現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與建議

孔繁濤 朱孟帥 孫坦

摘要： 隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)增長，農(nóng)業(yè)信息技術(shù)越來越受到關(guān)注，資本和技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域逐漸發(fā)力的趨勢已經(jīng)形成。近幾年，中國大型信息技術(shù)公司開始涉足農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。本文分析了大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)從事農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn);闡述了當(dāng)前大批互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的原因，分析了信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合的關(guān)鍵領(lǐng)域及存在問題;重點(diǎn)剖析了信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用需求、瓶頸和前景;針對農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)字化發(fā)展與新技術(shù)應(yīng)用，提出了防范市場投機(jī)風(fēng)險、明晰主體功能定位、加強(qiáng)科技創(chuàng)新力度、做好引領(lǐng)示范帶動等政策建議。

關(guān)鍵詞： 農(nóng)業(yè)信息技術(shù);互聯(lián)網(wǎng)企業(yè);技術(shù)預(yù)測;政策建議

中圖分類號： S-1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 201906-SA012

引文格式：孔繁濤， 朱孟帥， 孫 ?坦. 現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與建議——互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)引發(fā) 的思考[J]. 智慧農(nóng)業(yè)， 2019，1（4）： 31-41.

1 引言

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流通區(qū)域性強(qiáng)、影響因素復(fù)雜多樣，以大量消耗資源和粗放經(jīng)營為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)管理模式難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)必須插上信息化的翅膀，全面升級改造農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，對生產(chǎn)流通全過程各要素進(jìn)行動態(tài)感知、精準(zhǔn)控制、智慧管理，實(shí)現(xiàn)信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的深度融合。

農(nóng)業(yè)信息化市場潛力巨大，最近一個時期，北京京東世紀(jì)貿(mào)易公司（簡稱“京東”）、阿里巴巴網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司（簡稱“阿里巴巴”）等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，開展農(nóng)作物種植和畜禽養(yǎng)殖項目，引起了全社會的普遍關(guān)注，加快了技術(shù)、資本與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)融合，形成了一批農(nóng)業(yè)信息實(shí)用新技術(shù)?？偟膩砜矗@是中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中一次難得的發(fā)展機(jī)遇，應(yīng)該制定方案、加快推廣，但其中也蘊(yùn)含著諸多不確定性因素，值得我們認(rèn)真思考，把握發(fā)展契機(jī)，做好正向引導(dǎo)，積極應(yīng)對挑戰(zhàn)。本文基于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)的客觀事實(shí)，重點(diǎn)分析了互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與新興信息技術(shù)結(jié)合帶來的農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，并針對當(dāng)前信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中存在的需求、瓶頸和應(yīng)用前景進(jìn)行了分析，并提出了新技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展應(yīng)用中的建議。

2 互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)布局農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀及原因分析

2.1 互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)布局農(nóng)業(yè)種養(yǎng)領(lǐng)域典型成果

京東、阿里巴巴、網(wǎng)易（杭州）網(wǎng)絡(luò)有限公司（簡稱“網(wǎng)易”）、深圳市騰訊計算機(jī)系統(tǒng)有限公司（簡稱“騰訊”）、百度在線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（北京）有限公司（簡稱“百度”）、華為技術(shù)有限公司（簡稱“華為”）等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，充分抓住中國大力推動“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的歷史機(jī)遇[1]，大力開發(fā)自身擁有的信息技術(shù)優(yōu)勢，在公司內(nèi)部設(shè)立“三農(nóng)事務(wù)部”或“農(nóng)業(yè)事務(wù)部”，直接開展種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)方面的業(yè)務(wù)。

京東開展了無人機(jī)、農(nóng)服、農(nóng)場、植物工廠以及農(nóng)牧等一系列涉農(nóng)項目。2015年啟動了無人機(jī)項目，以無人機(jī)農(nóng)林植保服務(wù)為切入點(diǎn)，整合了京東集團(tuán)物流、金融、生鮮、大數(shù)據(jù)等優(yōu)勢資源[2]。2016年京東推出了“跑步雞”項目，“京東農(nóng)牧”推出了人工智能養(yǎng)殖解決方案，獨(dú)創(chuàng)養(yǎng)殖巡檢機(jī)器人、飼喂機(jī)器人、3D農(nóng)業(yè)級攝像頭等先進(jìn)設(shè)備，打通了養(yǎng)殖全產(chǎn)業(yè)鏈[3]。2018年4月，京東智慧農(nóng)業(yè)共同體成立，京東農(nóng)服、京東農(nóng)場、農(nóng)業(yè)研究院上線[4]。2018年7月，京東農(nóng)場在楊凌落地，通過精準(zhǔn)施肥和全程可視化溯源，實(shí)現(xiàn)了直接從田間到餐桌的“京造”模式[5]。2018年12月，京東植物工廠落地北京通州，國內(nèi)最大的太陽光和人工光結(jié)合的水耕栽培型植物工廠[6]。

