2022年中央一号文件指出,大力推进数字乡村建设,推进智慧农业发展(zhǎn),促进信息技术与农机农艺融合应用。“十四(sì)五”规划和2035年(nián)远景目(mù)标纲要提出,建设智慧农(nóng)业,加快(kuài)推进农业农村现代化。一场以智慧农业为(wéi)表现(xiàn)形态(tài)的农业智(zhì)能革(gé)命已经到来。本期邀请相关(guān)专家(jiā)围绕智慧(huì)农业问题进行探讨。
主持人:经济日(rì)报社(shè)理(lǐ)论部(bù)主任、研究(jiū)员徐向梅
信息技(jì)术与现代农业深(shēn)度融合
主持人(rén):智(zhì)慧农业有哪些区别于传统农业的显著特征?为(wéi)什么我们要高(gāo)度(dù)重视智慧农业?
李道亮(中国农业大学国家数(shù)字渔业创新中心主任):智慧农业是物联网(wǎng)、云计(jì)算、大数据(jù)、空间信息(xī)技(jì)术、区块链、人(rén)工智能等新一代(dài)信息技术与现代农(nóng)业种植养殖工艺及农产品加工、流通、交易、消费产业链深度融合(hé)的(de)产物,是现代信息技术与农业生产、经营、管理和服(fú)务全产(chǎn)业链的“生态融合”和“基因重组”。
智(zhì)慧农业的主要特征表现(xiàn)在(zài)以下几个(gè)方面(miàn):
一是农业生产要素数字化、网络化、在线化。
利用先进传感、遥感及(jí)机器视(shì)觉等感知(zhī)技术(shù),使农(nóng)业种植(zhí)、养殖环境信息,种植或(huò)养殖对(duì)象的生长信息,生产(chǎn)作(zuò)业机械、装备(bèi)工况信息实现(xiàn)数字化标示和获取。利用互联网、5G、窄带物联网、卫星通信等网(wǎng)络通(tōng)信技术,实现(xiàn)远程数字(zì)化(huà)信息调(diào)度。
二是农业生(shēng)产过(guò)程(chéng)调控(kòng)与决策云计算化、智能化(huà)。
基(jī)于生(shēng)产(chǎn)过程的海量数据,充分(fèn)利用大数据和人工智能技术,借助农业云计算平(píng)台对数据(jù)进行加工处理,产生最优化的(de)农业动(dòng)植物生长调控模(mó)型,实(shí)现生产全过(guò)程智能化(huà)调控。
三是农业全环(huán)节(jiē)、全过程、全链条(tiáo)协(xié)同(tóng)化。
通(tōng)过农业云计(jì)算平台,将分布式农(nóng)业生产(chǎn)系统、物流系统、交易系统和消费系统连成一个有机整体,使农业生(shēng)产、经营(yíng)、管理、消费各(gè)环节和主体工作协(xié)同(tóng)优化(huà)。
四是农(nóng)业(yè)管理信用化、安全化。
通过区(qū)块链(liàn)去中心化技术将农业生产、流通、交(jiāo)易(yì)、消费等环(huán)节(jiē)数(shù)据全部上(shàng)传并储存到区(qū)块链共享分布式数据库中,形成可(kě)供(gòng)消费者、采购商查阅的不可(kě)篡改的账(zhàng)本,使农业管理信用(yòng)化(huà)、安全化。
发(fā)展智慧农业(yè)的意义和(hé)作用主要体现在以下方面:
推动资源节约高效利用,农(nóng)业科学绿(lǜ)色发展。
通过物联(lián)网、大数据、人工智能、机器人、智能装备(bèi)等技术和种养工艺,种植、养(yǎng)殖生产(chǎn)作(zuò)业环节可以摆(bǎi)脱(tuō)自然环境和人(rén)力依赖,构建集环境生理(lǐ)监控(kòng)、作(zuò)物模型分析(xī)和精(jīng)准调节于一体的农业生产自动(dòng)化系统,实现劳动生产效率、土地产出(chū)率(lǜ)和资源利用(yòng)率的提(tí)高。通过数字化测(cè)控,在满(mǎn)足作(zuò)物生长需要的同时,保(bǎo)障资源节约又避免环境污染,实现农业绿色发展(zhǎn)。目前,农业发达国家已(yǐ)经实现(xiàn)了1人种地5000亩,1人年产蔬菜500吨,1人种养100万(wàn)盆花,1人养殖20万只鸡日产鸡蛋18万枚,1人养殖10000头猪、200头奶牛、100吨鱼,彻(chè)底(dǐ)改(gǎi)变粗放经营(yíng)、竞争(zhēng)力(lì)不强、资源利用率(lǜ)低等传(chuán)统农业面临的难题。
