上海智慧农业发展初探——基于对上海市农业龙头企业调查问卷的分析

俞美莲,王丽媛,刘增金,马 佳

(上海市农业科学院农业科技信息研究所,上海市农业科学院都市农业研究中心,上海 201403)

1 研究背景

随着信息技术的不断突破与广泛应用,信息化向数字化、智能化迈进。 物联网、互联网、大数据、云计算、区块链等新一代信息技术与农业发展相融合,产生了智慧农业这一新业态与新模式,它迅速成为当今世界现代农业发展的大趋势[1]。 智慧农业是以信息和知识为核心要素,通过将互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术与农业深度融合,实现农业信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新的农业生产方式,是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段[2]。 我国农业正处于由传统农业向现代农业转变的关键时期,智慧农业将加速这一转变过程[3]。

近年来,我国政府高度重视智慧农业的发展,并就智慧农业发展作出战略部署。 2019 年“中央一号”文件就提出:要推动智慧农业领域自主创新。 《数字乡村发展战略纲要》也明确提出:要推进农业数字化转型,加快推广云计算、大数据、物联网、人工智能在农业生产经营管理中的运用,打造科技农业、智慧农业。 2020 年“中央一号”文件又指出:要加快物联网、大数据、区块链、人工智能、第五代移动通信网络、智慧气象等现代信息技术在农业领域的应用。 2021 年“中央一号”文件再次提出,要发展智慧农业,建立农业农村大数据体系,推动新一代信息技术与农业生产经营深度融合。 目前,美国、英国、日本、欧盟等国家和地区的智慧农业取得了较快发展,在相关政策支持、新技术研发应用等方面走在了世界的前列,并形成了具有鲜明特征的智慧农业发展模式。 我国的智慧农业呈现出良好的发展势头,但基本上处于智慧农业发展的初级阶段,农业数字化产业链正处于形成时期,在顶层设计安排、制度机制设计、关键技术应用、基础设施建设等方面还有待完善[4]。 从技术层面看,我国智慧农业仍缺乏基础研究和技术积累,整体技术水平与发达国家相差15—20 年[5]。 从相关地区推进智慧农业发展的实践来看,智慧农业技术的推广与应用仍存在不少难题[6],不同程度存在智慧农业发展缺乏系统规划、智慧农业认知程度低、农业从业人员技术水平低、智慧农业技术支撑薄弱、专业人才匮乏、投入成本高等问题[7-9]。

上海作为积极打造国际智慧城市的超大城市,发展智慧农业是重要命题。 上海是整建制建设国家现代农业示范区的先行者,从劳动生产率、土地生产率、适度规模经营、机械化等指标看均处于全国领先水平。 上海市委、市政府结合上海现代农业发展长远目标,制定了《上海市推进农业高质量发展行动方案(2021—2025 年》等多个贯彻中央精神、振兴上海农业的政策文件,为智慧农业发展提供了有利的发展政策环境。 “十四五”期间,上海将围绕农业高质量发展,积极发展自动化、智能化农机装备,应用物联网、大数据、人工智能等信息技术,推动智慧果园、智慧菜园、智慧稻田、智慧蟹场、智慧猪场等数字农业试点示范。 推动智慧农业发展,推进农业数字化转型,已成为上海都市现代绿色农业发展的必由之路。

农业龙头企业作为推动智慧农业发展的先行者和主力军,在上海智慧农业发展中发挥关键作用。 基于此,本研究聚焦上海农业龙头企业,通过对企业基本信息、智慧农业的认知度、智慧农业技术的采用情况、政府扶持与技术推广情况进行调研,梳理企业发展智慧农业遇到的问题以及相关需求,旨在为政府、智慧农业技术研发机构等部门提供决策咨询参考。

2 数据来源与样本说明

研究数据来源于本课题组2020 年8—9 月开展的对上海市8 个郊区的93 家区级及以上农业龙头企业的抽样问卷调查,其中,崇明区12 家,奉贤区20 家,嘉定区1 家,金山区22 家,闵行区1 家,浦东新区15家,青浦区17 家,松江区5 家。 问卷共分企业基本信息、智慧农业的认知、智慧农业技术的采用情况、政府扶持与技术推广情况四大部分。 为确保问卷调查的质量,问卷内容中对智慧农业的概念及相关技术进行了简要的介绍,问卷调查对象为企业负责人。 问卷调查内容主要包括企业负责人对智慧农业的认知情况、企业生产经营中存在的问题、企业采用智慧农业技术的情况、企业投资智慧农业项目的意愿、企业技术需求以及采用智慧农业技术期望实现的目标。

