中国智慧农业对促进农业高质量发展的作用研究

成都信息工程大学管理学院 张艺瀚 李贵卿

引言

农业是工业、制造业和服务业大量生产原料和劳动力的主要来源，农业发展是第二、三产业发展的基础，因此农业和农村经济必然要走上高质量发展道路。农业高质量发展改善了传统农业生产经营方式，提高了农业生产效率、抗风险能力和农产品质量，减少了农业对环境的污染，有助于农村地区产业融合[1]。辛岭（2019）等将农业高质量发展的特征归纳为绿色发展、提质增效、规模化、产业多元融合四个特征，并指出影响农业高质量发展的重要因素是自然资源禀赋和区域经济发展水平[2]。林珊（2021）等认为科技创新是农业高质量发展的关键，并指出应当加强农业中前沿科技、基础研究和乡村振兴全产业链开发技术的协同研究[3]，因此智慧农业作为农业与科技的结合，其促进作用值得进行深入的探讨。

完善的智慧农业体系是我国农业提质增效的主要表现之一。赵春江（2021）等将智慧农业发展需求概括为提高农业生产效率效益、提高农业资源利用效率、确保农产品质量安全、提高农产品市场竞争力和农业科技自立自强五个方面[4]。我国在智慧农业上还存在较多需要解决的问题，马晨（2021）等人对农业软件产业发展进行了路径规划，指出我国目前农业软件存在的困境包括与国外农业软件产业发展的差距和我国农业软件发展面临的瓶颈，即包括开发难度、实用性、经营成本、自主创新能力、知识产权问题和信息安全问题等[5]。此外，智慧农业所需的基础设施成本高，同时还存在农产品难以标准化、智慧农业理念与消费者理念存在差异、农民培训效果不佳、相关人才匮乏等难题[6]。

1 农业高质量发展与智慧农业

1.1 农业高质量发展的内涵和意义

农业高质量发展的研究近年来相对较多，但关于农业高质量发展的内涵在学术界无明确定义。对多篇文献进行分析后[7-12]，认为农业高质量发展，是依据高质量发展内涵，结合农业及其相关产业实际所得到的发展和提升路径，应当基于高质量发展理念，坚持农业创新、协调、绿色、开放和共享发展，实现农业和相关产业提质增效、安全可靠和可持续发展。

农业高质量发展具有重大意义。第一，农业高质量发展是农业高质量发展的必然选择，也是摆脱我国传统农业生产效率低、效益差的根本路径。实现农业高质量发展，能够推动新型城镇化进程，优化资源与要素再配置，推动传统产业结构升级，激发产业活力，同时还能够促进产业融合，形成农业综合体和联合体[13]。第二，农业高质量发展还能增加农业从业者收入，改善乡村地区环境，加强乡村地区与城镇地区的联系，增强乡村地区的吸引力，为乡村地区提供大量人力资本储备。第三，农业高质量发展在增加我国农业经济效益的同时，还能有效保障我国粮食的供应和质量安全，改善我国农作物主要依靠大量进口的现状。

1.2 智慧农业的概念和意义

智慧农业是农业中的智慧经济，或智慧经济形态在农业中的具体表现，也是智慧经济的重要组成部分。在实际应用中则是现代科学技术与农业产业结合，实现无人化、自动化和智能化管理。

发展智慧农业意义重大。第一，发展智慧农业可以增加农村地区投资，促进农村地区的建设和发展，同时也能向农村地区提供更多就业岗位，促进中国整体社会经济的发展。第二，发展智慧农业需要一定的科学技术水平，其必然离不开相关人才培养，这将有助于提高农村地区人口的整体素质，增加人才向农村地区的流动强度，促进农村地区各项产业发展。第三，传统农业抗风险能力更弱，容易受到更多的不可抗力因素而导致产量下降。智慧农业是增强农业抗风险能力的重要途径，能有效增加农业生产者收入，保障国家粮食安全。

