我国智慧农业发展有哪些难点？发展趋势和对策探析

本文隶属:06.现代农业智慧农业(第67/209篇)

当前，大数据、云计算以及人工智能等新技术层出不穷，不仅改变了传统的农业产业，也在某种意义上改变了农村的社会关系，智慧农业整合了新一代技术，成为现代农业发展的一种新形式，对整个农业产业，乃至对农村的治理结构、传统观念的重要变革都有深远影响。在政策研究和政策制定方面，界定智慧农业的内涵和外延，梳理智慧农业的发展脉络，分析智慧农业的发展瓶颈，提出智慧农业的发展路径至关重要。

一、智慧农业的概念及特征

智慧农业是智慧经济系统中不可或缺的部分。尤其对于发展中国家而言，智慧农业是提高其国民收入、消除贫困、发挥后发优势、推进赶超战略的有效途径。

具体而言，智慧农业是使用大量现代科学技术，如传感技术、远程遥控技术、云计算技术、物联网技术等，以实现农业智能化生产为目的新型农业生产方式，该方式将信息的感知和采集、农业精准化管理、智能化控制贯穿在农业生产的全过程中。与此同时，智慧农业还具备多种功能，其中包括农业可视化诊断、远程控制和灾害预警等等。数字农业是智慧农业发展的前提和基础，精准农业及智能农业是数字农业的进一步演化，而智慧农业是数字农业的高级形态（图1）。

张龙穆月英｜|智慧农业的发展瓶颈与对策探析

与传统农业相比，智慧农业集精准化、智能化、集约化于一体。精准化的核心是资源利用率的提升；智能化的核心是对劳动力的替代和生产率的提升；集约化的核心则是土地产出率的提升。智慧农业主要有三方面特征：一是高度的技术集成性。智慧农业是以云计算、物联网为代表的新一代信息技术的综合性产业。二是以大数据积累为基础。对生产、管理和市场及时信息的获取对于把握产业准确性和智慧农业发展都至关重要。三是配套基础设施的支撑性。智慧农业的发展需要将数据分析、模型构建，与智能管控、遥感GPS定位等技术装备结合。

二、智慧农业的发展脉络

智慧农业的发展主要经历了三个阶段，分别为萌芽期、快速发展期和规模应用期（图2）。

张龙穆月英｜|智慧农业的发展瓶颈与对策探析

智慧农业的萌芽期：20世纪中后期，农业信息化、智能化的研究在欧美国家率先展开，农业专家系统（以新型技术为基础，整合农业科学知识和专家经验等，为农业生产经营者提供全面的咨询服务）为代表的农业信息化应用开始在农业生产领域产生萌芽。到20世纪80年代，我国也逐步启动了农业专家系统的研制，主要包括作物耕种、病虫害防治、生产技术和节水灌溉等各个方面。

智慧农业的快速发展期：20世纪90年代，农业信息技术蓬勃发展，其中尤以计算机视觉技术发展最为迅速，农业机器人的研发与应用标志着农业现代化产生了新的发展方向。“中国863电脑农业”技术应用示范工程是这一阶段的典型工程，该工程极大程度的融合了传统农业与高新技术，找到了现代信息技术与“三农”服务的结合点，找到了农业信息化的突破口，找到了农业现代化的切入点，使农业生产全过程以及具体地块、具体农户都能应用高新技术。该项目不仅推动了中国农村的发展和农业现代化的进程，还在世界范围内对各个发展中国家依靠现代信息技术、缩小数字鸿沟、推动农村经济发展提供了先进经验和典型模式。

张龙穆月英｜|智慧农业的发展瓶颈与对策探析

智慧农业的规模应用期：21世纪后期，各国工业化、城镇化发展迅速，农村劳动力短缺，结构失衡等问题遍及全球。这为农业机器人、农业无人机等技术提供了发展空间，精准农业也迅速发展。在此阶段，通过采摘机器人和计算机视觉技术的结合，水果自动分拣系统得到了广泛应用，无人机植保技术也不断发展。新技术的应用，加速了智慧农业的发展，全新的现代农业发展形态逐步形成。

