山东省智慧农业发展现状问题及对策

刘君 王学伟

摘 要 智慧农业通过人工智能时代的各种先进技术实现农业整个生产链条的智能化，对于发展现代农业具有重要意义。国际上的农业发达国家的智慧农业取得了诸多成绩，在政策支持、科技研发、创新应用和技术人才方面都采取了一系列措施来推动智慧农业的发展。山东省作为我国农业大省，通过主动拥抱智慧农业，省内农业大数据平台日益完善、农业高科技企业不断崛起、农业新技术得到广泛应用。但与农业发达国家相比，山东省尚存在智慧农业科研体系不健全，农业科技推广能力不足;智慧农业基础设施落后，机械设备现代化程度低;高素质农业生产管理人才匮乏，职业农民的教育体系还未建立等诸多问题。为了让智慧农业从示范区走向田间地头，让山东农民享受到人工智能技术发展带来的红利，迫切需要政府、企业和农业相关人员通力协作，结合山东省情积极采取创新发展措施：加快完善农业科研体系，提高农业科研成果转化应用能力;加强智慧农业基础设施建设，促进农业机械设备优化换代;吸引农业高素质人才，加快培育新型职业农民。

关键词 智慧农业;人工智能;机械化发展;战略对策;山东省

中图分类号：S126 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.25.029

《中共中央 国务院关于深入推进农业供给侧结构性改革 加快培育农业农村发展新动能的若干意见》及中共十九大提出的乡村振兴战略，都明确指出要发展智慧农业，培育乡村发展新动能[1-2]。进入2020年，国家更加重视发展“三农”重点领域工作，尤其重视现代信息技术在农业领域的应用。2020年5月6日，农业农村部办公厅发布《“互联网+”农产品出村进城工程试点工作方案》，计划在100个县开展“互联网+”农产品出村进城工程试点[3]。2020年国务院政府工作报告提出，抓好农业生产，加大经费投入，支持现代农业设施[4]。随着国家政策的支持，智慧农业发展迅猛。发展智慧农业在推动农业产业链智能化、转变农业发展方式、提升农业生产效率等方面具备深远意义。

从世界范围来看，伴随全新一轮信息技术革命，各个发达国家正引领着当下这个全面信息化的新型时期，促进包括农业在内的各产业与信息技术进行高层次深度结合。目前，我国正处在工业化进程当中。这在一定程度上导致我国推动智慧农业的步伐慢于其他农业较发达的国家。山东作为农业大省，主动拥抱智慧农业，在农业产业链各个环节都在努力迈向智慧化，但是与农业发达国家相比尚存在诸多问题，阻碍了山东省智慧农业的进一步发展。因此，需要通过基于世界对比的山东智慧农业发展现状研究，尝试探索出具有山东特色的智慧农业发展创新路径。

1  农业发达国家智慧农业发展概况

智慧农业是相对于传统农业来说的，传统农业是“面朝黄土，背朝天”。随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展，智慧农业必将改变传统农业生产方式。智慧农业是在人工智能时代各种现代信息技术的飞速发展中涌现出的农业发展的新模式，是集精准化生产、智能化监控、可视化预警、流程化管理和数据化统计于一体的现代农业发展的高级阶段[5]。智慧农业是人工智能时代的各种先进技术与农业生产、经营、管理和服务整个产业链的有机渗透，是对传统农业产业链的颠覆革新。

现阶段，国际上众多国家都在建设智慧农业，并取得了诸多成绩。部分智慧农业发展较早的农业发达国家，在政策支持、科技研发、创新应用和技术人才等方面都广泛采取了一系列的措施并取得显著效益[6-7]，其智慧农业发展已经达到国际领先水平，并逐步构建了适合其国家国情的独具特色的智慧农业发展模式[8-9]，实现了农业生产各环节的智慧化（见表1）。

