现代农业的发展：农业信息化和智能化

[摘 要]当代世界和中国，随着科技进步的发展和创新，农业发展已经进入“新两化”阶段，即农业信息化和智能化阶段。农业信息化和智能化，对于农业经济的发展有着重要作用。现代农业发展的新技术，引领和推进现代农业的发展。从信息化的角度分析农业智能化的特征：农业智能最核心技术是人工智能和无人系统技术;农业智能的信息技术是以3S（即遥感、地理信息系统、全球定位）系统技术为核心;农业智能化实现全链条、全过程、全产业、全区域的智能化。农业信息化与农业智能化的制约因素包括：基础设施信息化建设;农业产业的信息化;科研院所聚集度;科技人才培养;农业信息化发展环境。农业信息化与农业智能化发展对策为：强化农业产业基础;吸引农业“新两化”人才;推进农业“新两化”的硬件和软件建设;加大财税、银险对“新两化”的资金投入和政策支持力度 。

[关键词]农业智能化;农业信息化;现代农业

[中图分类号]F062.9 [文献标志码]A [文章编号]2096-1308（2022）03-0034-08

当代世界和中国，随着科技进步的发展和创新，农业发展已经进入“新两化”阶段，即农业信息化和智能化阶段。随着AI（人工智能）技术的快速发展，人类社会创造生产劳动工具也开始发生革命性的变化，其中最重要的表现是劳动工具智能化，无人系统变为农业生产的主要特征。人工智能化的工具逐渐取代了工业社会以能量转换为特征的工具，机器人就是智能社会最典型的生产工具之一。人工智能工具在农业领域的广泛应用促进了农业发展，高速发展的智能化和无人化就是最具典型特征，是农业智能社会区别于农业信息社会的典型特征[1]。

一、 农业信息化的发展

近几年来，我国农业“互联网+”取得了很大进展：

（一）生产信息化稳步推进

智慧农业物联网、大数据、空间信息、移动互联网等这些先进的计算机通迅网络使农业生产者能够更及时、准确、完整地获取市场信息，提高了农业生产效益。在大田种植方面，大面积应用遥感技术、生物技术、微电子技术。在产前农田资源管理、产中农情监测和精细农业作业方面都采用了信息化新技术;设施农业新技术、新装备不断涌现，加快推广应用温室环境数字化控制、水肥药人工智能管理技术;畜禽养殖实施大面积精准饲喂、发情监测、自动挤奶等信息技术;水产养殖快速集成应用水体监控、饵料自动投喂，等等。深入实施国家农业物联网区域试验工程，在全国范围内节本增效农业物联网软硬件产品、技术和模式共有426项。

（二）农业经营信息化发展迅猛

农村电子商务以农业网站为载体，在全国竞相迸发，为农业提供各种商务服务或直接经营商务业务，农产品和工业品城乡流通的发展格局正在形成。农业电子商务平台为从事涉农领域的生产经营者提供便利，在网上销售农产品、购买农产品和采用电子支付等业务。交易种类繁多，尤其是鲜活农产品品种日益丰富。国家电子政务重点建设的金农工程通过并投入使用，所有省份及部分地市县视频会议系统得到延伸，农村农业的统计监测、信息管理、预警防控、指挥调度、监管评估、行政执法、行政办公七类重要业务所有省份及部分地市县信息系统已全覆盖。逐步完善了与农村农民有关的土地信息系统与数据库建设。农产品质量安全体系办理网上监管。陆续建成了中国渔政管理指挥系统和海洋渔船安全通信保障系统，使渔船管理流程的规范化及“船、港、人”管理的精准化得以有效促进。不断完善农业农村各行各业信息制度，中国农村农业市场监测预警的及时性、准确性明显提高。农业大数据发展应用稳步发展。

