引言
在新一(yī)輪的信息技術革命浪潮、氣候變化、農業資(zī)源趨緊同步交織的情況下(xià)，信息通信技術推動了傳統農業向數字化轉型，形成了貫穿農業全産業鏈的智慧農業，又(yòu)被稱爲“農業4.0”。智慧農業是通過人工(gōng)智能、機器人技術、區塊鏈、雲計算、物(wù)聯網、5G等數字技術優化生(shēng)産決策，不斷改善生(shēng)産過程，提高農業生(shēng)産效率，實現經濟、社會、環境的可持續發展。從國際上來看，世界主要發達國家和地區先後提出了“農業技術戰略”“農業發展4.0框架”等戰略，用以鞏固加強其農業競争力。同步，近年來中(zhōng)國也高度重視如何深化農業農村(cūn)數字化轉型的問題。2020年中(zhōng)央一(yī)号文件《中(zhōng)共中(zhōng)央 國務院關于抓好“三農”領域重點工(gōng)作确保如期實現全面小(xiǎo)康的意見》強調，依托現有資(zī)源建設農業農村(cūn)大(dà)數據中(zhōng)心，加快現代信息技術在農業領域的應用以提高農業現代化水平。2021年中(zhōng)央一(yī)号文件《中(zhōng)共中(zhōng)央 國務院關于全面推進鄉村(cūn)振興加快農業農村(cūn)現代化的意見》進一(yī)步提出，“加快建設農業農村(cūn)遙感衛星等天基設施。發展智慧農業,建立農業農村(cūn)大(dà)數據體(tǐ)系,推動新一(yī)代信息技術與農業生(shēng)産經營深度融合”。因此，順應全球趨勢，把握技術變革機遇，加快數字技術在農業上的應用，發展智慧農業，成爲推動農業高質量發展和鄉村(cūn)振興的一(yī)個重要内容。
目前，學者從不同角度研究智慧農業，主要聚焦三個方面：一(yī)是分(fēn)析總結國内智慧農業發展。一(yī)方面，總結了中(zhōng)國智慧農業的發展模式、現狀問題和挑戰，進而提出确切解決思路；另一(yī)方面，立足于中(zhōng)國農業現實條件，放(fàng)眼未來，提出遠景規劃和具體(tǐ)措施。二是梳理國外(wài)智慧農業先發國家的經驗。有學者着重分(fēn)析了農業大(dà)國——美國如何應用物(wù)聯網技術推動智慧農業發展；也有學者從小(xiǎo)農視角出發，闡述了日本發展智慧農業的路徑方式，提出對中(zhōng)國有益的具體(tǐ)舉措；還有學者從智慧農業的特性出發，綜合梳理和反思了多國智慧農業的經驗和不足。三是闡述智慧農業中(zhōng)各類技術對農業和農民的影響，包括農業機器人、大(dà)數據、物(wù)聯網、無人機等智慧農業技術，讨論這些技術如何幫助農民提高農業生(shēng)産效率以及生(shēng)态績效；相反，也有研究者針對上述“颠覆性技術”的應用，分(fēn)析這些技術可能造成的風險和倫理問題對農業農民的沖擊。總之，已有研究對智慧農業展開(kāi)了豐富的探讨，但是鮮有文獻深入探讨基于地區差異化發展智慧農業。中(zhōng)國地域南(nán)北(běi)和東西跨度比較大(dà)，各地區農業資(zī)源禀賦同樣存在着顯著的差異。雖然中(zhōng)國農業仍然以小(xiǎo)農生(shēng)産爲主導，但是不同地區的農民擁有不同大(dà)小(xiǎo)的耕地面積。因此，需要從差異化的角度考量中(zhōng)國智慧農業的發展。
基于這種差異化，中(zhōng)國智慧農業如何進一(yī)步發展，選擇怎樣的智慧農業發展路徑成爲重要議題。因此，選取同樣具有地區差異且借鑒價值高的對象成爲應有之意。有鑒于此，歐盟成爲中(zhōng)國學習智慧農業發展的優質對象。歐盟内部同樣差異較大(dà)，但歐盟農業創新能力強，發展智慧農業的時間早，有完善的智慧農業創新與推廣機制。基于以上現實狀況，本文試圖對歐盟發展智慧農業緣起及發展路徑進行全面分(fēn)析，比較梳理中(zhōng)國和歐盟智慧農業的發展異同，爲轉型期的中(zhōng)國提供有益的智慧農業發展借鑒。