三、智慧农业的发展方向

智慧农业离不开数字技术本身的发展。数字技术大致遵循物联网、4G、云计算、大数据、人工智能、5G的发展进程。在未来智慧农业将与数字技术进一步融合，重点应用领域主要包括以下三个方面：

第一、多角度的数据支持。一是农业、土壤、气象、地块资料的数据化。过去数据化主要指通过传感器采集生长轨迹，现在则是使用人工智能辅助的手段进行数据归集、处理，例如阿里云，百度云等对土壤墒情数据归集处理。二是卫星遥感和气象大数据服务。在更大范围采集更多种类的数据，进而提取分析出数据产品。三是AI“农眼”，可以在采集数据的同时智慧化呈现数据。例如大地量子就提供遥感大数据 AI分析的数据服务。

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第二，智慧植保。在植保无人机上搭建卫星遥感和植株3D建模技术，可以实现在喷洒作业的同时监测作物的生长情况。目前市场上提供这类植保服务的企业较多，均有其各自擅长的领域，如大疆的智能设备，极飞的个性化喷洒方案，还有个性化的服务。

第三，智慧农事。目前，众多企业开始在个别生产环节加入智能化手段。比如推拖拉机自动驾驶应用北斗导航辅助播种；智能化种养殖，品种涉及猪、鸡、鹅，从动物识别、标签到全养殖过程的监测和后续病虫害监管全部配套智能技术手段。未来，智能农业可能会更多拓展通讯网络技术应用，比如用移动设备远程控制这些无人机植保的工作，远程云端控制智能机器人进行采摘作业等。

四、智慧农业的发展瓶颈

与发达国家相比，我国智慧农业起步较晚，发展相对落后。虽然近年来我国智慧农业发展迅速，传感器监测、无线传输、远程监控以及大数据、物联网、人工智能等新技术开始逐步贯穿智慧农业的建设进程，随着农业自动化、智能化、智慧化的逐步实现，农业生产管理水平和农业生产效率均得到了极大提升，但我国智慧农业的发展仍面临诸多瓶颈和制约因素，如人才短缺、规模制约、信息安全和技术创新等问题。

（一）高端人才短缺

智慧农业的发展离不开综合具备现代农业生产技术以及信息技术、农业经营与管理综合的先进人才。近些年，中国始终鼓励支持大学以及外来务工人员返乡并开展积极创业，带动农村经济的快速发展。然而农村在经济、医疗以及教育等方面较城镇存在较大差异，很难吸引到与智慧农业发展相符合的新型人才。在偏远的农村地区，普遍受教育程度较低，在思想观念上陈旧落后、互联网应用技术也较为落后，相对于机械化生产、信息技术的新兴产物接受能力较差，阻碍了智慧农业的传播与发展，进而制约了智慧农业人才的培养与吸纳。

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（二）生产规模制约

智慧农业的发展与相关技术的应用，自然会改变传统的农业生产经营模式。而传统农业存在诸多弊端，比如生产设施落后，生产产品单一、固化，生产设备和技术也相对落后。智慧农业的独特优势即是将互联网、物联网、大数据等新型技术应用在农业生产中，利用现代化的设备、设施、技术进行生产经营管理。因此，智慧农业的发展前期投资巨大。就目前的智慧农业试点项目来看，多采用工厂化生产和标准化管理模式，对生产规模的要求较高，这与我国普遍存在的小农经验存在冲突。我国智慧农业的发展受到生产规模的制约主要体现在两个方面：一是农民土地使用权分散，现代农业生产主体难以获得大面积的土地使用权；二是随着农业生产结构的变化，农村劳动力面临重新分工的挑战，原有农民的利益也会受到一定冲击，阻碍新型农业生产经营模式的发展。

（三）信息资源安全问题严重

智慧农业的生产环节、管理环节、运输环节和销售环节都离不开产品信息和数据支持，因此，维护信息和数据的安全是智慧农业发展的关键。但是，从智慧农业的发展进程来看，信息技术的资源难以实现实时共享，信息安全问题严重。农业数字化、标准化程度较低，获取数据较难，同时传感器采集信息较少，精度不准，数据收集整理不全面。近些年来由于农业数据造假引发的农业损失现象频繁。农业信息的基本安全成为智慧农业长远发展的重大问题，智慧农业也将面临着农业信息承载过重的问题。在无法正确辨别虚假信息的情况下，智慧农业的长远发展也将受到影响。

