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蜂窩農業物聯網探索美國(guó)農業現代化發(fā)展之路!

      構建現代化農業體系是我國(guó)實施鄉村振興戰略和解決“三農”問題的重要方向(xiàng),但我國(guó)農業長(cháng)期處于大而不強的困境,嚴重制約了我國(guó)農村地區的進(jìn)一步發(fā)展。相比之下,美國(guó)是當今世界農業最爲發(fā)達的國(guó)家,在農業現代化建設方面(miàn)走在了世界前列,美國(guó)農業的領先地位得益于政策的大力支持,同時(shí)也離不開(kāi)現代化技術的大力推廣應用。中國(guó)農業現代化建設應學(xué)習和借鑒美國(guó)的經(jīng)驗,更需吸取美國(guó)農業發(fā)展中的教訓。

改革開(kāi)放40年的高速發(fā)展使得我國(guó)成(chéng)爲了全球第二大經(jīng)濟體,但這(zhè)并沒(méi)有改變我國(guó)農業大而不強的困境,“三農”問題長(cháng)期都(dōu)是制約我國(guó)發(fā)展的瓶頸。“三農”問題的本源在于農業發(fā)展滞後(hòu)。學(xué)習和吸收發(fā)達農業國(guó)家發(fā)展現代農業的經(jīng)驗,無疑對(duì)我國(guó)推進(jìn)現代農業建設,解決“三農”問題具有重要的啓示作用。

美國(guó)是世界最大的農業國(guó)之一,也是當今世界農業現代化程度最高的國(guó)家之一。 美國(guó)農業人口在三百萬左右,但僅僅依靠不到全國(guó)1%的人口,美國(guó)成(chéng)爲了世界糧食生産大國(guó),同時(shí)也是第一大糧食出口國(guó),美國(guó)糧食出口量占世界糧食貿易量的1/10以上,全球的玉米和大豆貿易,美國(guó)占了一半,全球小麥貿易美國(guó)占了將(jiāng)近1/5。 先進(jìn)的農業技術使得美國(guó)農業擁有極高的生産效率,雖然農業人口較少,但生産能(néng)力極其強,憑借技術優勢和生産能(néng)力,美國(guó)在全球糧食市場擁有較大的話語權。雖然美國(guó)适合耕種(zhǒng)的土地面(miàn)積遠大于我國(guó),在自然條件上我國(guó)無法比拟美國(guó),但通過(guò)新技術的大量推廣應用以及政府立法支持雙輪驅動農業發(fā)展,對(duì)于我國(guó)農業的現代化發(fā)展以及解決“三農”問題都(dōu)具有重要的啓示意義。

一、美國(guó)農業發(fā)展中現代化技術的應用

1、農業科技公司蓬勃發(fā)展

互聯網和信息化時(shí)代,美國(guó)農業積極擁抱了前沿技術,物聯網、大數據等技術已經(jīng)廣泛應用到美國(guó)農業中。爲了能(néng)及時(shí)了解不同地區的農業狀況,美國(guó)設立了超過(guò)100個數據搜集站用于彙集和發(fā)布全美的各類農業基礎信息,這(zhè)些信息大都(dōu)爲免費資源。農業受自然條件影響較大,因此農場主對(duì)于農業現代化技術具有較高的需求,但大量公開(kāi)的農業基礎數據使得進(jìn)入農業大數據行業的壁壘很低,大量農業大數據公司不斷湧現。[1]其中,代表性的包括AGRI-COLA、AGRIS、Preview等,通過(guò)提供強大的數據庫以及農業科技應用,這(zhè)些公司爲美國(guó)農業發(fā)展提供了強大的技術支持和數據保障。

