智慧农业效率高,有利于农业经营模式变革。用机械智能体系代替传统的田间地头巡查,提高了农业生产效率,减少了人力资源成本,降低能源消耗,实现农产品生产工厂化,提前预测农业生产的风险,推动传统农业向现代农业转化。智慧农业减少了资源浪费,节约了成本,优化了农产品品质,减少了农药污染。消费者可以随时追溯农产品生产数据与产地,实现了农产品“从田地到餐桌”的全过程管理。智慧农业强调整体化,将田地、养殖场所、周边村落视作一体,利用现代科技,实现能量的循环利用,对农业生产的能量消耗与污染物排放进行监测,保障农业生产环境质量,对土壤、水田品质及耐受程度进行计算,合理处理禽畜粪便,实现循环利用。
智慧农业主要包括以下四个方面的内容:①智慧生产。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”的问题,提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率。能够实现农业生产过程中的全程控制,解决种植业和养殖业各方面的问题。基于互联网技术的大田种植向精确、集约、可持续转变;基于互联网技术的设施农业向优质、自动、高效生产转变;基于互联网技术的畜禽水产养殖向科学化管理、智能化控制转变,最终达到合理使用农业资源、提高农业投入品利用率、改善生态环境、提高农产品产量和品质的目的。②智慧经营。主要是利用电子商务提高农业经营的网络化水平,为从事涉农领域的生产经营主体提供在互联网上完成产品或服务的销售、购买和电子支付等方面的业务,来解决“农产品买卖难”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。③智慧管理。主要是通过云计算、大数据等现代信息技术,推动种植业、畜牧业、农机农垦等各行业领域的生产调度,推进农产品质量安全信用体系建设,加强农业应急指挥,推进农业管理现代化,提高农业主管部门在生产决策、优化资源配置、指挥调度、上下协同、信息反馈等方面的水平和行政效能,来解决“农业管理高效和透明”问题。④智慧服务。互联网是为广大客户提供实时互动的“扁平化”信息服务的主要载体,互联网的介入使得传统的农业服务模式由以公益服务为主向市场化、多元化服务转变。互联网时代的新农民不仅可以利用互联网获取先进的技术信息,也可以通过大数据掌握最新的农产品地理分布、价格走势,从而结合自己的资源情况自主决策农业生产,重点解决“农村信息服务最后一公里”问题,让农民便捷灵活地享受到所需要的各种生产生活信息服务。
发展智慧农业,是中央有关政策的要求,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。发展智慧农业面临的机遇主要在以下几个方面:①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,农业现代化是短板,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,全国各地构建智慧城市都把智慧农业作为重要的建设内容和板块。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,必将推动智慧农业快速发展。②现实驱动。当前,中国农业发展面临着资源、市场和生态多重瓶颈,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的升级和生产方式的转变。③技术推动。近年来,世界各国信息技术发展迅猛,中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。
中国智慧农业处于起步阶段,在技术、应用、产业和机制方面还面临着一系列发展挑战:①关键技术和装备匮乏。智慧农业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,尚未形成智慧农业“感知—传输—处理—控制”的应用“闭环”。特别是低成本、高信度的环境信息传感器和生命信息感知技术产品,适合农村不同地理环境的高通量、低资费的信息通信技术,支持闭环控制应用的终端技术难题亟待解决。②应用效果和效益不佳。智慧农业具有明显的“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。智慧农业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,智慧农业的优越性没有得到发挥,应用效益和效果大打折扣。③产业发展滞后。由于智慧农业应用模式多样且都规模较小,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。中国智慧农业推广应用多是由高校和科研单位承担,智慧农业专用传感、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,已经成为智慧农业发展的主要瓶颈。④最后是可持续运行机制尚未建立。中国智慧农业处于起步阶段,应用技术不成体系,推广应用尚未规模化,运行机制不可持续,在很多地方智慧农业应用还在一定程度上存在摆样子、走过场的情况,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。
智慧农业的发展策略主要体现在以下几个方面:①重视智慧农业环境保护功能、推动生态环境建设物联网技术应广泛应用于土壤成分分析、水资源品质提升、自然灾害预测等方面。应该借助传感技术,收集、比对、分析不同类型的农业生产经营方式的各类数据,建设废弃物、排放物循环使用闭环系统。要重视物联网技术在环境监控领域的应用。②拓展智慧农业经营方式、促进城乡一体化发展。中国适合发展多样化的农业生产经营模式。应该充分发挥科技优势,预测自然气候对农业的影响,适时控制,在优化农业生产效率的同时,实现农业的平稳发展。越来越多的城市人想要释放压力,体验田园生活,未来应该发展都市农业。蓝色农业指中国特色水产养殖业,白色农业指菌类作物种植业。长江三角洲、珠江三角洲地区适合发展蓝色农业与白色农业,这两类农业生产经营模式对于人力投入要求高,应该简化农业生产流程、降低劳动复杂程度。③提升农产品质量、提高居民幸福指数。农业物联网技术在加强农产品质量监管方面发挥了重要作用。智慧农业发展应借助全过程监测技术,实时监测施肥、施药全过程,同时实现数据的采集与传送,遇到问题时,农民可以随时与在线专家取得联系,及时解决问题。未来应该加强农产品物流数据平台建设,减少浪费,增加产出,提高农产品质量。利用电子标签技术,在农产品流通环节对农产品包装进行信息识别、自动追踪、数据传输,实现种植、采摘、加工、包装、存储、运输、终端消费等各个环节的透明性。④校企合作培养智慧农业人才。中国智慧农业发展需要大批人才。中国从事物联网技术研发的人才不足。现有的物联网技术人员对农业领域不熟悉。此外,中国智慧农业从业人员的知识结构有待调整,提高综合性技能。对智慧农业缺乏认识导致部分地区,尤其是乡镇地区,对人才的扶持力度小,对从业人员遇到的问题没有进行及时的疏导。