歐盟發展智慧農業的緣起
作爲世界領先的農業與食品生(shēng)産地區之一(yī)，歐盟對内面臨農業勞動力大(dà)量流失和日益老齡化、農業生(shēng)産環境問題突出等壓力，對外(wài)面臨優質低價農産品的擠壓沖擊，因此寄希望通過發展智慧農業走出困境。
1.1 有效應對勞動力供給壓力
歐盟農業部門面臨農業勞動力大(dà)量流失和日益老齡化的難題。2018年歐盟農業從業人員(yuán)共有920萬人，與2005年相比減少了950萬人，降幅超過1倍。歐盟農業勞動力大(dà)量流失，一(yī)方面，是因爲技術進步和農機推廣引緻的效率提升，使得農業部門消化不了如此多的人員(yuán)；另一(yī)方面，是受到城市化和二三産業發展的拉力所緻。同時，歐盟農業生(shēng)産者老齡化嚴重，缺乏青年勞動力。歐盟57.8%的男性農場管理者在55歲以上，在40歲以下(xià)的農民僅占10.7%，35歲以下(xià)的農民占比更是從2005年6.9%下(xià)降到2016年5.1%。受新冠肺炎疫情影響，歐盟農業季節性雇工(gōng)短缺現象嚴重，亟待引入勞動節約型技術，實現農業領域的自動化和智能化。發展智慧農業成爲歐盟有效應對農業勞動力流失和老齡化問題的理性選擇。
1.2 全面提升農業整體(tǐ)競争力
歐盟農業部門面臨新大(dà)陸國家和新興經濟體(tǐ)的雙重擠壓，亟待提升農業整體(tǐ)競争力。曆經共同農業政策的多次改革，歐盟部分(fēn)農産品取得了一(yī)定的競争優勢，但受到資(zī)源禀賦約束和共同農業政策轉型影響，總體(tǐ)面臨嚴重的競争挑戰。與美國、巴西等新大(dà)陸相比，歐盟農業資(zī)源禀賦不足，農業生(shēng)産規模有限。歐盟80%的農場爲小(xiǎo)型農場，無法實現農業生(shēng)産的最佳規模，僅有德國和法國等少數成員(yuán)國能夠應對外(wài)部競争壓力。與中(zhōng)國、印度等新興經濟體(tǐ)相比，歐盟共同農業政策和其他法規所包含的環境保護和動物(wù)福利要求，緻使歐盟農場主需要承擔更高成本。因此，歐盟寄希望通過發展智慧農業實現産業突圍，利用智慧農業技術手段優化生(shēng)産要素配比，在降低農業投入的同時，獲得高質量的農業産出和彈性的生(shēng)态系統。
1.3 耦合實現農業可持續化發展
在全球氣候變暖以及歐盟内部環境退化、生(shēng)物(wù)多樣性喪失的趨勢下(xià)，歐盟尋求降低環境影響的可持續農業發展方式。在此前提下(xià)，歐盟需要達成巴黎協定和生(shēng)物(wù)多樣性公約規定的氣候與生(shēng)物(wù)多樣性的目标以及歐盟内部規定的環境法規目标。過去(qù)60多年中(zhōng)，歐盟借助農藥與化肥的使用實現農業産量的增長，同時造成了嚴重的負外(wài)部性，包括對土壤、飲用水、食品的污染以及鳥類與有益昆蟲的減少。德國作爲歐盟成員(yuán)當中(zhōng)的農業大(dà)國，通過對使用農藥所造成的負外(wài)部性成本進行貨币化計算，發現因過度使用殺蟲劑和農藥緻使其每年的環境損失預計在1.17億歐元以上。同時，歐盟大(dà)力發展的畜牧業成爲溫室氣體(tǐ)排放(fàng)的主要來源之一(yī)，制約歐盟在2050年實現碳中(zhōng)和的目标。因此，歐盟如何利用其世界領先的工(gōng)業和數字化技術，實現對作物(wù)和牲畜的實時監控和節能環保，成爲其關鍵農業議題。
