中國智慧農業對促進農業高質量發展的作用研究

成都信息工程大學管理學院 張藝瀚 李貴卿

引言

農業是工業、制造業和服務業大量生產原料和勞動力的主要來源，農業發展是第二、三產業發展的基礎，因此農業和農村經濟必然要走上高質量發展道路。農業高質量發展改善了傳統農業生產經營方式，提高了農業生產效率、抗風險能力和農產品質量，減少了農業對環境的污染，有助于農村地區產業融合[1]。辛嶺（2019）等將農業高質量發展的特征歸納為綠色發展、提質增效、規?；?、產業多元融合四個特征，并指出影響農業高質量發展的重要因素是自然資源稟賦和區域經濟發展水平[2]。林珊（2021）等認為科技創新是農業高質量發展的關鍵，并指出應當加強農業中前沿科技、基礎研究和鄉村振興全產業鏈開發技術的協同研究[3]，因此智慧農業作為農業與科技的結合，其促進作用值得進行深入的探討。

完善的智慧農業體系是我國農業提質增效的主要表現之一。趙春江（2021）等將智慧農業發展需求概括為提高農業生產效率效益、提高農業資源利用效率、確保農產品質量安全、提高農產品市場競爭力和農業科技自立自強五個方面[4]。我國在智慧農業上還存在較多需要解決的問題，馬晨（2021）等人對農業軟件產業發展進行了路徑規劃，指出我國目前農業軟件存在的困境包括與國外農業軟件產業發展的差距和我國農業軟件發展面臨的瓶頸，即包括開發難度、實用性、經營成本、自主創新能力、知識產權問題和信息安全問題等[5]。此外，智慧農業所需的基礎設施成本高，同時還存在農產品難以標準化、智慧農業理念與消費者理念存在差異、農民培訓效果不佳、相關人才匱乏等難題[6]。

1 農業高質量發展與智慧農業

1.1 農業高質量發展的內涵和意義

農業高質量發展的研究近年來相對較多，但關于農業高質量發展的內涵在學術界無明確定義。對多篇文獻進行分析后[7-12]，認為農業高質量發展，是依據高質量發展內涵，結合農業及其相關產業實際所得到的發展和提升路徑，應當基于高質量發展理念，堅持農業創新、協調、綠色、開放和共享發展，實現農業和相關產業提質增效、安全可靠和可持續發展。

農業高質量發展具有重大意義。第一，農業高質量發展是農業高質量發展的必然選擇，也是擺脫我國傳統農業生產效率低、效益差的根本路徑。實現農業高質量發展，能夠推動新型城鎮化進程，優化資源與要素再配置，推動傳統產業結構升級，激發產業活力，同時還能夠促進產業融合，形成農業綜合體和聯合體[13]。第二，農業高質量發展還能增加農業從業者收入，改善鄉村地區環境，加強鄉村地區與城鎮地區的聯系，增強鄉村地區的吸引力，為鄉村地區提供大量人力資本儲備。第三，農業高質量發展在增加我國農業經濟效益的同時，還能有效保障我國糧食的供應和質量安全，改善我國農作物主要依靠大量進口的現狀。

1.2 智慧農業的概念和意義

智慧農業是農業中的智慧經濟，或智慧經濟形態在農業中的具體表現，也是智慧經濟的重要組成部分。在實際應用中則是現代科學技術與農業產業結合，實現無人化、自動化和智能化管理。

發展智慧農業意義重大。第一，發展智慧農業可以增加農村地區投資，促進農村地區的建設和發展，同時也能向農村地區提供更多就業崗位，促進中國整體社會經濟的發展。第二，發展智慧農業需要一定的科學技術水平，其必然離不開相關人才培養，這將有助于提高農村地區人口的整體素質，增加人才向農村地區的流動強度，促進農村地區各項產業發展。第三，傳統農業抗風險能力更弱，容易受到更多的不可抗力因素而導致產量下降。智慧農業是增強農業抗風險能力的重要途徑，能有效增加農業生產者收入，保障國家糧食安全。