2018年，阿里巴巴推出阿里云ET農(nóng)業(yè)大腦[7]，利用人工智能和云計算為種養(yǎng)業(yè)賦能。在養(yǎng)殖業(yè)方面，阿里云ET農(nóng)業(yè)大腦利用人工智能技術(shù)，監(jiān)測動物生境、生理的每項數(shù)據(jù)，包括品種、日齡、體重、進(jìn)食情況、運(yùn)動強(qiáng)度、頻次、軌跡等，并進(jìn)行行為特征、進(jìn)食特征、料肉比等分析。在種植業(yè)方面，阿里云與海升集團(tuán)合作研發(fā)了智能農(nóng)事系統(tǒng)[8]，能夠?qū)崟r可視化“數(shù)字地圖”，進(jìn)行生產(chǎn)管理和農(nóng)事分析。通過二維碼身份證，監(jiān)控每個果蔬的動態(tài)生長狀況，適時澆水、施肥、采摘，通過歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，建立知識庫，指導(dǎo)果農(nóng)播種、施肥和耕作;通過智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品全程監(jiān)控，以保證品質(zhì)、降低成本。

網(wǎng)易于2009年進(jìn)入養(yǎng)豬領(lǐng)域，著力以互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新思維改變傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)。2016年，網(wǎng)易味央安吉現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園正式投產(chǎn)[9]，全球首創(chuàng)“豬馬桶”，讓豬學(xué)會定點(diǎn)上廁所，并配套“零排放”環(huán)保處理系統(tǒng)。使用液態(tài)豬糧精準(zhǔn)飼喂，解決了傳統(tǒng)干料飼喂中產(chǎn)生的嚴(yán)重粉塵問題。利用耳標(biāo)技術(shù)，實(shí)時監(jiān)控豬只活動軌跡，確保質(zhì)量溯源。2018年，網(wǎng)易和北京三快在線科技有限公司（簡稱“美團(tuán)”）開展了“河田雞”項目[10]，擴(kuò)大河田雞銷售量，幫助農(nóng)戶增收。

其他互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也著手開展了種養(yǎng)殖信息化項目。騰訊發(fā)布了“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”整體解決方案，并基于騰訊自主研發(fā)的T-block（騰訊積木）技術(shù)[11]，開展了“養(yǎng)鵝”項目，建立鵝只檔案，實(shí)施投食精細(xì)化管理，著手研發(fā)“鵝語翻譯”[12]。百度依托百度云平臺，把圖像技術(shù)、“麥視探針”應(yīng)用在農(nóng)業(yè)種植和病蟲害監(jiān)測等項目上[13]。華為與袁隆平團(tuán)隊合作，提出了鹽堿地改良技術(shù)——“四維改造法”，培養(yǎng)海水稻;推出了基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）的物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)牛產(chǎn)品“小牧童”，開展了智慧養(yǎng)牛項目[14]。

2.2 互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)種養(yǎng)領(lǐng)域原因及不確定性

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)入種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)有著深刻的科技和經(jīng)濟(jì)背景，是資金流和信息流共同作用的結(jié)果，是新時代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然趨勢[15，16]?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)種養(yǎng)領(lǐng)域原因分析如圖1所示。

