智慧農業是以信息和知識爲核心要素,通過(guò)將(jiāng)互聯網、物聯網、大數據、雲計算、人工智能(néng)等現代信息技術與農業深度融合,實現農業信息感知、定量決策、智能(néng)控制、精準投入、個性化服務的全新的農業生産方式,是農業信息化發(fā)展從數字化到網絡化再到智能(néng)化的高級階段。現代農業有三大科技要素:品種(zhǒng)是核心,設施裝備是支撐,信息技術是質量水平提升的手段。智慧農業完美融合了以上三大科技要素,對(duì)農業發(fā)展具有裡(lǐ)程碑意義。
全球智慧農業發(fā)展現狀
智慧農業已成(chéng)爲當今世界現代農業發(fā)展的大趨勢,日本、英國(guó)、加拿大、美國(guó)等多個發(fā)達國(guó)家和地區的政府和組織相繼推出了智慧農業發(fā)展計劃。據國(guó)際咨詢機構研究與市場預測,到2025年,全球智慧農業市值將(jiāng)達到300.1億美元,發(fā)展最快的是亞太地區(中國(guó)和印度),2017-2025年複合增長(cháng)率(CAGR)達到11.5%,主要内容包括大田精準農業、智慧畜牧業、智慧漁業、智能(néng)溫室,主要技術包括遙感與傳感器技術、農業大數據與雲計算服務技術、智能(néng)化農業裝備(如無人機、機器人)等。
中國(guó)智慧農業發(fā)展現狀與存在問題
近年來,在政府的大力支持下,中國(guó)智慧農業發(fā)展快速。截止到2018年7月,全國(guó)21個省市開(kāi)展了8種(zhǒng)主要農産品大數據的試點,通過(guò)完善監測預警體系,每日發(fā)布農産品批發(fā)價格指數,每月發(fā)布19種(zhǒng)農産品市場供需報告和5種(zhǒng)産品供需平衡表,實現了用數據管理服務,引導産銷;以山東、河南等爲代表的全國(guó)18個省市開(kāi)展了整省建制的信息進(jìn)村入戶工程,全國(guó)1/3的行政村(約20.4萬個村)建立了益農信息社,農村信息綜合服務能(néng)力不斷提升;廣東、浙江等14個省市開(kāi)展了農業電子商務試點,在428個國(guó)家級貧困縣開(kāi)展電商精準扶貧試點,電子商務進(jìn)農村綜合示範工程已累計支持了756個縣,農村網絡零售額達到了1.25萬億元人民币,農産品電商邁向(xiàng)3000億元大關。
“十三五”期間,農業農村部在全國(guó)9個省市開(kāi)展農業物聯網工程區域試點,形成(chéng)了426項節本增效農業物聯網産品技術和應用模式。圍繞設施溫室智能(néng)化管理的需求,自主研制出了一批設施農業作物環境信息傳感器、多回路智能(néng)控制器、節水灌溉控制器、水肥一體化等技術産品,對(duì)提高我國(guó)溫室智能(néng)化管理水平發(fā)揮了重要作用。我國(guó)精準農業關鍵技術取得重要突破,建立了天空地一體化的作物氮素快速信息獲取技術體現,可實現省域、縣域、農場、田塊不同空間尺度和作物不同生育時(shí)期時(shí)間尺度的作物氮素營養監測;研制的基于北鬥自動導航與測控技術的農業機械,在新疆棉花精準種(zhǒng)植中發(fā)揮了重要的作用,研制的農機深松作業監測系統解決了作業面(miàn)積和質量人工核查難的問題,得到大面(miàn)積應用。
在取得了大量成(chéng)果的同時(shí),我們還(hái)應該明确,我國(guó)智慧農業仍缺乏基礎研究和技術積累,整體技術水平與發(fā)達國(guó)家差距15-20年。具體表現在我國(guó)智慧農業所面(miàn)臨的不僅僅是“短闆”問題,而是整體技術水平均較低的“短桶”問題。
目前,制約我國(guó)智慧農業發(fā)展的短闆技術有三項:一是農業專用傳感器落後(hòu),我國(guó)目前自主研發(fā)農業傳感器數量不到世界的10%,且穩定性差;二是動植物模型與智能(néng)決策準确度低,很多情況是時(shí)序控制而不是按需決策控制;三是缺乏智能(néng)化精準作業裝備,作業質量差。在應用推廣上,全國(guó)各省市都(dōu)開(kāi)展了智慧農業應用試點建設,但大都(dōu)處于“盆景”狀态,缺乏智慧農業大面(miàn)積應用的“風景”。同時(shí),大多數項目停留在信息的簡單傳輸與顯示,展示成(chéng)分大于實際效果,與農業融合深度不夠,缺乏解決農業實際問題的效果。
智慧農業具有顯著的多學(xué)科交叉的特點,由于農業具有生物特性,將(jiāng)信息技術直接拿到農業領域往往不能(néng)有效解決問題,必須開(kāi)展基于農業生物特性的農業信息學(xué)(Ag-informatics)交叉研究,揭示基礎原理。然而,目前國(guó)家自然科學(xué)基金學(xué)科目錄中隻在作物一級學(xué)科下設立作物信息學(xué),而與生物信息學(xué)對(duì)應的農業信息學(xué)沒(méi)有作爲學(xué)科方向(xiàng)給予支持。因此,國(guó)家在智慧農業基礎研究方面(miàn)的支持力度還(hái)需繼續加大。
智慧農業未來發(fā)展的政策建議
完善的政策保障是産業快速發(fā)展的關鍵,我國(guó)智慧農業尚處于起(qǐ)步發(fā)展階段,建議政府在以下5個方面(miàn)制定相應政策措施,促進(jìn)智慧農業發(fā)展:
1、加強政府支持。統籌各類政府資源,大幅度給予行業從業者政府資源支持。圍繞重點領域、重點産業實施一批智慧農業重大項目工程,加強智慧農業關鍵技術研究與應用示範,總結經(jīng)驗,建立可複制、可推廣模式。
2、制定相關補貼政策。鑒于農業的社會(huì)公益性、生态區域性、高度分散和個性化特點,推廣智慧農業不可能(néng)像工業那樣大規模複制,因此實施成(chéng)本高、市場利潤低。建議相關部門類比農機購置補貼政策,對(duì)智慧農業技術産品和應用主體給予政策性補貼,減免農村地區互聯網接入費用和農民移動通訊、數據傳輸費用。
3、加強技術标準建設。依托聯盟、協會(huì)等團體和組織,快速建立包括數據标準、産品标準、市場準入标準等團體标準,并積極推動國(guó)家和行業标準的建設。建立國(guó)家和行業認可的第三方産品、技術檢測平台。
4、開(kāi)放數據共享。農業數據具有散亂雜、孤島林立等特點,建議政府部門加強農業數據的收集和整合,并在一定範圍内開(kāi)放相關數據,建立共享機制。對(duì)于進(jìn)入國(guó)内市場的外國(guó)企業産品,要求其提供數據接口标準。
5、加強人才隊伍建設。培養農業與信息多學(xué)科交叉的人才,建議教育機構在高校研究生課程中開(kāi)設智慧農業相關課程;鼓勵信息領域人才進(jìn)入農業領域開(kāi)展相關科學(xué)研究與應用推廣;積極開(kāi)展技術培訓,建設懂技術會(huì)操作的智慧農業推廣隊。