智慧农业建设的价值、典型模式、问题及路径

卫 苗

(济源职业技术学院经济管理系，河南济源 454682)

智慧农业是新一代信息技术与农业决策、生产、流通交易等深度融合的新型农业生产模式与综合解决方案，是农业产业数字化的具体形态[1]，加强现代智慧农业建设是积极健全并优化打造新型农业经营体系的重要举措，对健全并优化农业产业体系、生产体系、经营体系具有十分重要的现实意义[2]。自2014年智慧农业提出以来，多次被写入中央“一号文件”，2022年《中共中央 国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》(以下简称《意见》)中明确提出要“大力推进数字乡村建设，推进智慧农业发展”[3]。智慧农业作为一种依托数据驱动技术流、资金流、人才流、物资流的数字化农业方式，其数字化的基本特性可以与数字乡村建设完美契合起来[4]。在数字乡村建设深入实施的背景下，已经初步形成了几种典型的智慧农业发展模式，但是受到乡村在大数据应用管理、数字化人才积累、软硬件设施配套与精细化策略引导等条件的限制，智慧农业发展缓慢。对此，基于数字乡村建设背景，通过深入分析智慧农业的发展价值与典型模式基础上，探讨其存在问题，并提出针对性建议，有效发挥智慧农业在重构产业链、催生新业态、打造创新链上的积极效用，激发智慧农业在提质增效、降本节能、绿色安全方面的潜力。

一、数字乡村建设背景下发展智慧农业的价值

1.智慧农业激发了乡村数字产业活力

产业是数字乡村建设中的关键一环。智慧农业通过重组人、机、物的排列方式与连接方法，在应用层实现智能化生产、网络化协同与服务化延伸，并以此为农业产业生产、流通、服务、决策的全流程监测与管理助力，在数字乡村建设中提升农业效能，推动各项产业发展。最为关键的是，智慧农业在以一种全新的业态形式扎根农村的同时，还利用运算层、感知执行层带动数字产业的发展。在运算层发挥智慧农业的区块链溯源、云计算运维、大数据存储、智能化感知等功能，运用强大的信息数据处理能力和适时快速的反馈机制，构建农村地区各个产业的信息渠道，从而完善乡村数字产业的布局与发展；在感知执行层则利用遥感技术、地理信息系统、模块化监测软件以及传感器与执行器等数字软硬件设施，助力乡村产业的数字化、智能化和精细化发展。因此，智慧农业的发展不仅在一定程度上突破了传统农业的时空限制，还推进了农村地区数字产业的布局与发展，在农业智能化发展的内在驱动下，乡村数字产业更好地服务于三产融合，有效加快了数字乡村建设的进程。

2.智慧农业推动了乡村人才振兴

人才是数字乡村建设的重要支撑。智慧农业的发展，推动了与之相关的人才、技术、设备等核心要素下沉，在数字乡村建设中为人才振兴提供了条件[5]。与城镇相比，乡村地区在基础设施、产业生态、文化条件等方面建设滞后，对广大人才的吸引力不足，高层次的数字人才极度匮乏，成为数字乡村建设最大的短板。而智慧农业的发展，立足于产业内在需求凝聚释放数字化人才动能，并将现代化理念、数字化技术、信息化设备应用于涉农领域，使人才与智慧农业的捆绑范式辐射到整个农村地区，激发了数字资源的共建共享与人才技术的下移，赋予数字乡村建设超强的生命力。智慧农业的发展通过引才、留才和育才三个方面实现数字乡村的人才振兴。在引才方面，智慧农业在产业内驱的作用与政策支持下，遵循市场资源配置规律吸引人才由城市向农村流动；在留才方面，智慧农业以朝阳产业的巨大发展潜力，在地区“政产学研商”多位一体的产业发展模式上，留下诸多志同道合的中坚人才；在育才方面，智慧农业形成了“互联网+专家”的适配模式，以远程信息分析、云端视频会议、异地技术指导等方式培育深耕乡村产业人才。智慧农业在人才方面多方发力，有利于缓解了农村数字人才资源匮乏的难题，为乡村人才振兴打造了广阔平台。

