现代农业的发展：农业信息化和智能化

隋顺雨

(首都师范大学 政法学院， 北京 100048)

当代世界和中国，随着科技进步的发展和创新，农业发展已经进入“新两化”阶段，即农业信息化和智能化阶段。随着AI(人工智能)技术的快速发展，人类社会创造生产劳动工具也开始发生革命性的变化，其中最重要的表现是劳动工具智能化，无人系统变为农业生产的主要特征。人工智能化的工具逐渐取代了工业社会以能量转换为特征的工具，机器人就是智能社会最典型的生产工具之一。人工智能工具在农业领域的广泛应用促进了农业发展，高速发展的智能化和无人化就是最具典型特征，是农业智能社会区别于农业信息社会的典型特征[1]。

一、 农业信息化的发展

近几年来，我国农业“互联网+”取得了很大进展：

(一)生产信息化稳步推进

智慧农业物联网、大数据、空间信息、移动互联网等这些先进的计算机通迅网络使农业生产者能够更及时、准确、完整地获取市场信息，提高了农业生产效益。在大田种植方面，大面积应用遥感技术、生物技术、微电子技术。在产前农田资源管理、产中农情监测和精细农业作业方面都采用了信息化新技术；设施农业新技术、新装备不断涌现，加快推广应用温室环境数字化控制、水肥药人工智能管理技术；畜禽养殖实施大面积精准饲喂、发情监测、自动挤奶等信息技术；水产养殖快速集成应用水体监控、饵料自动投喂，等等。深入实施国家农业物联网区域试验工程，在全国范围内节本增效农业物联网软硬件产品、技术和模式共有426项。

(二)农业经营信息化发展迅猛

农村电子商务以农业网站为载体，在全国竞相迸发，为农业提供各种商务服务或直接经营商务业务，农产品和工业品城乡流通的发展格局正在形成。农业电子商务平台为从事涉农领域的生产经营者提供便利，在网上销售农产品、购买农产品和采用电子支付等业务。交易种类繁多，尤其是鲜活农产品品种日益丰富。国家电子政务重点建设的金农工程通过并投入使用，所有省份及部分地市县视频会议系统得到延伸，农村农业的统计监测、信息管理、预警防控、指挥调度、监管评估、行政执法、行政办公七类重要业务所有省份及部分地市县信息系统已全覆盖。逐步完善了与农村农民有关的土地信息系统与数据库建设。农产品质量安全体系办理网上监管。陆续建成了中国渔政管理指挥系统和海洋渔船安全通信保障系统，使渔船管理流程的规范化及“船、港、人”管理的精准化得以有效促进。不断完善农业农村各行各业信息制度，中国农村农业市场监测预警的及时性、准确性明显提高。农业大数据发展应用稳步发展。

(三)服务信息化稳步推进

农业部网站作为最有权威和受欢迎的农业综合门户网站，负责及时准确发布政策法规、行业动态和市场价格等信息，日均点击量860万人次，“三农”在全面推进乡村振兴重心指引下，不断完善信息服务的组织体系和工作体系，形成多元化、市场化推进格局。农业门户网站群覆盖部、省、地、县四级。“12316”综合信息服务为广大农民和企业提供统一、规范和准确的信息服务，服务范围覆盖到全国，咨询电话热线24小时开通，为提高农业信息化服务水平，推进农业信息服务进村入户工作全面展开，方便农民投诉举报以及获取“三农”信息服务。互联网大数据等信息技术应用使服务的领域和范围不断拓展。从国际角度看，荷兰蓬勃发展的设施蔬菜和花卉产业、美国规模成熟的大田种植业、比利时畜牧业和挪威的水产养殖业即为农业发展的成熟模板。以美国大田种植业为例，美国农业物联网技术的引领者是大农场，大农场引领在农业物联网技术推广中起着至关重要的示范作用。调查资料显示，美国大田种植业对技术的采用主要在以下几个方面：(1)通过无线传感器网络进行智能灌溉，测量土壤湿度和温度以及空气温度与湿度水平来减少水的浪费；(2)利用物联网对不同采集及控制点进行连接，通过云服务器进行远程访问监测农作物病虫害等信息，帮助农场主及时采取应对措施；(3)很多农业机械装备和传感设备为农民获取信息并进行决策服务；(4)物联网技术还可以用于粮仓的自动化管理，农场主用它远程管理玉米、种子等散装货物库存[2]。

