中外智慧農業(yè)的歷史演進與政策動向比較分析

科技管理研究 Science and Technology Management Research 2022 No 52022 年第 5 期 doi 10 3969 j issn 1000 7695 2022 5 004 中外智慧農業(yè)的歷史演進與政策動向比較分析 馮 獻 1 2 李 瑾 1 2 崔 凱 3 1 北京市農林科學院信息技術研究中心 北京 100097 2 國家農業(yè)信息化工程技術研究中心 北京 100097 3 中國社會科學院農村發(fā)展研究所 北京 100732 摘要 基于政府引導視角 通過梳理主要發(fā)達國家與中國在支持智慧農業(yè)發(fā)展的相關戰(zhàn)略與政策 考察中外智慧農 業(yè)的支持重點與方向 研究表明 全球智慧農業(yè)經歷了 探索萌芽 起步發(fā)展 理論形成 數據驅動 4 個階段 主要發(fā)達國家重點圍繞農業(yè)傳感器 農業(yè)大數據 智慧農業(yè)集成應用與示范等進行戰(zhàn)略布局 我國政策演變邏輯表 現為從 強基礎 轉向 重示范 和從 匯聚部門數據 轉向 數據驅動決策 針對現階段我國智慧農業(yè)研發(fā)應 用水平與強國目標不匹配問題 建議充分把握新階段農業(yè)高質量發(fā)展對智慧農業(yè)科技的需求 分類有序推動智慧農 業(yè)工程落地與產業(yè)化發(fā)展 關鍵詞 智慧農業(yè) 戰(zhàn)略政策 歷史演進 中外比較 農業(yè)信息化 中圖分類號 F302 1 S126 文獻標志碼 A 文章編號 1000 7695 2022 5 0028 09 Comparative Analysis on Historical Evolution and Policy Tendency of Smart Agriculture in China and Abroad Feng Xian 1 2 Li Jin 1 2 Cui Kai 3 1 Research Center of Information Technology Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences Beijing 100097 China 2 National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture Beijing 100097 China 3 Rural Development Institute Chinese Academy of Social Sciences Beijing 100732 China Abstract Based on the perspective of government guidance this paper reviews the relevant strategies and policies of major developed countries and China in supporting the development of smart agriculture and investigates the support focus and direction of smart agriculture at home and abroad The results show that the global smart agriculture has experienced four stages that is exploration germination initial development theory formation and data driven The major developed countries focus on the strategic layout of agricultural sensors agricultural big data integrated application and demonstration of smart agriculture China s policy tendency transforms from strong foundation to heavy demonstration and from gathering department data to data driven decision In view of the mismatch between the R strategic policy historical evolution comparison between China and foreign countries agricultural informatization 收稿日期 2021 08 19 修回日期 2021 11 10 基金項目 北京市農林科學院協(xié)同創(chuàng)新平臺建設專項項目 鄉(xiāng)村振興研究中心 KJCX201913 中國工程院院地合作項目 數字科技促 進吉林省農業(yè)提質增效發(fā)展戰(zhàn)略研究 2020 JL 9 1 研究背景 智慧 出自 墨子 尚賢中 是指人類對 事物能認識 辨析 判斷處理和發(fā)明創(chuàng)造的能力 自 2009 年 IBM 提出 智慧地球 Smart Planet 以 來 學者與機構將智慧與物聯網大數據信息化云計 算等信息技術應用范疇相聯系 探討了智慧城市 智慧產業(yè) 智慧服務 智慧治理 智慧社會等概念 在信息科技的引領下 全球農業(yè)開啟數字化革命 以 信息知識 數據驅動 智能裝備 為關鍵要素 以高質量 高效率 高效能為主要特征的智慧農業(yè) 馮 獻等 中外智慧農業(yè)的歷史演進與政策動向比較分析 29 成為世界主要發(fā)達國家農業(yè)高質量發(fā)展的重要方向 黨的十九屆五中全會強調提高農業(yè)質量效益和競爭 力 建設智慧農業(yè) 發(fā)出了我國大力發(fā)展智慧農業(yè) 的總動員令 與發(fā)達國家相比 我國智慧農業(yè)建設 尚處于起步發(fā)展階段 各方面配套政策仍需進一步 完善 當下 農業(yè)傳感器 農業(yè)人工智能 農業(yè)大 數據 農業(yè)遙感 高端智能農機裝備制造等技術成 為各國農業(yè)科技競爭的關鍵核心領域 