乡村振兴战略背景下智慧农业发展路径分析.pdf

2024 年 4 期智慧农业智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture乡村振兴战略背景下智慧农业发展路径分析黄镇海，覃诗航，江韬（仲恺农业工程学院 经贸学院，广州 510225）智慧农业，起源于 20 世纪 80 年代，随着计算机在农业中的应用，逐渐成为现代农业发展的新方向。这种农业模式融合了品种、设施装备和信息技术三大科技要素，对农业的转型和升级产生了深远的影响。近年来，我国政府对智慧农业的发展越来越重视，不仅在 2021 年的中央一号文件中提出了“实施智慧农业工程”，而且在接下来的几年中，各地政府认真贯彻落实中央精神，接连出台相关政策推动智慧农业发展这些政策。这不仅绘制出了我国智慧农业的清晰“路线图”，更是推动了一系列的无人农场、智能温室、AI 养殖等典型应用场景在我国的快速发展。目前，智慧农业在我国仍然处于起步阶段，技术边际效益、适用性和操作复杂度等都成为了其大范围推广应用的制约因素。尽管学术界已经对智慧农业从概念、技术应用、典型做法到发展路径进行了广泛研究，但大多数研究仍局限于理论描述，对于智慧农业在我国的实际发展情况和具体实施策略还需进一步深入探讨。另一方面，乡村振兴被视为国家的核心战略。自改革开放以来，特别是在党的十八大之后，我国在“三农”工作上取得了历史性的变革和成就。当前，随着国家进入新的发展时期，工农关系和城乡关系的处理显得尤为关键。进一步巩固农业基础、扩大农村居民的有效消费需求，以及在新的科技和产业革命中找到我们的位置，都成为了我们面临的重要任务。因此，本文旨在深入剖析我国智慧农业的发展现状，明确其存在的问题，并根据农业生产的各个环节，提出实施路径及相应对策，希望为加快我国智慧农业的发展提供有力的政策建议。1智慧农业的基本概念与核心特征1.1定义智慧农业是指通过先进的信息技术和设备，如大数据、物联网、人工智能等，整合农业生产中的各个环节，从而实现农业资源的高效利用、降低生产成本、提高农产品的质量和数量。智慧农业不仅仅是农业生产技术的升级，更是一种农业生产、管理和服务的全新模式，旨在使农业生产更加绿色、高效和可持续。1.2核心特征数据驱动：智慧农业是高度数据化的。通过实时采第一作者简介：黄镇海（1997-），男，硕士研究生。研究方向为农业经济、农产品贸易。摘要：在乡村振兴背景下，智慧农业已成为农业转型与现代化的关键动力。该文回顾智慧农业的起源和发展，并定义其基本概念与核心逻辑。在评估智慧农业的整体和基础设施发展现状之后，重点分析当前面临的三大挑战，并针对这些挑战，进一步提出相应的发展路径，包括提高经营主体的应用能力、加大财政投入并提升平台建设水平，以及强化专业技术人才的培养与引进。旨在为智慧农业的持续、健康和有效发展提供全面的分析和建议。关键词：农业转型；乡村振兴；智慧农业；现状分析；发展路径中图分类号院F323文献标志码院A文章编号院2096-9902渊2024冤04-0024-05Abstract:In the context of rural revitalization,smart agriculture has become a key driving force of agricultural transformationand modernization.This paper reviews the origin and development of smart agriculture,and defines its basic concepts and corelogic.After evaluating the current situation of the development of smart agriculture as a whole and infrastructure,this paper focuseson the three major challenges facing at present,and further puts forward the corresponding development paths in view of thesechallenges,including improving the application ability of business