中美智慧农业的比较分析与启示

周路

摘要：智慧农业以信息化为核心，将人工智能技术、遥感和传感技术、大数据技术和智能设备应用到农业领域，是现代化农业发展必然趋势。加快智慧农业建设，对我国解决三农问题具有重要意义。作为发达国家一种典型模式，美国智慧农业发展在农业基础设施、农业信息化等方面，均积累先进的成功经验。对其进行比较分析、学习与借鉴，有利推進我国智慧农业健康发展。

关键词：中国;美国;智慧农业;比较分析;启示

智慧农业是综合运用农业大数据和云计算技术、遥感和传感技术、智能化农业设备等技术，实现农业生产过程自动化、管理可视化、控制最优化、监管全程化、决策智能化，为提高农业可持续发展增加新的原动力。国外有三种典型智慧农业模式：美国智能化精准农业模式、日本集约化精耕模式和西欧模式。经过几十年的发展，美国智慧农业水平得到逐步提高，并创造了仅以1%农业人口成就农业大国的奇迹。总结美国智慧农业发展历程，可以发现美国智慧农业在农业信息化、农业机械化、农业先进技术创新与推广等方面均积累了一套较为成熟的先进经验，值得我国发展智慧农业学习与借鉴。

一、美国智慧农业发展的特点

（一） 先进的农业信息化和农业机械化水平

21世纪以来，美国不断将大数据技术、物联网技术、空间GIS技术和人工智能技术应用到农业领域，通过政府主导的信息化平台，为农业企业、农业生产者提供及时、准确的农业信息，促进农业生产者进行精准作业和高效生产管理。当前，美国拥有世界最高水平的农业信息化，不仅农业信息化设施比较完备，而且组织化程度、服务质量和管理水平均居于世界首位。

相关研究文献表明，现代农业重要标志是农业机械化水平，同时也是智慧农业发展的重要物资载体。20世纪40年代，美国农业基本上实现机械化，20世纪70年代后期，美国农业生产跨入综合机械化时期。随着农业机械化程度不断提高，先进科学技术应用到规模化农业经营过程中，提高农业机械自动化和智能化水平。如美国将全球定位系统安装在联合收割机、播种机等农业机械上，实施准确定位、精准播种和精确施肥作业，并且形成大量不同数据，为农业生产提供较好的数据服务。

（二） 完善的农业技术创新和技术推广体系

完善的农业技术创新和技术推广体系是美国智慧农业发展的重要因素。美国具有独特的农业技术创新体系，该体系大致分为三个层次，首先是农业技术研发中心，隶属美国农业部，主要从事农业技术基础性和应用性研究，为国家农业发展决策提供理论上的支撑;其次是隶属各州的农业研究机构，主要是农业技术性应用研究;最后是组织和个人按照市场机制成立的农业性生产公司，主要是进行农业技术运行开发性研究，关注领域是农业技术商品化和市场化的全过程。

美国农业技术推广体系包括联邦政府农业技术推广部门、各州农业技术推广部门和地方农业技术推广部门。负责全国农业技术推广的联邦政府机构是美国农业部，根据全国农业技术推广属性不同，隶属农业部不同部门负责相应的推广任务;美国农业技术推广体系中具有核心作用的是分布在不同州农业技术推广部门，它主要负责各州推广人员和农业从业者培训任务，并通过实验站对新技术进行展示，确保农业技术推广的可行性和科学性;地方农业技术推广机构主要工作是收集、传递信息，协调农业技术推广和农民需求之间关系，实现智慧农业技术研究成果和市场需求有效衔接。

（三）政府的积极政策引导和巨额财政支持

首先，美国联邦政府先后通过多部全国性法案，将智慧农业发展作为优先发展产业，提高了智慧农业科技水平和发展速度;其次，通过实施农业现代化和产业化建设等相关规划，以及金融信贷、农业补贴等有关地方性政策，增大美国智慧农业实际应用空间及可能性。

目前美国农业领域投资达到每年数百亿美元，其中投入在智慧农业技术创新与推广、教育、再培训等领域的资金年均已超过50亿美元。鼓励并支持企业和金融机构加入智慧农业投资行列，更好地满足智慧农业发展对资金的需求。