2 美、德二国智慧农业发展现状和农业产业现状

2.1 美国智慧农业——大数据打造精准农业

美国一直以来地广人稀，农民人口数量较少，且各种作物均有大量连片土地，纵观全国均有特定区域用作特定作物生产，以此为基础，美国发展出高度机械化和规模化的农业生产方式，在已经形成大规模农业机械化的基础上，美国农业正在采用大数据和互联网方式提升农业生产的效率和效益。在“3S”技术、互联网技术以及其他多种技术的加持下，许多农业机械已经配备有GPS 系统和自动驾驶系统，作业时机器会按照设定路线工作，实现高度自动化，并且出错率极低，生产者只需要通过平板电脑对农机进行必要的控制，其余时间更多的是监控农业机械的运行状况，并在有必要时根据管理系统提醒下地查看。除了管理机械工作以外，这些系统内置的App 会提示生产者施肥或打药，也会提供实时和未来几天天气状况的相关数据。此外生产者上传农场坐标以及其他相关信息后，就能够获得农场范围内的实时天气信息，包括温度、湿度、风力、雨水等，帮助生产者管理土地各部分的生产，很容易做到全流程精打细算，节约各项生产投入的同时获得最大的农业生产效益。

这种生产模式在我国地势平坦、连片土地面积大的地区极具参考价值，非常适合采用大型自动化农业机械的规模化生产。

2.2 德国智慧农业——政府指导下的数字农业

德国数字农业利用大数据和云技术，将天气、土壤、降水、温度、地理位置等信息存储在云端并进行处理，实现通过云端指挥各种智能化大型农机进行作业。在汉诺威消费电子、信息及通信博览会上，德国软件供应商SAP 公司推出数字农业解决方案，可以在电脑上实时显示多种生产信息，生产者则可以据此进行精细化生产并实时调整，实现增产增收。德国农机制造商CLAAS集团与德国电信合作，利用物联网技术为智能化机械间建立沟通，能够不断获取农业数据并分析。德国电信也推出了数字化养殖监控技术，用户可通过设备实时监控养殖信息。目前德国农业生产者几乎都依靠电脑和互联网的支持来进行生产，每天都需要检查当天天气信息、粮食市价以及由系统反馈的其他生产的关键信息。

我国具有良好的宽带覆盖率，行政村4G 网络覆盖率达到98%，具有极其良好的数字农业建设基础，在一些薄弱的方面，可以加强与农业强国的合作。

2.3 日本智慧农业——“大数据+ 互联网”实现智能农业

日本利用互联网、大数据等技术来推动农业发展，但受限于小规模农户难以推动现代技术应用，因此主要是以法人作为经营主体来获得良好效果。通过互联网技术，可以将熟练农户积累的技术和经验数据化，还实现了对生产情况与消费者动向的监控，能够抓住最佳时机生产和销售畅销农作物或农产品；GPS 系统也允许一些无人驾驶拖拉机进行24 小时耕作，有效解决了日本农业劳动力不足的问题；大数据分析能够帮助经验创新，例如一些“知其然无需知其所以然”的经验，包括天气情况与病虫害发生的关联等。随着智能手机和平面终端的普及，农业生产者已经可以通过手机对农业生产经营进行管理，以提高管理效率和生产效果；市场信息渠道的畅通也使得农户能够根据市场需求获得更多收益，同时政府也在持续支持对农业设备技术进行创新性研发。

日本的农业基本情况与我国多数地区的农业基本情况最为接近，因此对日本智慧农业发展的研究对我国智慧农业发展具有极高的参考价值。

3 智慧农业是农业高质量发展的重要实现路径

3.1 智慧农业是农业高质量发展的必然选择

农业高质量发展兼顾经济效益的同时，还对产品质量、产业结构等多方面提出要求。夏显力（2019）等通过借鉴发达国家数字技术主推农业高质量发展的经验，列举出数字技术对农业高质量发展的具体促进作用，主要表现为促进产业融合和产业体系优化、实现农业智能管控和生产体系的重构、推动经营决策便捷化和经营体系高效化[14]。

农业高质量发展的“高”，在于高标准、高效益、高效率、高品质，是实现农业现代化的重要路径和标志[15]。我国国情较为复杂，农业劳动者基数大、农业生产方式落后、机械化和规模化程度低、区域发展不协调等都是发展现代农业必须解决的问题，实现农业现代化就必然要走农业高质量发展的道路[14]。陈锡文（2017）认为我国农业目前面临成就与挑战并存的状态，对农业供给侧进行结构性改革的意义巨大，农业生产仍然存在产品科技含量低、农民生产积极性差、相比进口农产品竞争力差等问题[16-17]。智慧农业作为前沿科技与农业生产经营相结合的主阵地，其对于农产品产量、质量和科技含量的提升作用极大，发展智慧农业将有助于我国摆脱对进口农产品较为依赖的现状。

