智慧农业研究与实践进展

宋 展，胡宝贵，任高艺，杜诗青，张一铭，李 乐

（北京农学院经济管理学院，北京102206）

0 引言

中国农业经过了历史悠久的一段发展，逐渐变成了一个农业大国。农业可以称为人类最早接触的产业，不仅是帮助人类更新进步的第一产业，也是人类赖以发展和延续的物质基础保证[1]。早在2012年，党的“十八大”就明确指出新农村建设逐步向智慧农业发展，这为城乡未来发展指明了方向。在“十三五”规划中也提到要推动农业信息化建设，加快融合信息技术与农业生产，大力发展智慧农业。随着现代化、信息化技术在农业生产中的大面积应用，智慧农业逐渐成为现代农业发展延伸的核心点[2]。越来越多学者把目光聚焦在智慧农业这一项目，并从不同角度开展了研究。例如，朱兴荣基于物联网技术在湖南开展的智慧农业的发展研究；余永强利用信息智慧农业推动浙江的发展；晓兵把马克思生态技术与智慧农业相结合研究；肖继莲利用“互联网+”模式研究惠阳的智慧农业发展现状等。本研究旨在梳理当前国内外智慧农业技术推广体系发展进程，找出现阶段智慧农业存在的不足之处并提出合理建议，为今后智慧农业技术推广体系的建立奠定基础。

1 文献来源及研究方法

1.1 文献来源

在中国知网(CNKI)数据库中，以“主题”=“智慧农业”并含“发展”，“年”=“2012—2017”的条件进行检索（最终检索日期为2017年6月30日），获取相关论文资料554篇，剔除无效文献4篇，有效文献550篇。

1.2 研究方法

采用文献计量学法，通过对检索文献的发表时间、发表刊物等特征的统计，揭示智慧农业技术在国内外发展规律；运用比较研究法，在总结解析国内外智慧农业技术的推广与应用的前提下，归纳其存在的问题，从而对国内智慧农业技术的对策进行优化评估。

2 结果与分析

2.1 年份分布情况

智慧农业技术的影响程度大致可以由每年的文献刊载数量来说明。表1显示有关智慧农业技术推广的发文量在2012—2017年总体呈上升趋势，各年份间有明显差异，有越来越多的人关注和研究智慧农业的发展与对策。

表1 文献年份分布

2.2 期刊分布情况

智慧农业技术推广研究的集中度可以由文献在各大期刊的占比情况来说明。550篇文献发表在50余种期刊上，刊载智慧农业技术推广文献的期刊相对分散。由表2可看出，前7种期刊中的文献数量占全部文献数量的13.26%，其中有28篇文献刊载于《农业工程技术·温室园艺》、9篇刊载于《华夏星火》、8篇刊载于《农村经济与科技》和《江苏农村经济》、7篇刊载于《现代农业科技》和《吉林农业》，6篇刊载于《农业网络信息》，刊载频率相对较高，但是从总体来看，超过85%的文献所发表的期刊不同，说明有关智慧农业的文献涉及领域相对较广且较分散。

表2 文献期刊分布

3 智慧农业技术的内涵及特征

3.1 智慧农业技术的内涵

“智慧农业技术”一词，目前没有一个公认的、完整的概念定义，现有的定义，是借鉴技术创新概念的基础上改动完善形成的（表3）。通过对文献的梳理可以看出，大多数学者对智慧农业的界定主要从智慧生产、智慧管理、智慧经营、智慧服务4个方面来界定。

3.2 智慧农业技术的特征

智慧农业与传统农业最大的区别在于，智慧农业利用了高新技术和科学管理换取对自然资源最大化节约利用，它依附于信息技术的支撑，强调时间、空间的不同，以定时、定位、定额三定位推行出一整套现代化农业操作与管理的综合体系。通过对国内外智慧农业相关文献的整理分析，对智慧农业技术可总结出如下几个特征[10-12]。

3.2.1 对农业思考方式的转变 智慧农业以辩证的角度来分析和认识问题，代替传统的农业思考方式，取其精华去其糟粕，最终实现目的性和规律性、人文性和科学性、物质性和价值性3个方面的有机统一。

3.2.2 农业发展外在形式的转变 智慧农业的发展，离不开自身的自然发展规律，更要体现人与自然的和谐发展，注重生产、自然环境与人三者之间的有机平衡。同时，根据情况考虑实地生产承载力的问题，灵活变通地运用智慧农业模式。只有当生产、自然环境、人三者构成有机统一时，才能建立系统化的智慧农业生产运行体系。

3.2.3 农业生产技术的智能化发展 农业科技化是智慧农业发展的重要组成部分。农业过程的科技化是现代农业的信息化技术和智能化技术以及物联网技术的结合。智慧农业依靠现代科技技术水平，实现对农业产品质量和生产过程的自动控制及监督，从而达到智慧农业整体发展的目标。