2.2.1 信息技術(shù)滲透農(nóng)業(yè)是大勢所趨

人類已經(jīng)或正在經(jīng)歷四次科技革命[17]。第一次科技革命以蒸汽機(jī)的發(fā)明和使用為標(biāo)志，開啟了工業(yè)革命的新篇章;第二次科技革命以電力的發(fā)明和廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，人類進(jìn)入了電氣時代;第三次科技革命以原子能和電子計算機(jī)等的發(fā)明為標(biāo)志，人類進(jìn)入了信息化時代;第四次科技革命以人工智能、清潔能源、量子技術(shù)、生物技術(shù)為代表，正在興起并蓬勃發(fā)展[18]。縱觀四次科技革命，基本規(guī)律為科技率先在工業(yè)某個領(lǐng)域突破，全面進(jìn)入第二產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而輻射帶動第三產(chǎn)業(yè)，最后才滲透到第一產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家占據(jù)信息技術(shù)高地[19]，引領(lǐng)第四次科技革命浪潮，推動了信息技術(shù)滲透農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈條[20，21]。

2.2.2 信息技術(shù)為農(nóng)業(yè)發(fā)展注入新動能

除了互聯(lián)網(wǎng)本身，資本市場正在不斷尋求新的投資領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)只是其中之一。自2008年金融危機(jī)以來，世界經(jīng)濟(jì)長期低迷，近幾年雖有向好態(tài)勢，但增長依然乏力。中國經(jīng)濟(jì)雖平穩(wěn)向好，穩(wěn)中有進(jìn)，但自從房地產(chǎn)行業(yè)進(jìn)入低波動、高價格階段后，金融資本如何實(shí)現(xiàn)自身的保值增值，成為擺在企業(yè)家面前的首要問題。分散投資、降低風(fēng)險、多點(diǎn)著力是企業(yè)家的理性選擇。很多企業(yè)，甚至房地產(chǎn)企業(yè)，已加速布局農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，如華潤置地創(chuàng)立耕雨品牌進(jìn)軍現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)[22]、萬科在北京門頭溝著力打造特色小鎮(zhèn)[23]等。從企業(yè)進(jìn)入農(nóng)業(yè)的時機(jī)來看，除了網(wǎng)易養(yǎng)豬較早，京東、阿里巴巴、騰訊等均在近2～3年開始布局農(nóng)業(yè)。

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)能夠滿足資本市場投入的現(xiàn)實(shí)需求?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)與農(nóng)業(yè)的結(jié)合，其企業(yè)的信息技術(shù)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的新動能，對農(nóng)業(yè)信息化有投資需求，而且因?yàn)橹袊r(nóng)業(yè)本身正處在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵期和加速期[24]。一是土地流轉(zhuǎn)和規(guī)?；?jīng)營發(fā)展迅速。依托土地“三權(quán)分置”和經(jīng)營權(quán)有序流轉(zhuǎn)，至2016年，中國土地經(jīng)營權(quán)流轉(zhuǎn)的面積已達(dá)31.3km2;土地集約化利用為規(guī)模農(nóng)業(yè)尤其是大規(guī)模種植業(yè)提供了基礎(chǔ)。二是國家對農(nóng)業(yè)的重視一如既往，對農(nóng)業(yè)的支持有增無減。中央一號文件連續(xù)16年聚焦“三農(nóng)”工作，農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展正在付諸實(shí)踐，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略扎實(shí)推進(jìn)，農(nóng)業(yè)重中之重地位更加凸顯。大豆、奶業(yè)等行業(yè)振興、農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)村金融等都具有極大增長的空間，是投資的藍(lán)海。三是居民消費(fèi)升級和多樣化、個性化發(fā)展已經(jīng)成為趨勢。2018年中國居民恩格爾系數(shù)為28.4%，處于低于30%的“最富?！眳^(qū)間，而且城鄉(xiāng)居民飲食結(jié)構(gòu)已發(fā)生重大變化。按照馬斯洛需求層次理論，正從過去的“生理需求”往“安全需求”階段過渡，對有機(jī)、健康、安全食品的需要逐日高漲，滿足消費(fèi)升級的需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和技術(shù)的升級是必然。

2.2.3 互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合存在的不確定性

大部分互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域存在著多重目的，與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合仍存在一系列不確定性?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)以其信息技術(shù)、金融資本優(yōu)勢，把種養(yǎng)業(yè)作為盈利試點(diǎn)領(lǐng)域，總體投資不大，力量配置較為邊緣，試驗(yàn)性質(zhì)大于盈利目的;大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)做農(nóng)業(yè)，仍是噱頭多、實(shí)干少，如“跑步雞”“未央豬”等，名字吸引眼球，但真實(shí)效果還有待評估;個別企業(yè)甚至以做農(nóng)業(yè)為借口，變相圈地。