二、我国智慧农业差距比较

（一）软硬件供给比较

1. 智慧农业基础设施

美国智慧农业基础设施和体系建设一直处于世界首位，农业机械化、公路与铁路建设、灌溉基础设施、农业教育体系、农业实验站等方面有效地促进智慧农业的发展。而我国是典型小生产大市场农业体系，结果导致农业生产过程机械化程度比较低，甚至还存在完全依靠非机械的生产经营过程;农业资金短缺是影响农业公共基础建设和先进农业技术推广的重要因素，我国智慧农业传感和遥感技术、云计算与大数据技术、智慧化农业装备技术依然处于不发达阶段。

2. 农业信息化建设

美国借助农业相关法律、以政府和市场共同推动、利用有效数据采集途径、信息发布与使用等手段建立高水平智慧农业信息化体系，为农业生产、政府决策、农产品流通、农业科研等提供服务。美国已建成全国性农业数据中心，所有涉农单位可以实现实时共享农业信息。我国智慧农业信息化建设资金投入力度较低，导致农业信息化基础建设比较落后，农业信息化相关技术使用范围和层次均处于低水平。据中商情报网资料显示：2019年年初， 我国农村地区完全实现农业资源信息化只有10%， 电子设备利用率和联网率约为30%，更多偏远地区很少使用计算机设施设备。我国农业农村信息化总体水平只有35%。

3. 智慧农业技术

美国是最早在农业领域中使用农业传感器技术的国家之一，农业传感器技术不仅具有先进的测量机理，而且收集的信息具有多元化和精准化特征，不同类型农业传感器之间具有高度融合的特质，农业传感器之间的信息传递稳定性比较强。对于我国智慧农业而言，制约其发展因素之一是技术问题，如农业传感器单一，针对性较弱，检测范围较窄，表征和解释能力弱，大多数仍处于信息的简单传递阶段，我国自主研发的农业专用传感器数量小于世界总量10%，与美国30%数量存在很大的差距。同时我国农业智能化、农业航空植保等技术发展水平明显滞后，所使用的核心技术几乎来自国外。

4. 智慧农业人才

相较传统农业，智慧农业具有智能化、标准化和可视化的特点，其设计、运作及管理要求较高智力水平，美国智慧农业发展则较好体现这一特点。美国农业部统计数据显示，2017年美国从事农业人口只占全国总人口1.6%，其中7%农业从业者是高中以下学历，高中毕业或专业教育程度占68%，超过25%农业从业者具有大学本科或本科以上学历。同时美国还通过完善农业教育体系，提高农业从业者的整体素质，满足智慧农业发展对智力需求。与美国相比较，我国从事农业劳动者的教育程度总体水平较低，有87.8%是只接受初中及以下教育，接受高中及中专教育为11.7%，仅有0.52%的农业劳动者接受高等教育。

（二）智慧农业应用程度比较

美国智慧农业不仅发展比较早，而且是世界上智慧农业应用最广泛的国家。首先从精确播种、变量施肥、精准用药到有效灌溉、无人操作、农产品流通、微气候检测等各个环节都有智慧农业技术的应用;其次，美国智慧农业在农业经营过程中应用范围比较广泛，其中农业物联网技术应用在美国中西部的大豆、玉米和甜菜等农作物种植方面比较普遍。销售额在50万美元以上的大型农场都使用产品监测器等精准农业技术，技术使用率超过85%。中小型农场（销售额在25万美元以下）的经营模式逐渐转化为“植物工厂”模式，采用物联网技术进行控制与诊断，通过机器人进行移栽作业，借此提高作业效率与产量。到2020年，美国农场将平均有50台与物联网连接的设备。而我国智慧农业更多在农作物种植领域应用，涉及较多的是棉花、水稻、玉米等农作物，主要是在经营规模较大的农场。而我国绝大多数农业生产过程中智慧农业水平仍然处于较低层次，甚至是完全意义上的传统农业。原因可能是智慧农业设备成本比较高、农民经营土地规模比较小、智慧农业意识淡薄、政府支持智慧农业力度不够等。