表3 智慧农业技术的内涵界定

3.2.4 农业发展过程的转变 智慧农业的持续化发展坚持可持续发展道路理念。农业发展的可持续化不仅体现在农业发展要考虑当下利益，更要有高瞻远瞩的见解。通过科技优势对土地进行合理转化，从而提高非农业用地的利用率。其中，尤其要重视土地的轮耕、轮休问题，最大限度地保证农业发展资源的可持续化，这是维持生态系统平衡的关键，从而实现农业发展过程的转变。

3.2.5 农业发展内容的转变 智慧农业对比传统的生产方式有很多创新，但一切变革的基础是保证农产品质量好。只在农业技术上有所提高，对高质量农产品高产出的保证，才是智慧农业的真正优势所在。传统农业所生产的产品虽然绿色环保，但质量和产量标准仍然较低。基于此，智慧农业以科学指导为主，新型生产技术为辅，最终打造质量和产量双提高的农产品。

4 国内外智慧农业发展

4.1 国外智慧农业发展

在国外“互联网+农业”早就先行发展起来，本研究针对不同国家的智慧农业技术研究，对不同国家智慧农业的推广与应用进行梳理（表4）。

在智慧农业的建设上，日本、美国和欧洲的一些国家早在1960年便着力开发农业信息化管理技术。主要由专人操作使用，所以极限性强。至1980年，联机技术的出现和1990年网络化时代的到来，虚拟农业、精确农业已开始萌芽。这些国家的研发已经取得一定成绩。

4.2 国内智慧农业发展

智慧农业是现代农业发展的高级阶段，也是中国农业发展的主要目标之一，为了实现这一目标，在现阶段，在农业生产过程中利用农业物联网技术针对于设施农业生产、水产养殖、畜牧养殖、林业管理等，实施了一系列的智慧农业解决方案，这些智慧农业解决方案的实施，对于改善农业生态环境、节约资源、降低成本、提高生产效益等起到了重要的作用。

在国内不同的区域对于智慧农业技术的应用不同。因此，选择8个省（市），对不同区域的智慧农业技术研究进行分析（表5）。

表4 国外智慧农业推广与应用

表5 国内智慧农业推广与应用

近年来，国内智能化农机发展较快，但总体上还处于研发阶段，智能化机具少、程度低，与国外发达国家的差距比较大。国内农机“智能化”研发的重要性越来越大，像福田、一拖等企业早已开始着手研发智能化动力机械，并取得了一定成效。

从表中可以看出，国内大部分地区为实现智慧农业在各方面已经实施了许多措施。从中也看出智慧农业的发展离不开现代农业信息技术的推广，农业栽培技术的应用，计算机控制技术的推广，网络应用技术的推广和普及，信息管理技术的推广，以及对农作物监控技术和管理技术的宣传。通过这些措施不仅提高了农作物的产量和品质，还使农业的经济效益和社会效益得到了大幅提升。

政府应进一步加大力度支持智慧农业化学科体系建设，制定农业农村信息化科研计划，加强农业物联网、云计算、精准作业装备、机器人、决策模型等核心技术研发，加快农业适用信息技术、产品和装备研发及示范推广，加强农业科技创新队伍培养；要积极支持智慧农业技术在科研过程的应用，实现农业科研手段和方法的智能化。

5 在推广应用方面智慧农业技术面临的难题

近年来，虽然智慧农业发展迅速，逐渐全面完善，力求不断创新，努力推动国内现代农业的未来发展，但由于智慧农业初期起步相对较晚，缺少相应的发展理论和形态的分析研究，同时，又受思想观念和社会制度制约等诸多影响，主要表现在以下方面。

5.1 缺乏系统规划

当前，在政府政策的带领下，智慧农业被许多省市重视，并积极规划出了一系列相关建设文件，但还不够全面。如对重点发展领域、建设进度监管、相关企业的协同发展等问题还需要进行研究规划[25]。

5.2 基础技术设备不完善，信息数据平台不统一

国内智慧农业正处于起步阶段，在现代高科技设备的应用和技术支撑上仍有较大不足。对农业数据的收集、整理、分析及应用在目前起步的智慧农业项目中还处于初级阶段，一个项目中各部门分布广泛，内部信息交流不畅，部门上下间合作不协调，信息滞留时间较长，涉农信息得不到充分利用[26]。

