智慧农业发展现状及在农业类高校发展措施探讨

王艳丽 张 锴

随着信息化时代的来临，信息化技术在各个行业也得到了充分的应用，信息技术是指获取、处理、传递、储存、使用等信息相关的技术。现代信息技术的应用，传统农业逐渐向智慧农业发展，智慧农业是未来农业发展的趋势。本文从智慧农业国内外发展现状、大数据的应用、物联网技术的应用等方面总结了目前智慧农业发展的趋势。分析了智慧农业目前存在的问题，针对这些问题探讨了智慧农业在农业类高校发展措施，并且对智慧农业的发展进行了展望。

智慧农业是农业中的智慧经济，是智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分；对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。

一、国内外智慧农业发展现状

目前智慧农业已成为世界农业发展的大方向，国外农业以人力成本较高、人均耕种土地较多的家庭农场为主，需要借助数字化和机械化降低农业成本，利用数据库提供智慧支撑，对农场精细管理，通过引入智能机器人用于播种、喷药、收割，利用新机械为国外智慧农业发展提供新路径；国外智慧农业主要是无人机技术的应用、机器人与人工智能的结合以及物联网的应用等方面，国外政府通过提供制度保障和资金支持使智慧农业更具有可行性和有效落实，解决了国外劳动力短缺的问题，并且使国外农产品在国际市场中占有主要地位。20 世纪90 年代以来，国外在农业种植、生产经营等方面积极推动新技术的应用，将全球定位系统、农田遥感检测系统、信息采集系统、地理信息系统等技术应用到耕作上，通过精准作业减少化肥、农药、种子、能源等使用量10%-40%，其中由于精准耕种作业而节约高达20%以上。

近年来在政府的支持下，我国接连出台多部与智慧农业发展相关的政策规划，智慧农业发展规划不断完善，2020 年农业部门发布“互联网+”农产品出村进城工程试点工作相关方案，计划在一百个县开展“互联网+”农产品出村进城工程试点。在农业技术创新合作和团队建设方面，基本建立了多层次的科研人才队伍以及企业、科研机构、高校等多主体协同合作的创新研发体系。

我国智慧农业发展迅速，国家在科研项目上给予大力支持，国家重点研发计划、国家“863”计划部署一批精准农业技术与装备、农村与农业信息化科技等一系列重点研发计划、农业专家系统。智慧农业相关技术不断突破，如北斗导航系统、3S 技术、物联网、大数据、ICT（信息通信技术）、人工智能等技术融合到农业生产和经营管理中，“东方红”、“欧豹”、“谷神”等国产智能化农业机械被投入使用，植保无人驾驶航空器实现产业化。智慧农业信息化基础设施持续完善，根据互联网络发展状况统计报告，电子商务服务已经覆盖全国。农业相关部门通过农技推广平台提高农业生产信息化水平，数字信息逐渐渗透到农业生产各环节。目前很多互联网企业诸如京东、百度、北大荒、大北农、中粮、新希望等企业已经涉足智慧农业，逐渐形成了智慧种植农产品、智慧养殖、智慧供应链等，形成了非常成熟的智慧农业经营模式。

二、大数据在智慧农业中的应用

科学运用大数据能够保障智慧农业良好发展，通过将5G技术以及大数据技术结合起来应用到农业生产管理中，可以实现农民远程操控，有利于实现农业的智能化生产，保障生产管理的质量。例如，通过采用通信技术实时监测农作物生长状态，并准确判断田间管理的关键时期，比如灌溉时期、喷洒农药时期、施肥时期等，实现田间管理智能化，让农业生产更具有精准性、科学性和高效性。农业生产中在对信息的实时处理方面采用大数据、5G 技术也能发挥积极作用，比如把对不同生态区域土壤肥力、积温、降水信息进行收集，并把这些信息及时提供给农业技术人员，就能保证科学合理的田间管理，保障作物种植工作的高效率进行；智慧农业发展中对大数据技术应用需求进一步提高，为了有效提升大数据技术应用价值，要把握控制精确度。在农业生产过程中要特别关注影响植物生长的环境因素，比如温度、光照、降水量等，这些都可以采用大数据技术进行分析，有助于提高预测的精确度，有助于为智慧农业良好发展提供信息，比如在农业种植管理过程中，大数据技术的应用可以大大提高农业生产水平。近年来，我国21 个省都相继开展了主推农产品大数据的试点，通过完善监测预警体系，每天公布农产品批发指数，每月发布农产品供需报告和产品供需平衡表，实现了用数据指导服务，引导产销。