推(tuī)进农业标准化生产(chǎn),保障(zhàng)“舌尖上的绿(lǜ)色与安全”。
通过(guò)数(shù)字(zì)化、网络化、智能化设备对土壤、大气环境、水环(huán)境状况进行(háng)实时动态监控,使之符合(hé)农(nóng)业生产环(huán)境标(biāo)准;生产(chǎn)各环节也可按照(zhào)一定技术(shù)经济标(biāo)准(zhǔn)和规范要求通过(guò)智能化设备进行生产;通过数字化、智能化设备实时精准(zhǔn)检测农(nóng)产品品质,保障最终农产品符(fú)合相应质量标准。借(jiè)助互(hù)联网、二维码、射频标签、区块链(liàn)等技术,建立全(quán)程(chéng)可追溯、互联共(gòng)享的农(nóng)产品质量和(hé)食(shí)品安全信息(xī)平台,健全(quán)从农(nóng)田到餐桌的(de)农(nóng)产品质量安全过程监管体系,保障(zhàng)人民群众“舌尖(jiān)上的(de)绿色与安全”。
推动农(nóng)业(yè)经营一(yī)体化、品牌化。
信息技术的应(yīng)用,打(dǎ)破了农业市场(chǎng)的时空地(dì)理(lǐ)限制,农资采(cǎi)购和农产品流通等(děng)数据将会得到实时监测和传递,有效解决信息不对称(chēng)问题。利用电商平(píng)台(tái)拓(tuò)展农产品销售渠道,通(tōng)过自营基地(dì)、自建网站(zhàn)、自主配送(sòng)方式打(dǎ)造一体化农产品经营体(tǐ)系,促进农产品(pǐn)市场化营销(xiāo)和(hé)品(pǐn)牌化运营。
促进一二三产业融(róng)合(hé)。
农业(yè)数字化、网络化、平台化引导专业大(dà)户、家庭农场、农民专业合作社、优秀(xiù)企业等新(xīn)型农(nóng)业(yè)经营主体发展壮(zhuàng)大和(hé)联合,促进农产品生产、流通、加工、储运(yùn)、销售、服务(wù)等(děng)相关产(chǎn)业(yè)紧密连接,实(shí)现农业(yè)要素资(zī)源的有效配置,使产(chǎn)业、要素集(jí)聚(jù)从量的集(jí)合到(dào)质的激变,从而再造整个农业产业链,实现农业与二三产业交叉渗透、融合(hé)发展(zhǎn)。
智慧管(guǎn)理以系(xì)统(tǒng)最优(yōu)为目标(biāo)
主持人:发达(dá)国(guó)家智慧农业发展状况如(rú)何(hé)?其智(zhì)慧农业新(xīn)技术研(yán)发应用(yòng)等方面有哪些经验值得我国(guó)借鉴(jiàn)?
何勇(浙江(jiāng)大学数字农业农村研究中(zhōng)心主任):美国(guó)是全(quán)球典型的现代化农业国(guó)家,直(zhí)接从事农业生产的人约350万,不仅养活了3亿美(měi)国(guó)人,还(hái)成为全球(qiú)最大的农(nóng)产品出(chū)口国。全面全程(chéng)机械(xiè)化和快(kuài)速发(fā)展的数字化技术为其智慧(huì)农业发展(zhǎn)奠定了坚实基础。目前,美国已形(xíng)成精细化、规模化发展的智慧农业生产系统,69.6%的农场采用传感器采集数据,农(nóng)业机器人应(yīng)用到播种、喷药、收(shōu)割等农业生产中。
作为世界上农用(yòng)无人机(jī)喷药第一大国的(de)日本,其主要将农业(yè)物联网(wǎng)作(zuò)为信息源,大量应用农用机器(qì)人,不断追求农业(yè)生产省力化(huà)、精细化(huà),解决农业劳动力短缺问题。
欧美、日本等发达国家智慧(huì)农业的特点,都是根据(jù)现代农业发(fā)展趋势,结合本国农业生产实(shí)际开(kāi)展智(zhì)慧农业理论和实(shí)践研究,在现代信息技术支撑下,充分(fèn)发挥智能(néng)农业装备(bèi)作用,应用物联网、人工智能、大数据和5G等技(jì)术(shù),将作物(wù)—土壤—环境—气象—装备—人(rén)员作为一(yī)个(gè)整体系统(tǒng)进行统(tǒng)筹考虑(lǜ),实现以系统整体最(zuì)优为目标的智慧化管理。