5.3 专业技术人才和资金不足

智慧农业的更好发展离不开专业技术人员和充足资金的有效保障，然而既懂物联网又了解农业技术的综合素质人才大量稀缺，这严重阻碍了智慧农业的发展。而且，中国农村基层部门在物联网、大数据等新技术方面的指导人员素质偏低，技术水平一般不高，数量相对不足，使得科技成果向实际应用转化举步维艰[26-27]。除此之外智慧农业所需信息化设备成本较高，绝大部分农民无法接受，进而限制高新设备和技术进入市场、形成规模，提供信息化、机械化程度。

5.4 经营主体单一

智慧农业是中国农业未来发展的大趋势，其经营主体的作用在总的经营过程中占有重要地位。然而，当前在大多智慧农业项目中，依然存在很多制约发展的问题，如涉农主体类型单一、技术水平低、管理方式落后[2]。

5.5 农村商业模式匮乏

农村的商业模式相对于城市的商业模式表现出弱势，最大的问题在于传统的商业模式主要靠货物流通交换，而在农村的运用没有充分调用发掘农村的资源。显然，农村物流体系不完善、农民知识水平不高等问题不利于农村运用传统电子商务的运营模式。所以农村商业模式如何创新是一个任重而道远的问题[28]。

6 优化智慧农业技术推广应用的对策

6.1 加强顶层设计，政府协同多方共建

为有效推进智慧农业发展建设事项，各级政府应当积极响应配合国家号召，并结合国家农业发展规划制定一份适应本地区智慧农业发展且有针对性的规划，加强顶层设计，大力宣传智慧农业相关政策并适当提高引导力度，制定相应的激励政策，完善法规建设制度。鼓励企业、投资商和农户积极参与，进行自上而下的体制改革，构建一个以政府为中心协调各方，市场化运作，合作共嬴的发展模式[24]。

6.2 完善设施建设，促进智慧农业资源信息共享

加快农村网络信息化建设，完善网络等一系列基础设施，着力缩小与城市的“数字鸿沟”。加强农村物流网络体系建设、信息通信基础设施建设，逐渐形成一个面向农村提供集约化服务的云计算中心和农用大数据平台，从而推进农业信息资源共享[29-31]。

6.3 培养稳定、专业的技术队伍

从高校等高素质人才的集中地区选择一批集信息技术、农业技术于一体的复合功能型人才，成立智慧农业专业人才小组，由专业人士进行相关培训，完成后将其分配到各试点项目处。将技术推广给农民，形成完整的技术传导链[32]。

6.4 加大资金投入，多渠道筹集智慧农业建设资金

智慧农业的大面积推广发展需要强大资金链的支持，因此在国家大量注入资金支持的同时，也应拓宽渠道来源获取开发资金，完善多元融资渠道机制，吸引社会、企业资金进入智慧农业领域。（1）在全国范围内设立智慧农业发展专项资金。（2）鼓励金融机构进入农业市场。（3）加大智慧农业相关政策扶持力度，鼓励信息化、科技化设备制造和服务的龙头企业、物联网研发公司以及民间资本等力量进入市场[35-37]。

6.5 丰富经营主体形态

在智慧农业发展过程中，政府整合各市场主体，优势互补，充分利用，使其各自凭借在人、财、物等方面的优势，拓宽国内农业发展模式多样化，推动农业产业转型升级。如在智慧农业发展较成熟地区由企业和农户直接配送零售，直接面对消费者，加大农产品流通速度，成为农产品生产经营主体[36]。

6.6 扶持鼓励有实力的电商进入农业行业

在目前的市场形势下，存在着许多具有一定实力的电商企业，政府应通过制定政策、发放补贴等方式鼓励有实力的企业将智慧农业延伸至农村。一方面通过大众传媒、宣传号召等方式，让农民群众了解智慧农业的益处，从而积极使用这些业务并运用其中。另一方面充分利用分布在农村的信息化站点，开展农业电子商务平台，拓展农村农业业务网络，争取将业务访问拓展至每一位农户家中[37-38]。

7 展望

美国和欧洲等一些发达国家早在20世纪60年代便开始着力发展智慧农业，并在不断地探索中取得了一定的成绩。而中国智慧农业初期起步相对较晚，且受到思想观念和社会制度等诸多制约条件的影响，智慧农业总体发展较缓慢。通过国内外的横向对比，可以看出国内智慧农业的发展水平与国外相比还有很大的差距，具有很大的发展提升空间。

国内现存的研究大多侧重于智慧农业的区域、种类等理论方面，缺少对理论的可行性研究。针对此问题，从实际情况出发，因地制宜地对智慧农业技术进行了深入讨论研究，为智慧农业事业提供以下几点可实践的建议：（1）加强顶层设计，政府协同多方共建；（2）完善设施建设，促进智慧农业资源信息共享；（3）培养稳定、专业的技术队伍；（4）加大资金投入，多渠道筹集智慧农业建设资金；（5）丰富经营主体形态；（6）扶持鼓励有实力的电商进入农业行业。