信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)結(jié)合可能產(chǎn)生水土不服問題。模式創(chuàng)新多、可復(fù)制推廣少，如互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)創(chuàng)造的各種名字，“ET大腦”“京造”“跑步雞”“豬馬桶”“鵝語”等，聽起來科技含量極高，但考慮到環(huán)境、人才、成本、政策等因素，很難大量推廣應(yīng)用。新興技術(shù)應(yīng)用范圍、應(yīng)用效果有待提高，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、機(jī)器學(xué)習(xí)、傳感器、AI等部分技術(shù)，在信息技術(shù)行業(yè)可能已經(jīng)比較成熟，但是一旦移植到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，很多技術(shù)應(yīng)用效果難以令人滿意[25，26]。

互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對農(nóng)業(yè)的堅持有待檢驗(yàn)。資本的逐利性，決定了企業(yè)要以營利為目的。互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)本身具有高技術(shù)、高收入、高增長的特點(diǎn)，但農(nóng)業(yè)是一個投入較大、回報率較低、回報周期長的產(chǎn)業(yè)，同時受到自然風(fēng)險、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險、金融風(fēng)險的多重制約，企業(yè)能不能有耐心，長期、持久地堅守在種養(yǎng)環(huán)節(jié)的第一線，仍需要時間來驗(yàn)證。隨著信息技術(shù)結(jié)合農(nóng)業(yè)的發(fā)展，應(yīng)避免各種不利于農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的不確定性，以促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)更好的支持農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展。

3 信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用分析

現(xiàn)代信息技術(shù)是以人工智能、量子信息、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)通過和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)不斷碰撞、交叉、融合，形成技術(shù)應(yīng)用過程中的火花、成果和動能。我們要把握信息技術(shù)應(yīng)用的基本邊界，厘定技術(shù)應(yīng)用的成熟度以及節(jié)奏火候，充分肯定信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的廣闊應(yīng)用前景[27]。基于第2節(jié)中互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，本節(jié)重點(diǎn)論述信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用需求、瓶頸和前景。

3.1 農(nóng)業(yè)對信息技術(shù)的需求分析

現(xiàn)代信息技術(shù)正逐步深入農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)。在作物種植方面，結(jié)合衛(wèi)星遙感、無人機(jī)和地面?zhèn)鞲衅鞯冉⒘颂炜盏匾惑w化的作物長勢及環(huán)境信息感知技術(shù)體系，集成衛(wèi)星定位導(dǎo)航、智能控制和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)研發(fā)了嫁接、除草、采摘、搬運(yùn)和分揀等不同功能的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，建立了精準(zhǔn)施肥、病蟲害監(jiān)測預(yù)警和節(jié)水噴灌等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能控制、精細(xì)管理和精準(zhǔn)溯源[28]。在畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，利用無線感知和智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了畜禽水產(chǎn)生理特征、健康信息及養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)時監(jiān)測和設(shè)備自動調(diào)控，結(jié)合精準(zhǔn)識別、智能分析和自動控制等技術(shù)建立了精準(zhǔn)飼喂、繁殖育種數(shù)字化管理、疫病監(jiān)測預(yù)警和糞便自動清理等系統(tǒng)，提高了養(yǎng)殖的機(jī)械化、自動化和智能化水平[29]。在經(jīng)營流通環(huán)節(jié)，采用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)銷售、購買和支付的一條龍服務(wù)。在管理和服務(wù)環(huán)節(jié)，通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的開發(fā)和應(yīng)用，建立了用于監(jiān)測預(yù)警、決策指揮和監(jiān)管追溯的綜合化信息服務(wù)平臺;通過網(wǎng)絡(luò)媒介為政府、企業(yè)和農(nóng)戶提供最新的市場行情信息和先進(jìn)的技術(shù)服務(wù)信息。

3.2 信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的瓶頸

如圖2所示，信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用的四個階段存在應(yīng)用邊界。

從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身來看，萬物互聯(lián)時代已經(jīng)開啟，隨著感知技術(shù)的不斷創(chuàng)新突破，全球物聯(lián)網(wǎng)在某些行業(yè)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性應(yīng)用階段，普遍應(yīng)用于智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等方面[30]。物聯(lián)網(wǎng)一般分為感知層、傳輸層、應(yīng)用層，在智慧城市、智能家居、智能電網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、移動支付、產(chǎn)品溯源等領(lǐng)域應(yīng)用[31]。