2  山东省智慧农业发展概况

2.1  发展现状

2.1.1  农业大数据平台日益完善

农业大数据为助推智慧农业发展提供丰富的数据基础。智慧农业生产过程涉及众多环节，受到诸多因素如农作物种类、土壤温湿度、空气温湿度、天气变化和日常管理行为等的影响。与此同时，山东农业面临不同县市区农作物品种差异大、生产规模分布不均及地域土壤条件差异大等问题。依托农业大数据技术，能够对于农作物生长状态进行科学监控和数据分析，从而更好地进行精准打药、施肥和灌溉，并能够精准预测农作物的产量。此外，利用农业大数据平台，可以科学分析农业生产条件，尽量减小和避免各种自然灾害有可能导致的经济损失，更加有效地指导农业从业人员做好生产管理，从而大幅提升农业生产效率。借助先进的物联网监控设施做好监控预警工作，及时利用大数据技术进行科学分析，农业从业人员能够真正掌握农业生产的各项数据，实现智慧农业生产。

2.1.2  农业高科技企业不断崛起

智慧农业发展成效的取得离不开农业高科技企业的迅速崛起。在山东农业大数据平台不断建立健全的同时，农业高科技企业日益涌现。项目组实地调查发现，90%以上的农业科技企业已经采用人工智能、物联网和大数据等技术来辅助农业生产。农作物生长状态智能监控平台的研发保证了农作物的正常生长，推动了良种的科学繁育。通过集成传感器（集成温湿度、光照、二氧化碳）、土壤温湿度傳感器、土壤pH传感器、物联网采集传输处理模块、高清摄像机等各种设备，对种植环境等农业参数进行科学监控，以掌握农作物生长所需的最佳环境数据。许多农业高科技企业专业从事智能农业控制系统、环境数据采集系统、农业物联网云平台、智慧农业数字传感器领域，能够对于各种信息进行实时监测，并将监测结果显示在农业从业人员的电脑端、智能手机端或平板电脑端，通过这种方式，农业从业人员就可以方便地安装相应的软件来智能遥控农业生产全过程，大幅降低体力劳动量，有效减少管理成本。

2.1.3  农业新技术得到广泛应用

农业科学生产技术的广泛应用是智慧农业生产的最终体现形式，在应用的过程中不断进行技术改进和升级，从而推动智慧农业的更好发展。目前，山东省已经建设了大批智慧化的农业生产示范基地，真正利用农业新技术来改造传统的农业生产。近几年，山东省智慧农业发展水平日益提高，农业物联网示范工程日益开展，农业新技术在整个智慧农业产业链得到广泛应用。

各种农业新技术和新产品脱颖而出的过程中，也必须通过科学的推广应用方式来促进各县市区智慧农业相关技术和产品的应用，从而进一步推动智慧农业的长远发展。1）某县智慧农业的大棚番茄项目：在种植全流程采用智能灌溉系统，借助于农业物联网平台科学监控温室内的土壤温湿度，从而做好灌溉、施肥等决策并智能执行相应的操作;通过智能监控光照强度，智能开闭温室遮阳棚。2）某县智慧农业的水产养殖项目：农业从业人员能够利用智能手机等移动终端设备对养殖数据进行实时监控，一旦发现异常报警信息，农业从业人员就可以立即执行相应的调控措施，达到节能降耗、提高效率的目的。3）某县智慧农业示范基地项目：采用智能化方式进行管理，在试管育苗时将传感器埋在植物根部，采用智能化方式对于土壤温湿度、肥料、光照强度等数据进行监控，基于这些数据，用户通过智能手机就可以远程浇水、施肥，从而大幅降低劳动强度，整个园区从之前的10个工人3 d时间才能完成浇水、施肥工作，转变为仅需 1个工人2 d时间就能够高效率高质量地做好相关工作。

