美日智慧农业发展对我国的启示

郑 磊

(国家工业信息安全发展研究中心，北京 100040)

智慧农业一般认为是将物联网技术运用到传统农业中，运用传感器和软件对农业生产进行控制。从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等内容。

1 美日智慧农业发展特征

1.1 美国：推进信息技术与农业全面结合

美国农业是以大型家庭农场为主要模式的典型代表，其具备的人力成本较高、人均耕种土地较多特点，决定了美国农业需要借助机械化和数字化来降低农业成本。美国20世纪70年代就具备了较高的机械化水平[1]，为智慧农业发展奠定了坚实的基础。

美国基本实现了所有农作物和畜产品生产的机械化、精准化。在播种环节，将天气、土壤等农业生产参数信息与耕地、能源等资源信息以及市场信息、劳动力信息等资料输入计算机系统，从而得出最好的种植方案，并根据当地土质情况以及气候变化种植合适的作物[2]。播种中，使用智能机器人、智能农机等智能设备完成播种自动化，如智能喷药机按照设定的路线施肥、打药。在管理环节，通过推进农业物联网技术，实时监控农场内的温度、湿度、风力、雨水等信息，精准确定每个地块的播种、耕作时间；在收获环节，通过使用智能收割机、智能采摘机等智能机械，实现大规模高效率采摘。如，草莓收获智能机械人，可取代30名劳动力，1d可收获3.24hm2。

1.1.2 信息技术带动产业链实现数字化变革

早在2013年，美国农场使用数字用户专线(DSL)的比例为6.0%，信息化水平89.6%。在生产及经营环节借助于农业物联网及大数据分析，实现了农产品全生命周期和全生产流程的数据共享及智能决策；流通环节通过农业电子商务，构建了从生产者到需求者的网上直销渠道。在流通溯源与品质保障环节，通过使用区块链技术，农产品交易、存储、运输、汇款、金融等变得更加透明且可追踪。

1.1.3 充分发挥数据的作用

美国通过建立以国家为主体的农业信息化系统，数据库为智慧农业提供支撑。从机构设置上来看，农业统计局(NASS)、农业市场服务局(FSA)等机构均被纳入数字资源采集系统之中，采集数据最后都会汇总到美国农业部，形成美国农业“信息监测预警”。从支撑农业发展来看，通过建设大规模的农业数据库，如PEST BANK数据库、BIOSIS PREVIEW数据库等为数字化农业的发展提供必要的数据信息；广泛应用计算机模拟技术，模拟农作物具体的发芽日期等细节性的生产过程，实现提前规避农业生产中的各类可预期风险。

1.2 日本：有针对性地推进智慧农业发展

人多地少、精耕细作是日本农业的典型特征，随着日本高龄少子化发展趋势，日本农业生产呈现出“后继无人”的窘境，“空心化”现象日趋严峻，小规模农户经营模式农业兼业化趋势明显[3]，但日本政府通过推进农业多元化发展方式，发展智慧农业，实现在农业从业人口减少趋势下农业竞争力不减反增的成绩。截至目前，日本仍是亚洲地区农业信息化较为发达的国家。

(1)年龄≥18岁,<70岁;(2)符合中华人民共和国《痔临床诊治指南》内痔诊断标准者;(3)符合2006版《肛瘘临床诊治指南》中低位单纯性肛瘘的诊断标准者;(4)无遗传性、传统性疾病者;(5)良好的依从性,签定知情同意书。

1.2.1 将智慧农业作为解决现实问题的必选项

为应对“高龄少子化”带来的农业从业人口巨减问题及顺应农业贸易自由化的趋势，智慧农业是其中的一个重点突破口。利用农业物联网，将“经验”转换为客观“数据”，大幅降低农业从业门槛的同时提升农业竞争力；通过开发“可穿戴的辅助设备”或使用机器人进行操作，减少对人造成的伤害或直接人员投入。日本综合研究所预测，到2030年日本农业人口将减少到100万人，智慧农业成为保持日本农业竞争力的关键所在。

1.2.2 打造全方位的农业信息化服务体系

农产品市场信息服务方面，农业市场销售信息服务系统可实时联网发布全国82个农产品中央批发市场和564个地区批发市场的销售数量及海关每天各种农产品的进出口通关量；农产品生产数量和价格行情预测系统可对国内市场及海外市场畅销农产品种类、价格实现预测。在农业科技生产信息服务方面，271种主要农作物栽培要点可按品种、地区特点在网上进行详细查询[6]。农业综合情报服务方面，借助网络农户可随时查询农业技术信息、文献摘要、市场信息、病虫害情况与预报等综合信息。

政企合力共同推进“智慧农业”。日本政府不断构建完善相关平台，开发了一个国家平台(WAGRI)，使得分散在ICT供应商和农业设备制造商手中的公共数据得以聚拢，为创造更高质量服务提供支撑。政府鼓励IT企业“跨界”进入农业技术研发领域。如，东芝采用先进的电子遥控技术、新能源技术和自动化管理系统，优化组合农作物生产所需要的光、水、土和肥料，批量生产各种蔬菜；松下通过投入远程影像技术，减少了农业生产所需的管理人员，而且降低了农业生产经营所需的成本。

2 我国智慧农业发展现状及面临的问题

大国小农是我国的基本国情和农情，改革开放40a来，农业靠天吃饭的基本局面并未得到根本性改变，并且在数字经济时代下，农业数字经济水平也并未向工业和服务业一样得到较大提升。截至2020年3月，《中国数字经济发展白皮书(2020)》数据显示，我国农业数字经济渗透率仅8.2%。可以说，我国智慧农业仍处于起步阶段。