在現代化生産及智能(néng)化管理方面(miàn),美國(guó)同樣出現了以FarmLogs與Cropx等爲代表的高科技公司。FarmLogs成(chéng)立于2011年,是一家通過(guò)雲服務提供生産管理服務的農業科技公司,農場主可通過(guò)由FarmLogs提供的電腦終端或移動終端來管理農業生産。基于政府的公開(kāi)數據,以及農業生産和農場自身特征等信息,FarmLogs通過(guò)雲計算以及自身的模型爲農場主提供差異化、高精度的優化和預測服務,農場主可借助FarmLogs終端進(jìn)行天氣預警、安排生産、農産品價格監測等活動,在充分了解外部信息後(hòu),再安排相應的農業生産活動,憑借在即時(shí)性、區域監測指導和輔助決策三方面(miàn)的優勢,美國(guó)超過(guò)15%的農場已經(jīng)使用了FarmLogs的服務。Cropx同樣是一家代表性的高科技農業公司。建立初期,Cropx開(kāi)發(fā)了一種(zhǒng)用于農業生産的土壤探測技術,通過(guò)地形探測、土壤含水量分析,爲農場主提供農業智能(néng)化灌溉和生産解決方案服務。随著(zhe)Cropx的發(fā)展壯大,其業務已拓展至耕種(zhǒng)、施肥、防災以及收割等環節。快速發(fā)展的新技術廣泛應用到了美國(guó)農業領域,借助于智能(néng)化和大數據等技術,美國(guó)多個農作物的全生命周期和全産業鏈實現了智能(néng)決策。如在中西部地區,通過(guò)從播種(zhǒng)、施肥到收獲的全生命周期的數據共享,玉米、大豆、甜菜等農作物的整個生産流程都(dōu)實現了智能(néng)決策。

2、較早引入電子商務

美國(guó)是世界上較早出現農業電子商務的國(guó)家之一,20世紀80年代,美國(guó)已經(jīng)出現了基于農業電子數據交換(EDI)技術的電子商務業務。進(jìn)入21世紀後(hòu),随著(zhe)互聯網技術的發(fā)展,美國(guó)農業電子商務獲得了進(jìn)一步的發(fā)展,2007年前後(hòu),美國(guó)農業電子商務就(jiù)已發(fā)展至成(chéng)熟階段,[3]各類農場對(duì)接互聯網的比例已經(jīng)超過(guò)了65%,大型農場(年銷售額超過(guò)50萬美元)接入互聯網的比例更是超過(guò)了85%。互聯網普及率的持續提升爲美國(guó)發(fā)展現代化農業奠定了堅實的基礎。同質化特征使得農産品面(miàn)臨難以溯源及定價能(néng)力較差等問題,爲了解決以上難題,農場經(jīng)營者、農産品電商企業和農資電商合作建立了從原料采購、農産品生産到銷售的直銷渠道(dào),基于B2B(企業對(duì)企業)模式,作爲生産方的農場、再生産方的加工企業和作爲輔助方的農用物資企業可以更加通暢的建立聯系,基于B2C(企業對(duì)消費者)模式,農場可同消費者進(jìn)行直接溝通,直銷渠道(dào)的建立在一定程度上解決了安全溯源問題,提升了定價能(néng)力,并由此颠覆了美國(guó)傳統的農産品流通體系。

随著(zhe)技術的快速發(fā)展以及商業模式的叠代,美國(guó)的農産品電商也在持續不斷的創新。如在商業模式方面(miàn),電子商務領域的“私人定制”模式逐步被引入到農産品電商領域,2011年出現了由電商平台牽頭,讓消費者可在附近中小農場進(jìn)行個性化定制團購的“食物社區”模式。以美國(guó)生鮮電商Farmigo爲例,通過(guò)Farmigo平台,一方面(miàn),消費者可以從農場直接購買到按照自身要求進(jìn)行生産的優質新鮮的農産品;另一方面(miàn),中小農場主通過(guò)平台可以找到更加精準的賣家需求,從而可以更加高效和低成(chéng)本的進(jìn)行生産和運輸。通過(guò)農産品電商平台,讓消費者和生産者實現了雙赢。

