我国智慧农业的发展现状、路径与对策建议.pdf

曹冰雪等 我国智慧农业的发展现状 路径与对策建议 第5期 785 基金项目 中国工程院 2019 年重大咨询项目 2019 ZD 05 作者简介 曹冰雪 1990 女 陕西榆林人 博士 助理研究员 主要研究方向为农业农村信息化 E mail caobx 通信作者 李瑾 1978 女 湖北襄阳人 博士 研究员 主要研究方向为农业信息政策 E mail lij 收稿日期 2021 06 07 接受日期 2021 07 27 Foundation item Major Consulting and Research Project of the Chinese Academy of Engineering 2019 ZD 05 Corresponding author LI Jin E mail lij Received 7 June 2021 Accepted 27 July 2021 我国智慧农业的发展现状 路径与对策建议 曹冰雪 1 李瑾 1 冯献 1 何昉 2 1 北京市农林科学院信息技术研究中心 北京 100097 2 中核战略规划研究总院 北京 100048 摘 要 智慧农业作为信息技术与农业深度融合的新兴领域 已成为我国现代农业发展的必然趋势 但目前关于 智慧农业的研究尚处于起步阶段 需要对其整体发展情况进行科学分析与精准把脉 本文基于对智慧农业概念 特征科学界定 利用宏观统计数据和 2019 年全国智慧农业发展情况调查数据 分析我国智慧农业发展的现状 与问题 探讨未来发展的战略路径与对策建议 结果表明 智慧农业发展具有信息感知数字化 管理决策科学化 装备控制智能化 要素投入精准化和信息服务个性化特征 聚焦智慧农业基础设施 智慧种植业 智慧养殖业 农产品智慧供应链等领域 我国农业新基建取得初步成效 在农情自动化监测 水肥一体化 精准饲喂 农产 品采后自动化处理等得到较好应用 但也面临信息化基础设施薄弱 关键技术受制于人 数据资源共享不足 人才与资金缺乏等问题 据此 围绕农业产前 产中和产后推动我国智慧农业发展 提出强化智慧农业顶层设计 研究制定配套政策机制 加强关键技术研发与推广 推进农业全产业链数字化 健全信息化人才培育体系等对 策建议 以期为加速我国智慧农业发展进程提供启示与借鉴 关键词 智慧农业 信息化 农业全产业链 发展现状 战略路径 中图分类号 F302 4 S 058 文献标识码 A 文章编号 1000 0275 2021 05 0785 10 Development status path and countermeasures of smart agriculture in China CAO Bing xue 1 LI Jin 1 FENG Xian 1 HE Fang 2 1 Information Technology Research Center Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences Beijing 100097 China 2 China institute of nuclear industry strategy Beijing 100048 China Abstract As a form of deep integration of information technology and agriculture smart agriculture has become an ultimate option for modern agricultural development in China However current research on smart agriculture is insufficient It is necessary to conduct scientific analysis and accurate pulse on the development of smart agriculture Based on a macro statistical data and the national survey data of smart agriculture development in 2019 this paper deeply analyzed the current situation