发(fā)达(dá)国(guó)家在智慧农业技术研(yán)发和(hé)应用方面有以下经验(yàn)值得我(wǒ)国(guó)借鉴:
第一,以提升生产力为起点,解决农(nóng)业生产瓶颈问题为抓手。
荷(hé)兰、以色(sè)列等国淡水资源(yuán)严重匮(kuì)乏,其大力发展设施农业,实施(shī)无土栽培(péi)和精细化喷(pēn)滴灌系统。日(rì)本农业劳(láo)动力老(lǎo)龄化和(hé)严重不足,其大力发(fā)展农用(yòng)无(wú)人机和农(nóng)业(yè)机器人,大(dà)幅提(tí)升(shēng)作业效率。我国南方同样面(miàn)临着劳动力(lì)短缺、丘陵(líng)山区农(nóng)业无机可用,应开(kāi)发多功能小型作业装备,实现(xiàn)机器换(huàn)人,解决丘陵山区的机械(xiè)化作业问题(tí)。粮(liáng)食主产区应实施全程(chéng)机械化(huà),以提(tí)高劳动生产率(lǜ)。经济发达地区可研究建立(lì)无人或少人(rén)农(nóng)场(chǎng)、果园、牧(mù)场、渔场等,提升农业现(xiàn)代化(huà)水平。
第二,实施(shī)标准化(huà)规划和(hé)作业是发展智慧农业的基础(chǔ)和条件。
发(fā)达国家的农(nóng)田、果园(yuán)和牧场实施标准化规划(huá)和精细化管理,为大规模(mó)高效率(lǜ)利用智(zhì)能农业(yè)装备创造了条件,大大提升了作业(yè)效率、产量和品质。我国的农田、果园和牧场需尽快推进标准化规(guī)划,制定标(biāo)准化作(zuò)业规范,研制高效率配套作(zuò)业装备,为大规(guī)模(mó)机械化作(zuò)业创造条件。
第(dì)三,充(chōng)分利用现代科技(jì),为(wéi)农业插上科技(jì)的翅膀。
国外大量利用空(kōng)天地技术和气象数据,实现农田信息的(de)快速精准获取和(hé)智慧化管理。随着物联(lián)网(wǎng)、大数据和5G技(jì)术的发展,特别是高分卫(wèi)星和北斗定(dìng)位系统(tǒng)的应用,有望(wàng)实(shí)现作物和动植物(wù)生长信息的实时动(dòng)态获取,并(bìng)根据作物生长需(xū)求对(duì)温度、湿度、光照等进行动态调控以及肥水药(yào)精准喷施。
各(gè)地发展智慧(huì)农业(yè)见实效
主持人:我国智慧农(nóng)业发展现状如何(hé)?各地有哪些智慧(huì)农业发展的成功经验和创新(xīn)探(tàn)索?
康春(chūn)鹏(农业(yè)农村(cūn)部信息中心副研(yán)究员):我国农业农村信(xìn)息化发展水平还(hái)处于初级阶段(duàn),但(dàn)农业产业正向数字化、网络化、智能化加(jiā)快转型,消费互(hù)联网不断向产(chǎn)业(yè)互联网(wǎng)延伸和拓(tuò)展。据农业农村部(bù)信(xìn)息(xī)中心监测,2020年(nián)全国农业生(shēng)产信(xìn)息化水平为22.5%,其(qí)中,大田种植18.5%,设施栽培23.5%,畜禽养殖30.2%,水产养殖15.7%。近(jìn)年来,我国智(zhì)慧农业逐渐落地见效,智能(néng)化、无人化水平逐(zhú)步提高(gāo),呈现出以下亮点。
一是新产品新技术蓬勃兴起。
现(xiàn)代信(xìn)息技术正广(guǎng)泛应(yīng)用于农业生产各(gè)环(huán)节、各领域,新产品、新技术、新(xīn)模式层出不穷。农业(yè)数字化转型加速推(tuī)进,传统农业加快向智能化(huà)转(zhuǎn)变,不断(duàn)研(yán)发出田(tián)间(jiān)作物墒情、苗情、病虫情及灾情(qíng)监测等方面的智能识别系统和耕种收环节的(de)智能(néng)机器(qì)人。特别是自动化采(cǎi)收装备、农业(yè)传感器(qì)、摄像头监控、病虫害监(jiān)测预警等产(chǎn)品(pǐn)已得到(dào)广泛应用。
二(èr)是无人或少人农场破土而出(chū)。