3、廣泛應用技術創新

美國(guó)傳統農業向(xiàng)現代農業轉型的過(guò)程中,對(duì)于物聯網、雲計算、智能(néng)化等前沿技術的應用起(qǐ)到了非常重要的作用。通過(guò)RFID(Radio Frequency Identification,射頻識别)技術搭建的物聯網系統讓所有能(néng)行使獨立功能(néng)的普通物體都(dōu)實現了互聯互通,進(jìn)而使得農作物的生長(cháng)情況可以随時(shí)被掌握,進(jìn)一步結合周圍環境信息,就(jiù)可對(duì)農作物生長(cháng)進(jìn)行智能(néng)化管控,新技術的應用在提高農業生産效率的同時(shí),還(hái)降低了資源消耗,減少了環境污染。[5]農業生産的全産業鏈涉及到生産環節的天氣、土壤、溫度、蟲災等信息,以及銷售環節的國(guó)内外價格、供需情況、政策等諸多方面(miàn)的巨量信息。傳統模式下對(duì)于數據處理的能(néng)力十分有限,通過(guò)雲計算和深度學(xué)習技術則使得這(zhè)些數據成(chéng)爲了利于模型優化的有用數據,物聯網和大數據技術的使用大大提升了美國(guó)農業的精準化和智能(néng)化水平。

第一,農業智能(néng)化程度大幅提升。通過(guò)無線傳感器和視頻監控設備,農作物生長(cháng)所需的溫度、濕度、光照等環境信息以及農作物自身的生長(cháng)狀況均可被記錄,相關數據彙總後(hòu)傳送給基于大數據的智能(néng)管理系統,利用實時(shí)數據,系統能(néng)夠智能(néng)化分析是否需要澆水、施肥,根據決策結果,農業智能(néng)管理系統還(hái)可進(jìn)行自動化的節水灌溉、施肥增氧等活動。第二,農産品溯源變得可行。通過(guò)RFID電子代碼技術,使得從生産、加工到流通、銷售的全産業鏈實現了數據共享,信息透明程度的提升緩解了農産品溯源問題,降低了農産品領域各個環節的道(dào)德風險,農産品的品質也得到了保障。第三,農業經(jīng)濟效益和生态效益得到了提升。根據監測終端收集到的信息,農業智能(néng)管理系統還(hái)可在遵循收益最大化原則的基礎上,選擇成(chéng)本最低、最環保的生産模式。精準施肥、節能(néng)灌溉等技術的不斷提升進(jìn)一步保障了在滿足農作物生長(cháng)需求的同時(shí),減少對(duì)于資源的浪費和環境的污染,最終實現提高經(jīng)濟效益和生态效益的雙重目标。第四,提升農業全球競争力。智能(néng)化農業系統的不斷完善使得農業生産者和經(jīng)銷商可随時(shí)關注全球農産品價格及國(guó)外農業相關信息,根據相關國(guó)内外信息及時(shí)通過(guò)智能(néng)化決策調整農業生産的種(zhǒng)類和數量,[6]這(zhè)大大提升了美國(guó)農業的全球競争力。

二、美國(guó)政府對(duì)于農業現代化的支持

1、美國(guó)農業立法體系

早期美國(guó)法律對(duì)于農業的幹預較少,但20世紀30年代的經(jīng)濟大蕭條中,美國(guó)農業遭受重創,農産品價格的大幅下滑使農場主遭受了巨大的經(jīng)濟損失,逼迫美國(guó)政府不得不以立法的形式加大對(duì)農業的支持。1933年12月,美國(guó)第一部農業法《農業調整法》的實施有效解決了生産過(guò)剩、農産品價格偏低等問題,并使農業秩序逐步得以恢複,家庭農場得以複興。此後(hòu)每隔5年美國(guó)政府就(jiù)會(huì)修訂一次農業法,80多年來共制定和頒布了100多部相互配套的法律法規,使美國(guó)農業真正做到了“依法治農”。具體而言,美國(guó)的農業法律法規主要包括以下幾個方面(miàn):