二、我国农业智能化的进展

农业迈进智能化的时代，中国农业朝着规模化、集约化、现代化转型。农业根据大数据进行资源信息化整合，在一系列农业高科技现代化成果之上逐步形成智能型农业，尤其是以无人系统为特征，这一系统优势在产业发展过程中的一系列智能化操作，在现代农业中全是效率高且可以控制的；通过农业标准化平台使农业生产者与农业服务提供者对接，使整个生产销售过程实现互动。增加资源的技术含量，大大提升了农业生产效率和质量。

随着现代农业信息技术的不断发展，各行各业不断助力“三农”发展[3]，解决了绝大部分农村地区的粮食供应，环境得以有效整治，吃水用电、交通设施硬件问题全面改善，并在“互联网+”、人工智能、电子商务等新技术中发挥了重要作用，农民在观念改进等方面取得了很大进步，涌现了一批以市场需求为导向的“新农人”投身农业现代化建设。

(一)通过农业产业链的整合升级实现农业智能化。农业智能化通过把产业链、价值链等现代产业组织方式引入农业，突破了传统农业在新的发展阶段的缺陷，大大地强化了发展现代化农业产业的力度，在新产业、新业态、新模式引领下形成新的经济增长点，使农业内涵不断得到拓宽和延伸。

(二)地域对农业智能化发展的特征作用显著，某些农业系统内的产业受到农业聚集效益的影响，造成农业资源向某些特定区域集中，表现为农业、农村和农民的“三农”融合互动。形成特色农业作物带和牲畜饲养带，在全国形成了“一村一品”运动，有的地方形成“一县一品”，家庭农场、专业大户、农民合作社等农业产业化组织方式应运而生，带动农民实现了富裕小康。

(三)农业智能化还表现为多形态、多要素的融合互动，从物质形态到意识形态领域、从经济发展到文化理念等社会多要素的融合互动。在智能化农业时代大背景和消费大环境下，多形式生产经营活动涌现，城乡融合、工农结合的投资者和经营者生活工作两不误，知识和资本通过多种形式平等互换，线上和线下共同营销推广农产品。农业现代内容丰富多彩，模式多种多样，涌现了诸多新时代农业的新标签，诸如，乡村文创、互联众筹、私人定制、绿色共享理念等。现代农业是以“改良土壤”“零农残”技术为基础，靠知识和资本推动的，从实践出发引领了农业的第四次时代变革，其商业规模和发展理念影响深远，意义重大。

三、农业智能化的特征

(一)农业智能化最核心技术是人工智能和无人系统技术，智能网络系统可实现种植养殖环境信息的全面感知，使得各种农业要素实现智能处理与自动控制。通过被感知、被传输，使物联网技术连接起来的自动化设备，传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理系统形成一个智能网络系统，可实现种植养殖个体行为的实时监测，对农业装备工作状态实施监控。

(二)农业智能化的信息技术是以3S(即遥感(Remote Sensing)、地理信息系统(Geographical Information System)、全球定位系统(Global Position System)英文缩写)技术为核心，在农业发展过程中，数字农业离不开电子技术和信息系统，农业现代的实现需要多种信息技术的集成应用，包括感知技术、互联互通技术和智能化处理技术，实现农业全链条有机协同与无缝连接，促使农业可持续发展。