大数据技术对于农产品产销信息预测预警方面发挥重要的作用，科学应用大数据技术，可以准确分析全球农业数据信息，从而提前对农产品产销状况做出预测，有利于农民及时了解市场发展动态。合理运用灾害预警技术有助于分析历年来的农业灾害数据信息，准确总结自然规律，为自然灾害预报工作提供数据参考，有助于农民在农业生产过程中做好预测，提前准备应对措施，减少损失。大数据在农作物病害的监测预警方面也发挥重要作用，通过在病虫害高发生区域设置监测点，构建监测网络，运用物联网设备，发挥大数据挖掘分析技术的优势，实时分析监测点数据，并提前做出警示，能有效减少或者避免经济损失。农作物生产过程中受到生物胁迫，如病虫害因素影响比较大，为确保病虫害监测工作的顺利进行，将大数据技术科学化应用，可以预防和减少病虫害对农作物生长的影响。

三、物联网技术在智慧农业中的应用

物联网技术主要通过嵌入式技术和传感器技术，将网络与物体连接，物体通过信息传播媒介进行通信和信息交换，掌握物体的基本属性进行分辨，通过合适的网络形式根据其需求进行信息处理。近年来，已有多个省市开展农业物联网工程区域试点工作，确定了很多增效农业物联网产品技术和应用模式。2017年底全国行政村应用宽带的比例达到96%，城乡网民数量达到2.11 亿，“互联网+现代农业”技术获得显著成果。物联网技术在智慧农业中的具体应用主要有农业监管应用，主要是农业生态环境保护和产品质量安全监控，一旦生态环境遭到破坏，将严重威胁产品的质量安全问题，物联网技术通过在温室大棚、森林、农场收集土壤水分、酸碱度、电导率等相关信息，农业技术人员对这些信息进行整合，根据作物模式分析，有针对性地进行管理。物联网技术在产品质量安全把控方面非常准确高效。物联网技术的应用也对节水灌溉系统进行了优化，不仅提高了农田用水利用率，降低用水量，节省了成本，还可以提高农产品生产速率与质量。通过物联网技术配备不同的传感器，对不同种类的农作物生长环境进行检测，掌握区域农田基本情况进行智能整合，为区域灌溉提供数据。通过物联网传感器技术，24 小时监测和调控大棚光照、温湿度等数值，实现农作物多季节采收，保证绿色有机生产。物联网技术也在家禽养殖、水产养殖中得到了广泛应用，可以通过传感器预测家禽传染病的传播，不仅实现精准化养殖，还可以预防禽畜间疾病的传染，有效采取防治措施。另外农业生产过程中农药使用过多会破坏生态环境以及伤害人体健康，实施区域精准化喷施是智慧农业中的核心技术，有效降低农药使用率和残留量，为农业生产奠定基础。

作为现代农业的代表，智慧农业的发展必将在未来农业发展中占据主导地位，利用物联网技术可对农艺生产与农产品等多项因素进行监督和管控，实现对农业生产中存在的问题进行预测，“物联网+农业”是未来农业发展的必然趋势，物联网技术将为现代农业的发展提供有力支持，助推农业产业化发展。

四、智慧农业问题分析

智慧农业取得了大量成果的同时，还存在缺乏技术积累和基础研究的问题，整体水平与发达国家相差较大。目前限制我国智慧农业发展的因素主要有三点：一是设计规划水平低，对于智慧农业发展认识不够深入，设计规划水平，资源配置不够充分，信息化建设、数据平台建设、技术研发与推广各环节之间缺乏联通，信息化、数字化发展水平不足以承接智慧农业技术的推广应用，研发部门与市场部门之间的链接依然不强，创新成果转化率低，智慧农业与基层农业发展脱节，阻碍了智慧农业的发展以及应用。二是协作与推广机制不健全，虽然智慧农业技术创新队伍不断壮大，但是智慧农业全产业链涉及的卫星导航、集成电路、传感器等，未能串联整个产业的协作平台，目前各个企业研发团队各负其责，与科研机构和高等院校之间存在信息不对称情况，进而导致研发项目重叠，创新效率不高。三是基础设施不完善，人才匮乏，智慧农业需要高科技、多功能的仪器设备协同作业，但是目前的状况是很多机构没有完备的基金作为支撑，缺乏先进技术以及相关的技术人员，各个地方政府对于技术人员的培训不够充分，部分农业技术人员科学文化水平偏低，不能够充分理解技术的具体操作；缺乏专业型的技术人员，目前我国专业从事农业生产的人员基本上以40-50 岁的人员为主，这部分人群相对来说受教育程度不高，知识储备量相对不足，由此可见，我国要想推动智慧农业发展，必然是依赖于更加专业的优秀人才。