从企业所有制性质看,私有企业居多,占总样本的81.7%;从龙头企业等级看,国家级龙头企业15 家、市级和区级龙头企业分别为29 家和49 家;从企业经营主业看,企业的主要经营业务为种植业、农产品加工和农副产品经销;拥有品牌的企业占83.9%;45.2%的企业参与过上海或国家的农业科研项目,超过30%企业与科研单位、高校有过合作;从企业员工的平均年龄来看,40 岁及以下占25.7%,41—50 岁占44.1%,50 岁以上占30.2%;从员工受教育程度看,近3%的员工学历达到本科及以上。 调查样本占上海区级及以上农业龙头企业半数以上,且具有一定代表性,能较为客观地反映出上海郊区涉农龙头企业的基本情况(表1)。

表1 企业基本信息Table 1 Basic information of enterprises

3 结果与分析

3.1 智慧农业认知分析

3.1.1 对智慧农业的了解程度和关注情况

由表2 可见,龙头企业负责人对智慧农业的了解不深入,受访者中表示非常了解智慧农业的仅占5.38%,比较了解的占31.18%,一般了解的占52.69%。 尽管了解不深,但龙头企业负责人表示比较关注智慧农业,受访者中非常关注和比较关注的总和超过50%。

表2 企业负责人对智慧农业的了解和关注Table 2 Enterprise chief’s understanding and attention of smart agriculture

3.1.2 对智慧农业带来好处的认可程度

精准农业、数字农业、智慧农业的发展极大地促进了农业可持续发展、农业绿色发展,归纳总结国内外相关研究,发展智慧农业可为农业生产经营者带来十大潜在好处(表3)。 问卷结果显示,绝大多数龙头企业负责人对智慧农业带来好处的认可程度较高,将认可程度为4 和5 的选项相加后,认可的好处排在前五位的依次是:有助于扩大生产规模,实施规模化经营;提高农业生产经营效率;有利于保障食品安全;降低劳作强度,提高工作舒适度;减少用工,解决农业劳动力短缺问题。

表3 对智慧农业带来好处的认可程度Table 3 Degree of recognition of the benefits brought by smart agriculture

3.1.3 发展智慧农业的必要条件

根据受访者的反馈,政府政策和资金支持、智慧农业技术成熟适用、农业规模化经营,排在发展智慧农业必要条件的前三位,占比分别为87.10%、75.27% 和73.12%(图1)。 此外,投资成本不高、农业现代化水平高、农民科技文化水平高、农业生产经营效益好也是发展智慧农业的重要条件。

图1 发展智慧农业的必要条件Fig.1 Necessary conditions for developing smart agriculture

3.1.4 发展智慧农业面临的主要问题

从表4 可知,80.65%的受访者认为投资成本高是上海发展智慧农业面临的最主要问题,其他主要问题依次为农业生产经营效益不高、生产经营规模小、农民科技文化水平低、宣传不够和知晓度低、政府引导和支持不够。

表4 发展智慧农业当前面临的主要问题Table 4 Main problems in developing smart agriculture

3.2 智慧农业技术的采用情况分析

3.2.1 农业产业链不同阶段智慧农业技术的采用情况

从智慧农业在国内外的发展现状看,智慧农业技术已在农业产业链的各阶段得到应用。 从表5 可以看出,被调查的农业龙头企业在产前阶段应用较多的是利用政府的农业信息化服务平台进行经营决策,在产后阶段涉及的加工、仓储、流通、销售环节应用较多的是农产品质量安全追溯系统、电子商务、政府的农业信息化服务平台。 相比产前和产后阶段,被调查的农业龙头企业在农业生产的关键阶段——产中阶段应用较少,种植业中的智能化环境控制系统、智能节水灌溉系统、智能监测和诊断系统以及养殖业的全程电子溯源系统,应用相比略多。

表5 企业采用的智慧农业技术、设备情况Table 5 Smart agricultural technology and equipment adopted by enterprises

3.2.2 阻碍农业企业采用智慧农业技术的主要原因

由图2 可知,受访的企业负责人认为阻碍农业企业采用智慧农业技术的主要原因,排在前三的原因为:投资太大,难以承受;采用智慧农业技术,企业的收益不确定能增加;企业的生产经营规模小,不需要采用智慧农业技术。 此外,对智慧农业了解不深、政府的引导和政策支持不够也是主要原因。

图2 阻碍企业采用智慧农业技术的主要原因Fig.2 Main reasons hindering enterprises from adopting smart agricultural technology

