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李道亮教授:中国智慧农业的机遇与挑战
来源:李道亮 编辑:豫品会 时间:2021-1-23 0:00:00


(作者简介:李道亮,汉族,1971年2月出生,1993年7月入党,1999年7月参加工作,现任中国农业大学信息与电气工程学院教授,是我国知名的农业信息化专家。


智慧农业是物联网、移动互联网、云计算、大数据等现代信息技术发展到一定阶段的产物,是现代信息技术与农业生产、经营、管理和服务全产业链的“生态融合”和“基因重组”。具体包括以下四方面的内容。


一是农业生产智能化。主要通过全面感知、可靠传输、先进处理和智能控制等物联网技术的运用,来解决“谁来种地”问题,提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率。


二是农业经营网络化。主要是通过电子商务等现代信息技术,来解决“农产品买难卖难”问题,通过现代信息技术实现农产品流通扁平化、交易公平化、信息透明化,建立最快速度、最短距离、最少环节、最低费用的农产品流通网络。


三是农业管理数字化。主要是通过云计算、大数据等现代信息技术,来解决“农业管理高效和透明”问题,通过现代信息技术推进农业管理现代化,提高农业部门的行政效能。


四是农业服务精准化。主要是通过移动互联、云计算、大数据等现代信息技术,来解决“农村信息服务最后一公里”问题,让农民便捷灵活地享受到需要的各种生产生活信息服务。


智慧农业面临的机遇


发展智慧农业,是中央有关政策的要求,更是转变农业发展方式的现实需求,也是现代信息技术发展到一定阶段的产物。



一是高位拉动。党的十八大做出了“促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”的战略部署,在这四化中,农业现代化是短腿,而农业信息化是农业现代化的关键,对农业信息化和智慧农业提出了新的更高的要求。李克强总理于2015年3月5日在政府工作报告中提及要制定“互联网+”行动计划,智慧农业是“互联网+农业”的重要抓手,“互联网+”必将推动智慧农业快速发展。


二是现实驱动。当前,我国农业发展面临着资源、市场和生态多种瓶颈,迫切需要利用信息技术对农业生产的各种资源要素和生产过程进行精细化、智能化控制,对农业行业发展进行专业化、科学化管理,以减少对资源环境的依赖,突破资源、市场和生态环境对农业产业发展的多重约束,从而推动农业产业结构升级和生产方式转变。


三是技术推动。近年来,世界各国信息技术发展迅猛,我国信息技术创新和研发也取得了长足进步,物联网、移动互联网、云计算、大数据等现代信息技术的日渐成熟,使得农业信息化从单项技术应用转向综合技术集成、组装和配套应用成为可能。信息技术的不断进步为智慧农业的快速发展提供了坚实的技术条件,也带来了难得的发展机遇。


智慧农业面临的挑战


尽管我国智慧农业发展面临着前所未有的机遇,但也面临着一系列的挑战。以农业物联网为例,我国农业物联网处于起步阶段,在技术、应用、产业和机制方面还面临着一系列发展瓶颈。



一是关键技术和装备匮乏。目前农业物联网应用多在环境信息感知和数据传输环节,终端的信息处理和智能控制应用环节较少,尚未形成农业物联网“感知-传输-处理-控制”的应用“闭环”。特别是低成本、高可靠的环境信息传感器,生命信息感知技术产品,适合农村不同地理环境的高通量、低资费的信息通讯技术,支持闭环控制应用的终端技术亟待解决。


二是应用效果和效益不佳。农业物联网具有明显的“人-机-物”一体化特征,应用目标是智能化的按需控制和智慧化的精细管理,这需要农业知识模型特别是各种农业动植物环境阈值模型的支撑。目前农业物联网数据资源的细分和数据挖掘尚未有效开展,大田、设施、畜禽、水产等领域的环境与生命体之间的知识模型和实用控制阈值库没有建立,计算机分析控制缺乏参照,控制的可靠性低,农业物联网的优越性没有得到发挥,应用效益和效果大打折扣。