（三）法律法规与政策环境比较

美国智慧农业发展，依靠美国完善的农业法律法规体系。美国涉及到农业方面的法律法规100多部，其中1933年美国在《农业调整法》中确定了农业基础性地位，20世纪80年代美国则将农业法界定为独立性的法律，和其它与农业相关的法律法规构成比较完善农业法律体系。内容包括农业市场、农产品贸易、土地利用与开发、病虫害防治、农业融资、农业信贷、农业技术开发与利用、农业推广、农民教育及培训等方面。我国近年来虽然陆续出台有关发展智慧农业的法律法规，但是涉及到智慧农业内容多数是实施意见和宏观上的规划，很难将其付诸智慧农业的实践中。

美国智慧农业发展经验表明，政府积极引导和资金投入十分重要。我国智慧农业发展则表现为无统一规划和引导，不同环节衔接性不紧密;政府对智慧农业发展扶持力度不够，如智慧农业关键技术研发与推广、智慧农业设备、智慧农业人才培养与培训、信息化建设等。这些领域均需要国家给予扶持，否则会影响智慧农业发展速度与质量。

三、借鉴和启示

借鉴美国等发达国家智慧农业先进经验，建成农业基础设施供给总量充足、农业机械设备自动化和智能化、农业信息化水平发达的智慧农业体系，对于促进我国农业高质量发展、提升农产品产业链和保障农产品安全，具有重要意义。

（一） 加强基础设施建设，促进农业机械设备提档升级

基础设施建设，是发展智慧农业必要前提。政府部门可以对农业基础建设制定战略计划，并通过分阶段、分区域等来实施农业基础建设。对于重大农业基础建设项目，政府应加大投资力度，并通过高效的金融手段来撬动更多社会资金投入到项目建设中，以综合手段降低财政资金使用风险。对于损毁的农业设施和水利工程，政府要及时修复，保证其能够发挥正常功能。对于现有的农业基础设施，相关利益部门要采取合理方法管理好、运营好。

促进我国农业机械设备提档升级，要从农业机械研究、农业机械相关技术引进、农业机械技术推广等方面考虑。首先，建立完整的农业机械研究体系，合理使用科研基金，提高科研产出率和转化率;其次，根据我国智慧农业发展对农业机械质量要求，适时地引进国外先进农业机械，缩短我国农业机械提档升级的时间;最后，增大智慧农业机械推广力度。政府可以制定智慧农业机械设备软件补贴清单，采取农业补贴方式鼓励从事农业相关主体购买和更新农业机械，促使农业新科技设备得到广泛的应用。

（二） 加快智慧农业关键技术研究，完善农业信息化保障体系

我国未来智慧农业健康、协调发展必须掌握农业信息标准化、农业物联网、农业大数据、农业人工智能等关键核心技术，它不仅是智慧农业发展的原动力，也是农业满足“三农”发展多样化的需求。因此，要充分发挥政府、高校、科研院所及企业科技力量，依靠各自优势，按照政府主导、市场为主体，企业为导向的原则，加强智慧农业关键技术研究和应用示范，推动智慧农业核心技术原始创新水平。要提高智慧农业信息标准化程度，研发农业传感器，建立大数据平台。借此保证智慧化农业发展过程中的信息获取真实性、传递精准性、数据共享性，提高智慧农业发展信息化水平。

（三）加强智慧农业人才队伍建设

大力培养农业与信息技术多学科的复合型专业人才，政府可以通过激励性政策与资金支持农业高等院校增设智慧农业相关专业和课程，鼓励计算机领域高素质人才进行农业相關科学研究和成果应用推广;积极开展不同形式农业类型的培训，提高从事农业人员整体理论知识;鼓励农民主动加入智慧农业运行比较成功的农业企业与农场，通过实践增强其智慧农业实际操作的技能与技巧。

参考文献：

[1]刘新超.中外农业信息化发展的比较与经验借鉴[J].黑龙江畜牧兽医，2017（24）.

[2]刘丽伟，高中理.美国发展“智慧农业”促进农业产业链变革的做法及启示[J].经济纵横，2016（12）.

（作者单位：四川建筑职业技术学院）