3.智慧农业奠定了乡村生态发展基石

生态是数字乡村建设的重要内容[6]。智慧农业的发展，推进了绿色农业与生态农业的发展，奠定了乡村生产发展的基石。智慧农业在发展过程中，主要从技术运用、生产控制与资源利用层面来促进节能减排与环境保护。在技术运用层面，智慧农业以大数据为引擎，通过精密数据的收集测量，构建仿真模型来实现生产管理与资源利用效率的最大化，例如借助卫星搭载高精度感知设备，结合GPS技术实时监测与农业生产相关的水、大气、土壤环境数据，构建农作物模拟仿真平台，实现农业与生态的和谐发展；在生产控制层面，智慧农业在精细化与最优化管理条件下，引导传统农民向新型农民过渡，帮助其作出正确的生产决策规划，并利用数字技术与智能管理设备，检测农作物农药残留情况、土壤肥力条件，甚至计算最佳的播种与收割时间等，制定轮种、套种、间种的科学规划，使农业发展与地理气候挂钩，确保了农业生产符合可持续发展要求；在资源应用层面，智慧农业一方面以大数据为核心，精确计算出农业生产所需要的资源数量，发展智能型节水灌溉，使用有机生态肥，另一方面还推进资源废弃物循环利用与无害处理，变废为宝，架构起生态环保、良性循环的智慧农业资源利用体系，为生态乡村建设打好基础、做好铺垫。

4.智慧农业提升了乡村生产效率

效率是数字乡村建设的永恒主题，也是产业发展好坏的重要衡量标准。智慧农业作为传统农业的全面升级，通过技术加持、服务供给、智能泛在的影响，推动了乡村生产效率的提升，在数字乡村建设中发挥着不可替代的作用[7]。具体而言，一是智慧农业通过信息技术与农机农艺的融合应用，以技术创新与设备赋能的方式提高农业生产效率，并推进乡村数字产业在大数据存储与集成处理上的应用。例如，使用水肥一体化智能滴灌设备，运用操作系统中提前录入的数据，设置和调节用水与施肥的体量，既节省了人力成本，又提高了农业的生产效率。二是在顶层政策规划下强化服务供给，促进社会的技术下行与优质资源下沉，使数字技术更加匹配农村产业需求，赋能乡村公共服务。例如，在打造“互联网+政务服务”一体化的同时，以政府为主导的农业服务向乡村延伸覆盖和重点倾斜，通过完善服务为生产效率提升提供保障，强化了乡村数字服务的整体力度。三是智慧农业以智能化和自动化为抓手，将人工智能与自动机械相结合，提升了智能泛在的融合，有效拓展农业农村大数据的应用场景与服务水准，逐步消解了农村原有的生产方式，提高产业的生产效率。总之，数字乡村建设中智慧农业的发展，促使技术、服务与各项资源向农村区域的倾斜，综合提升了乡村产业生产效率，进一步缩小城乡区域发展差距，促进城乡一体化发展。

二、数字乡村建设背景下智慧农业的典型发展模式

1.生产：园区运营模式

建设数字乡村战略的提出为乡村地区建设提供了良好的政策环境，尤其是顶层设计的完善，提高了乡村地区生产力和生产关系的适配度，为智慧农业高效生产过程的进化奠定基础。智慧农业的发展离不开企业主体的有机参与，而在产业规模化与集约化发展模式下，企业主体凭借敏感的市场嗅觉与丰富的运营经验，结合乡村自然环境特色，开辟一块集成度高、自动性强、现代化深的农业产业园区，由此形成了园区运营模式。园区运营模式从品种改良、环境改善、生产改造、技术改进、设备改换等方面入手，打造集约化与规模化智慧园区的农业生产模式，在产品、技术、管理上精雕细琢，形成了智能化与自动化水平较高的专业农业区域。其典型代表如三润集团的园区服务模式，以农业园区的程序化生产和产业化发展为核心，开辟一块适合某一品种培育的土地，改良气候和土质，批量栽培和孕育，形成集规划、设计、施工、运营方案策划、第三方资源引入、项目金融等服务于一体的全产业链流程，使园区在标准化生产、智能化控制下，井然有序地生产经营，从而使农村融入智慧农业发展，真正实现农业的升级换代。