(三)农业智能化实现全链条、全过程、全产业、全区域的智能化。农业全链条全过程的智能化，是指农业产前生产资料优化调度和使用，产中各种农业资源和农业生产过程的配置和优化，产后农产品的加工、包装、运输、存储、物流、交易的成本优化，最终实现全链条的整体智能化，即成本最低、效率最高、生态环境破坏最少。全产业的智能化，是指与农业生产相关的各产业达到人员、技术、装备、资金、体系、结构实现最优配置，确保产业的竞争力。全区域的智能化是指在单个企业、单个种植或养殖单元实现自动化和智能化的基础上，如何实现整个区域的资源最佳配置、生产过程的最优化以及成本的最优控制，通常区域智能化与整体的智能化是建立在单元智能化基础上，现代农业的最高阶段是农业智能化阶段。现代信息技术的应用体现在农业生产、经营、管理及服务等农业产业链的各个环节，整个农业产业链的高度现代化、智能化，由农业信息流把控农业生产与经营活动的所有环节，形成各农业形态高度融合、生产模式产业化和低成本化的现代农业的转型升级。实现规模化的畜禽养殖场建设，随着日光温室、批发市场、物流中心的转型升级，工业化生产线和大型制造商的介入使农业生产更加产业化，各类技术的高度融合使农业生产更加低成本化，进而逐步实现大区域或整体的智能化[4]。

农业智能化作为现代农业的最高阶段。它集新兴的农业互联网、农业大数据和农业云平台等现代信息技术等为一体，应用在农业生产传感的各个节点，它会渗透到农业智能生产、智能经营、智能管理及智能服务等农业产业链的各个环节中，从而形成整个农业产业链的智能化，为农业生产提供精准化种植、系统化管理与经营、智能化决策，实现现代农业的转型升级。而实现规模化的畜禽养殖场建设，随着日光温室、批发市场、物流中心的转型升级，工业化生产线和大型制造商的介入使农业生产更加产业化，各类技术的高度融合使农业生产更加低成本化。

四、农业信息化与智能化促进农业发展

现代农业全产业链包括生产、经营、管理和服务四个基本环节，通过使用“互联网+”的新型经济形态，使现代信息技术在农业生产要素配置中的作用大大优化和加强，切实将互联网思维转变为实际行动，使农业农村生产力得到解放和发展，农业竞争力显著提升，通过把先进的科学技术水平和先进的农业农村管理理念相结合，走出了以先进科学技术为导向的新型农业现代化发展道路。

(一)生产过程智能化

现代农业生产是按照“全系统、全要素、全过程”的要求，打造农业生产智能化环境。通过物联网的应用控制农作物的生长，传统农业生产方式中感知农作物生长环境相比实现了生产水平的飞跃，随着科学技术的发展，现代农业已经建立起从对农作物的感知传输到对农作物进行处理控制的智能化应用，提高农业生产的智能化和自动化水平，扩大了现代农业生产的产业化、规模化程度，使现代农业生产成本大大减少、生产效益大大提升。我国经过不断的努力和探索，在推进农业生产智能化农业迈进方面做出了重要探索，取得了显著成效。

案例一：黑龙江省依安县农业生产智能化探索实践。1.推进信息感知立体化。依安县利用地面传感器监测、空中无人机航拍、天上卫星遥感，建立起“地、空、天”立体化采集农业信息。其中在天上，利用卫星遥感，对全县土壤氮、磷、钾、有机质、pH进行全面“会诊”，为开展测土施肥，精准农业奠定了基础；在空中，应用无人机携带多光谱、可见光和热传感器，并通过GPS精准定位，对稻瘟病、马铃薯晚疫病、甜菜褐斑病发生位置、发生程度进行监测，为精准施肥、用药提供基础数据；在地面，传感器监测系统实时采集相关参数，帮助系统及时反馈和调整。2.推进种植管理智能化。开发依安县绿色有机食品物联网管理服务平台，通过作物生长决策系统，为全县每个农户提供测土施肥决策指导，提高化肥利用率，减少化肥施用量。通过有害生物预警系统，对作物病虫害发生、发展进行预警，有针对性地进行提早防治，减少农药使用量。3.推进模型应用精准化。依安县利用信息技术和数字化手段，对区域条件下的玉米、水稻等作物采取模式化管理方式，进行技术原理、技术特征和技术规程分析，开展精准化种植示范。