（三）服务信息化稳步推进

农业部网站作为最有权威和受欢迎的农业综合门户网站，负责及时准确发布政策法规、行业动态和市场价格等信息，日均点击量860万人次，“三农”在全面推进乡村振兴重心指引下，不断完善信息服务的组织体系和工作体系，形成多元化、市场化推进格局。农业门户网站群覆盖部、省、地、县四级。“12316”综合信息服务为广大农民和企业提供统一、规范和准确的信息服务，服务范围覆盖到全国，咨询电话热线24小时开通，为提高农业信息化服务水平，推进农业信息服务进村入户工作全面展开，方便农民投诉举报以及获取“三农”信息服务。互联网大数据等信息技术应用使服务的领域和范围不断拓展。从国际角度看，荷兰蓬勃发展的设施蔬菜和花卉产业、美国规模成熟的大田种植业、比利时畜牧业和挪威的水产养殖业即为农业发展的成熟模板。以美国大田种植业为例，美国农业物联网技术的引领者是大农场，大农场引领在农业物联网技术推广中起着至关重要的示范作用。调查资料显示，美国大田种植业对技术的采用主要在以下几个方面：（1）通过无线传感器网络进行智能灌溉，测量土壤湿度和温度以及空气温度与湿度水平来减少水的浪费;（2）利用物联网对不同采集及控制点进行连接，通过云服务器进行远程访问监测农作物病虫害等信息，帮助农场主及时采取应对措施;（3）很多农业机械装备和传感设备为农民获取信息并进行决策服务;（4）物联网技术还可以用于粮仓的自动化管理，农场主用它远程管理玉米、种子等散装货物库存[2]。

二、我国农业智能化的进展

农业迈进智能化的时代，中国农业朝着规模化、集约化、现代化转型。农业根据大数据进行资源信息化整合，在一系列农业高科技现代化成果之上逐步形成智能型农业，尤其是以无人系统为特征，这一系统优势在产业发展过程中的一系列智能化操作，在现代农业中全是效率高且可以控制的;通过农业标准化平台使农业生产者与农业服务提供者对接，使整个生产销售过程实现互动。增加资源的技术含量，大大提升了农业生产效率和质量。

随着现代农业信息技术的不断发展，各行各业不断助力“三农”发展[3]，解决了绝大部分农村地区的粮食供应，环境得以有效整治，吃水用电、交通设施硬件问题全面改善，并在“互联网+”、人工智能、电子商务等新技术中发挥了重要作用，农民在观念改进等方面取得了很大进步，涌现了一批以市场需求为导向的“新农人”投身农业现代化建设。

（一）通过农业产业链的整合升级实现农业智能化。农业智能化通过把产业链、价值链等现代产业组织方式引入农业，突破了传统农业在新的发展阶段的缺陷，大大地强化了发展现代化农业产业的力度，在新产业、新业态、新模式引领下形成新的经济增长点，使农业内涵不断得到拓宽和延伸。

（二）地域对农业智能化发展的特征作用显著，某些农业系统内的产业受到农业聚集效益的影响，造成农业资源向某些特定区域集中，表现为农业、农村和农民的“三农”融合互动。形成特色农业作物带和牲畜饲养带，在全国形成了“一村一品”运动，有的地方形成“一县一品”，家庭农场、专业大户、农民合作社等农业产业化组织方式应运而生，带动农民实现了富裕小康。

（三）农业智能化还表现为多形态、多要素的融合互动，从物质形态到意识形态领域、从经济发展到文化理念等社会多要素的融合互动。在智能化农业时代大背景和消费大环境下，多形式生产经营活动涌现，城乡融合、工农结合的投资者和经营者生活工作两不误，知识和资本通过多种形式平等互换，线上和线下共同营销推广农产品。农业现代内容丰富多彩，模式多种多样，涌现了诸多新时代农业的新标签，诸如，乡村文创、互联众筹、私人定制、绿色共享理念等。现代农业是以“改良土壤”“零农残”技术为基础，靠知识和资本推动的，从实践出发引领了农业的第四次时代变革，其商业规模和发展理念影响深远，意义重大。

三、农业智能化的特征

（一）农业智能化最核心技术是人工智能和无人系统技术，智能网络系统可实现种植养殖环境信息的全面感知，使得各种农业要素实现智能处理与自动控制。通过被感知、被传输，使物联网技术连接起来的自动化设备，传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理系统形成一个智能网络系统，可实现种植养殖个体行为的实时监测，对农业装备工作状态实施监控。

（二）农业智能化的信息技术是以3S（即遥感（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographical Information System）、全球定位系统（Global Position System）英文缩写）技术为核心，在农业发展过程中，数字农业离不开电子技术和信息系统，农业现代的实现需要多种信息技术的集成应用，包括感知技术、互联互通技术和智能化处理技术，实现农业全链条有机协同与无缝连接，促使农业可持续发展。