從農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)走向融合，設(shè)施農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用較多[32]，但總體基礎(chǔ)研發(fā)薄弱，專用技術(shù)較少，應(yīng)用成本較高，標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，技術(shù)不夠成熟，技術(shù)體系不甚完善，亟需研發(fā)成本低、小型化、實(shí)用型的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)裝備。在感知層，數(shù)據(jù)獲取的精度、粒度不夠;在應(yīng)用層，數(shù)據(jù)智慧化處理程度較低，反饋控制鏈路亟需加強(qiáng)[33]。

從農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用難點(diǎn)來看，當(dāng)前最大的難點(diǎn)是高成本，嚴(yán)重制約了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的擴(kuò)散速度。據(jù)中長期預(yù)測，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)非常樂觀，涉農(nóng)的技術(shù)硬件最小單元包括感知節(jié)點(diǎn)、無人機(jī)以及連接的耕作設(shè)施，2023年將比2018年的15M翻3倍。

（2）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)處在從研發(fā)到應(yīng)用的過渡階段。

全球普遍認(rèn)為數(shù)據(jù)是重要的戰(zhàn)略資源，數(shù)據(jù)研究是科技前沿的重大領(lǐng)域[34，35]。大數(shù)據(jù)技術(shù)為AI技術(shù)提供核心算法，使科學(xué)研究已經(jīng)進(jìn)入數(shù)據(jù)密集型科學(xué)范式的時代。大數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，多數(shù)為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);具有Volume、Velocity、Variety、Value和Veracity 5V特點(diǎn)[36]：核心是“數(shù)從哪里來，數(shù)到哪里去，中間如何來處理”，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息、再到知識和智慧的升華[37]。

從農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)本身來看，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的重要性得到了普遍認(rèn)可，用數(shù)據(jù)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通和消費(fèi)是必然趨勢[38，39]，但目前農(nóng)業(yè)歷史數(shù)據(jù)資源整合較為困難，實(shí)時數(shù)據(jù)感知獲取受到資金、技術(shù)、人才等諸多因素限制，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)中的數(shù)據(jù)挖掘和智能分析有待進(jìn)一步提升。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)往往是說的多、做得少、用得更少，技術(shù)上總體處于研發(fā)階段，從研發(fā)到應(yīng)用任重道遠(yuǎn)。

從農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用難點(diǎn)來看，當(dāng)前最大的難點(diǎn)是數(shù)據(jù)量不多、算法模型不精準(zhǔn)。今后的重點(diǎn)任務(wù)是整合農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、消費(fèi)量、貿(mào)易量、庫存量、成本收益值和價格等農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)調(diào)控的六大核心數(shù)據(jù)，突破實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)制約瓶頸，優(yōu)化智慧決策算法。

（3）農(nóng)業(yè)云計算和工業(yè)云計算基本同步，但農(nóng)業(yè)自身還沒發(fā)展到迫切使用云服務(wù)的程度。

云計算是分布式計算技術(shù)的一種，云服務(wù)目前有三種形式，即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS、軟件即服務(wù)SaaS、平臺即服務(wù)PaaS。目前主要業(yè)務(wù)是云存儲。近年來，云計算服務(wù)迅猛發(fā)展，可謂風(fēng)起“云”涌，2018年全球公有云服務(wù)市場增長21%，阿里云營業(yè)收入增長101%，高達(dá)133.9億元[40]。云安全一直是公眾話題，其關(guān)鍵技術(shù)涉及海量數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)、海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)、云計算平臺管理技術(shù)等。

從農(nóng)業(yè)云計算技術(shù)來看，數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)應(yīng)用在“云”的硬件、軟件和服務(wù)方面，農(nóng)業(yè)云計算和其他領(lǐng)域云計算是沒有差別的。由此可以判斷，農(nóng)業(yè)云計算和工業(yè)云計算基本同步[41，42]。但由于農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)量相對較小、數(shù)據(jù)化程度較低，云計算目前還不甚迫切。農(nóng)業(yè)云計算應(yīng)用最大的難點(diǎn)是應(yīng)用需求少，相對較低的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化水平制約了農(nóng)業(yè)云計算的應(yīng)用前景[43，44]。