and problems of smart agriculture and then discussed the future strategic path and countermeasures of smart agriculture Results show that the development of smart agriculture has the characteristics of digital information perception scientific management and decision making intelligent equipment control accurate factor input and personalized information service Focusing on the fields of smart agriculture infrastructure smart planting smart breeding and smart supply chain of agricultural products China s new agricultural infrastructure has achieved encouraging results and automatic monitoring of agricultural situation fertigation precise breeding automatic post harvest processing of agricultural products and others have been better applied However smart agriculture also faces some problems including weak information infrastructure key technologies controlled by overseas companies insufficient data resource sharing and the lack of talents and funds Accordingly to promote the development of China s smart agriculture around the pre production in production and post production of agriculture and to provide some enlightenment for accelerating the development process of China s smart agriculture this paper suggests to strengthen top level design of smart agriculture to formulate supporting policies to enhance R informatization whole agricultural industry chain development status strategic path 引用格式 曹冰雪 李瑾 冯献 何昉 我国智慧农业的发展现状 路径与对策建议 J 农业现代化研究 2021 42 5 785 794 Cao B X Li J Feng X He F Development status path and countermeasures of smart agriculture in China J Research of Agricultural Modernization 2021 42 5 785 794 DOI 10 13872 j 1000 0275 2021 0091 第4 2卷 第5期 2021 年 9 月 农业现代化研究 RESEARCH OF AGRICULTURAL MODERNIZATION Vol 42 No 5 Sept 2021 农业现代化研究 第42 卷 786 智慧农业起源于 20 世纪 80 年代计算机在农业 中的应用 融合了品种 设施装备和信息技术三大 科技要素 对农业发展具有里程碑意义 1 近年来 我国政府对智慧农业发展给予了高度重视 2017 年 中央一号 