2.2  存在的问题

2.2.1  智慧农业科研体系不健全，农业科技推广能力不足

由于山东省对智慧农业科研体系的培育支持力度依然不足，导致山东省智慧农业科研体系依然不健全，智慧农业尚未推广到所有基层农户中，各县市区智慧农业科研水平参差不齐。1）山东尚未构建全省智慧农业科研体系的组织部门，尚未实现智慧农业的顶层系统化组织，虽然农业科研机构数量多，但未建立统一体系，缺乏明确的科研分工和协作研究，导致不同的农业科研机构的科研攻关项目存在简单重复的现象，重大重点农业科研攻关项目很难通过各科研机构的强强联合、通力协作来完成。2）山东农业科研机构缺乏统一指导和支持，农业科研成果应用推广的范围较窄，一般仅在当地应用推广，导致当前山东的一些农业科技系统运行的标准参数不能按照大规模生产数据制订，一些农业科研成果没有大规模应用检验，缺乏实用性。

2.2.2  智慧农业基础设施落后，机械设备现代化程度低

现阶段，农业物联网设备、智能遥感设备和智能农机装备停留在设施农业和智慧农业示范试点工程中，尚未广泛普及。山东一些县市区仍然采用传统的农业基础设施，很少应用大型现代化农机设备。具体来说，山东部分县市区农田道路存在严重毁损，狭窄且凹凸不平，尤其是雨雪天气时存在较多积水，导致出现通车颠簸或者不能通车的问题。部分县市区农业基础设施局限于播种和采摘，其他智慧农业装备很少。部分县市区的农业灌溉设施只是简陋的水道沟渠，缺乏喷灌和滴灌等高效节水灌溉所需的运输管道设备，农业用水严重浪费现象时有发生，农田土壤板结、养分流失问题严重。与此同时，由于山东省农业机械设备的市场投放量很低、价格过高，且政府农机补贴不足，导致山东省分散经营的小微型农业从业人员缺乏购置能力，智慧农业机械设备不能全面普及。

2.2.3  高素质农业生产管理人才匮乏，职业农民的教育体系还未建立

当前山东省各县市区农业从业人员学历水平普遍不高。由于年轻人外出工作导致留守农民年龄较大且主要是女性，掌握高科技的新型农民数量很少，缺乏进行智慧农业生产的意识。与此同时，山东省的新生代农民工继续教育培训机制亟待健全，相关的教育培训机构非常稀缺，培训过程浮于表面、流于形式，导致山东省高素质农民教育培训很难建立长效机制，支撑智慧农业发展的高素质农民很少，智慧农业建设发展缺乏动力支撑。由此看来，高素质农业从业人员的缺失是当前阻碍山东省智慧农业发展的重要因素，需要尽快健全高素质农业从业人员教育培训体系。

3  山东省智慧农业创新发展措施

3.1  加快完善农业科研体系，提高农业科研成果转化应用能力

山东省应该高度重视智慧农业发展，提供充足的财政经费用于支持农业科技研发，全面规划，逐步健全完善农业科研体系。推动农业科研机构、高校、农业企业的产学研结合，加强攻关，结合智慧农业发展所必需的关键技术，做好重大重点农业科研项目的研发和落地实施，避免和减少重复低质量研究，加强原创性、实用性农业科技研发。持续推荐基层农技推广体系改革，通过互联网、微信公众号等多种方式宣传推广智慧农业科技研发相关技术，鼓励农技推广人员发挥自身经常接触农民的优势，灵活运用不同途径做好农技推广工作，推动农业物联网技术、智能化管理软件在广大农民群众中的应用，同时多方搜集农民生产过程中遇到的各种“卡脖子”问题，并向農业科研机构及时进行汇报，通过农业科研成果的不断应用和改进，逐步发挥出农业科研成果的最大经济效益和社会效益。

3.2  加强智慧农业基础设施建设，促进农业机械设备优化换代

以提升智慧农业生产效率为目标，紧跟农业发达国家智慧农业发展脉搏，在智慧农业基础设施建设、现代化农机装备研发、智能化灌溉施肥设备研发等方面做好前瞻部署，为智慧农业发展奠定坚实的硬件设施基础。考虑到智慧农业基础设施建设前期需要投入大量经费，设备的购买、安装和运维需要花费大量资金，同时短时间内很难达到较高的利润[10]，因此，政府应该对于相关涉农企业等农业经营主体提供一定的财政补助和税收减免，用以支持和鼓励其加强智慧农业的前期投入。加强低成本、低功耗、可靠性高和环境适应性好的智慧农业基础设施的研发和应用推广[11]，让智慧农业装备从示范区走向田间地头，彻底改变山东各县市区农民存在的“用最传统的方式赚最辛苦的钱”的局面，让山东农民可以享受到人工智能时代技术发展带来的红利。