（四）技术研发和自主创新进程较慢

目前国产技术设备表现尚不稳定，先进的传感器依赖进口，算法模型、智能装备、机器人、分析监测技术、分选技术、冷链技术等这一整套集成的装备和核心技术与发达国家存在较大的差距，这也是我国工业落后作用在农业领域的表现。如果一直应用国外的设备，对方对数据接口的保护，将导致我国重要土地、植物特性、生产状况等重要数据的泄露，甚至威胁产业安全、国家安全。

五、智慧农业的发展对策

（一）整合利用教育资源，建立健全高端人才培养体系

高端农业人才是智慧农业发展的必要条件。要推动智慧农业快速发展，高端人才培养体系建设是根本保障。智慧农业所需人才数种类多样，贯穿农业全产业链。而我国目前的农业人才体系较为单一，所以加大教育培训力度，培养高端农业人才是智慧农业发展的关键所在。

一方面，充分利用电视、广播、网络等信息渠道，对农民进行现代化农业生产、经验和管理技术的免费培训，为广大农民谋求智慧农业中的合理位置；另一方面，整合利用高校教育资源，促进农民培训教育的本土化。一是由政府部门牵头，建立人才激励机制，综合制定人才培训和管理计划，充分利用现有的教育资源，加强校企合作，促进多主体培训。二是建立科研奖励制度，鼓励企业、高校及其他主体进行相关的科研工作，并加大资金扶持力度。

（二）调整农业生产组织结构，平衡农业生产主体利益格局

智慧农业与传统农业相比，具有产业链完整、信息传递网络通畅、生产环节间资源共享等特性。传统农业向智慧农业的转变势必会打破生产规模的制约，原有产业链中各主体的利益平衡问题成为重点。产业链中的各个经济主体主要包括拥有土地使用权的农户、加工企业、各种生产资源的供给方、电子商务交易平台、经销商等等，必须加快调整农业生产组织结构，平衡各个主体间的利益格局，推动农业规模化，促进智慧农业的发展。

（三）加快农业数据库建设，综合提高数据分析与应用能力

农业产业链环节多，数据庞大，信息复杂，随着遥感技术和物联网的发展，获得大量农业数据已不成问题，如何从海量的数据中筛选、甄别出有效信息，是“数字农业”得以有效推进的关键。因此，需要建立覆盖全产业链的具有实时反馈功能的数据库，实现产业链环节间数据的科学反馈与联动，实现数据动态反馈的常态化。与此同时，要做好数据实时清洗的工作，减少无效数据，做好数据的存储与管理。

（四）加大科技创新财政投入，助推现代农业创新驱动发展

发展智慧农业的基础在于农业科技的创新和投入。相关技术在前期的研究、开发及早期利用需要大量的资金投入，这无疑给技术研发主体、生产环节的农民或企业，亦或是物流环节的经营者均带来了较高的经营风险，因此，政府的扶持补贴和政策导向应该适度向相关主体倾斜并且增加对科学研究的投入。

一方面，应加大相关农业信息化技术的研发和引进，如电子商务平台、大数据、物联网及云计算等；另一方面，应加大相关技术的研发和推广力度，包括良种培育技术、环保技术、土壤改良技术及绿色生产技术等，以达到保护现有优良品种，实现绿色、健康生产的目的。同时，政府应鼓励各个高校和科研机构积极学习国外的先进理念，提高自身的创新能力，尽快将科学研究成果应用到实践当中。

总结

智慧农业是农业发展的新业态，是进一步解放生产力、激发农业转型的内生动力。智慧农业的建设已经成为我国推动乡村振兴战略实施的重要内容。本文讨论了智慧农业的概念及特征，梳理了智慧农业的发展脉络，分析了智慧农业的发展方向，认为智慧农业尚有高端人才、生产规模、信息安全、技术创新等问题的制约。基于此，政府应加快培育智慧农业人才、调整农村生产组织结构、建立健全数据库、推进技术研发与推广。