3.2 智慧农业对农业高质量发展的促进作用分析

智慧农业多元产业融合的特性，使得其相关产业链得到延伸。江泽林（2018）对农业机械化的发展历程进行总结，将机械化对农业产业链延伸分为三个阶段，即横向延伸阶段、纵向延伸阶段以及全面（空间）延伸阶段[18]。横向延伸阶段是指为了提高产能和生产效率，大规模使用农机后使得农业产业链对机械制造相关产业的横向延伸；纵向延伸阶段是随着科技水平的不断提高，农业机械化开始对农业生物技术、传感器产业、通信产业、航天生物工程等产生纵向延伸；全面延伸阶段则是智慧农业的雏形，延伸至农业服务业、机器人产业等，同时还开始向经营理念、经营模式的价值链等多方面进行全面延伸。成熟的智慧农业的延伸模式更为复杂，在这种模式下，农业生产的改变包括三个方面：农产品、农业经营方式和农业产业链延伸，每一个都对农业高质量发展产生着深远影响，如图1 所示。

图1 智慧农业对农业高质量发展的促进作用

从产品角度来看，产前利用大数据和互联网及时获取市场信息和生产技能指导。生产技能指导可以让生产者不再受到技能条件限制，使其完全可以根据所获取的市场信息进行生产决策和良种选育，从而有效提高生产效率和产品质量，甚至可以通过互联网达成期货交易。产中可以利用大数据和物联网，及时了解农产品生产动态和相关环境信息以便及时进行调整，保障产量和质量，减少资源浪费。在产后阶段，通过技术辅助使得产品质量较高且相互之间差异较小，农产品标准化对产品销售和电子商务的开展起到了极大的帮助。

从生产经营角度来看，智慧农业对技术要求较高，是典型的知识密集型产业，生产经营方式具有显著的规模化、集约化、工业化和产业化特征，与传统农业的小农生产、粗放型经营大相径庭。在大数据、互联网、人工智能等技术的加持下，生产者和管理者能够获取更全面的市场信息，例如产品价格走势、产品市场供求、寻求合作伙伴等，能够进行精准生产、提高市场效率、拓宽交易渠道，对提高农业生产经济效益帮助极大。

纵观整个产业链及其延伸部分，技术在农产品产前、产中、产后均起着极大作用，由技术服务于农业，则会带动其他产业直接或间接地服务于农业，图1 中仅画出了与农业生产经营相关过程具有直接关联的部分产业，智慧农业能够直接带动大量产业的发展，通过延伸产业链的方式增加农产品科技含量和附加价值；自动化和机械化能够提高农产品的生产效率；自动浇灌和施肥能够精确控制营养补充量，有效提高农业资源利用率。提高产品产量和质量的同时也能避免过度施肥对环境造成的破坏，以上优点都和农业高质量发展、绿色发展、提质增效、规模化、产业多元融合的特征相匹配，发展智慧农业也有助于完善农村产业体系，增强农村地区的人才吸引力。

4 讨论和建议

4.1 多种措施并举降低智慧农业成本

智慧农业资金需求大，成本高，主要体现在基础设施采购、农业机械采购、土地流转困难等方面。

在土地流转方面，应当深化土地流转制度改革，明确“三权分置”的基本界限。地方政府和农业机构要主动牵头，对闲置农业用地进行及时处理，尽可能降低土地交易成本。

在基础设施和农机设备方面，鼓励专业户、生产大户、科研机构以及龙头企业等相关专业技术人员对设备进行创新设计或改造升级，结合生产实践中的经验利用多种方式来降低生产成本。

4.2 多管齐下促进农村地区劳动社会化

目前我国农业生产仍然以小农散户生产、粗放经营为主，各生产者之间相对独立。农村地区劳动力水平不高、专业人才缺乏、农民培训效果差、农民生产积极性差、农村地区劳动社会化程度低等都制约着智慧农业发展。

在专业人才和农民培训方面，专业人才缺乏时可以充分发挥线上工作的特点，由合作社或政府牵头，由专业户集体或农业产业联合体为相关专业人才提供兼职技术顾问等岗位，降低人才聘用支出的同时，也能缓解专业人才缺乏的现状。对农民进行培训时，既要避免开展无用、脱离现实、难度较大的培训，也要避免农民培训行政化，应建立灵活的培训机制。

此外，还可以对特定农作物或当地特色农作物给予适当财政补贴；鼓励乡镇企业发展，为农民提供完善的农村社会化服务；相关机构也可以提供农闲时的临时岗位，增加乡村地区工作岗位，推动农业劳动力分化，避免从事某一农业生产活动的人数过多而导致农业生产陷入内耗状态，产生“谷贱伤农”的情况。