文件提出 实施智慧农业工程 2018 2020 年 关于实施乡村振兴战略的意见 数字乡村发展战略纲要 数字农业农村发展规划 2019 2025 年 等战略性纲领文件相继提出发 展 智慧农业 实施 智慧农业引领工程 2021 年 十四五规划 进一步将 建设智慧农业 作为 十四五时期以及面向 2035 年提高农业质量效益与 竞争力的重要内容 为我国智慧农业的发展绘制出 清晰的 路线图 在政府宏观政策导向下 我国 智慧农业发展迅速 涌现出一批无人农场 智能玻 璃温室 AI 养殖等典型应用场景 但受技术边际效 益偏低 经营者科技储备不足 技术适用性不强 设备和系统操作复杂等多重因素影响 我国智慧农 业建设正处于起步阶段 难以大范围推广应用 是 现阶段亟待解决的关键问题之一 2 智慧农业已成为学术界关注的热点 纵观已有 文献 关于智慧农业的研究主要体现在四个方面 1 智慧农业概念内涵界定 如 Jayaraman 等 3 赵 春江 1 和汪懋华 4 从不同维度对智慧农业的内涵 与外延进行分析 2 智慧农业技术应用分析 张 在一和毛学峰 5 Goel 等 6 的研究表明 智能农机 装备 农业大数据和物联网 农产品电商平台等的 应用为突破农业资源环境约束 降低劳动力成本 提高农业生产流通效率提供关键手段 但在应用推 广中面临技术产品运营维护成本高 7 相关配套产 业发展滞后 8 数据安全保障不足 9 技术人才缺 乏 10 等突出问题 3 智慧农业典型做法总结 Carbonell 11 温涛和陈一明 12 苏杭和马晓蕾 13 梳理总结了美国 日本 欧盟等国家 地区 的智 慧农业核心做法 刘海启 14 汪旭晖等 15 李道亮 和刘畅 16 聚焦产业 分别对我国棉花 生猪 水 产养殖业的典型智慧实践进行总结 4 智慧农业 路径对策分析 已有研究主要从顶层设计 平台构 建 产业体系 人才建设和网络安全等方面提出了 促进智慧农业发展的路径建议 17 19 虽然学术界对于智慧农业已进行一定探讨 但 已有研究主要集中于理论性论述与二手资料定性描 述 难以对我国智慧农业的实际发展情况进行客观 定量分析 且鲜有能够从不同领域进行智慧农业战 略路径设计 存在一定的局限性 据此 本研究将 对智慧农业的概念内涵与基本特征进行界定分析 在此基础上 利用宏观统计数据和 2019 年全国智 慧农业发展情况调查数据 从智慧农业整体情况 智慧农业基础设施 智慧种植业 智慧养殖业 农 产品智慧供应链等领域 深入剖析我国智慧农业的 发展现状 厘清我国智慧农业发展存在的短板问题 并提出面向农业产前 产中和产后不同环节的实施 路径及相应对策建议 以期弥补现有研究调查不深 入 针对性不强等不足 为加快推进我国智慧农业 发展提供政策参考 1 智慧农业的概念与特征 1 1 概念内涵 对于智慧农业 国内外学者已从不同维度进行 概念界定 刘丽伟和高中理 20 Jayaraman 等 3 和 汪懋华 4 从技术体系视角 认为智慧农业是信息经 济时代把握新一代信息与通信技术发展新趋势与推 动农业现代化深度融合发展的科学技术体系 李道 亮 21 赵春江 1 和唐华俊 22 从全产业链视角 认 为智慧农业是现代信息技术与农业产业链的深度融 合 包括智慧生产 智慧流通 智慧销售 智慧社 区 智慧组织和智慧管理等环节 申格等 23 从农 业产业发展视角 认为智慧农业是以信息知识为核 心 以数字化 自动化 精准化和智能化为基本特 征的现代农业发展高级形态 借鉴上述研究结论 结合现代农业发展趋势 本研究认为智慧农业是指 利用大数据 云计算 移动互联网 区块链 人工 智能等新一代信息技术 基于农业全要素 全过程 全生命周期数字化与互联化 形成以农业信息感知 定量决策 智能控制 精准投入和个性化服务为技 术特征的现代农业产业形态 其是先进生产要素组 合后的产业变革形态 是农业信息化发展从数字化 到智能化的高级形态 涵盖了从产前育种 资源环 境监测 产中种养殖生产 产后农产品流通等农业 全过程 全周期智慧化的新型产业业态 服务模式 和工程科技 1 2 基本特征 根据智慧农业的内涵与外延 智慧农业的基础 在于农业全要素 全过程 全生命周期的信息智能 感知 根本在于实现智能控制与决策 目的在于农 产品高质量 农业生产高效率 农业管理服务高效 能 与之对应 精准农业是指运用现代信息技术和 智能装备技术 对农业生产进行定量决策 变量投 入和定位实施的现代农业 24 数字农业是以数据为 核心 