（4）人工智能技術(shù)方興未艾，但技術(shù)方法還不成熟，仍處在技術(shù)探索階段。

從人工智能技術(shù)本身來看，最近一個時期，AI成為網(wǎng)絡(luò)熱詞和民眾輿論話題[45]。AI是一門極富挑戰(zhàn)性的科學(xué)，屬于自然科學(xué)、社會科學(xué)、技術(shù)科學(xué)三向交叉的前沿學(xué)科，研究領(lǐng)域主要包括知識表示[46]、自動推理和搜索方法[47]、語言識別[48]、圖像識別[49]、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識獲取[50]、知識處理系統(tǒng)[51]、機(jī)器人[52]、自動程序設(shè)計等方面。2017年7月，中國頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，計劃在2030年前成為世界AI領(lǐng)軍者，并創(chuàng)造1500億美元價值。

農(nóng)業(yè)生境多變、環(huán)境復(fù)雜、品種多樣、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，對人工智能技術(shù)提出了更高的要求。而農(nóng)業(yè)又是弱質(zhì)產(chǎn)業(yè)，投入報酬較低，因此，目前農(nóng)業(yè)人工智能研發(fā)人力、財力投入不足，缺乏利益驅(qū)動，如采摘機(jī)器人還在實(shí)驗(yàn)室孵化。而長遠(yuǎn)來看，農(nóng)業(yè)人工智能前景廣闊、未來美好，可以有效解決“誰來種地”的問題。

農(nóng)業(yè)人工智能應(yīng)用最大的難點(diǎn)是投入少、研究進(jìn)展慢、應(yīng)用僅僅是點(diǎn)上突破。當(dāng)前農(nóng)業(yè)人工智能要聚焦無人機(jī)噴藥、自動播種、產(chǎn)量預(yù)測等關(guān)鍵領(lǐng)域[53，54]。

（5）新技術(shù)應(yīng)用的制約性。

新技術(shù)應(yīng)用的制約性主要體現(xiàn)在成本效益制約、應(yīng)用場景制約、技術(shù)普適與專用制約三點(diǎn)。

農(nóng)業(yè)成本收益較低，糧食每畝年收入不到1000元，養(yǎng)殖雖然收入相對較高，但也難以和第二、三產(chǎn)業(yè)相比。信息技術(shù)作為高科技產(chǎn)業(yè)，價格相對較高，一個普通的溫濕度傳感器就高達(dá)幾十元甚至上百元，而農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)研發(fā)則動輒幾十萬元。這種高投入制約了農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展，即成本效益制約。

在玉米、水稻、小麥、棉花等大宗農(nóng)作物的田間地頭安裝傳感器、控制器等信息技術(shù)裝備，往往受到供電、網(wǎng)絡(luò)因素制約;在畜禽養(yǎng)殖、設(shè)施蔬菜等現(xiàn)代化生產(chǎn)基地安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，常常受到空間因素制約;隨著農(nóng)作物或飼養(yǎng)動物的生長發(fā)育，生產(chǎn)基地的信號傳輸容易受到阻礙，即應(yīng)用場景制約。

目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的信息技術(shù)，往往直接來自于工業(yè)領(lǐng)域或計算機(jī)技術(shù)本身，沒有經(jīng)過農(nóng)業(yè)的再生產(chǎn)、再加工、再熟化、再上升，以普適性技術(shù)為主，農(nóng)業(yè)專用信息技術(shù)或裝備還沒有根本形成。針對鹽堿地種植、海水淡水養(yǎng)殖、氣象極值環(huán)境感知、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制等領(lǐng)域，迫切需要農(nóng)業(yè)信息化的專業(yè)技術(shù)裝備，即技術(shù)普適與專用制約。

3.3 信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用的三個階段

回顧世界科技革命發(fā)展歷史，展望信息技術(shù)、生物技術(shù)發(fā)展前景，信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用將會經(jīng)歷相對而言的初步融合、基本融合、全面融合三個階段，跨越2025年、2035年兩個時間節(jié)點(diǎn)（圖3）。