中(zhōng)國與歐盟發展智慧農業的比較分(fēn)析
2.1 共同點：加強農業信息化，形成數字解決方案
中(zhōng)國各地區農業資(zī)源禀賦存在顯著差異，各地區的生(shēng)産條件各不相同。同時，農戶文化水平不高，接受農業職業培訓的意願不強，地方對農民培訓投入不足，大(dà)部分(fēn)農戶主要依賴傳統的生(shēng)産經驗進行農業生(shēng)産,導緻農業生(shēng)産效率不高、農業面源污染等。歐盟内部各個區域間的差異也較大(dà)，各成員(yuán)國之間的農情也各不相同，大(dà)部分(fēn)農民依賴傳統經驗生(shēng)産，同樣希望通過農業技術升級和數據分(fēn)析提高農業生(shēng)産效率，做出個性化生(shēng)産決策。增強農業競争力，提高農民收入，提升環境效益成爲中(zhōng)國和歐盟共同的階段性目标。通過大(dà)數據、雲計算、AI等技術實現對不同大(dà)小(xiǎo)經營面積農戶數據收集和分(fēn)析，制定科學高效的數字解決方案成爲中(zhōng)國和歐盟共同可行的選項。
2.2 共同點：針對農戶差異性，研發适宜智慧農業技術
“人多地少”是掣肘中(zhōng)國農業發展的現實因素，小(xiǎo)農戶是農業生(shēng)産經營的主力，需要着力研發适宜國情的智慧農業技術。第三次農業普查數據顯示，中(zhōng)國規模農業經營戶農業生(shēng)産經營人員(yuán)爲1289萬人，而從事農業生(shēng)産經營的人數爲31422萬人，農業規模經營的比例不高，大(dà)部分(fēn)農戶隻能在有限的土地上進行生(shēng)産，并且收入有限。雖然開(kāi)展了土地流轉工(gōng)作，但受制于多重因素的影響，還未能取得顯著進展。對比歐盟，小(xiǎo)農戶同樣是歐盟農業的主導者，土地規模因素同樣阻礙了歐盟農業的發展。因此，在發展規模化智慧農業技術的同時，不僅要保持大(dà)農戶的競争力，還需要針對小(xiǎo)農戶研發成本低、包容性強的智慧農業技術。中(zhōng)國和歐盟都需要充分(fēn)考慮不同農業經營主體(tǐ)的差異性，發展智慧農業技術。但值得注意的是，與歐盟國家的農場相比，中(zhōng)國農田地塊規模更小(xiǎo)，需要進一(yī)步發展适宜小(xiǎo)規模地塊的智慧農業技術。
2.3 差異化：制度建設有待完善，信息化基礎設施待加強
中(zhōng)國智慧農業還處于初步階段，智慧農業相關制度尚不健全。針對智慧農業制度建設而言，中(zhōng)國有關農業數據的立法還未健全，農業數據标準尚未設立，有關農業數據産權界定、農業數據分(fēn)享機制以及農業數據監管機制還未得到清楚的界定。2019年《數字農業農村(cūn)發展規劃（2019—2025年）》提到，中(zhōng)國農業農村(cūn)基礎數據資(zī)源體(tǐ)系處于起步階段，農業數據資(zī)源分(fēn)散，天空一(yī)體(tǐ)化獲取能力較弱、覆蓋率低，數據未能有效組合，無法進一(yī)步挖掘農業數據的價值，這成爲數字中(zhōng)國建設的突出短闆。同時，中(zhōng)國還沒有明确的智慧農業發展規劃和農業科研落地規範，導緻智慧農業技術使用性不強，研究成果轉化能力有限。在信息化基礎設施方面，寬帶服務性能未能滿足智慧農業所需要的高質量、高速率的通信速度。截至2020年12月，全國行政村(cūn)4G覆蓋率超過了99%，但是在廣大(dà)的農村(cūn)地區，特别是中(zhōng)西部的山區和丘陵地帶，網絡僅覆蓋到村(cūn)委會，村(cūn)民和農業園區覆蓋率不足，導緻網絡速率受限。空間設施能力尚未完全釋放(fàng)出來，農機北(běi)鬥導航已廣泛運用到大(dà)田生(shēng)産領域，但是還未能惠及小(xiǎo)農戶，而且專業性的智慧農業數據應用平台建設缺乏，農業相關的物(wù)聯網平台較少，農業數據采集設備不足，限制了農戶使用信息端監測作物(wù)生(shēng)長的比例。