运用数字地球技术与信息感知技术 将农业 全要素进行数字化表达 可视化呈现和信息化管理 曹冰雪等 我国智慧农业的发展现状 路径与对策建议 第5期 787 的现代农业发展方式 25 农业信息化是指用现代信 息技术装备现代农业 依托信息网络化与数字化支 持农业经营管理 监测农业资源与环境 支撑农业 经济与农村社会信息化 26 据此 数字农业是农业 数字化转型中所出现的重要产业形态 是智慧农业 的基础 精准农业是智慧农业的主要场景表现 智 慧农业则是农业信息化发展从数字化到网络化再到 智能化的高级阶段 1 从智慧农业技术应用特点看 智慧农业发展特征主要表现为 1 农业信息感知数字化 通过物联网技术 3S 技术等底层信息获取技术形成农业大数据基础数 据库 为农业生产经营决策提供数据支撑与服务 使得农业全过程人机物相联系 各种农业要素 信 息和环境自动感知与精准识别 2 农业管理决策科学化 借助大数据 人工 智能等技术 通过 机器学习 经验模型 建立数 字化 智能化技术和控制作业装备高度集成的系统 与农业管理决策模型 推动农业在设备装备控制 农业投入和农业个性化服务等方面的定量决策 3 农业装备控制智能化 通过 人工智能 物联网技术 推动农业传感器 通信系统和智能 控制系统形成一个智慧网络系统 实现农业装备作 业的自动化和智能化操作 推进全方位的无人作业 4 农业要素投入精准化 依托农业定量决策 模型 精细准确地优化农业全产业链每一环节的资 源配置 推动农业生产经营管理决策的定量化和精 准化 实现投入减少 资源节约和节本增效 5 农业信息服务个性化 基于农业大数据平 台 有针对性地 及时地向农业经营主体推送符合 其需求的多样化信息服务 有助于信息服务供需主 体的精准对接 2 数据来源与概况 本研究所用数据来自宏观统计数据和 2019 年 4 11 月开展的 全国智慧农业发展情况调查 数据 调查核心内容主要为我国智慧农业技术应用现状 问题和需求等 本次调查结合实地入户问卷调查和 互联网问卷调查 依托国家农业信息化工程技术研 究中心全国农技推广云平台中的注册农技人员向农 户 新型农业经营主体发放电子版问卷 对 31 个 省市区 不含香港 澳门和台湾地区 不同经营类 别与产业类型的农业经营主体进行问卷调查 最后 共回收有效问卷 7 272 份 调查样本基本特征见表 1 受访者男性占比较 高 年龄主要集中在 41 50 岁之间 受教育程度 分布较均匀 经营类别包含普通农户 种养大户 家庭农场 农民合作社 农业龙头企业和国家现代 农业产业园 6 类 产业类型涵盖大田种植 粮食 棉花 设施栽培 蔬菜 花卉 茶园 果园 和养 殖 3 大类 表 1 调查样本基本特征 Table 1 Basic characteristics of survey samples 基本信息 分类 样本数 占比 基本信息 分类 样本数 占比 性别 男 5 950 81 8 经营类别 普通农户 3 302 45 4 女 1 322 18 2 种养大户 1 183 16 3 年龄 岁 18 30 545 7 5 家庭农场 1 956 26 9 31 40 1 633 22 5 农民合作社 441 6 1 41 50 3 345 46 0 农业龙头企业 268 3 7 51 60 1 633 22 5 国家现代农业产业园 122 1 7 60 以上 116 1 6 产业类型 粮食 棉花 1 084 14 9 文化程度 小学及以下 1 116 15 4 蔬菜 3 723 51 2 初中 2 520 34 7 花卉 618 8 5 高中 中专 技校 1 517 20 9 茶园 果园 996 13 7 高职 大专 1 574 21 6 养殖 851 11 7 本科及以上 545 7 5 3 我国智慧农业发展现状 3 1 智慧农业整体现状 在政府政策导向 多元主体共同参与下 我国 智慧农业高速发展 在科技研发层面 国家 863 计划 国家重点研发计划部署了一批农业专家系统 精准农业技术与装备 农村与农业信息化科技发 展 智能化农机技术与装备等重点研发计划 在国 家项目层面 2016 年 智慧农业 分别被列为国民 经济 十三五 规划八项农业现代化重大工程之一 与农业现代化 十三五 规划五大创新强农重大工 程之一 此外相继开展了农业物联网区域试验工程 农业现代化研究 第42 卷 788 信息进村入户试点工程 农业农村大数据应用试点 省 数字农业试点 互联网 