生。完善县乡村物流基础设施网络，支持产地建设农产品贮藏保鲜、分级包装等设施，鼓励企业在县乡和具备条件的村庄建立物流配送网点，加快推进宽带网络向村庄延伸。

（二）智慧农业中级阶段

1、构建基于机器学习的智慧农业决策系统。机器学习是人工智能的核心内容之一，构建基于机器学习的智慧农业决策系统，功能包括价格预测、农作物病虫害预测等。系统可根据农业环境的变化，及时、准确做出决策，并根据历史数据进行动态自适应学习，为农民、企业家了解来年作物价格提供参考依据，为作物病虫害预防做好相应准备，降低病虫害对农作物的危害。

2、利用图像识别与分析技术构建农作物病虫害图像识别与诊断系统。农作物病虫的精准识别是病虫预报及防控的前提，基于深度学习的图像识别系统，以高效率、低成本、易操作等优势易于被农户采纳和接受。利用图像识别与分析技术，构建智能化的病虫害诊断系统，包括电脑客户端APP和手机端APP，供农户免费下载安装使用。当农户遇到作物病虫害难题时，可通过手机拍摄上传图片的方式获得系统或远程在线专家的帮助和指导，系统将以热力图的形式显示病虫害的种类、等级，科学指导农药喷洒，实现低药剂、高效能。

3、利用物联网技术，实现智慧种植管理。物联网技术借助激光扫描、RFID、全球定位技术等形成完善的信息处理体系，可对产品运输过程进行智能定位、实时监控和全程追踪。也可对农作物的生产过程进行监控，从而获取有效的数据信息，作为施肥、用药量的依据，加大农资监管，合理控制用药量，减少产品和土地污染。利用传感器技术可对大棚光照、温度及湿度实时监控和调整，提高蔬菜产品质量。通过在田间部署湿度传感器，实时监测土地湿度，指导灌溉用水量和灌溉时长，实施远程智能灌溉，提高水资源的利用率，节约用水。通过无线遥感技术、无人机等对作物病害范围进行侦查，并将图像传回病虫害识别和诊断系统，产生预警信息，帮助农户早发现、早预防。

（三）智慧农业高级阶段

智慧农业的高级阶段就是建设“大农业”云平台，构建产业创新生态体系，真正使农业具有“智慧”，从而实现农业可持续发展的目标。

1、基于云计算技术构建“大农业”云平台。由政府主导打造一个“大农业”云平台，实现各省市县区农作物种植结构信息、倉储物流信息、历史及实时价格等农产品相关信息的公开共享;实现各类农作物监测系统、病虫害诊疗系统、智慧农业决策系统等互连互通。“大农业”云平台内容还应包括法律咨询、商业咨询、技术研发、专家问诊、创新创业等，让农民更加详细地了解到有关的农业信息，以便及时有针对性地调整农产品的类型和数量，达到效益最大化。支持鼓励农民、农产品加工销售企业、创投机构、农业院校和研究所、农村合作社等多方参与平台建设，构建科学规范、富有效率、充满活力的创新创业生态系统，从政策、资金、技术等多方面支持农民创新创业。

2、产品销售实现线下线上无缝对接。“大农业”云平台是提供买家、卖家交流互动的信息共享平台，方便农产品的发布和交易。基于互联网技术将卖家、买家、物流在内的所有数据上传到“大农业”云平台，实现线下线上无缝对接。

3、积极拓展营销渠道，实现收益指数级增长。充分利用淘宝、京东等电商平台，微博、微信朋友圈、公众号等自媒体，快手、抖音等新媒体的力量，扩大农产品的营销渠道，改变销售手段，打造社群营销模式。社群营销主要是把社会群体用户作为重心，通过朋友圈分享、点赞等手段，挖掘潜在用户，解决信任危机，完成商品营销，实现农产品销售规模指数级增长，产品效益最大化。

四、小结

新一代信息技术将使智慧农业呈现低成本、易操作、垂直化、大规模等趋势，深度融合新一代信息技术能够带动我国农业发展的升级转型，促进形成“产品在云端、销售在云间、专家在全球、服务在身边”的农业智能生态链。

（责任编辑 曹雯梅）