2.4 差異化：尚未形成區域集群發展，軟硬件技術适應性差
由于中(zhōng)國智慧農業起步晚，基礎相對薄弱，尚未形成各區域内部協同發展。中(zhōng)國幅員(yuán)遼闊，東西南(nán)北(běi)氣候差異大(dà)，各地區智慧農業相關技術研發停留在某個環節，尚未針對土地規模差異和種養差異研發相适應的智慧農業技術，需求導向的創新機制還未實現。歐盟各區域的數字創新中(zhōng)心和能力中(zhōng)心，立足歐盟各區域的生(shēng)産條件發展相适應的智慧農業技術。至于智慧農業軟硬件設施，中(zhōng)國部分(fēn)能夠達到或接近國際領先水平，例如大(dà)疆植保無人機、農機北(běi)鬥導航等技術，垂直植物(wù)工(gōng)廠、大(dà)型園藝技術也取得了較大(dà)的進步；但關鍵核心技術還依靠進口，處于“卡脖子”狀态，例如高端農業傳感器、生(shēng)命信息感知(zhī)設備、動植物(wù)生(shēng)長模型等。從智慧農業技術整體(tǐ)上來看，中(zhōng)國還落後發達國家10～15年。此外(wài)，基于國外(wài)數據而研發的智慧農業技術體(tǐ)系導緻這些技術在國内的适用性不強。
2.5 差異化：缺少智慧農業開(kāi)源平台，定制化智慧農業方案
投入力度和各個地方對智慧農業的認識不足，導緻中(zhōng)國各地的智慧農業平台呈現低水平重複建設，智慧農業開(kāi)源平台缺失。智慧農業需要大(dà)量的資(zī)金投入，以保證其順利度過前期的開(kāi)發階段，在此基礎上才能進一(yī)步獲得其能提供的潛在效益。此外(wài)，智慧農業的數據化導向能夠通過開(kāi)源平台和數據的有效整合，結合現實的智慧農業設備基礎，形成個性化、定制化的智慧農業方案。根據《2021全國縣域農業農村(cūn)信息化發展水平評價報告》測算，在2020年全國縣域農業農村(cūn)信息化建設的财政投入方面，20.2%的縣域基本沒有農業農村(cūn)信息化财政投入，25.3%的縣域财政投資(zī)不足10萬元，僅18.5%的縣域财政投入超過1 000萬元。各個縣域有限的經費(fèi)需要兼顧各個産業的信息化發展，緻使農業信息化投入的水平嚴重不足。同時，雖然各個地區都注重智慧農業平台建設，但是由于經費(fèi)問題，目前隻實現了較爲簡單的功能，未能顧及後期的持續維護和升級，平台不具有成長性，也未能進一(yī)步開(kāi)發爲開(kāi)源性平台，未能實現定制智慧農業解決方案。
歐盟智慧農業發展經驗對中(zhōng)國的啓示
通過系統分(fēn)析歐盟發展智慧農業的緣起及發展路徑，比較梳理中(zhōng)歐智慧農業的發展異同，本文得出以下(xià)啓示。
3.1 加強農村(cūn)信息化基礎設施建設，提高農業數字轉型能力
加快發展農村(cūn)信息化基礎設施，拓寬農民信息獲得渠道，研發低成本包容性智慧農業技術，消除不同農民使用智慧農業的障礙。加速5G基建建設，滿足智慧農業寬帶性能需求，擴大(dà)北(běi)鬥導航在農業上的應用，消除農戶間的使用差異。加強天空地一(yī)體(tǐ)化的信息化基礎設施和設備的連接，加快農業數據存儲平台建設，爲進一(yī)步研究奠定數據基礎。建設各級政府加強對建立專業性智慧農業數據平台的支撐，特别是縣一(yī)級的農業數據平台，确保農業數據的多樣性以及進一(yī)步挖掘的潛力。開(kāi)發智慧農業移動端數據應用，簡化數據收集和儲存方式，減少應用主體(tǐ)獲得信息的交易成本，提高其獲得市場信息與作物(wù)信息的能力。