2 美、德二國智慧農業發展現狀和農業產業現狀

2.1 美國智慧農業——大數據打造精準農業

美國一直以來地廣人稀，農民人口數量較少，且各種作物均有大量連片土地，縱觀全國均有特定區域用作特定作物生產，以此為基礎，美國發展出高度機械化和規模化的農業生產方式，在已經形成大規模農業機械化的基礎上，美國農業正在采用大數據和互聯網方式提升農業生產的效率和效益。在“3S”技術、互聯網技術以及其他多種技術的加持下，許多農業機械已經配備有GPS 系統和自動駕駛系統，作業時機器會按照設定路線工作，實現高度自動化，并且出錯率極低，生產者只需要通過平板電腦對農機進行必要的控制，其余時間更多的是監控農業機械的運行狀況，并在有必要時根據管理系統提醒下地查看。除了管理機械工作以外，這些系統內置的App 會提示生產者施肥或打藥，也會提供實時和未來幾天天氣狀況的相關數據。此外生產者上傳農場坐標以及其他相關信息后，就能夠獲得農場范圍內的實時天氣信息，包括溫度、濕度、風力、雨水等，幫助生產者管理土地各部分的生產，很容易做到全流程精打細算，節約各項生產投入的同時獲得最大的農業生產效益。

這種生產模式在我國地勢平坦、連片土地面積大的地區極具參考價值，非常適合采用大型自動化農業機械的規模化生產。

2.2 德國智慧農業——政府指導下的數字農業

德國數字農業利用大數據和云技術，將天氣、土壤、降水、溫度、地理位置等信息存儲在云端并進行處理，實現通過云端指揮各種智能化大型農機進行作業。在漢諾威消費電子、信息及通信博覽會上，德國軟件供應商SAP 公司推出數字農業解決方案，可以在電腦上實時顯示多種生產信息，生產者則可以據此進行精細化生產并實時調整，實現增產增收。德國農機制造商CLAAS集團與德國電信合作，利用物聯網技術為智能化機械間建立溝通，能夠不斷獲取農業數據并分析。德國電信也推出了數字化養殖監控技術，用戶可通過設備實時監控養殖信息。目前德國農業生產者幾乎都依靠電腦和互聯網的支持來進行生產，每天都需要檢查當天天氣信息、糧食市價以及由系統反饋的其他生產的關鍵信息。

我國具有良好的寬帶覆蓋率，行政村4G 網絡覆蓋率達到98%，具有極其良好的數字農業建設基礎，在一些薄弱的方面，可以加強與農業強國的合作。

2.3 日本智慧農業——“大數據+ 互聯網”實現智能農業

日本利用互聯網、大數據等技術來推動農業發展，但受限于小規模農戶難以推動現代技術應用，因此主要是以法人作為經營主體來獲得良好效果。通過互聯網技術，可以將熟練農戶積累的技術和經驗數據化，還實現了對生產情況與消費者動向的監控，能夠抓住最佳時機生產和銷售暢銷農作物或農產品；GPS 系統也允許一些無人駕駛拖拉機進行24 小時耕作，有效解決了日本農業勞動力不足的問題；大數據分析能夠幫助經驗創新，例如一些“知其然無需知其所以然”的經驗，包括天氣情況與病蟲害發生的關聯等。隨著智能手機和平面終端的普及，農業生產者已經可以通過手機對農業生產經營進行管理，以提高管理效率和生產效果；市場信息渠道的暢通也使得農戶能夠根據市場需求獲得更多收益，同時政府也在持續支持對農業設備技術進行創新性研發。

日本的農業基本情況與我國多數地區的農業基本情況最為接近，因此對日本智慧農業發展的研究對我國智慧農業發展具有極高的參考價值。

3 智慧農業是農業高質量發展的重要實現路徑

3.1 智慧農業是農業高質量發展的必然選擇

農業高質量發展兼顧經濟效益的同時，還對產品質量、產業結構等多方面提出要求。夏顯力（2019）等通過借鑒發達國家數字技術主推農業高質量發展的經驗，列舉出數字技術對農業高質量發展的具體促進作用，主要表現為促進產業融合和產業體系優化、實現農業智能管控和生產體系的重構、推動經營決策便捷化和經營體系高效化[14]。

農業高質量發展的“高”，在于高標準、高效益、高效率、高品質，是實現農業現代化的重要路徑和標志[15]。我國國情較為復雜，農業勞動者基數大、農業生產方式落后、機械化和規?；潭鹊汀^域發展不協調等都是發展現代農業必須解決的問題，實現農業現代化就必然要走農業高質量發展的道路[14]。陳錫文（2017）認為我國農業目前面臨成就與挑戰并存的狀態，對農業供給側進行結構性改革的意義巨大，農業生產仍然存在產品科技含量低、農民生產積極性差、相比進口農產品競爭力差等問題[16-17]。智慧農業作為前沿科技與農業生產經營相結合的主陣地，其對于農產品產量、質量和科技含量的提升作用極大，發展智慧農業將有助于我國擺脫對進口農產品較為依賴的現狀。