第一,促進(jìn)農用地開(kāi)發(fā)與利用方面(miàn)的立法。爲加強土地的開(kāi)發(fā)與利用效率,美國(guó)先後(hòu)出台了多部法律。如《贈地學(xué)院法》《荒地法》《新地開(kāi)墾法》《聯邦土地管理法》等,這(zhè)些法律在保護土地私有化的同時(shí),還(hái)依法鼓勵私有土地的開(kāi)發(fā)與利用。通過(guò)這(zhè)些法律吸引了大量勞動力進(jìn)入農業領域,保障了農業的發(fā)展。

第二,增加農業投入與扶持農業金融信貸方面(miàn)的立法。爲加大對(duì)農業的資金支持,20世紀30年代出台《農業調整法》,以法律的形式确定政府不僅對(duì)休耕期的土地進(jìn)行資金補貼,還(hái)爲農場主的農産品儲備、農作物生産提供貸款補貼。在此後(hòu)的80多年中,經(jīng)過(guò)不斷的修訂和完善,美國(guó)形成(chéng)了一套成(chéng)熟的農業信貸系統。通過(guò)這(zhè)些法律法規,美國(guó)政府每年都(dōu)會(huì)爲農業生産與發(fā)展留出固定比例的預算。美國(guó)政府還(hái)會(huì)給農業貸款提供擔保,以此鼓勵銀行爲農業提供低息貸款,[7]同時(shí)由政府部門進(jìn)行低息補貼。

第三,扶持農業保險方面(miàn)的立法。雖然《農業調整法》中包括了農作物保險相關的規定,但在很長(cháng)一段時(shí)間内,由于保費過(guò)高,很多農戶不願意投保。直到1980年,《聯邦農作物保險法》中增加了對(duì)農業保險費的補貼比例,農業保險才開(kāi)始進(jìn)入了快速發(fā)展期。1994年,美國(guó)頒布的《農作物保險改革法》將(jiāng)巨災保險、非保險作物保障等納入到保險計劃中,并進(jìn)一步提高了農業保險補貼,通過(guò)取消對(duì)不參保個體的貸款優惠,變相強制農業保險,由此帶動農業保險的進(jìn)一步普及和推廣。

第四,農産品價格支持方面(miàn)的立法。美國(guó)制定了一系列專門保護農産品價格和農産品流通的法律,如1954年頒布的《農業貿易發(fā)展和援助法》中提出,從抵押貸款、目标價格和差價補貼三方面(miàn)來保護農産品價格,以此提高美國(guó)農産品在國(guó)際市場的競争力。

2、美國(guó)農業科技的研發(fā)與推廣

1914年,美國(guó)國(guó)會(huì)建立了用于解決農業問題的科技研發(fā)與推廣體系,其核心爲美國(guó)贈地大學(xué)。該體系爲提高美國(guó)農業生産力、推動美國(guó)農業現代化進(jìn)程發(fā)揮了重要作用。目前,美國(guó)的農業科技成(chéng)果推廣率已經(jīng)超過(guò)80%,技術因素對(duì)農業産出的貢獻超過(guò)75%,具體而言,美國(guó)農業技術推廣體系具有以下特點:

第一,推廣體系的教育性。贈地大學(xué)雖然是在政府的推動下獲得了較大的發(fā)展,但相關推廣活動仍屬于教育體系的範疇,而非政府行爲。發(fā)展至今,贈地大學(xué)大多已經(jīng)成(chéng)爲州立大學(xué),而其中農學(xué)院的教師在擔任教學(xué)和科研工作的同時(shí),還(hái)兼任農業科技成(chéng)果推廣員的角色,從而形成(chéng)了教學(xué)、科研、推廣三位一體的農業科技體系。大學(xué)教師和科研工作者的身份确保了農業科技推廣工作的中立性,推廣人員更多的是從解決農業實際問題的角度去推廣科技成(chéng)果,而非決策者或産品銷售員。由于贈地大學(xué)提供的是無償服務,因此進(jìn)一步提高了推廣工作的有效性。