著眼于未來發(fā)展，信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中將呈現(xiàn)泛在化的態(tài)勢，無處不在、無時不在，全面滲透交叉于農(nóng)業(yè)的全要素、全過程、全系統(tǒng)，“你中有我、我中有你”，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新興科技，將顯著提升農(nóng)業(yè)信息化水平，并推動農(nóng)業(yè)信息學(xué)科走向成熟。

初步融合階段。當(dāng)前，中國正處于這一階段，預(yù)計將持續(xù)至2025年。信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)時而結(jié)合、時而分離，結(jié)合不緊密，沒有形成統(tǒng)一體，學(xué)科建設(shè)處于探索起步階段。這一階段，信息技術(shù)發(fā)展迅速，農(nóng)業(yè)應(yīng)用的最大特色是點(diǎn)多面少，涌現(xiàn)出許多農(nóng)業(yè)信息化典型企業(yè)、單項技術(shù);園區(qū)多、示范多、典型多，但沒有形成真正的生產(chǎn)合力;帶動少、輻射少、落地少，信息技術(shù)面上普及沒有展開。針對大田大宗農(nóng)作物一般具有技術(shù)上基本可行、而經(jīng)濟(jì)基本不可行的特點(diǎn)。如許多地方建立的物聯(lián)網(wǎng)示范基地，大多是做樣子、擺架子，很難解決實(shí)際問題，同時成本較高，普通農(nóng)民用不上、用不起。

基本融合階段。這一階段，中國預(yù)計將從2025年持續(xù)至2035年。信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)的結(jié)合較為緊密，基本保持同步發(fā)展，加快形成統(tǒng)一體，學(xué)科建設(shè)處于快速成長階段。在該階段信息技術(shù)將迅猛提速，農(nóng)業(yè)應(yīng)用的最大特色是全面普及，信息技術(shù)擴(kuò)散速度加快，集成技術(shù)、配套技術(shù)將會不斷涌現(xiàn)，并且迅速轉(zhuǎn)化為勞動生產(chǎn)力。農(nóng)業(yè)人工智能將迅速崛起，農(nóng)業(yè)智慧大腦將領(lǐng)航遠(yuǎn)行，農(nóng)業(yè)機(jī)器人將大面積代替人力勞作。信息技術(shù)不僅在技術(shù)上可行，而且在經(jīng)濟(jì)上也可行，普通農(nóng)民能夠用得上、用得起、用得好。

全面融合階段。這一階段，中國預(yù)計從2035年開始?！疤炜盏亍闭嬲呦蛞惑w化、“人機(jī)物”真正實(shí)現(xiàn)深度融合，信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)成為統(tǒng)一體，信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展，農(nóng)業(yè)信息學(xué)科建設(shè)處于完善上升階段。

4 信息技術(shù)應(yīng)用農(nóng)業(yè)的政策建議

著眼信息技術(shù)發(fā)展歷史和企業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)的現(xiàn)狀，政策對于農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用十分重要。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，加強(qiáng)新技術(shù)對農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化的引領(lǐng)帶動作用正當(dāng)其時，也是未來互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)的發(fā)力點(diǎn)。本文針對農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)字化發(fā)展與新技術(shù)應(yīng)用提出以下政策建議。

（1）強(qiáng)化政策引領(lǐng)扶持，防范市場投機(jī)風(fēng)險。針對目前互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛進(jìn)入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域問題，努力做好引導(dǎo)扶持工作，緊緊抓住“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)深度融合歷史機(jī)遇，同時也要防范各種風(fēng)險，爭取把事做好。一方面，要為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)營造良好的投資氛圍。一般來講，大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有技術(shù)優(yōu)勢、融投資優(yōu)勢，一旦聚焦種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，必然加速傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的勞動密集型產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)、資本密集型產(chǎn)業(yè)的歷史性跨越，這將成為鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要生力軍，因此，要做好政策扶持工作，在用地、稅收和人才方面給予優(yōu)惠和支持。另一方面，要強(qiáng)化風(fēng)險防范意識?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)往往缺少農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)ｉT人才，缺乏對農(nóng)業(yè)自然再生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)的切身感悟，加之投入的多重目標(biāo)性、水土不服性以及低回報的忍受性，增加了企業(yè)投入農(nóng)業(yè)的風(fēng)險和不確定性，因此，要做好風(fēng)險防范工作，防止“一哄而上”“一哄而散”發(fā)生。

