“農業4.0”背景下我國精密農業發展概況和趨勢分析

摘 要 精密農業是大數據與農業種植整合的農業應用與實踐體系，代表了“農業4.0”模式下重要的農業發展方向。概述精密農業的概念及發展現狀，對我國精密農業的發展趨勢進行了分析與探討。

關鍵詞 農業4.0；精密農業；發展模式；發展趨勢

中圖分類號：F320.1 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.22.022

知網出版網址：http：//kns.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20170818.1920.033.html 網絡出版時間：2017/8/18 19：20：00

2013年德國政府提出了“工業4.0”的概念，它定義了信息技術在工業化進程中的重要作用，引起了國際社會的極大關注。2年后，“農業4.0”概念于2015年提出，“農業4.0”可以概述為由物聯網、移動互聯網和云計算支持的現代農業形式。在1.0傳統農業，2.0機械化農業，3.0信息農業之后，“農業4.0”模式將現代農業提升到了一個新的發展階段[1]。

精密農業是大數據與農業種植整合的農業應用與實踐體系，代表了“農業4.0”模式下農業重要的發展方向。相關信息顯示，全球精密農業市場將從2014年至2020年以12.4%的年復合增長率增長，達到45.5億美元。中國作為一個傳統農業大國，如何應對人口、經濟及環境的多重壓力，實現有限資源條件下農業的可持續發展，建立精密農業的發展模式不失為科學的發展方向。

1精密農業的概念

精密農業是一個農業應用和實踐系統，包括數據獲取、數據解碼、數據優化和田間活動等環節[2]（圖1）。使用數據科學根據每個單位的農田的具體情況精確調節和優化農業投資和管理措施，從而最大限度地提高產量和經濟效益，同時減少資源利用，保護農業生態。其中，數據信息的獲取工作包括作物相關信息，包括作物外部信息與內部信息；數據解碼則是通過一系列軟件應用技術來分析信息，并將該信息通過網站或應用程序呈現給農業從業者，包括種植者和農業技術服務人員；田間工作主要用于指導現場工作，以實現精確種植、精確灌溉、精確噴灑，以最大限度地提高產量和經濟效益。

2國外精密農業的發展概況

近年來，國外眾多農業機構及跨國公司均已開始布局精密農業，從而能夠應對未來農業發展的挑戰。Monsanto（孟山都）在數據科學和精密農業方面投入了大量資金，在2012年花費2.5億美元收購Precision Planting，2014年收購Solum的土壤分析業務部門，2015年整合氣候合作平臺并且將其作為未來的主要發展方向。

如今，精密農業企業已經成為投資者眼中藍籌股。Monsanto的精密種植業務部門最近與AGCO就精確種植相關數據進行了合作，住友化學子公司瓦特美國與Iteris就農業數據分析達成協議；DuPont（杜邦）與John Deere簽署了數據共享協議，并與AGCO和Raven簽署了無線數據傳輸解決方案合作協議。

跨國公司和專業農業機構對精密農業的熱情也吸引了大量風險投資和具有巨大市場潛力的多元化投資者的進入。據美國風險投資公司統計，2015年農業和食品行業的風險投資大幅增長達到4.86億美元，增長54%。以Google風投為例，Google風險投資公司與其他投資者聯手，于2016年5月份在農民商業網絡中投資1 500萬美元，通過建立農場信息數據庫，為管理者提供種子使用、施肥量、種植方法、環境因素等農場信息；Google風投與以色列GreenSoil投資公司合作，對智能灌溉公司CropX進行投資；Google風險投資公司與Andreessen Horowitz等7家公司合作，在農業軟件Granular上注資1 870萬美元；此外，Google 風投正致力于開展氣候分析和作物生產數據開拓的投資評估。

不難發現，以Google風投為首的資本已經確立精密農業為農業發展的重要發展方向，并致力于打造以土壤物聯網為基礎的精密種植、智能灌溉與精準生產為一體的農業管理體系。

3我國精密農業的發展概況

在全球范圍內，精密農業的發展仍不平衡。美國作為精密農業覆蓋的市場主體，經長期探索和積累發展，精密農業已經發展出成熟的行業標準和商業模式。以Monsanto為例，其下屬的Climate Basic平臺在美國已經覆蓋了3 000萬hm2的作物面積，意味著美國45%的玉米和大豆使用了該平臺；同時，Monsanto將

1 hm2 37美元的固定價格改為1 hm2 7美元來鼓勵農民使用Climate Pro，該系統到目前為止覆蓋了美國200萬hm2的耕地。而在南美洲，亞太和歐洲，特別是在巴西、阿根廷、東歐和中國，精密農業仍處于早期階段，但政府及民間資本對精密農業的關注度日趨提高。

我國自20世紀90年代開始研究精密農業，并在北京、上海、新疆和黑龍江等地開展了大規模應用試點。2005年我國開始進行測土配方施肥試驗。據我國農業部統計，配制施肥后，作物產量平均增長4%～7%，節省30%的應用成本。2014年底，我國農業部提出了到2020年主要農作物、化肥和農藥使用量為零增長的計劃，期望以精確施肥作為帶動精密農業發展的突破口。

隨著我國土地轉讓政策的穩步推進，國家土地流轉呈現加快趨勢，2014年底我國實現土地流轉總量2 670萬hm2，同比增長18.3%，轉移土地占農民承包耕地的30.4%。根據發達國家農業發展進程，精密農業的發展需求將會隨農業市場擴張和農業產業集約化的過程逐漸增加，日益增長的中國農業市場需求也催生了傳統農業新理念產生的相關驅動因素。

2015年，我國農業部啟動了稻米、小麥、玉米、大豆、棉花、蔬菜等8個品種全產業鏈農業信息分析預警試點，并籌建了全產業鏈分析預警團隊，建立了比較完整的農業信息平臺及農業部市場預警專家委員會，從而能夠科學地對農產品市場進行分析和評價。我國農業部還發布了16種農業物聯網應用模式，期望利用物聯網實施“互聯網+”現代農業模式，從而實現資源節約與高效利用相結合、環保節能與生產效率提高相融合、生產環節與營銷環節智能化的先進農業生產模式。

4我國精密農業的發展趨勢

中國一直致力于穩步推進農業信息化和精細農業的現代農業生產模式，但在推進先進生產模式時需要考慮到眾多影響因素的存在。例如：精密農業的市場缺乏科學的技術規范與成熟管理體系，數據信息系統的建立需要長時間的科研投入與整合，數據的收集與整理及云處理中心的建立需要實力企業的進入，公眾對農業信息管理及精密農業的接受程度受相關軟體的實用性及簡易性影響。

不難看出，中國發展精密農業之路需要考慮政策、財政、科研及公眾接受度等多方面影響，未來信息化的實用性將成為助推中國傳統農業向現代農業全面轉變的關鍵。

參考文獻：

[1]Cornelia Weltzien.Digital agriculture or why agriculture 4.0 still offers only modest returns[J].Landtechnik，2016，71（2）：66-68.

[2]National Research Council.Precision Agriculture in the 21st Century：Geospatial and Information Technologies in Crop Management[M].Washington，DC：National Academy Press，1997. （責任編輯：敬廷桃）