entities,financial investment and the level of platform construction,and strengthening the training and introduction of professional and technical personnel.The aim is to provide comprehensive analysisand suggestions for the sustained,healthy and effective development of smart agriculture.Keywords:agricultural transformation;rural revitalization;smart agriculture;current situation analysis;development pathDOI：10.20028/j.zhnydk.2024.04.00624-2024 年 4 期智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture智慧农业集土壤、气象、植物生长等各种数据，并运用大数据技术进行分析，能为农民提供精准的农业决策建议，从而优化生产流程，提高效率。自动化与智能化：利用先进的农业技术，如无人机、智能温室、自动灌溉系统等，智慧农业能够大大减少人工介入，实现农业生产的高度自动化和智能化。系统集成：与传统农业相比，智慧农业强调整体性。其着眼于整个农业生产链条，从种子选择、土壤处理到植物养护，确保各个环节的高度整合与协同。可持续与环保：智慧农业不仅追求生产效率，还十分注重生态和环境保护。通过先进的技术和方法，力求在提高农业产出的同时，最大限度地减少对环境的影响，实现农业与生态的和谐共生。创新驱动：随着科技的不断进步，智慧农业始终站在创新的前沿，持续引入新的技术和方法，以满足不断变化的市场和环境需求。互联与共享：物联网和云计算技术使得智慧农业的各个组成部分都紧密相连，形成一个高度互联的系统。同时，通过数据共享和协同工作，各个环节能够更加高效地协同合作。综上所述，智慧农业的核心特征是技术驱动、数据化、自动化、系统集成、环保和创新。这些特征共同使得智慧农业能够更好地适应现代社会的需求，为农业生产提供强大的支持。2我国智慧农业的发展现状2.1智慧农业整体现状2.1.1政府政策与重点研发计划国家高度重视智慧农业的发展，视其为推进农业现代化的关键手段。在政府层面，连续推出的政策鼓励农业科技研究和应用，推动农业逐渐迈向信息化、机械化和智能化。其中，20 世纪 80 年代提出的 863 计划和农业技术重点研发计划都为智慧农业的研发注入了强大动力。2021 年开始，国民经济“十四五”规划将智慧农业视为其重点工程之一。此外，还启动了一系列的试验工程和试点工程，如农业物联网区域试验工程、信息进村入户试点工程等。2.1.2产业发展与市场规模智慧农业在我国正经历一个飞速的发展期，在数字化、信息化的大潮中，农业也正在经历深度的转型和升级，截止 2022 年，我国智慧农业的市场规模已经达到了 740 亿元。比去年同期增长了 8.8%随着互联网企业的加入，传统农业正迅速地与现代技术相结合。许多互联网巨头，如阿里云、网易和京东，已经涉足农业领域，与传统的农业龙头企业如新希望、大北农进行深度合作。这种跨界合作不仅加速了农业的数字化进程，还为农业带来了许多新型业态。智慧育种、智慧种植和智慧养殖作为智慧农业的核心环节，正在通过引入高端技术和设备来优化农业生产流程，使之更加高效、环保。同时，农产品智慧供应链的建立使得农产品从田间到餐桌的过程更为流畅、透明。2.1.3智慧农业发展与农业规模化经营依据第三次全国农业普查的数据，我国农业正在快速向规模化经营转变。数据显示，耕地的规模化经营占比已经达到了 28.6%。在养殖领域，生猪和家禽的规模化经营更为明显，生猪存栏和家禽存栏的规模化占比分别高达 62.9%和 73.9%。这一变化不仅体现了我国农业生产方式的现代化趋势，还揭示了农业经营结构的重大转变。在农业规模化经营的推进中，家庭农场、农民专业合作社和农业龙头企业起到了关键作用。目前，这三者的数量已经超过了 300 万，且仍在持续增长，显示出我国农业经营主体的多样性和活力。这种多元化的经营模式有助于提高农业生产效率，满足现代农业的发展需求。