2.流通：电子商务模式

智慧农业相对于传统农业，其最大的特点是赋予了高智能属性[8]，无论是农业生产过程的精准感知、控制与决策管理，还是流通环节的溯源防伪、对点营销和无接触物流，都流露着人类智慧结晶。尤其是在我国数字乡村建设背景下，智慧农业更是搭乘大数据快车，强化了智能化与数字化的契合性。在流通环节，智慧农业在“电子商务+农业”“区块链+农业”“互联网+农业”下形成了电子商务模式，三种组合分别实现了产品市场供给与需求、产品属性的精准溯源与产品信息的精准对接，使农业流通环节更加智能与顺畅。在智慧农业的电子商务模式下，产品与市场的面对点或面对面对接更加便捷，加上产品智能化的收货发货和公开性的信息呈现，解决了智慧农业价值转换的后顾之忧。电子商务模式典例案例如电商企业与地区政府合作达成的电商扶贫项目，在农产品的流通环节实现了精准化销售与智能化配给，在深耕农村市场的同时，加快了乡村数字化发展进程。2020年以来，农产品线上“品牌化+平台化”方向趋势发展明显，在农业科技、人工智能持续促动下，农村电商数字化发展增速明显，仅淘宝村便达到7023个，使智慧农业的电子商务模式覆盖面更广[9]。

3.设施：科技创新模式

智慧农业是农业产业数字化的具体形态，其依赖于数字设施的完善与数字技术的应用。数字乡村建设使得农业技术应用速度加快，智慧农业的设施完善上也形成了科技创新模式，主要体现在智能设备的场景应用，例如智能化温室中使用数字系统调节大棚内部的温、光、水、肥、气等，植保无人机利用遥感技术、地理信息系统、模块化监测软件以及传感器与执行器等数字软硬件设施实现种子、药剂的智能喷洒，智能养殖场利用人工智能自动控温控湿、除虫和打疫苗，改善养殖场家畜的健康状况。这些智能设施设备的应用都是智慧农业科技创新的具体形态，其主要依托科技的发展与系统化的操作流程，从而提高农业生产的潜能与科技含量。其典型案例如平原鲁望集团的大型智能养猪场，从种猪适配、出生标识、基因组检测、生产性能测定等都实现了全自动智能化，养猪场内自动控温控湿、喂养清洁，通过科技创新与设施完善，并与区域种植结合，形成了“地上种粮-粮变饲料-饲料养殖-养殖产粪-粪肥还田-土壤改良-品质原粮”的循环种养模式，串起一条资源变废为宝的“黄金链”。

4.服务：政企合作模式

数字乡村建设丰富了智慧农业的参与主体与服务内容，有效发挥了政府与企业合作潜力。传统农业缺少技术、资金、服务与人才的供给，阻碍了农业转型与智能化发展。数字乡村建设带动了资源下沉，给企业提供了一个潜力巨大的发展机会，最终形成了政府主导、企业主体的智慧农业合作模式[10]。这两者合作所提供的技术、资金、政策与人才，能够推进农业生产方式转型与生产效率提升。政企合作模式以政府政策为助力，企业投入来发力，弥补智慧农业发展过程中存在的各项短板，政府方面在顶层设计的政策规划下强化服务供给，为农业市场发展扫清政策障碍；企业方面在自身资源优势下提供资本、技术，增强智慧农业的产业动力。政企合作模式通过服务的完善来为智慧农业的发展提供保障，并强化了乡村数字服务的整体力度。当前各地如火如荼推进的智慧农业发展基本都有政企合作的影子，例如上海崇明区新村乡联合国内农产品产地数字供应链翘楚企业美村科技，共同孵化新村乡稻米文化小镇，聚焦农产品产地供应链，助力智慧乡村振兴。

三、数字乡村建设背景下我国智慧农业发展面临的问题

1.大数据应用管理水平较低

大数据应用管理是数字乡村建设的重点，同时也是智慧农业发展的重要驱动力，尤其是在园区运营模式和电子商务模式中，大数据成为联接生产与市场的关键。但是在智慧农业发展的实际过程中，还面临大数据应用管理水平较低的问题。一方面，农业大数据的共享程度较低，数据积累较为薄弱。智慧农业的发展涉及到产品信息、市场数据、技术指标与成本投入等各个方面，数据类型复杂且规模庞大，而当前农业大数据分布于不同的政府部门或机构，数据的“孤岛效应”极为明显。在智慧农业建设中，数据信息不全面、可信度与可用性较差，从而导致智慧农业建设出现偏差。另一方面，受限于技术与设备的配置，智慧农业的数据抓取与监测的全面性不够，导致智慧农业某一领域的数据扩散性不足，数据标准化和连续性无法满足智慧农业的建设需要，实际实践只能逐渐摸索，拉低了智慧农业的发展速度。此外，受到传统农业生产经验主义的影响，智慧农业发展中对农业数字采集与应用的意识还不强烈，大数据应用管理的思想理念尚未全面形成。