（2）構(gòu)筑互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)交匯融合發(fā)展的體制機(jī)制?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，涉及諸多利益相關(guān)者，即市場主體，如：政府、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、農(nóng)業(yè)企業(yè)和新型經(jīng)營主體、科研機(jī)構(gòu)和高校、農(nóng)民以及消費(fèi)者等，要統(tǒng)籌配合、明確職責(zé)，做好頂層設(shè)計，構(gòu)筑互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)交匯融合發(fā)展的體制機(jī)制。政府要使市場在資源配置中起決定性作用，同時也要更好發(fā)揮政府作用，保障市場的公開、透明、開放，做好政策引導(dǎo)、典型引導(dǎo)以及負(fù)面清單引導(dǎo)，實(shí)施公平的市場監(jiān)督行為，營造一個良好的企業(yè)營商環(huán)境?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)要遵守市場規(guī)則，切實(shí)發(fā)揮自身信息技術(shù)優(yōu)勢，瞄準(zhǔn)關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)突破，為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)改造注入信息化的新動能，也要體現(xiàn)企業(yè)家的情懷——獻(xiàn)身農(nóng)業(yè)、振興農(nóng)村、富足農(nóng)民。農(nóng)業(yè)企業(yè)和新型經(jīng)營主體以及廣大農(nóng)民要主動抓住互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)的時機(jī)，爭取共享公共信息技術(shù)，提高自身信息技術(shù)素質(zhì)，爭做技術(shù)創(chuàng)新主體，做農(nóng)業(yè)信息化的推動者、實(shí)踐者。科研機(jī)構(gòu)和高校要面向世界農(nóng)業(yè)科技前沿、面向國家重大需求、面向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)主戰(zhàn)場，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息科技的基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)應(yīng)用研究，夯實(shí)自主創(chuàng)新、原始創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

（3）瞄準(zhǔn)前沿關(guān)鍵技術(shù)，全力推動科技創(chuàng)新?？傮w上來講，中國信息技術(shù)和世界發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距，而農(nóng)業(yè)信息技術(shù)差距更加明顯。當(dāng)前，要全面理清中國農(nóng)業(yè)信息技術(shù)領(lǐng)域跟跑、并跑甚至領(lǐng)跑的明細(xì)清單，本著“有所為、有所不為”原則，瞄準(zhǔn)世界前沿技術(shù)和關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，強(qiáng)化企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主體地位，結(jié)合中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、流通和消費(fèi)的具體實(shí)踐，全力推動中國農(nóng)業(yè)信息科技創(chuàng)新應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，要重點(diǎn)研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的傳感器“中國芯”，改變感知芯片主要依靠進(jìn)口的被動局面，同時強(qiáng)化傳感集成技術(shù);在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，要重點(diǎn)研發(fā)數(shù)據(jù)處理算法，構(gòu)建智能決策的分析模型，推動中國“農(nóng)業(yè)大腦”建設(shè)，使農(nóng)業(yè)發(fā)展從智能走向智慧;在人工智能領(lǐng)域，要重點(diǎn)研發(fā)智能農(nóng)機(jī)裝備，加快農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝的有機(jī)結(jié)合，研發(fā)農(nóng)業(yè)實(shí)用機(jī)器人，邁出人力替代的堅實(shí)步伐。

（4）動態(tài)跟進(jìn)，強(qiáng)化監(jiān)督，做好引領(lǐng)示范帶動?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)涉足農(nóng)業(yè)，在市場機(jī)制的作用下，著眼于未來發(fā)展，必然產(chǎn)生成功典型和失敗案例。針對涉足農(nóng)業(yè)的基本情況，政府要動態(tài)跟進(jìn)，強(qiáng)化監(jiān)督運(yùn)行;針對成功典型，要認(rèn)真總結(jié)歸納，做好宣傳引導(dǎo)，大力推動典型引路，使之可復(fù)制、可推廣、可應(yīng)用;針對失敗案例，要汲取教訓(xùn)不足，防止類似個案再次發(fā)生;針對互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)形成的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，要在保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的前提下，推動技術(shù)共享、信息共享，使之轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的新動能。只有將現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的代表，才能真正為中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化和信息化發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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