智慧农业的崛起为农业规模化经营提供了强大的技术支持和推动力。通过利用现代技术，如物联网、大数据和人工智能，农业生产和管理变得更加精准和高效。同时，家庭农场、农民专业合作社和农业龙头企业成为智慧农业实践的重要载体，经过实践，智慧农业的优势得以充分展现。2.1.4技术创新与成果转化近年来，中国的智慧农业技术迎来了飞速的进展。植物工厂与超大型智能温室的技术显著前进，成功满足了国内的技术与生产需求。随着大数据与人工智能的崛起，在农业领域得到了广泛应用，特别是在数据挖掘、知识模型决策和知识图谱等方面。在实际生产环境中，农业传感器技术开始被广泛利用以优化生产效率。农机北斗导航技术逐渐从国外技术中独立出来，实现了完全的自主产权。另外，我国的农业无人机技术在国际上也取得了领先地位，主要用于病虫害的精准防控和农业信息的获取。农业遥感技术已被广泛用于灾害的定量化、评审、定级和农情监测。而肥水一体化技术、智能灌溉技术，以及侧施精准施肥技术也在规模化生产中发挥了作用。值得注意的是，中国在智慧农业领域的研发始终未曾放缓。尤其是在 2015 年后，随着农业现代化与信息化被提上日程，企业与科研机构纷纷涌入这一领域，加速了智慧农业成果的转化速度。据世界知识产权组织的数据显示，中国在智慧农业相关的专利申请25-2024 年 4 期智慧农业智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture数量已超越了美国，展现了中国在这一领域的创新实力。2.2智慧农业基础设施现状随着我国政府对农业的高度重视，智慧农业基础设施建设进展迅速。以下是智慧农业基础设施的发展现状。2.2.1网络基础设施自 2015 年以来，工信部和财政部共同实施了电信普遍服务试点，累计支持了 13 万个行政村的光纤建设和超过 5 万个 4G 基站的建设，尤其在贫困地区有大量的投入。截至 2021 年 5 月，全国的行政村通光纤率、贫困村通宽带率和行政村 4G 覆盖率都超过了 99%。我国已经建立了全球规模最大的光纤网络和 4G 网络。电信普遍服务试点的第七批工作正在进行中，计划在农村和偏远地区建设 1 万个 4G 基站，进一步完善网络覆盖。这些努力使得农村的网络速度得到了明显的提升，实现了城乡的“同网同速”。此外，到 2020 年底，全国农村宽带用户数量已达 1.42 亿户，与 2015 年相比增长了 7 792 万户。随着 5G 的快速推进，其网络建设速度和规模都位居全球第一，5G 也正加速向农村地区延伸。2.2.2信息化基础设施近年来，中国农村地区的信息化建设取得了显著进展。据中国互联网络信息中心（CNNIC）的数据显示，截至 2022 年初，我国农村地区的互联网普及率达到了57.6%，较 2020 年底提高了 1.7 个百分点。贫困村的通光纤比例从 2017 年的 70%增长到近 98%。这一飞跃式增长为智慧农业发展提供了坚实基础。为了支持智慧农业的发展，我国也正在进行农业新基建，全国已有多个地区被评为“农业农村大数据示范省（区）”，这些地方都建有省级的农业大数据中心，以支持和推进农业信息化。例如，陕西省的杨凌示范区便是此类典型代表，他们利用 5G 技术和物联网，建立了先进的农业大数据管控中心，形成了完整的农业生产运营管控体系，为实现农业现代化和智慧化提供了技术支撑。2.2.3农业机械与设备在农业机械与设备方面，智能农机装备在大田种植领域的应用逐渐广泛，多台农机搭载了北斗导航自动驾驶系统。这些农机在播种、中耕、施肥和采收等多个环节都得到了广泛的应用。3智慧农业的主要挑战3.1经营主体应用能力不足制约了智慧农业推广运用尽管中国的农业发展取得了长足的进步，但“大国小农”的现象仍然突出，小农户在农业经营主体中依然占据的主导地位。据统计，这类小农户的数量在所有农业经营主体中高达 98%，而其管理的土地面积则占据了全国的 70%。这一庞大的农户比例在一定程度上影响了智慧农业的推广与运用。这些小农户由于长期依赖传统的生产方式，对于新技术和新模式的接受度相对较低。这种对传统模式的依赖导致了他们在面对智慧农业时的“不想用”心态。再者，数字化农业所需的技术和技能，尤其是数据驱动的决策，对于许多小农户来说是陌生和复杂的，从而导致“不会用”的情况。再加上智慧农业高昂的初始投资和技术门槛，这使其更加畏惧这种转型，形成“不敢用”的观念。在实际应用中，这种能力不足导致的困境和问题也是明显的。