(二)农业管理信息化

大数据、云计算等信息技术的使用，促进了农业管理由传统的管理方式向信息化的管理方式转变。农业管理理念和管理方式发生变化，通过共享数据协同各项业务实现了电子政务实时查询、应急指挥在线跟进、监测预警管理通畅、质量追溯有据可循，使管理体系智能化升级、管理效能大大提高，农业管理逐渐高效化、透明化。

案例二：农产品质量安全追溯平台。农产品质量安全追溯平台是以保障消费安全为宗旨，以追溯到责任主体为基本要求，从而实现农产品“从农田到餐桌”的全程可追溯信息化管理的平台。农产品质量安全追溯平台是根据“一物一码”标准，准确记录每件外箱和每件产品在箱内的详细情况，使农产品的个体身份识别有据可依。农产品从制造销售检索的全过程可以通过多种查询方式进行检验查询，实现了农产品信息的透明化，为消费者权益的保障和政府部门的监察管理提供便利。农产品质量安全追溯平台的建设能够全面了解农产品的“来龙去脉”，有效防止非安全农产品流向市场，并在发现质量安全隐患时，可以马上进行追溯并及时排除风险。

(三)经营模式变更

科学技术的发展使农产品经营模式发生巨大转变。随着电子商务的兴起，农产品销售渠道日益畅通，满足了消费者需求多样化，扩大了销售渠道，实现农产品、农业生产资料、农村特色旅游的多种经营方式，电子商务的产生和发展，推动了一系列具有推广意义的商业模式的形成。

案例三：四种农产品电商模式。

第一种：供应链驱动型。典型代表是顺丰优选，即依靠顺丰集团的物流与配送优势，线上线下相结合，快速占领全国市场，这也是顺丰优选能够在短期内取得不错销售业绩的主要原因，上游的货源更丰富、更标准，下游的配送优势则会更加彰显。

第二种：营销驱动型。典型代表是来自生活网，农产品背后的故事性强，容易制造传播热点，从褚橙、柳桃到潘苹果，从四大美莓到阳澄湖状元蟹，都来自于生活网网络的宣传。该模式不断推陈出新，大力营销带动流量和销量。

第三种：渠道驱动型。天天果园具有代表性，凭借其对水果市场调研的细分，专项划分各种水果品类，力拓互联网、电视购物、广播电台等各类销售渠道，其面临的挑战是跨区域配送的服务能力。

第四种：服务驱动型。遂昌网店协会的成立，为本地的中小卖家(农户)提供一种商业运行模式，使农业及农产品的加工实现电子商务化，“电子商务综合服务+网商+传统产业”相互支撑，在政府倾力支持下，凭借标准化服务赢得市场占有率[5]。

五、农业信息化与环境化发展的制约因素

(一)基础设施信息化建设

信息化基础设施起到至关重要的作用，是分析、处理以及传播各类信息的物质基础，是支持信息资源开发以及信息技术应用的装备，推进这一体系建设的第一主体是政府。信息化基础设施建设主要包括广播电视网、互联网、电信网的建设及相关配套设施的建设。农业现代化时期，光纤通信为互联网基础设施的骨干，其网络功能是大数据、云计算，同时支持固定接入和移动接入，这一互联网为用户提供的网络环境具有安全性高、灵活性强和服务质量高等优势。目前，我国的信息化基础设施建设较薄弱且资源空间分布不均，在一定程度上制约了农业经济的发展。

(二)农业产业的信息化

农业产业依托信息产业发展，农业信息产业的发展，直接决定着农业可持续发展战略，农业信息化产业支撑体系的主要实施主体是企业。现代农业的优化结构的内涵丰富，其主要以市场为主导，以经济效益为中心，优化组合各种生产要素，凭借农业机械化、先进信息生物技术的有效传递，将创新技术与农业科学知识转化为生产力，作用并影响着农业现代化的建设与发展。在现阶段，大型跨国网信企业如雨后春笋般应运而生，这些服务于农业产业的企业具有强大国际竞争力，但是，这些企业在产业协同方面仍有较大不足，应通过打通第一产业、第二产业和第三产业的界限，实现产业的协同发展。