对于智慧农业的发展，其本身还需要一些综合实践能力强和专业能力、文化素质高的专业队伍支持，所以政府部门要重视对人才的引进，增强对于高素质人才的吸引力，以此来提高农业科学技术的研发与推广队伍的建立健全。同时政府部门还需要完善职业农民培训体系的构建，以此来增强农民对于智慧农业理论知识以及前沿发展情况的掌握。

五、智慧农业在农业类高校发展措施探讨

为了解决智慧农业中存在人才短缺的问题，近年来我国农业类大学如山西农业大学、青岛农业大学、安徽农业大学、湖南农业大学、东北农业大学、四川农业大学、华中农业大学相继开设智慧农业专业，目的是立足于现代农业和信息技术发展需要，服务国家和区域农业农村现代化发展，培养能将生物技术、信息技术与现代农业技术有机融合，理想信念坚定，具有良好的品德修养、三农情怀、人文素养、社会责任感、审辩思维和全球视野，沟通交流能力、自主学习能力和实践创新创业能力强，能胜任现代农业及相关领域教学科研、技术服务、产业发展等工作的高素质、创新型复合人才。智慧农业专业着眼于智慧农业相关产业对于人才能力的需求，以成果导向教育（OBE）为人才培养理念，强化农学、植物保护学、信息科学和统计学基础，突出智慧农业特色。

六、为促进智慧农业在高校的发展采取的措施

1、加强政府支持力度

任何一个好专业的发展都需要经费的支撑，智慧农业的快速发展同样需要资金的支持，第一要统筹政府资源，大幅度给予高校资源支持，制定相关资金项目补贴政策，建议相关部门对于智慧农业给予政策性资金补贴；第二鼓励社会资本投入，诸如大型企业进入智慧农业领域，投入资金支持。

2、加强农业交叉学科建设

智慧农业专业是多学科结合的一门综合专业，所以在发展该专业过程中，要结合实际设计好交叉学科、学科交叉项目的人才培养目标、培养方案以及学位标准。农业类学校要统筹解决好交叉学科的师资引育和培养，特别是要引进一批有潜力、敢闯敢干的青年人才，为卓越者配备资源和平台，学校要做好顶层设计，为专业发展提供后盾；要围绕产业发展，设立学科交叉项目，促进不同学科教师组建科研团队，协同攻关实际科研问题。

3、加强校企合作

任何专业的设置，最终目的是服务于社会；智慧农业专业是多学科的结合，加强理论和实践结合，更能提升教学质量。校企合作能够弥补学校的短板，企业提供生产基地、高技术设施、学校提供理论指导，能够将智慧农业专业优化，经过产学研合作，可以将学生培养成创新型人才，也可以培养成“把论文写在大地上”的应用实践型人才，既能探索科技前沿，也能够脚踏实地解决实际问题，进一步为培养产业领军人才提供支撑。目前大北农集团与农业科学院、东北农业大学等研究机构进行战略合作，建立校企合作和强强联合的重要举措，以实际行动助力农业科技创新。中联智慧农业公司与湖南农业大学进行战略合作，双方围绕现代农业智能化、农产品高质量特色化、家庭农场智慧化，在数字农田建设、数字水稻种植方面培育相关专业科研人才、高素质职业农民队伍等方面展开深入合作，实现资源共享、优势互补，共同开创校企合作新局面。2021 年东北农业大学农学院智慧农业系与北大荒信息有限公司在智慧农业领域进行深度交流合作，建立了“智慧农业研发中心”与“研究生联合培养基地”。校企合作的发展也助力了智慧农业专业的发展。

智慧农业发展离不开技术型人才的支撑，国家要高度重视智慧农业发展过程中人才缺乏的问题，投入各方面力量支持智慧农业人才培养，以满足智慧农业发展对于人才的需求。我国农林教育大有可为，涉农高校是强农兴农的国之重器，建设智慧农业专业是振兴高等农林教育的重大战略，是现代农业发展的迫切需要，农业类院校在专业推进过程中，应该将“智慧农业专业”建设作为传统农科转型升级的发力点，用信息与技术为农科插上智慧的翅膀。要不断优化工作，提升专业质量，培养学生既能进课堂又能下稻田，为助力国家乡村振兴和实现农业现代化提供人才支撑。