比如，在农田灌溉、施肥、病虫害防治等方面，因为不能有效应用智慧农业技术，导致资源的浪费、效率的降低，甚至会影响农作物的产量和质量。或者想要在山区建立一个自动灌溉系统，初始投资每亩（1 亩约等于 667 m2）可能超过万元。对于一般的蔬菜大棚进行数字化改造，成本也可能高达数万元。这样的高投资使得很多小农户望而却步。因此，即使智慧农业带来的优势明显，但由于经营主体的应用能力不足，结合高昂投资和技术门槛的因素，智慧农业在中国的广泛推广和运用仍然面临挑战。3.2财政投入不足且平台低水平重复建设智慧农业的成功推广和发展在很大程度上依赖于充足和持续的财政支持。尽管各级政府都意识到数字化农业的重要性，但在资金分配中，智慧农业与其他领域相比仍存在一定的投资差距。农业农村部信息中心的数据显示，全国县域用于农业农村信息化建设的财政投入中，四分之一的县域投入不足 10 万元，而仅有20%的县域投入超过 500 万元。这意味着在农业技术研发、基础设施建设以及人才培养等关键环节可能会受到制约。缺乏充足的财政投入不仅阻碍了技术与模式的创新，还可能导致基础研究和应用推广上的滞后。同时，财政投入方向也呈现出某种偏颇。据中国政府采购网 20142020 年的数据反映，各级地方政府在709 个智慧农业相关项目中，有 268 个专门投向了平台建设，主要是那些以“可视化”大屏幕为主要载体的数字平台。然而，这些平台功能简单并高度相似，很少注重持续的迭代升级，增加了后期维护和升级的复杂性。此外，这也可能使农民产生困惑，因为他们可能需要在多个平台上进行操作或查找信息。3.3专业技术人才缺乏智慧农业的兴起和发展标志着农业正在经历一次26-2024 年 4 期智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture智慧农业革命性的变革，但与之并行的是对专业技术人才不断增长的需求。这里的专业技术人才不仅局限于掌握传统农业知识和技能的专家，更重要的是那些能够融合现代信息技术、数据分析等相关领域技能的人才。然而，尽管农业劳动力庞大，但在智慧农业领域的专业技术人才储备却显得尤为薄弱。根据 2022 年相关调查数据显示，涉及农业的企业在人才引进方面面临着巨大的挑战，在涉农企业中，有约 80%的企业表示面临智慧农业人才短缺的问题。尤其是对技术型人才的迫切需求，高达 60%。约 63%的企业反映，在吸引和引进优秀的智慧农业人才方面遭遇了挑战，其中约 15%的企业表示智慧农业人才引进极度困难。这背后的原因是多方面的。传统的农业教育体系仍然偏重于农业科学，而智慧农业的培训和研究却受到了忽视。此外，由于产学研合作的不够紧密，使得智慧农业实际应用中存在着知识与实践的断层。而与其他高技术行业相比，智慧农业可能在待遇和发展前景上不够吸引人，导致有技术背景的人才选择其他发展领域。智慧农业发展的阻碍不仅限于技术和资金，人才的缺乏同样成为了制约其进一步发展的关键因素。如果农业生产者对新技术的理解和接受程度不足，这将对智慧农业的推广形成障碍。必须将目光聚焦于人才问题，加强教育、培训，并积极吸引相关领域的专业技术人才。4智慧农业的发展路径分析4.1提高经营主体的应用能力智慧农业在中国的持续推进需要经营主体具备强大的应用能力。确保其广泛推广和应用的关键在于合作、管理、培训和开放思维等几个方面。农业农村部门与其他如工信、网信、教育和科研机构的紧密合作成为驱动智慧农业快速前进的引擎。这样的跨部门合作不仅有助于解决智慧农业与传统农业在资金、技术和资源上的差异，而且可以更好地整合和利用各种资源，确保项目的深入推进。针对智慧农业的特点和需求，必须构建和完善更为匹配的资金项目管理机制。这种机制将关注投资的效益，确保资金用于能够为农业带来实际价值和高效回报的领域。此外，随着技术的日益进步，培训和教育成为不可或缺的部分。对各级涉农部门和基层部门进行深入的培训，将帮助他们更好地掌握和应用数字技术、数字经济和智慧农业的相关知识，帮助其开放创新思维。摒弃仅仅建设可视化平台的局限性观念，全面和深入地了解智慧农业，使其真正融入到每一步农业活动中，从而实现更合理的投资和更高效的运营。4.2优化财政与政策支持以保障智慧农业的持续发展为确保智慧农业的健康和持续发展，财政与政策支持尤为关键。但重要的不是增加资金总额，而是如何策略性地分配这些资金，以确保其流向具有长期价值和发展潜力的项目。当前的农业技术研发，特别是在农业生产控制软件及生长模型这些核心领域，对专项资金的需求尤为迫切。