第二,使用雙向(xiàng)推廣方式。贈地大學(xué)的科技推廣同時(shí)使用“自上而下”和“自下而上”兩(liǎng)種(zhǒng)方式,“自上而下”的方式是從市場中發(fā)現問題,然後(hòu)立項并交給科研人員進(jìn)行技術攻關,問題解決後(hòu)再由推廣員推廣給農戶使用。“自下而上”的方式則是農戶無法解決的問題由推廣人員進(jìn)行解決,推廣人員無法解決的問題再反饋至專家進(jìn)行科研攻關。雙向(xiàng)的推廣方法,大大提高了科研效率和科技成(chéng)果推廣效率。

第三,重視推廣的合作性。多方合作是美國(guó)農業推廣體系的重要特征,由聯邦、州、地方(縣)政府和贈地大學(xué)共同組成(chéng)農業推廣體系,各級政府負責制定科研計劃,确定計劃後(hòu),再由各地政府建立相應的配套措施并且籌措資金,最後(hòu)由大學(xué)科研人員完成(chéng)計劃。多方緊密配合、各司其職,爲科研工作與成(chéng)果推廣奠定了基礎。此外,推廣經(jīng)費由聯邦、州和縣共同負擔,科研經(jīng)費則主要來自公共和私人部門,二者互相補充,有效的解決了農業科研的資金問題。

3、美國(guó)農業經(jīng)營模式

家庭農場是美國(guó)農業的基礎及核心單位。美國(guó)農業部的數據顯示,截至2017年,美國(guó)農場數量約爲204萬個,其中96%爲家庭農場。美國(guó)農業現代化進(jìn)程中,家庭農場的變動呈現以下特征:

第一,家庭農場數量減少,平均規模擴大。根據美國(guó)農業部的普查數據,自20世紀30年代以來,美國(guó)農場數量持續減少,同2012年的農業普查數據相比,2017年家庭農場數量減少了3.2%,與之對(duì)應的是平均規模的增加。2012年,單個農場平均經(jīng)營面(miàn)積爲434英畝,到了2017年,增長(cháng)到了441英畝,增加1.6%。

第二,農場間的合作持續加強。通過(guò)成(chéng)立非盈利的合作組織,提高了家庭農場的話語權,降低了生産成(chéng)本。如,農業合作社通過(guò)提供加工、銷售、金融等方面(miàn)的服務大幅提升了經(jīng)營效率。農産品生産者聯合會(huì)專門代表農場主進(jìn)行對(duì)外公關,争取政府支持等,通過(guò)各種(zhǒng)合作組織使得整個農業體系有機結合、優勢互補、自行運轉。

第三,家庭農場内部分工明确,經(jīng)營模式國(guó)際化、市場化。雖然美國(guó)農業體系大多爲家庭農場,但家庭内部俨然是一個工業化體系——育種(zhǒng)、養殖、加工、經(jīng)營及銷售環節分工明确,在美國(guó)政府減少或取消農産品補貼後(hòu),家庭農場能(néng)夠完全自主的進(jìn)行市場化運營。同時(shí),借助FarmLogs等公司提供的服務,農場主對(duì)于國(guó)際農産品市場的價格與行情變化也有了更加準确的判斷。

美國(guó)農業現代化有許多值得我們借鑒的地方,通過(guò)設施化、機械化、智能(néng)化、數據化,美國(guó)的農業生産效率很高,以家庭爲單位的家庭農場就(jiù)能(néng)管理成(chéng)千上萬畝的農場,這(zhè)在以前是想都(dōu)不敢想的事(shì),但現在都(dōu)确确實實的發(fā)生,我國(guó)農業現在還(hái)有很大很多的發(fā)展空間,不管是農業生産經(jīng)營模式,還(hái)是新型農業技術的發(fā)展,農業物聯網、大數據農業、智能(néng)農業機械等的應用,都(dōu)有很多可以學(xué)習的地方。
 

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