农产品出村进城工 程试点 数字乡村试点等工程项目 在产业发展层 面 根据 中国数字乡村发展报告 2019 的预测 2020 年我国智慧农业潜在市场规模将达到 2 000 亿 元 阿里云 网易 京东等互联网企业 以及新希 望 大北农等龙头企业纷纷涉足智慧农业 逐步形 成智慧育种 智慧种植 智慧养殖 农产品智慧供 应链 农业信息服务等新型业态 在地方推动层面 智慧农业成为各地发展热点 已开展如北京智慧农 园 长沙智慧农业示范区 济南智慧农业试验区 广东 5G 智慧农业试验区 福建现代农业智慧园等 创新实践 3 2 智慧农业基础设施现状 我国已初步建成融合 泛在 安全和绿色的 宽带网络环境 基本实现 农村宽带进乡入村 CNNIC 数据显示 截至 2020 年 6 月 我国农村地 区互联网普及率为 52 3 较 2013 年底提升 24 2 个百分点 图 1 全国行政村通宽带和通 4G 比 例均超过 98 贫困村通光纤比例从 2017 年的不 足 70 提升至 2020 年的 98 实现了全球领先的 农村网络与光纤覆盖 同时 我国农业新基建初步 取得成效 正启动建设全国农业农村大数据示范省 区 各地相继建成省级农业大数据中心 例如陕 西省杨凌示范区依托 5G 技术建成农业大数据管控 中心和基于物联网的农业生产运营管控体系 此外 调查数据显示 57 4 的国家现代农业产业园启动 建设大数据中心 鉴于信息化基础设施的公共产品 属性 我国充分发挥政府引领作用 通过顶层设计 开展金农工程 宽带乡村 试点工程等 最大程 度提高我国智慧农业基础设施建设效率 为我国智 慧农业发展提供基础支撑 3 3 智慧种植业现状 在大田种植领域 目前精细化施肥与农情监 0 20 40 60 80 100 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 互联网普及率 城 市 农村 图 1 城乡互联网普及率 Fig 1 Internet penetration rate in urban and rural areas 测技术已有一定规模应用 根据调查结果 在施肥 方式上 采取测土配方施肥和水肥一体化的经营主 体比例分别为 36 1 和 30 6 在农情监测方式上 病虫害监测预警系统应用已较为广泛 各类经营主 体的应用比例达到 35 3 表 2 智能农机装备在 大田作物耕种管收中的应用也日益广泛 以新疆为 例 截至 2019 年底 新疆石河子垦区已有 3 500 多 台机车安装了北斗导航自动驾驶系统 2019 年完成 垦区近 400 万亩棉花的播种 中耕 施肥 采收和 残膜回收等工作 目前 新疆安装自动驾驶系统的 机车已突破 6 000 台 27 表 2 智慧种植业关键技术应用情况 Table 2 Application of key technologies in smart planting 技术名称 技术应用比例 大田种植 设施栽培 病虫害监测预警系统 35 30 18 30 精准施药 29 40 45 10 水肥一体化 30 60 46 20 航空喷洒施药 13 60 测土配方施肥 36 10 生产环境智能化控制 35 30 在设施栽培领域 伴随设施栽培标准化水平的 提高 水肥一体化 精准施药和生产环境智能化控 制技术应用呈较快增长态势 调查数据显示 我国 设施栽培中的各经营主体关于水肥一体化 精准施 药和生产环境智能化控制技术的应用比例较高 占 比均超过 35 病虫害监测预警系统的应用比例则 为 18 3 表 2 且设施栽培环境大多配置了灌溉 阀门 井房水泵 卷膜 外遮阴和风机等自动化控 制设备 上述控制设备应用比例均超过 50 我国信息化与种植业发展不断融合 其原因主 要在于在 政产学研 合作下 智慧种植技术与装 备日益熟化 能够显著提升劳动生产效率 实现节 水节药节人工 部分地方政府也出台了相关智能农 机装备购置补贴激励政策 因此 智慧种植技术产 品在经营主体中的推广普及不断加快 3 4 智慧养殖业现状 在畜牧养殖领域 随着智慧畜牧理念的普及和 渗透 环境精准控制 电子识别和智慧养殖管理系 统在畜牧养殖数字化转型中得到较好应用 根据调 查数据 开展包括温湿度 光照强度和通风情况监 测等在内的畜牧养殖环境自动化监测的经营主体占 35 以上 个体标识技术和精准饲喂系统得到长足 发展 应用比例分别达 70 0 和 52 4 图 2 基 本实现生猪 奶牛等主要品种 