三是产业发展滞后。由于农业物联网应用模式多样且规模都较小,大型IT公司参与积极性不高,尤其是缺乏大型的传感器制造商和运营商。目前,我国农业物联网推广应用多是高校和科研单位承担,农业物联网专用传感、控制设备量产能力不强、价格高、稳定性差、运行维护不及时等问题较突出,已经成为农业物联网发展的主要瓶颈。


四是可持续运行机制尚未建立。我国农业物联网处于起步阶段,应用技术不成体系,推广应用没有规模化,运行机制不可持续,在很多地方农业物联网应用还在一定程度上存在摆样子、走过场的情形,真正进入生产经营主体管理决策环节的应用还不多。迫切需要政府加大扶持力度和科学引导,建立并完善农业物联网快速发展的政策环境,鼓励消费需求和民营资本进入,形成可持续发展机制。


智慧农业发展前景展望


它山之石,可以攻玉。中国如何完成智慧农业的跨越式发展,可以借鉴国外智慧农业发展模式。



一是美国模式。美国是农业生产智能化和农业服务精准化的典型代表。美国用直升机进行耕作管理的农场占农场总数的20%以上,很多农场实现了精准施肥,精准施药和精准灌溉,同时,美国建立了数据开放制度,开放的农业数据供专业公司开发,可为农场主提供精准化、个性化的信息服务。


二是日本模式。日本是农业经营网络化的典型代表。日本“农产品中央批发市场联合会”主办的市场销售信息服务系统和“日本农协”自主统计发布的各种农产品的生产数量和价格行情预测系统可提供的精确的农产品市场信息,每一个农户都对国内市场乃至世界市场什么好销、价格多少、每种农产品的生产数量了如指掌,并可以根据自己的实际能力确定和调整自己的生产品种及产量,使生产处于一种情况明确、高度有序的状态。


三是比利时模式。比利时是农业管理数字化的典型代表,比利时农业的特点是“生态”,比利时以信息化为手段对田块施肥量进行数字化管理,并建立了监管机制,一旦发现家禽粪便等有机肥的使用不符合明确标准,就要进行惩罚。



当前,我国智慧农业的发展正处在起步阶段,未来一个时期,随着国家“互联网+”行动计划的出台,现代信息技术将快速向农业领域渗透,智慧农业的发展将进入加速期,智慧农业将成为农业现代的制高点。展望未来,发展智慧农业要注意以下几个方面:


一是抢抓“互联网+”战略机遇。智慧农业概念的提出与我国现代农业发展的迫切内在需求相吻合,既是历史机遇的巧合,也是农业发展的必然。智慧农业良好的发展前景,不是概念的炒作,我国目前农业发展正处于由传统农业向现代农业转变的拐点上,农业生产智能化、农业经营网络化、农业管理数字化、农业服务精准化是必然发展趋势。因此,一定要牢牢抓住“互联网+”战略机遇,深入推动互联网和农业生产、经营、管理和服务的融合。


二是推进智慧农业是一项长期性的工程。英国演化经济学家卡萝塔·佩蕾丝认为,每一次大的技术革命都形成了与其相适应的技术-经济范式。这个过程会经历两个阶段:第一阶段是新兴产业的兴起和新基础设施的广泛安装;第二个阶段是各行各业应用的蓬勃发展和收获,每一个阶段大概需要20~30年的时间。当前互联网进入中国已经有21个年头,进入农业不过10年左右,物联网、云计算和智能终端作为新基础设施的广泛安装才刚刚开始,因此,从现在开始大概到2025年都是智慧农业的培育阶段,智慧农业的成熟推进和蓬勃发展大概还需要20~25年的时间,大概到2050年,智慧农业将完全进入成熟期。因此,发展智慧农业,要科学谋划,分步推进,切忌好高骛远。


三是当前推进智慧农业需要政府引导。智慧农业是高新技术在农业中的具体应用,具有基础薄弱、一次性投入大、受益面广和公益性强的特点。在当前投入产出效益不高、农民收入水平较低、农业信息化市场化运作还不完善的情况下,需要公益性行业专项支持,建议根据我国现代农业发展需求,按照“发展急需、技术成熟、示范效益好”的原则,实施一批有重大影响的智慧农业应用示范工程,建设一批国家级智慧农业示范基地,推动智慧农业跨越式发展。

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