2.数字化人才缺口相对突出

人才是智慧农业发展的基础，虽然数字乡村建设推动了大量人才资源下沉，但对于遍地开花的智慧农业发展而言，还相对不足，主要表现在以下三个方面：一是数字化人才数量不足。数字化作为21世纪发展起来的概念，无论是城市产业转型，还是数字乡村建设，都亟需大量的数字化人才，而农村智慧产业发展中，与城市产业的数字化人才竞争处于劣势，智慧农业数字化人才不足。二是智慧农业数字化人才能力受限。即便在政策的驱动下拥有相对充足的数字化人才下沉到智慧农业中，也面临人才能力无法满足的情况，在传统农业生产模式下，农户基本全靠经验种植，现代化耕作理念缺失。而当前智慧农业中既懂得数字技术，又具备农业生产能力的人才较少，这就导致机械操作员与农业生产者相脱离，影响智慧农业的快速发展。三是能够扎根乡村智慧农业领域的数字化人才缺口突出。许多数字化人才习惯了城市方便舒适的生活方式，无法适应农村的工作生活条件，到农村后回城发展的人才较多，专心沉浸在智慧农业发展中的数字人才较少。

3.软硬件基础设施建设滞后

智慧农业的发展需要强大的科技实力为后盾，但数字乡村建设的时间沉淀较短，农村地区数字化软硬件基础设施配备还不齐全，制约了智慧农业的发展进程。具体而言，一是以数字为核心的软硬件技术条件不成熟。长期以来，农村地区发展滞后，技术水平与科技程度跟城市地区具有较大的差距，软硬件基础极为薄弱，要想发展智慧农业，首先便需要补足技术与设备上的短板。二是乡村基础配备不完善，影响了智慧农业大型设备的装备与应用。无论是电力系统、通讯系统、交通系统等基础设施，还是人才、技术、资本等生产要素，都与智慧农业发展要求具有较大差距。例如，农村交通道路狭窄阻碍了智慧农业大型设备的运输，电力系统的疲软限制了高电压自动化机械的使用等。三是社会服务性基础设施发展落后。农村教育、卫生、文化与服务体系极为薄弱，直接影响到智慧农业的可持续发展与壮大。

4.精细化政策引导不够完善

数字乡村建设侧重构建乡村全域数字治理体系，所提出的一系列措施利好智慧农业的发展，但无论是数字乡村建设政策，还是智慧农业发展政策，精细化程度还有待提升。在政策制定上，虽然在国家的高度关注下制定了一系列关于智慧农业的发展政策，但是各个地方发展智慧农业的客观条件与现实情况并不相同，这些顶层设计只能起到方向引导作用，无法成为行动指标。在政策落实上，顶层制度设计逐级落实到地方政府以及基层政府后，政策的实施效果有待提升，智慧农业发展的政策执行亟需自上而下逐级强化。在政策细化上，当前的智慧农业发展政策明显存在覆盖面不足的情况，尤其是智慧农业涉及到市场主体、农村农户、地方政府等多方利益，并且包括技术、资金、土地、人力等多方面要素，政策的精细化还需要在智慧农业的深耕中得到进一步完善。

四、数字乡村建设背景下智慧农业的发展路径

1.强化智慧农业技术推广与应用

通过强化数字技术推广与应用，实现数字乡村建设与智慧农业发展。针对数据应用管理水平较低的问题，一方面，从农业大数据的收集、处理、存储与共享入手，强化不同农业领域内智慧数据的采集工作，以大量真实样本构建智慧农业发展的数据库，并加强对数据的处理分析与仿真运用。同时，打破企业与政府之间、部门与部门之间的数据隔阂，强化大数据应用与智慧技术的开发，提升农业大数据的全面性、可信度与可用性。另一方面，需要立足于当前不同地区智慧农业发展的主要模式，进行针对性与突出性的技术下沉。例如，针对以特色化与智能化养殖产业为代表的农村区域，可以着重推进智慧养殖技术的创新与下沉，通过完善的信息记录与数据收集，改善和优化养殖过程，提高自动化水平。此外，还可以深化通用性技术在智慧农业发展中的应用，依托国家农机创新中心以及人工智能发展规划，实现智慧农业技术的普适性应用，扩充通用性技术的应用场景。