一畜一标 曹冰雪等 我国智慧农业的发展现状 路径与对策建议 第5期 789 在家禽养殖领域 环境自动化控制 废弃物无 害化处理和精准饲喂得到较大应用 根据调查数据 家禽养殖环境自动化监测的主要指标有空气温度 空气湿度和光照强度等 应用比例均超过 45 同 时废弃物自动化处理和精准饲喂系统应用比例较 高 占比分别为 35 6 和 30 5 图 2 在水产养殖领域 我国水产智慧化养殖虽较发 达国家起步较晚 但近年智慧化养殖实践不断扩大 调查数据显示 目前部分经营主体采用自动化仪器 对温度 湿度 光照强度 噪声等养殖场环境指标 以及水的溶解氧 pH 值 水位 温度等水质环境 指标进行监测 其中有 39 6 的水产养殖主体对空 气湿度进行监控 成为最普遍的监测指标 而鱼群 健康智能监测系统 种苗繁育系统等应用比例相对 较小 均不足 16 0 图 2 信息技术产品在养殖业得到较为普遍的应用 其背后驱动因素主要源于受 非洲猪瘟 等影响 养殖业少人化 工厂化和品质化发展需求迫切 给 产业智慧化转型升级提供了重要契机 国内适农性 智慧养殖技术和装备研发不断深入 大型互联网企 0 20 40 60 80 个体标识技术 精准饲喂系统 种畜繁育系统 畜牧疫病监控预警 畜牧体征智能监测 废弃物自动化处理 专家远程诊断系统 其他 畜牧养殖 0 10 20 30 40 精准饲喂系统 种禽繁育系统 禽类疫病监控预警 禽类体征智能监测 废弃物自动化处理 专家远程诊断系统 其他 家禽养殖 0 5 10 15 20 精准投喂系统 种苗繁育系统 鱼群健康智能监测 专家远程诊断系统 其他 关键技术应用 水产养殖 图 2 智慧养殖业关键技术应用情况 Fig 2 Application of key technologies in smart breeding 业纷纷进入养殖业开展 AI 养猪 大数据养鸡等实 践 因此智慧养殖技术产品得到广泛应用 3 5 农产品智慧供应链现状 在农产品供应链环节中 我国农产品采后自 动化处理逐步推进 调查数据显示 蔬果产品采 后自动清洗 自动分级分选和自动包装的占比在 30 40 之间 但极少采用机器人等智能装备 采用机器人分级分选 机器人包装的占比分别仅为 6 9 和 4 2 肉蛋奶产品采后主要进行自动清洗 自动包装和扫码 占比在 28 43 之间 图 3 0 10 20 30 40 50 其他 扫码 机器人包装 自动包装 机器人分级分选 自动分级分选 自动化清洗 蔬果产品 0 10 20 30 40 50 其他 扫码 机器人包装 自动包装 机器人屠宰分割 自动屠宰分割 自动化清洗 处理技术应用 肉蛋奶产品 图 3 农产品采后处理技术应用情况 Fig 3 Application of post harvest processing technologies for agricultural products 在仓库等硬件设施设备建设方面 有 45 1 的 新型农业经营主体自建农产品存储仓库 近五成实 现了温湿度环境自动控制和安保视频防控 但设备 远程控制 自动称重和农产品质量实时监测等功能 应用较少 占比均小于 20 表 3 表 3 农产品采后仓储数字化技术应用情况 Table 3 Application of digital technologies in post harvest storage of agricultural products 技术名称 技术应用比例 温湿度环境自动控制 47 30 设备远程控制 19 70 自动称重 15 30 出入库监测 36 50 农产品质量实时监测 13 80 安保视频防控 47 80 其他 0 50 以上均无 19 70 农业现代化研究 第42 卷 790 农产品质量安全追溯体系建设不断完善 2017 年我国上线运行了国家农产品质量安全追溯管理信 息平台 目前已累积入驻各类企业主体 9 43 万家 可追溯产品种类 981 个 28 通过对已采纳质量追溯 系统的新型农业经营主体调查发现 目前农产品质 量追溯信息主要为产品产地 生产者信息和生产投 入品使用信息 占比在 68 90 之间 生产环境 信息 产品认证信息 产品加工信息和实时高清视 频等信息追溯较少 占比均小于 45 表 4 整体来看 我国农产品智慧供应链发展迅速 其原因主要是随着国内消费升级 农产品需求已由 量 向 质 转变 政府对农产品质量安全全过 程监管 农业企业对农产品品牌化发展的诉求不断 