(三)科研院所聚集度

农业经济创新发展的重要支撑是农业信息化科技创新与应用基地建设，推进科技支撑体系建设的主体是高校和科研院所。提升高校的创新能力，为乡村振兴提供源头动力。要完善农业科技实现创新驱动，为农业转型升级源源不断地提供信息技术学科群建设，科学有序地布局一批重点实验室和农业科技创新联盟，形成中国的“农业硅谷”，突破资源环境约束就是要通过快速转型和升级农业科技水平，提高农业生产过程中的科学技术含量，改善产品质量，降低农业生产成本，提升农业综合生产能力。现阶段，我国农业科研院所不够密集，没有形成实现农业创新发展的规模效应，未来应加大对农业科研院所的投入，使农业科技加速升级和转型。

(四)科技人才培养

促进农业经济发展与信息技术深度融合，迫切需要一批懂得网络信息服务和农业技术生产的复合型人才，这些人才的来源主要应该是高校和科研院所。在这一环节中政府要加强引导，为节约成本就要致力于就地培养和利用人才资源，更要大力营造良好的氛围，有利于网络信息人才优先发展，培育乡村工匠，突出产业引领并持续不断加大产业扶持力度，依托特色产业吸引人才、增强产业发展对人才的吸纳力。强化政策保障，搭建乡村引才聚才平台。吸引专家学者、高校毕业生、科研机构的网络信息人才，使其积极投身农业发展建设中来。农业新时代，一大批懂技术、会应用的实用型人才将首先从事农业生产经营，勇当“争当表率、争做示范，走在前列”的领跑者，提供有力的人才支撑。

(五)农业信息化发展环境

农业信息化的建设需要相应的科学、技术、政策、人文环境，这些要素构成了农业信息化发展环境。农业经济的发展稳步前进，农民人均纯收入逐渐提高，农村信息化开展的基础成本得以落实；伴随农业信息化建设，要提升农村社会信息化意识和理念；政府发挥其主导作用，制定并完善相应的科技政策，加强科学技术的基础投入；通过培训等各种手段提高农民文化素质，使其具备信息技术的科技知识和运用能力，农业信息化环境的建设才能得以顺利稳步推进[6]。

六、农业信息化与智能化发展对策

(一)发展农业产业

农业经济发展，首先要加强农业产业发展。农业经济焕发生机和活力的基础是农业产业发展，挖掘乡村天然具有的多种功能，大力发展农村新的产业，鼓励兴办环境友好型企业。其次要培育农业农村发展的新动能，实现国内国际两个资源、两个市场统筹利用：兴办特色休闲农业，弘扬农村传统文化，兴办农村旅游精品工程，大力发展乡村特色经济、文化产业；开发利用好农业的多功能性，大力发展农村新的产业、新的业态，加强统筹规划，积极发展多种形式的农家乐，在农业生产、经营、管理和服务方面，大力发展农产品电子商务，推进现代信息技术应用，完善服务网络，促进科技、人文等元素融入农业，发展创意农业，发展农业生产租赁业务，积极探索农产品个性化的新型业态。

(二)引进人才

农业经济发展，人才是基石。那么，如何解决农村发展缺少人才的问题？一是大力培育本土人才。加大力度培育新型职业农民和新型农业经营主体，落实完善政策，挖掘扶持乡土人才，选拔本地农村基层干部等；二是梧桐引凤，聚天下人才。制定人才下乡政策，实施好支教、支农、支医和扶贫、特岗教师计划，吸引各类人才等，通过多种形式服务促进农村发展。