农村网络基础设施不断夯实,特别是大数据、5G、人工智能技术不断成(chéng)熟(shú)和(hé)普及,为(wéi)无(wú)人或少人农场的发展提供了(le)基本(běn)条件(jiàn)。在湖南长沙(shā)、安徽(huī)芜湖、黑龙江建三江、浙江湖州、四川崇州、广东(dōng)佛山(shān)等地(dì)无人或(huò)少人(rén)农(nóng)场破土而出,通过对设施(shī)、装备(bèi)、机械等远程控制、全程(chéng)自动控制或机器人(rén)自主控制,完成所(suǒ)有农场生产作业。
三是大数据建设初见成效(xiào)。
从国家(jiā)层面看,政务数据资源共享和信息系统整合(hé)取得阶段(duàn)性(xìng)成效,全国一体化政务(wù)服务平台基本建成,政务数据资源共建共享(xiǎng)的格局基本(běn)形成。从各(gè)地实(shí)践(jiàn)看,安(ān)徽、浙(zhè)江、江苏、广西等地(dì)积极推进农业农村大(dà)数据建设,相(xiàng)继建成了(le)大数(shù)据平台,浙江正在全省范围大力推进“三农”数字化改革(gé)。
四是市场主体成为生(shēng)力军。
市场(chǎng)主体正成(chéng)为建设智慧农业(yè)的重要(yào)力量。大型企业(yè)纷(fēn)纷进军智慧农业(yè)领域,三大电(diàn)信运营商以及华(huá)为、阿里巴巴、腾讯等互联网企业纷纷(fēn)布局智慧农(nóng)业,中(zhōng)化(huà)、中联重科、碧桂(guì)园等企业开始进军智慧农场。此外,农业企业也在数字化转型中主动作为,中粮、北(běi)大荒、新希望、海升果业等传统农业企业大力发(fā)展智慧种植(zhí)、智慧畜(chù)牧、智慧渔业(yè)、智慧加工等。
浙(zhè)江自2019年起,率先在全国(guó)试点建(jiàn)设“数字农业工厂(chǎng)”,围(wéi)绕生产环境、生产(chǎn)过程(chéng)、质量安全、流通营销、技术服(fú)务等环节开展数(shù)字(zì)技(jì)术装(zhuāng)备的系统集成与(yǔ)综合运(yùn)用。经(jīng)过几年实践,2021年相继发(fā)布数字农业工(gōng)厂、数字渔场、猪(zhū)场数字化等建设指(zhǐ)南。德清县(xiàn)水木蔬菜工厂将先进技术融入生产管理、产(chǎn)品营销(xiāo)、质量控制(zhì)、生(shēng)态保护等(děng)环节,实现年(nián)产(chǎn)番茄200万公斤,效率是传统大田的30倍;桐乡市华腾牧(mù)业利用物联(lián)网、人工智能、生物(wù)耳标、区块链等技术助推畜牧业数字化变革,打造更安全、高产能、全自动的养殖环境,省工80%、节水60%。
山东(dōng)淄博在全国率(lǜ)先提出打造数字农业农村中心城(chéng)市,聚焦农(nóng)业生(shēng)产加工、农产品仓储物流、农(nóng)产品市场营销、农旅融合发展(zhǎn)、夯实(shí)基(jī)层基础五项重点任务,聚力建设智慧共享“云大脑”、高效优质“云产业”、区(qū)域中心“云(yún)市场”、便捷普惠“云金融”、新(xīn)型服务“云乡村”。2021年整合设立45.4亿元乡村振兴重大(dà)专项资金,40个数字农业(yè)农村(cūn)重点项目完(wán)成投资51.86亿元,建设典型(xíng)应用场(chǎng)景30个、智慧(huì)小镇10个。
从实践看,多地智慧农业发展取得(dé)显著(zhe)成效,形成了可供借鉴的经验。首先,充分发挥市场主体作用,充分(fèn)按照经济(jì)运(yùn)行和信(xìn)息化发展规律,建(jiàn)立有效市场,激发(fā)各类市(shì)场主体活力。其(qí)次,发挥(huī)有(yǒu)为(wéi)政府作用,用(yòng)政策引导(dǎo)市场预期,用规划明(míng)确投(tóu)资(zī)方向,用(yòng)财政撬动社会资本,用法治规(guī)范市场(chǎng)行为(wéi)。最后,做好试点(diǎn)示范,智慧农业是农业信(xìn)息化的一种高级形态,涉及(jí)技术比(bǐ)较前沿,市场风险较大。在充分尊重农民主体地位的(de)基础上,做给农民(mín)看、带着(zhe)农民干(gàn)、领着农民赚,激(jī)发(fā)农民利用现代信(xìn)息技术发展生产、改善(shàn)生活的(de)内生动力。