扩大 共同推动农产品供应链的智慧化转型 表 4 农产品追溯信息情况 Table 4 Traceability information of agricultural products 信息内容 追溯信息比例 产品产地信息 89 40 生产者信息 82 70 生产投入品使用信息 68 20 生产环境信息 38 50 实时高清视频 15 10 产品认证信息 40 20 产品加工信息 31 30 产品介绍 38 50 4 我国智慧农业发展存在的突出问题 4 1 信息化基础设施薄弱 难以满足发展需求 我国信息化基础设施建设在宽带服务性能 空 间设施能力 关键核心技术能力等方面与国际先 进水平尚有较大差距 29 同时 国内城乡信息鸿 沟仍需弥合 城乡互联网普及率差异仍达 20 以 上 与其他行业相比 农业信息化基础设施更为薄 弱 调查数据显示 种养殖基地通光纤宽带比例仅 为 27 2 农户采用信息化终端监控作物生长的比 例仅约为 13 6 同时有 32 7 的经营主体认为农 业生产基地网速难以满足应用需求 5G 天基农业 物联网等新基建应用仍处于起步阶段 天空地一体 化数据采集设施建设不足 区域性和专业性农业大 数据平台较为缺乏 4 2 信息技术适用性不强 关键技术受制于人 由于缺乏基础性和原创性研究 我国智慧农业 技术整体上与发达国家差距在 10 年以上 30 其中 国内高端农业环境传感和生命信息感知设备 动植 物知识模型与核心算法 智能控制与精准作业装备 被美国 日本 德国 以色列 荷兰等垄断 整体 高端技术产品对外依存度高达 90 且智慧农业技 术产品适用性普遍不强 调查数据显示 1 4 左右 的经营主体反映目前市场中的信息化设备不稳定 容易出现运行故障 应用系统功能不全面 针对性 不强 近五成的经营主体表示现有信息技术产品的 增收效果不显著 适用性和作用效果有待提升 4 3 数据资源共享不足 农业信息服务水平低 数据资源整合共享难度大成为智慧农业建设中 的重要瓶颈 研究表明 2016 年我国电子政务数据 共享水平仅排全球第 63 位 邬贺铨 2017 31 国 内现有法律法规尚未明确相关涉农数据公开与共享 的原则和规范 全国统一的涉农数据标准体系建设 较为滞后 调查数据显示 18 的产业园表示其部 门之间数据协同共享不足 近一半的产业园表示其 信息资源共享水平较低 数据资源共享不足 平台 支撑不够制约着农业信息服务的供给水平 根据调 查 有 40 1 的经营主体从未获得过相关农业信息 资源与服务 已获取的信息资源主要集中于气象信 息 农业新闻和农业政策等公共信息 而对于贷款 信息 市场信息和农产品营销服务等获取较为困难 获取比例大多不超过 20 且有 50 1 的经营主体 表示信息更新不及时 37 6 表示信息服务不符合 自己需要 4 4 专业技术人才缺乏 信息化技能培训不够 在农业信息化人才培育方面 发达国家已建 立起完备的人才培育体系 例如美国政府与高校通 过项目合作积极培养高素质 多样化智慧农业人 才 32 与之相比 我国智慧农业人才培养体系尚不 健全 交叉学科型人才培养基地和学术平台难以建 立 智慧农业技术装备应用人才 管理人才等缺乏 调查数据显示 近 60 的经营主体认为农业领域 信息化发展的不利因素与障碍在于农业信息技术人 才短缺 具体就涉农企业人才引进看 八成以上的 涉农企业都有智慧农业人才需求缺口 其中技术型 人才需求最为旺盛 需求占比达 59 3 有 62 9 的企业表示优秀的智慧农业人才引进困难 其中 14 8 的企业表示人才引进非常困难 此外 针对 农户 新型农业经营主体的信息化技能培训不足 40 的经营主体表示缺乏专业化的技能指导 4 5 投入成本较大 可持续运营机制尚未建立 智慧农业建设周期长 投入大 近年来美国 欧盟 日本等国家和地区都持续加大了农业信息化 的扶持力度 例如美国农业部每年提供 7 亿美元左 右基础设施贷款用于农村宽带服务供给 32 而农业 农村部 2020 全国县域数字农业农村发展水平评价 曹冰雪等 我国智慧农业的发展现状 路径与对策建议 第5期 791 报告 显示 我国县域农业农村信息化建设财政投 入相对较低 总投入仅占农林水财政支出的 0 8 难以提供有力资金支持 调查数据显示 近一半的 经营主体表示信息化建设成本过高 33 的经营主 体表示后期维护成本过高 很难有效实现成本平抑 与此同时 我国智慧农业建设仍处于由政府主导的 试点示范阶段 