3.2.3 农业企业投资智慧农业项目的意愿

投资成本高是阻碍农业企业采用智慧农业技术的主要原因之一,当被问及如果政府提供部分资金支持试点智慧农业项目时,有98.92%的企业愿意投资建设智慧农业项目;如果政府不提供智慧农业项目补贴时,则有超过半数(50.54%)的企业不愿意投资建设智慧农业项目。 从调查情况看,如果政府在智慧农业项目建设中给予资金支持,受访的农业龙头投资建设智慧农业项目的积极性就会非常高。

3.2.4 企业采用智慧农业技术的主要目标

由图3 可见,减少人工投入、提高生产经营效率、提高产品的产量和质量是企业希望通过采用智慧农业技术来实现的最主要的三个目标。 此外,获取可靠有用的信息、减少农资投入也是较为主要的目标。

图3 农业龙头企业采用智慧农业技术的目标Fig.3 Objectives of leading agricultural enterprises adopting smart agricultural technology

3.3 政府扶持与技术推广情况分析

3.3.1 企业了解农业生产知识和技术的主要渠道

由图4 可见,受访龙头企业了解农业生产知识和技术的渠道,最主要的渠道是手机和网络平台(占比77.42%),其次是业内同行的相互沟通学习(占比66.59%),科研、农技人员占59.14%,技术培训占56.99%。 这一定程度上反映出专业的农业技术和知识的培训还未发挥很好的作用,农业科研人员和技术推广人员与企业的沟通和互动仍显不足,企业对农业生产知识和技术的了解没有形成系统化的框架体系。

图4 企业了解农业生产知识和技术的主要渠道Fig.4 Main channels for leading agricultural enterprises to acquire knowledge and technology of agricultural production

当被问及是否需要智慧农业相关技术培训时,有54.84%的企业表示非常需要,43.01%的企业选择一般需要,只有2.15%的企业选择了不需要。 总体看,上海市农业企业对技能培训有较大需求。 而从政府部门提供智慧农业相关知识和技能培训的频率看,只有7.53% 受访者选择经常,53.76% 是偶尔,38.71%的反馈是没有。 这说明当前政府层面组织并提供智慧农业相关的知识和技术培训的工作仍有提升的空间。

3.3.2 农业企业对智慧农业技术的需求

由图5 可见,农业企业对于技术和服务方面有多种需求,其中,排在首位的是自动化、智能化生产管理技术,第二位是市场信息的需求,第三位是农产品保鲜加工技术。 从智慧农业技术需求角度看,自动化、智能化生产管理技术和市场信息是农业企业当前需求最大的技术和服务。

图5 农业龙头企业技术和服务需求Fig.5 Leading agricultural enterprise’s demand for technology and service

4 上海智慧农业发展存在的问题

近年来,上海智慧农业呈现一定发展势头,但整体上还处于概念导入期和产业链逐步形成阶段,在关键技术和制度机制建设层面支撑不足,缺乏统一、明确的顶层规划[10]。 总体看,尽管智慧农业发展场景和应用案例不少,但离真正实现技术落地、解决农业产业痛点、实现数字经济价值还存在较大差距。

4.1 政策引导和支持不足

智慧农业的发展尚缺乏系统的政策引导与支持,主要体现在:缺乏对智慧农业发展的顶层设计,尚未建立系统推进智慧农业发展的制度安排;对智慧农业技术研究与应用的支持不够,智慧农业发展的科技支撑不足;对涉农企业等农业生产经营主体在发展智慧农业的政策引导与资金扶持不足,导致企业投资智慧农业技术项目主动性不够、意愿不强;对智慧农业相关宣传和技术培训不足,影响了智慧农业技术的推广应用和农业智慧化、数字化转型发展进程。

4.2 发展基础不强

从现阶段农业现代化、产业化发展水平看,上海发展智慧农业的基础不强、条件不够,主要体现在:一是农业生产经营效益不高。 涉农企业等农业生产经营主体面临农业生产经营效益不高、生产经营规模小等问题,智慧农业项目投资大、后期维管费用高,很多企业难以承受资金压力[11],因此造成生产经营者采用智慧农业技术的意愿不强。 二是产业链水平不高。 农业产业化发展和产业链的水平不高,农业产业链中各环节技术水平不同,产业链不完善,各环节主体缺乏紧密合作,单靠一个或几个环节的技术升级不能确保其经济效益的提升,因此造成生产经营主体采用智慧农业技术的动力不足。 这两个问题是造成当前智慧农业技术应用多需依靠财政支持且停留于试点示范、难以推广应用的主要原因。