我们需要深入挖掘如何综合运用专项资金和产业基金来助力这些领域的创新，尤其是在技术短板上实现跨越式进展。高经济价值的作物（如草莓）和畜禽养殖领域，应被视为智慧农业发展的锋刃。成功的商业实践和经验可以为其他农业领域提供宝贵的借鉴，助力整个行业的创新和发展。此外，通用技术在农业领域的深度应用也值得更多关注。可以考虑依托国家级机构，如农机创新中心，打造一个面向未来的通用技术研发平台。新技术组合，如“人工智能+农业”或“工业互联网+农业”，有巨大的应用前景，这也为我们提供了新的研究方向和机会。政策上，应考虑如何更好地支持智慧农业技术产品的购置，以及对农村互联网和移动通信费用的减免。在一些社会化服务较为成熟的地区，智能农机购置资金的策略性转移也非常关键。总而言之，只有当财政和政策真正发挥其作用，配合智慧农业的长期策略，才能确保其健康、稳定并具有前景的发展。这需要我们不仅要注重资金支持，更要关注资金如何合理、高效地被使用。4.3加强专业技术人才培养与引进在智慧农业领域，人才资源的质量和数量直接影响到技术的研发、应用与推广。因此，加强专业技术人才的培养与引进是提升整体竞争力的关键。要真正实现这一目标，我们必须从多个方面着手。首先，与国内外知名学府和研究机构建立合作关系，引进先进的教育理念和课程体系，为我国培养更多的农业技术领军人才。同时，可以通过奖学金、研究资助和其他激励机制，吸引更多的优秀学生和研究者投身于这一领域。其次，注重实践和实际操作的培训。除了理论知识，对于智慧农业而言，实际操作和现场经验同样重要。可以考虑与农业企业、实验基地等建立合作，为学生和技术人员提供实地实习和研究的机会。最后，对已经在农业领域工作的专业人员，需要提供持续的培训和进修机会。随着技术的不断更新，即使是经验丰富的农业工作者也需要不断地学习新技术、27-2024 年 4 期智慧农业智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture新方法。5结论随着科技的进步和全球化的趋势，智慧农业在中国逐渐成为发展的焦点。这种新型农业模式依托现代信息技术，旨在提高农业的生产效率和可持续性。但要确保其在广大农村地区的健康、高效和持续推广，我们必须解决多个核心问题。经营主体应紧密合作，强化跨部门的协同，同时，提高对智慧农业技术与应用的认识和能力。财政支持和资金策略也是推动智慧农业的关键，需要更加注重对技术研发、关键领域和前景项目的投资。此外，没有专业技术人才的培养与引进，智慧农业的创新与实践都将受到限制。综合看来，智慧农业在我国的健康和持续发展需要政府、企业、学术界和各个部门的共同努力，确保资源的合理分配和有效利用，培养足够的专业人才，并不断创新和完善技术。参考文献院1 张在一，毛学峰.“互联网+”重塑中国农业：表征、机制与本质J.改革，2020（7）：134-144.2 胡坚波援关于城市大脑未来形态的思考J援人民论坛学术前沿，2021（9）：50-57援3 江小涓，罗立彬援网络时代的服务全球化新引擎、加速度和大国竞争力J援中国社会科学，2019（2）：68-91，205-206援4 余晓晖.从生产创新范式等多方合力推动互联网发展实现新变革J.互联网天地，2021（7）：17-18.5 江小涓援高度联通社会中的资源重组与服务业增长J援经济研究，2017，52（3）：4-17援6 李周，温铁军，魏后凯，等援加快推进农业农村现代化：“三农”专家深度解读中共中央一号文件精神J援中国农村经济，2021（4）：2-20援7 肖荣美，霍鹏.加速产业数字化转型 促进经济高质量发展J.信息通信技术与政策，2019（9）：27-30.8 马红坤，毛世平，陈雪援小农生产条件下智慧农业发展的路径选择基于中日两国的比较分析J援农业经济问题，2020（12）：87-98援9 熊航援智慧农业转型过程中的挑战及对策J援人民论坛 学术前沿，2020（24）：90-95援10 GOEL R K，YADAV C S，VISHNOI S，et al.Smart agricul原ture-Urgent need of the day in developing countries J.Sus原tainable Computing：Informatics and 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