培育和挖掘乡士文化人才，应主要做好四方面工作。一是重发现。各级党委、政府要高度重视，从多领域干部中抽出优秀人员对乡土文化进行调查摸底，逐村逐屯探访乡土文化艺人，把乡土文化人才发掘出来。二是重管理。加强调研考证，把乡土文化人才进行归类建档，建立人才网络信息库，实施分类、分级管理。三是重培育。从总体上看，乡土文化人才呈现老龄化趋势，人才发展趋势逐年弱化。要进一步建立完善人才培育机制，加强培育新一代乡土文化人才。四是重激励。重视乡土文化人才制度建设，设立专项资金，激励乡土文化人才，调动乡土文化人才传承发展乡土文化的积极性和创造性。

(三) 保护生态

乡村环境保护与经济发展是和谐共促的关系，不能以牺牲生态环境为代价去发展乡村经济，要加大科技投入，用科技手段去保护农村生态环境。

1.全面改善农村基本的生活条件。首先，加快推进农村危房改造，保障农村基本住房安全，并提升农房节能环保性能。其次，继续提升农村饮用水的安全，结合当地实际推行城乡区域供水。再次，加快村内道路硬化，基本解决村民行路难的问题。另外，大力推进新农村电气化建设，开展农村电网科技升级改造，促进可再生、可持续能源供电，解决农村居民的用电问题。加强地质灾害防治，完善防灾减灾设施。

2.农业资源保护。加大力度实施耕地质量保护与提升，管控和修复土壤污染需强化，划定农产品禁止生产区；推进扩大轮作休耕试点规模和扩大深松深耕整地面积；推广高效节水科学技术；建立并完善重要农业资源的台账制度；有效利用农业废物资源，开展秸秆打捆直燃集中供热等科学技术和农膜的回收。

3.保护、利用、提升耕地质量。一是充分利用高科技改良土壤。针对耕地土壤障碍的不同因素，治理水土侵蚀，改良土壤，改善土壤性状，改进耕作方式。二是采用新的科技使土壤增加肥力。通过实施秸秆还田，增施有机肥等，来平衡土壤养分，提高土壤的有机质含量，通过实现用地与养地结合，粮豆轮作套作、固氮肥田、种植绿肥，持续提升土壤肥力。三是加强科技保水保肥。深耕，推广保护性耕作，增强耕地保水保肥的能力。四是实施科技控污修复。控制施用化肥农药，减少不合理的投入数量，阻止控制重金属和有机物的污染，控制和减少农膜残留。

4.发展节水农业，保护农业用水安全。依托先进技术实施国家农业节水行动。实施水资源管理、开发、利用控制红线；确立用水效率控制红线。控制地表水过度利用和地下水超采区的综合治理，适度减少灌溉面积，推广高效节水灌溉，加快现代化农业高效节水体系建设。发展节水农业、雨养农业，在半干旱、半湿润偏旱区建设集雨窖等设施，推广地膜覆盖技术，推进种养结合。

(四)加强组织建设

农业经济持续健康发展，必须加强基层党组织建设。农业经济发展的成果好不好，关键在于农村基层党组织强不强，基层党组织书记行不行。我国实行村民自治制度，村民是治理的重要主体，应充分激发广大农民的积极性；乡村治理必须实现法治化，因为法治是乡村治理体系的保障。做到有法可依、有条不紊。此外，德治是乡村治理的支撑，有利于提高自治与法治的效能、乡村治理的水平和质量。“三治”有机结合，相互衔接和补充，最终实现农村治理体系和农业现代化。在此过程中，党的领导是建立健全现代乡村治理体系的关键。

村民自治需要在法治的框架下进行，上级党委、政府以及组织、监察部门应该有效监督，扮演重要角色。比如，在村委会换届选举中，除了要遵循基本的村民自治的程序和规则之外，上级党委、政府以及组织、监察部门还应加强监督检查，以防“贿选”或者以其他不法手段干预选举。上级党委、政府以及组织、监察部门也可以依法调查处理村民自治中违法犯法的问题。

农业经济发展必须强化法治保障。在实施乡村振兴战略过程中，既有关于土地制度等重大法律和制度问题，也有很多关系老百姓切身利益的事务，必须提高执法能力和水平。要加大农村普法力度，提高农民尊法、守法、用法等方面的意识。