4.3 专业人才匮乏

人才资源是智慧农业发展的重要支撑,专业人才的匮乏也是阻碍智慧农业发展的主要因素之一。 智慧农业技术应用涉及的农业产业链各环节中的设备和设施、系统和平台,需要熟练掌握技术的专业人员操作、维护,目前,上海农业企业普遍缺乏专业的农业技术人员,特别是能较好掌握智慧农业技术、熟练使用设备和设施、系统和平台的专业人员。 一些建成项目因操作员工离职、专业人员缺乏而未取得良好的运营成效,甚至造成设备、设施停用。 即便是本研究调查的区级及以上农业龙头企业中,也仅有不到3%的员工受教育程度达到本科及以上,更由于上海农业从业人员老龄化严重、教育程度低,使得智慧农业发展受到农业产业链中各类人才尤其是智慧农业专业人才匮乏的制约。

4.4 科技支撑不足

智慧农业是一种将互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术与农业深度融合的全新的农业生产方式,需要对现有农业生产方式进行变革,对技术、装备和管理进行升级、优化,这对贯穿农业产业链各环节的科技创新提出了新的任务和要求,对技术和服务产生了新的需求。 尽管在过去十多年里,上海有关科研机构及研发企业开展了有关农业信息技术、智慧农业、数字农业项目的研发工作,但有关智慧农业的基础研究和技术积累仍较薄弱,科技支撑力仍显不足。 主要体现在:政府对智慧农业领域科技创新支持力度不足,支持的稳定性和系统性不够;尚未形成产学研紧密合作的良好机制,研发成果与实际应用的需求匹配度不高,能落地应用的成果少;对农业企业等规模化生产经营主体的技术培训不足,导致这些主体对智慧农业技术了解不深、采用智慧农业技术的积极性不高,从而影响了智慧农业技术的推广和应用。

5 上海智慧农业发展的对策与建议

5.1 加强顶层设计,强化政策引导

政府应围绕都市现代绿色农业智慧化、数字化转型发展的目标和要求,围绕智慧城市、数字经济发展目标和要求,加强智慧农业发展的顶层设计和制度机制建设。 制定符合上海实际的智慧农业发展战略规划,整合政策资源,形成有效、系统推进智慧农业发展的政策体系和制度机制。 加强政策引导和激励,加大对智慧农业发展的财政投入,引导和扶持农业生产经营主体投入智慧农业建设,为智慧农业发展提供良好的政策和投入保障。

5.2 夯实发展基础,改善发展条件

充分发挥农业企业、农民合作组织等主体在智慧农业发展中的核心作用,通过合理规划、建立智慧农业试点项目,因地制宜、以点带面有序推进智慧农业发展。 整合涉农资金和资源,强化农业基础设施建设,解决农业生产经营主体面临的瓶颈问题,补齐造成产业链不完善的短板问题,构建、优化农业产业链和价值链,提升都市现代绿色农业产业化、现代化发展水平,为全面推进上海都市现代绿色农业智慧化、数字化转型发展创造良好的发展基础,提供充足的发展条件。

5.3 加快专业人才培养,提升知识和技能水平

从智慧农业发展的技术和技能要求出发,加快智慧农业专业人才的培训,以提升农业产业链各环节中技术、管理人员的知识、技术和技能水平。 将智慧农业的相关培训列入农业生产经营主体的年度培训计划,支持智慧农业技术研发科研院所、高校、科技型企业开展智慧农业各类专业人才的相关培训。 智慧农业的发展需要一批有文化、有知识、有技术和技能的专业人才,要充分利用智慧农业建设发展的需求和契机,吸引、培养年轻一代投身智慧农业建设发展,为其技术、技能水平的提升提供培训、学习的机会,为其职业发展提供良好的发展舞台和空间。

5.4 加大科技创新支持力度,提升科技支撑力

政府应加大对智慧农业科技创新的投入,聚焦农业产业链各环节智慧化、数字化转型发展的技术需求,提升智慧农业科技创新对农业全产业链的支撑力。 引导建立科研院所+研发企业+农业生产经营主体紧密合作的智慧农业产学研联盟,并向产学研联盟提供稳定的项目及经费支持。 建立科研院所与研发企业、农业生产经营主体沟通合作的机制,充分发挥产学研联盟在政府资助建立的各类智慧农业、数字农业项目中的科技支撑作用。 同时,在涉农科研项目的设计上要加强各类农业技术与智慧农业技术的整合,以提升农业科技创新对智慧农业发展的支撑水平。