（三）农业智能化实现全链条、全过程、全产业、全区域的智能化。农业全链条全过程的智能化，是指农业产前生产资料优化调度和使用，产中各种农业资源和农业生产过程的配置和优化，产后农产品的加工、包装、运输、存储、物流、交易的成本优化，最终实现全链条的整体智能化，即成本最低、效率最高、生态环境破坏最少。全产业的智能化，是指与农业生产相关的各产业达到人员、技术、装备、资金、体系、结构实现最优配置，确保产业的竞争力。全区域的智能化是指在单个企业、单个种植或养殖单元实现自动化和智能化的基础上，如何实现整个区域的资源最佳配置、生产过程的最优化以及成本的最优控制，通常区域智能化与整体的智能化是建立在单元智能化基础上，现代农业的最高阶段是农业智能化阶段。现代信息技术的应用体现在农业生产、经营、管理及服务等农业产业链的各个环节，整个农业产业链的高度现代化、智能化，由农业信息流把控农业生产与经营活动的所有环节，形成各农业形态高度融合、生产模式产业化和低成本化的现代农业的转型升级。实现规模化的畜禽养殖场建设，随着日光温室、批发市场、物流中心的转型升级，工业化生产线和大型制造商的介入使农业生产更加产业化，各类技术的高度融合使农业生产更加低成本化，进而逐步实现大区域或整体的智能化[4]。

农业智能化作为现代农业的最高阶段。它集新兴的农业互联网、农业大数据和农业云平台等现代信息技术等为一体，应用在农业生产传感的各个节点，它会渗透到农业智能生产、智能经营、智能管理及智能服务等农业产业链的各个环节中，从而形成整个农业产业链的智能化，为农业生产提供精准化种植、系统化管理与经营、智能化决策，实现现代农业的转型升级。而实现规模化的畜禽养殖场建设，随着日光温室、批发市场、物流中心的转型升级，工业化生产线和大型制造商的介入使农业生产更加产业化，各类技术的高度融合使农业生产更加低成本化。

四、农业信息化与智能化促进农业发展

现代农业全产业链包括生产、经营、管理和服务四个基本环节，通过使用“互联网+”的新型经济形态，使现代信息技术在农业生产要素配置中的作用大大优化和加强，切实将互联网思维转变为实际行动，使农业农村生产力得到解放和发展，农业竞争力显著提升，通过把先进的科学技术水平和先进的农业农村管理理念相结合，走出了以先进科学技术为导向的新型农业现代化发展道路。

（一）生产过程智能化

现代农业生产是按照“全系统、全要素、全过程”的要求，打造农业生产智能化环境。通过物联网的应用控制农作物的生长，传统农业生产方式中感知农作物生长环境相比实现了生产水平的飞跃，随着科学技术的发展，现代农业已经建立起从对农作物的感知传输到对农作物进行处理控制的智能化应用，提高农业生产的智能化和自动化水平，扩大了现代农业生产的产业化、规模化程度，使现代农业生产成本大大减少、生产效益大大提升。我国经过不断的努力和探索，在推进农业生产智能化农业迈进方面做出了重要探索，取得了显著成效。

案例一：黑龙江省依安县农业生产智能化探索实践。1.推进信息感知立体化。依安县利用地面传感器监测、空中无人机航拍、天上卫星遥感，建立起“地、空、天”立体化采集农业信息。其中在天上，利用卫星遥感，对全县土壤氮、磷、钾、有机质、pH进行全面“会诊”，为开展测土施肥，精准农业奠定了基础;在空中，应用无人机携带多光谱、可见光和热传感器，并通过GPS精准定位，对稻瘟病、马铃薯晚疫病、甜菜褐斑病发生位置、发生程度进行监测，为精准施肥、用药提供基础数据;在地面，传感器监测系统实时采集相关参数，帮助系统及时反馈和调整。2.推进种植管理智能化。开发依安县绿色有机食品物联网管理服务平台，通过作物生长决策系统，为全县每个农户提供测土施肥决策指导，提高化肥利用率，减少化肥施用量。通过有害生物预警系统，对作物病虫害发生、发展进行预警，有针对性地进行提早防治，减少农药使用量。3.推进模型应用精准化。依安县利用信息技术和数字化手段，对区域条件下的玉米、水稻等作物采取模式化管理方式，进行技术原理、技术特征和技术规程分析，开展精准化种植示范。