成熟的商业化运行模式较少 且不 少应用试点项目仅停留在视频监控系统建设 数据 采集和简单统计分析展示 与农业全产业链融合不 够 难以真正提升农业效率效益 5 推动我国智慧农业发展的战略路径 智慧农业已成为世界农业发展的重要趋势 亟 需面向世界农业工程科技前沿与国家农业高质量发 展战略需求 瞄准我国智慧农业领域技术短板 明 确我国智慧农业发展的全产业链战略路径 图 4 为提升我国智慧农业科技创新能力和产业竞争力提 供战略支撑 5 1 农业产前智慧化实施路径 结合国家农业农村大数据中心建设工程 全面 推进省市级农业大数据资源中心建设 因地制宜建 立全局性 区域性和专业性 优先种植业 养殖业 农机 种业 耕地 科教 典型农产品 大数据中 心与农产品全产业链大数据平台 30 开展农业 天 网 空网 地网 工程 构建人机协同的天空地 一体化农业资源环境数据采集体系 建立健全农业 资源环境监测预警系统和大数据云平台 实现农业 资源环境要素 权属 一张图 加快国家种质资 源数据库建设 重点攻克精准育种技术 全基因辅 助育种技术 作物表型检测技术等 着力开展育种 大数据云平台 智能育种农机设备等软硬件产品研 制 不断完善农资网络销售平台 建立健全农资质 量安全追溯体系 5 2 农业产中智慧化实施路径 加快推进农业专用传感技术研发应用 研发具 有自主知识产权的土壤养分传感器 农药残留传感 器 动植物生命信息感知传感器 农机传感器等 攻克 植物 环境 模拟模型 动物行为 环境 装备 互作知识模型难点 加快发展大田作物精准 播种 精准施肥 药 精准收获等智能装备 开发 推广适宜于设施环境的耕整地 播种 育苗 移栽 植保 排灌和采摘智能机械 创制畜禽水产养殖精 准环控器 智能饲喂系统以及消毒 巡检 治疗 清扫等重点环节作业机器人 以粮食生产功能区 重要农产品生产保护区 特色农产品优势区 国家 现代农业示范区和国家现代农业产业园所在县市为 重点 打造一批智能化程度高 竞争力强 带动力 显著的无人农场 智能温室 植物工厂 智慧牧场 和无人渔场 实现无人化作业模式应用示范 5 3 农业产后智慧化实施路径 结合信息技术 打造集铁路 公路和航空 三 位一体 的智慧多式联运 形成覆盖线上线下物流 运输 仓储配送 商品交易 金融服务和物流诚信 等业务的农产品物流生态系统 建立基于农残智能 检测技术 品质无损检测技术 移动终端检测设备 区块链技术等的农产品质量安全实时监测检测与风 险评估体系 构建农产品质量安全风险预警信息平 台 研究基于电商需求的生鲜农产品产地快速预冷 装备 智能微环境感控贮运和配送技术 持续研发 面向农产品仓储 运输过程的机械臂 机器人 无 图 4 智慧农业发展战略路径 Fig 4 Strategic path of smart agriculture development 智慧 农业 发展 战略 路径 产前 智慧 化 产中 智慧 化 产后 智慧 化 1 建立农业 大数据中心与农产品全产业链大数据平台 2 构 建天空地一体化农业资源环境数据采集体系 平台 3 加快育种信息化技术研发与智慧育种平台装备研制 4 建立健全农资网络销售平台 及其质量安全追溯体系 1 研发具有自主知识产权农业专用传感 器与知识模型 2 加快发展大田 设施 畜禽 水产智能农机装备 3 打造一批无人农场 智能温室 植物工厂 智慧牧 场 无人渔场 开展无人化试点示范 1 打造铁路 公路 和航空 三 位一体 的智慧多式联运 2 研发农产品质量安全智能检测技术与风险预警平台 3 开展智慧仓储 冷链物流技术设备与数控平台研制 4 基于农业物联网 实现农产品全程精准调 控与 管理 为提升 我国智 慧农业 科技创 新能力 和产业 竞争力 提供战 略支撑 农业现代化研究 第42 卷 792 人机和无人车等智能硬件设备 构建集环境监控 产品模型分析和精准调节于一体的农产品数控系统 平台 在全国范围内推动农业物联网全面介入物流 基础设备 实现农产品全程信息化精准调控与管理 不断增强农产品全过程 全链条政府监管能力与公 共服务能力 6 对策建议 6 1 强化智慧农业顶层设计 一是加快制定符合我国国情的 智慧农业发展 纲要 部署我国智慧农业发展的 时间表 和 路 线图 推动新一代信息技术与农业深度融合 规 划要突出战略性 坚持落地解决智慧农业发展过程 的实际问题 以需求为导向 部署实施一批智慧农 业重大工程 二是针对农业数据散乱杂 孤岛林立 等特点 推动政府部门加快制