3.2 加強區域集群合作，構建農業創新生(shēng)态
中(zhōng)國應結合自身情況發展智慧農業，逐步探索出适合國情且獨具特色的智慧農業模式。一(yī)方面，依據不同區域産業特點，差異化創建相對應的區域智慧農業創新中(zhōng)心，以實現對當地有益的智慧農業發展經驗和技術示範，發揮引領示範作用。另一(yī)方面，引導各區域智慧農業發展實行主體(tǐ)，建立合作關系，形成中(zhōng)國自主的智慧農業創新生(shēng)态。
3.3 開(kāi)發智慧農業開(kāi)源平台，定制個性化解決方案
加強智慧農業前期投入，開(kāi)發智慧農業開(kāi)源平台，有效利用農業數據，定制中(zhōng)國各個區域的智慧農業解決方案。目前，中(zhōng)國還處在發展智慧農業的初期，需要充分(fēn)發揮科技特派員(yuán)作用，加強對農民主體(tǐ)的咨詢服務，全面了解農民主體(tǐ)使用智慧農業的障礙，收集農民主體(tǐ)的需求，發揮農業數據作用，協同相關機構制定區域化、個性化的智慧農業解決方案，提高農民的技術采納程度。
3.4 構建多主體(tǐ)創新機制，激勵軟硬件開(kāi)發
圍繞農民需求，以市場爲導向建立創新機制。政府應承擔智慧農業創新的引導角色，搭建農民、高校、企業不同主體(tǐ)間的合作機制，給予智慧農業相關企業以及研究人員(yuán)創新補貼，實現需求導向性創新。通過市場機制，避免智慧農業技術研發和具體(tǐ)實踐的脫節，開(kāi)發出能夠解決地區差異化的智慧農業技術，特别是針對适宜小(xiǎo)規模地塊的農業機械。另外(wài)，政府可以出台激勵政策和産業規劃，吸引多主體(tǐ)向智慧農業行業投資(zī)，以保障智慧農業産業創新發展。在智慧農業軟硬件技術開(kāi)發方面，通過專項研究基金撥款，加強基礎研究，打破國外(wài)對智慧農業關鍵技術的壟斷。
3.5 完善相關制度建設，推動數據規範共享
完善相關制度建設，提高農業數據附加值。政府應制定符合國情的智慧農業發展路徑，因地制宜出台智慧農業發展政策和産業政策。提供相關智慧農業技術采用、綠色生(shēng)産相關補貼，激勵多元主體(tǐ)參與智慧農業。同步加快農業數據相關立法确權工(gōng)作，保障數據所有者的權利。設立農業數據标準和規範，提高農業數據質量和再利用價值，避免農業數據無序收集。此外(wài)，确立數據合理共享和監管機制，加強農業數據安全管理，防止農業數據被濫用，保障小(xiǎo)農在智慧農業生(shēng)産過程中(zhōng)的地位。
文章刊發：歐盟智慧農業發展經驗及其借鑒[J].世界農業,2022(5):27-36.
來源：《世界農業》2022年第5期
神農智慧農業研究院南(nán)京有限公司将用實幹響應國家“鄉村(cūn)振興戰略”的号召，充分(fēn)發揮自身在智慧農業領域優勢，堅持把創新作爲引領發展的第一(yī)動力,不斷推動農業農村(cūn)信息化技術産品創新、融合應用創新和體(tǐ)制機制創新,積極培育新産業新業态新模式,提升數字農業水平。推動物(wù)聯網、大(dà)數據等信息技術與農業産業深度融合，提升智慧農業生(shēng)産智能化、經營網絡化、管理高效化、服務便捷化。用現代信息技術賦能農業農村(cūn)高質量發展，推動智慧農業科技領域産學研用深度融合，強化科技服務力量，爲推動鄉村(cūn)全面振興和農業農村(cūn)現代化提供科技支撐。