2.1 我国智慧农业整体处于“单点应用”阶段

2.1.1 我国智慧农业已经具备较为牢固的发展基础

信息基础设施方面，得益于我国网络扶贫、电信普遍服务试点深入推进，根据《中国宽带发展白皮书(2019年)》第44次《中国互联网络发展状况统计报告》，2019年我国行政村通光纤率、行政村4G覆盖率均达到98%及以上，固定宽带人口普及率超过经济合作与发展组织(OECD)国家平均水平[4]。农村电子商务能力方面，截至2020年10月，全国农村网络零售额由2014年的1800亿元，增长到2019年的1.7万亿元，规模扩大了8.4倍。信息综合服务能力方面，截至2019年底，全国接近70%的行政村已建成了38万个益农信息社，为农民和新型农业经营主体提供公益服务7709万人次，开展便民服务2.6亿人次。

2.1.2 在智慧农业部分领域基本实现探索性应用

与美国相比，我国智慧农业体现在部分特定领域上实现浅层应用。在种植前，可实现运用GIS、遥感测控、无人机等技术和设备对基本农田情况进行监测，提供种植指导；在种植管理环节，借助农业传感器、物联网等技术，实现对农作物生长的关键指标进行监管和自动调节。在大数据应用上，基本已经形成了覆盖主要农作物的大数据平台，可结合相关分析技术，对主要农产品提供监测预警、价格指导功能。

2.2 存在的问题

2.2.1 尚不具备整体推进智慧农业的条件

受制于我国农业机械化水平不高所限，智慧农业发展面临较大局限。据农业部统计，2019年我国综合机械化率为69%，美国、日本则达到99%以上，我国与美、日差别较大。此外，从农业物联网应用上来看，美国80%的农场已用上农业物联网，我国则处于试验和示范的阶段；从农业机器人应用上来看，日本已经进入农业机器人的时代，我国也仍在试验和论证阶段。

2.2.2 缺乏具体的统筹规划和实施方案

目前，我国制定并推出了相关政策文件，但所出台的文件多为方向性的指导文件，基层执行方面很难具体结合实际情况更好落实。此外，当前政策更多集中在重点技术领域的开发示范，缺乏更为具体的教学案例和实施方案，下沉到县、乡之后很难具体指导农业数字化转型发展。

2.2.3 数据资源尚未真正打通

智慧农业关键点在于需要形成基于数据驱动的新机制和新模式。但结合现实来看，由于本身行政分割体系下，数据壁垒问题频发。农业相关数据分散在不同部门，彼此资源很难实现共享利用。

2.2.4 农民对智慧农业认识不足

我国农业从业人口普遍老龄化、低学历化，加之自古以来的“小农思想”，就容易给智慧农业发展带来困难，即人们会直观追求短期的效益，而不会重视发展智慧农业前的信息化投入[1]。如果不能直接证明发展智慧农业所取得的实际效益，就很难让人接受智慧农业及其相关技术。

3 美、日智慧农业发展对我国的启示

《数字乡村战略纲要》、《2020年数字乡村工作要点》均提出要推动农业生产数字化转型，推进数字农业等内容，我国应抢抓数字乡村发展战略机遇期，更好推进智慧农业发展[5]。

3.1 充分结合我国农业发展特点

美国充分发挥信息技术优势，并结合大农场、集约化农业特点，以全面应用信息技术赋能农业发展的方式，增强了农业竞争力；日本则结合本身人多地少、精耕细作的农业特点，通过在薄弱环节重点推进智慧农业的方式，提升农业竞争力。我国农业当前面临的是机械化水平不高，农业从业人口老龄化严重，在加快推进智慧农业发展补齐农业短板的同时，还应当从全局出发，利用既有优势，增强我国农业生产力。此外，由于智慧农业前期资金投入较大，需进一步出台激励措施和优惠条款。

3.2 打造适应我国农业发展的智能装备

我国农业在不同产业、不同区域间机械化发展水平非常不平衡。推进智慧农业发展，需充分吸取农业机械化推进过程中的经验和教训，打造更多适合不同地区、不同产业间的智能机械装备。此外，与智能农业发展息息相关的农业传感器、农业物联网、农业大数据、农业人工智能等关键核心技术，我国尚不能完全自主研发，对外依赖性较强，仍需要加大研发程度，使其更好满足智能农业自主化发展。

3.3 打通我国农业相关数据壁垒

美国政府依托不断完善数据库、数据平台，通过各种政策法规、机制设置将农业相关数据实现了统一管控。为更好促进我国智慧农业发展，还需要从中央层面加大相关农业数据统筹力度，建立农业大数据平台，提高智慧农业信息标准化程度，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，切实提升智慧农业发展水平。

3.4 强化智慧农业相关教育和宣传力度

当前我国农业从业者大多仍是受教育程度较低的中老年人，受制于传统观念影响，中老年农业从业者并不容易理解信息化发展的规律，更倾向于信奉经验主义。因此，在推行智慧农业的过程中，仍需要进一步做好思想教育工作，并结合当前面临的具体情况，编制更具有教学意义的案例，或以试验田的形式先行进行试点推广。此外，鉴于我国农村地区普遍人才不足，国家仍需要派出一定既懂信息化又懂农业发展规律的专家或学者，用于指导智慧农业发展，既弥补人才不足，又形成更多可复制可推广的试点经验以供推广应用。