3.3  吸引农业高素质人才，加快培育新型职业农民

政府除了在智慧农业科研体系和智慧农业基础设施建设方面加大投入之外，也需要高度重视智慧农业所需的高科技新型职业农民的引进和培养。有效发挥运营状态良好并取得显著经济效益的智慧农业示范基地的引领作用，组织农民到示范基地观摩智慧农业的具体实施形式，引导农民认识到发展智慧农业的现实意义。学习农业发达国家培养农业技术人才的先进经验，加强“精准培育”，科学分层，因材施教，为不同层次水平的农业从业人员量身定做相应的课程体系。结合智慧农业发展的现实需求，有针对性地设置课程内容，通过空中课堂、固定教室、田间课堂等多样化的形式在智慧农业全产业链做好农业从业人员的继续教育培训工作，保证培训知识点和农作物生长季节性相互吻合、农业课堂实操与真实农业生产高度一致。另外，结合山东农业高校和相关科研院所拥有的科研条件，将新生代农民工继续教育培训纳入政府教育培训发展规划，探索有利于山东高素质农业人才的长效教育机制，真正培养出大批集智力、技术和管理于一身的乡土人才，打造出一批爱农业、懂技术、善经营的新型职业农民。

4  结论

智慧农业作为将来农业的发展趋势，世界上典型农业发达国家智慧农业发展取得了显著成效。通过对比发现，智慧农业的快速发展与政府的政策引导息息相关的，不管是智慧农业的科技研发、基础设施建设，还是高科技职业农民的培养都必须依靠政府的支持。山东省智慧农业发展仍然停留在示范区，尚未推广应用到田间地头，需要学习农业发达国家发展智慧农业的经验，并结合山东实际的省情，逐步完善相应的政策保障，引导农业企业、科研院所和高校协同做好智慧农业科技研发，投入充足经费用于农业基础设施建设，加大新型职业农民引进和培养力度，由此促进农业转型变革，让农民真正在智慧农业发展中获益。

参考文献：

[1]  新华社.中共中央 国务院关于深入推进农业供给侧结构性改革 加快培育农业农村发展新动能的若干意见[EB/OL]..http：//www.gov.cn/zhengce/2017-02/05/content_5165626.htm， 2017-02-05.

[2]  人民网.人民日报：大力实施乡村振兴战略[EB/OL].http：//opinion.people.com.cn/n1/2017/1211/c1003-29696966.html，2017-12-11.

[3]  中华人民共和国农业农村部.农业农村部办公厅关于开展“互联网+”农产品出村进城工程试点工作的通知[EB/OL].http：//www.moa.gov.cn/gk/tzgg_1/tz/202005/t20200507_6343288.htm，2020-05-07.

[4]  新华社.政府工作报告——2021年3月5日在第十三届全国人民代表大会第四次会议上[EB/OL].http：//www.gov.cn/premier/2021-03/12/content_5592671.htm，2021-03-12.

[5]  赵春江.智慧农业发展现状及战略目标研究[J].智慧农业，2019，1（1）：1-7.

[6]  蔣璐闻，梅燕.典型发达国家智慧农业发展模式对我国的启示[J].经济体制改革，2018（5）：158-164.

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[8]  冉红伟.基于国际比较的中国智慧农业发展的影响因素及策略研究[D].重庆：重庆师范大学，2019.

[9]  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）：120-124.

[10] 侯秀芳，王栋.新时代下我国“智慧农业”的发展路径选择[J].宏观经济管理，2017（12）：64-68.

[11] 殷朝绿.高台县宣化镇智慧观光农业系统的研究与应用[D].兰州：西北师范大学，2019.

（责任编辑：敬廷桃）