3.2 智慧農業對農業高質量發展的促進作用分析

智慧農業多元產業融合的特性，使得其相關產業鏈得到延伸。江澤林（2018）對農業機械化的發展歷程進行總結，將機械化對農業產業鏈延伸分為三個階段，即橫向延伸階段、縱向延伸階段以及全面（空間）延伸階段[18]。橫向延伸階段是指為了提高產能和生產效率，大規模使用農機后使得農業產業鏈對機械制造相關產業的橫向延伸；縱向延伸階段是隨著科技水平的不斷提高，農業機械化開始對農業生物技術、傳感器產業、通信產業、航天生物工程等產生縱向延伸；全面延伸階段則是智慧農業的雛形，延伸至農業服務業、機器人產業等，同時還開始向經營理念、經營模式的價值鏈等多方面進行全面延伸。成熟的智慧農業的延伸模式更為復雜，在這種模式下，農業生產的改變包括三個方面：農產品、農業經營方式和農業產業鏈延伸，每一個都對農業高質量發展產生著深遠影響，如圖1 所示。

圖1 智慧農業對農業高質量發展的促進作用

從產品角度來看，產前利用大數據和互聯網及時獲取市場信息和生產技能指導。生產技能指導可以讓生產者不再受到技能條件限制，使其完全可以根據所獲取的市場信息進行生產決策和良種選育，從而有效提高生產效率和產品質量，甚至可以通過互聯網達成期貨交易。產中可以利用大數據和物聯網，及時了解農產品生產動態和相關環境信息以便及時進行調整，保障產量和質量，減少資源浪費。在產后階段，通過技術輔助使得產品質量較高且相互之間差異較小，農產品標準化對產品銷售和電子商務的開展起到了極大的幫助。

從生產經營角度來看，智慧農業對技術要求較高，是典型的知識密集型產業，生產經營方式具有顯著的規?；⒓s化、工業化和產業化特征，與傳統農業的小農生產、粗放型經營大相徑庭。在大數據、互聯網、人工智能等技術的加持下，生產者和管理者能夠獲取更全面的市場信息，例如產品價格走勢、產品市場供求、尋求合作伙伴等，能夠進行精準生產、提高市場效率、拓寬交易渠道，對提高農業生產經濟效益幫助極大。

縱觀整個產業鏈及其延伸部分，技術在農產品產前、產中、產后均起著極大作用，由技術服務于農業，則會帶動其他產業直接或間接地服務于農業，圖1 中僅畫出了與農業生產經營相關過程具有直接關聯的部分產業，智慧農業能夠直接帶動大量產業的發展，通過延伸產業鏈的方式增加農產品科技含量和附加價值；自動化和機械化能夠提高農產品的生產效率；自動澆灌和施肥能夠精確控制營養補充量，有效提高農業資源利用率。提高產品產量和質量的同時也能避免過度施肥對環境造成的破壞，以上優點都和農業高質量發展、綠色發展、提質增效、規模化、產業多元融合的特征相匹配，發展智慧農業也有助于完善農村產業體系，增強農村地區的人才吸引力。

4 討論和建議

4.1 多種措施并舉降低智慧農業成本

智慧農業資金需求大，成本高，主要體現在基礎設施采購、農業機械采購、土地流轉困難等方面。

在土地流轉方面，應當深化土地流轉制度改革，明確“三權分置”的基本界限。地方政府和農業機構要主動牽頭，對閑置農業用地進行及時處理，盡可能降低土地交易成本。

在基礎設施和農機設備方面，鼓勵專業戶、生產大戶、科研機構以及龍頭企業等相關專業技術人員對設備進行創新設計或改造升級，結合生產實踐中的經驗利用多種方式來降低生產成本。

4.2 多管齊下促進農村地區勞動社會化

目前我國農業生產仍然以小農散戶生產、粗放經營為主，各生產者之間相對獨立。農村地區勞動力水平不高、專業人才缺乏、農民培訓效果差、農民生產積極性差、農村地區勞動社會化程度低等都制約著智慧農業發展。

在專業人才和農民培訓方面，專業人才缺乏時可以充分發揮線上工作的特點，由合作社或政府牽頭，由專業戶集體或農業產業聯合體為相關專業人才提供兼職技術顧問等崗位，降低人才聘用支出的同時，也能緩解專業人才缺乏的現狀。對農民進行培訓時，既要避免開展無用、脫離現實、難度較大的培訓，也要避免農民培訓行政化，應建立靈活的培訓機制。

此外，還可以對特定農作物或當地特色農作物給予適當財政補貼；鼓勵鄉鎮企業發展，為農民提供完善的農村社會化服務；相關機構也可以提供農閑時的臨時崗位，增加鄉村地區工作崗位，推動農業勞動力分化，避免從事某一農業生產活動的人數過多而導致農業生產陷入內耗狀態，產生“谷賤傷農”的情況。