2.推进智慧农业人才培养与下沉

针对数字乡村建设下数字化人才的缺口问题，需要从人才教育、能力培养与人才工作条件的改善等方面加以应对。首先，在人才教育上，通过高层次新专业的设置提升全社会数字化人才的供给量。针对智慧农业的数字化人才，需要强化农学专业与人工智能、大数据、智能装备等专业的交叉融合，设置新专业来满足数字乡村建设中智慧农业发展的数字化人才需求[11]。例如，湖南农业大学智慧农业专业便是整合了信息技术与农业装备等学科，设置智慧农业新专业，向社会输出农业型数字化人才。其次，在人才能力培养上，加强农业知识与智能技术的融合，将农业领域内的教学科研、产业规划、经营管理、技术服务与智能领域的遥感监测技术、GPS技术、大数据区块链等结合起来，提高智能人才培养的专业性与规范化。最后，要加强改善农村工作条件与环境，满足农村数字化人才的工作需要，促使其扎根智慧农业的开发，专心沉浸于工作岗位上。此外，还需要强化新型农民的培育，提高智慧农业生产主体的知识水平，为农业集约化与智能化发展奠定人力基础。

3.加强智慧农业设施建设与发展

《意见》明确提出要“加强农村信息基础设施建设”和“推动数字乡村标准化建设”[2]。针对当前智慧农业发展面临的软硬件基础设施滞后问题，一是要强化以数字为核心的软硬件配套技术的发展，不断弥补农村地区存在的技术水平短板，通过政策工具调动数字资源下沉，整合现有数据资源，完善基础农业数据和共享平台，建立规范化的信息管理体系，加快构建包括农村权属、农业资源、生产管理、机械设备、市场信息等的基础数据库。二是要不断提升乡村经济水平与基础条件，加大电力系统、通讯系统、交通系统等基础设施建设，加强农业产业的数字基础设施建设，以政策为手段吸引社会主体的积极参与，为智慧农业发展提供动力。三是加强社会服务性基础设施建设。坚持乡村振兴战略，发展农村教育、卫生、文化与服务水平，进而为智慧农业的发展提供人才支持、人力基础和前行方向。此外，加强智慧农业设计建设与发展还要真正落实城乡一体化建设，以产业转移促进地区经济发展，为智慧农业设施的完善提供驱动力，从而合力促进现代信息技术与传统农业深度融合的数字化农业方式的成型。

4.推动智慧农业政策制定与落实

在智慧农业的精细化政策上，针对存在的问题，需要从政策制定、落实与细化三个方面入手。在智慧农业政策制定上，国家层面要对标乡村振兴与数字乡村建设的总要求，结合智慧农业发展的市场导向与问题导向，制定智慧农业赋能数字乡村建设的整体发展策略。地方政府则应在充分考虑本区域资源条件、农业发展特点的基础上进行精细化拓展，明确相关目标、思路、重点及所需保障等，使整个赋能过程有据可循。在智慧农业的政策落实上，需要加强智慧农业相关政策的宣传指导与示范引领，在政府、企业与农户的多方努力下，加强政策的执行力与建设合力。同时，充分发挥政府投资的杠杆撬动作用，探索建立智慧农业发展示范区，加大智慧农业的财政支持及贷款、税收等优惠力度，以数字乡村建设为契机，并坚持政策引导、政府推动和市场运作的原则，促进政策的有效落实。在智慧农业的政策细化上，需要强化政策制定与落实的覆盖面，考虑到市场主体、农村农户、地方政府等方面的利益，细化技术、资金、土地、人力等发展要素，通过数字乡村建设与智慧农业发展适应中国数字经济发展战略纵深、数字化转型的大趋势。

结语

随着信息技术的快速发展，数字乡村建设已成为农业经济高质量发展的重要推动力。作为21世纪农业的重要标志，以数字乡村建设为抓手，大力发展智慧农业及相关技术，有利于我国农业从以经验为基础的传统产业向以高新技术为依托的现代产业转变，有利于促进农业和农村经济结构的战略性调整，提高农业综合生产能力和可持续发展能力。同时，智慧农业的发展对于统筹城乡经济社会发展，推进全面乡村振兴具有重要意义。新时期，在智慧农业发展过程中，要加强云计算、物联网、人工智能等领域新技术、新成果的进一步利用，推动农业生产经营的各环节不断延伸，实现智慧农业的高质量发展。