知彼知己 百戰(zhàn)不殆 如何實現智慧農業(yè)科技自立自強 亟 需對中外智慧農業(yè)相關政策與戰(zhàn)略行動進行比較分 析 以期為我國制定加快智慧農業(yè)發(fā)展的相關政策 提供方向性指導 盡管已有一些學者針對國外智慧農業(yè)的發(fā)展經 驗進行過一些探索性研究 對不同國家的發(fā)展模式 與路徑進行了總結 然而 學者的研究主要聚焦國 外智慧農業(yè)社會實踐的總結 對國家的行動方向以 及科技政策關注較少 尤其尚缺乏對中外政策方向 異同進行比較分析 事實上 黨的十八大以來 我 國已在不同層面 不同維度推進智慧農業(yè)建設 部 分地區(qū)的智慧農業(yè)在政策支持下取得了積極成效 推動了農業(yè)質量效益與競爭力的共同提升 已成為 其他發(fā)展中國家和國內欠發(fā)達地區(qū)可借鑒的樣板 因此 本文將重點回答以下問題 首先 全球智慧 農業(yè)發(fā)展的歷史脈絡是什么 其次 主要發(fā)達國家 與中國在支持智慧農業(yè)發(fā)展方面的政策與行動方向 有何特性 最后 面向未來中國政府可以在哪些領 域支持智慧農業(yè) 2 世界智慧農業(yè)發(fā)展歷程 2 1 探索萌芽階段 20 世紀 70 年代末 20 世紀 90 年代中期 20 世紀 70 年代末 80 年代初 以美國為代表的 歐美國家率先開展了以農業(yè)專家系統(tǒng)為代表的計算 機農業(yè) 旨在通過智能推理 人機交互 計算機模 擬 為農業(yè)生產管理提供專家診斷服務 如美國的 大豆病害診斷專家系統(tǒng)LPANT ds 農業(yè)專家系統(tǒng) COMAX GOSSYM 英國 ESPRIT 支持下的水果保鮮 系統(tǒng) 日本西紅柿栽培管理專家咨詢系統(tǒng)等 1 2 自 1986 年農業(yè)部將計算機農業(yè)應用列入 七五 計 劃任務以來 中國涌現了砂姜黑土小麥施肥專家咨詢 系統(tǒng) 黃土旱塬小麥生產管理系統(tǒng)等應用軟件 在此 階段 智慧農業(yè)的發(fā)展側重于計算機技術的初步應用 開展了各類專用程序軟件包的研發(fā)與試點應用 2 2 早期創(chuàng)新階段 20世紀90年代中后期 2008年 20 世紀 90 年代中后期 以 3S 技術為代表的技 術快速發(fā)展 美國最先將全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)安裝在 聯合收割機上 開啟了農業(yè)機械裝備作業(yè)智能化 精準化的先河 國際上以數字農業(yè) 精準農業(yè)為主 要技術應用創(chuàng)新的智慧農業(yè)開始發(fā)展 1997 年 數 字農業(yè) 概念正式提出 歐美 日韓等國家加速精 準農業(yè)技術的推廣應用 到 2001 年 美國企業(yè)約翰 迪爾將衛(wèi)星定位傳感器與拖拉機配合使用 標志著 國際上精準農業(yè)進入市場化運行階段 而后美國初 步推出并示范應用相關技術產品 從中國實踐看 自 1999 年國家發(fā)改委支持北京和新疆開展精準農業(yè) 應用示范工程后 科技部逐漸重視智慧農業(yè)關鍵技 術研發(fā)創(chuàng)新 2003 年 中國 863 電腦農業(yè) 在日內 瓦舉辦的世界信息首腦峰會上獲峰會大獎 標志著 我國農業(yè)信息技術創(chuàng)新應用得到世界的承認 通過 系列政策與工程的實施 我國部分規(guī)模化農場 規(guī) ?；B(yǎng)殖場開展了以精準農業(yè)技術為主的智慧農業(yè) 應用實踐 總體看 該階段的智慧農業(yè)發(fā)展主要以 數字農業(yè)與精準農業(yè)技術創(chuàng)新為主 表現為農業(yè)機 械裝備的智能化控制與農業(yè)生產的可視化展示 農 田資源環(huán)境與氣候大數據的初步應用 2 3 理論形成階段 2009 2014 年 2009年 IBM首次提出 智慧地球 推動了 各國對智慧農業(yè)理論體系的進一步探索 如日本農 業(yè)部在 2009 年設立了人工智能 AI 農業(yè)研究委員 會 對 AI 農業(yè)概念進行界定 即使用了人工智能的 數據挖掘等新一代信息科學等技術 可在短時間內 提升生產技能 支援新農業(yè) 2010年聯合國糧食及 農業(yè)組織 FAO 正式提出氣候智慧型農業(yè) 自此全 球智慧農業(yè)進入以農業(yè)物聯網為主的發(fā)展新階段 截 至 2014 年 全日本已有一半以上農戶選擇使用農業(yè) 物聯網技術 美國七成的農場連接上物聯網設備 從 中國實踐看 2010 2013 年間 國家啟動了物聯網技 術在農業(yè)領域的應用示范建設 2014年中央一號文 件提出建設以農業(yè)物聯網和精準裝備為重點的農業(yè)全 程信息化和機械化技術體系 至此 以農業(yè)物聯網為 基本理論的智慧農業(yè)理論體系基本形成 在此階段 智慧農業(yè)應用的理論 方法和共性關鍵技術得到突破 初步形成了一批農業(yè)智能感知 智能控制 自主作業(yè) 智能服務等智慧農業(yè)重大技術產品 2 4 數據驅動階段 2015 年 至今 2015年以來 隨著物聯網技術在農業(yè)中應用 產生海量數據 全球智慧農業(yè)進入以數據為核心要 素的新發(fā)展階段 為搶占國際農業(yè)科技制高點 主要發(fā)達國家和地區(qū)圍繞智慧農業(yè)開展了系列戰(zhàn) 略行動 推動了智慧農業(yè)由研發(fā)應用向實質性工 程建設轉變 美國愛科的全球精準農業(yè)戰(zhàn)略 Fuse Technologies 美國約翰迪爾的 綠色之星 Green 30 馮 獻等 中外智慧農業(yè)的歷史演進與政策動向比較分析 Star 精準農業(yè)系統(tǒng)布局表明 智慧農業(yè)已成為市 場關注的焦點 從中國實踐來看 2016年 智慧農業(yè) 被列為 十三五 規(guī)劃中農業(yè)現代化重大工程之一 同年啟動 農業(yè)農村大數據試點 等工程建設 這 一系列行動標志著我國智慧農業(yè)進入實質性建設階 段 從實際應用看 2018 年首個完全自主研發(fā)的北 斗導航農機自動駕駛系統(tǒng) 慧農 已在新疆 內蒙古 河北等 10 余個省份推廣應用 阿里云 網易 京東 等互聯網企業(yè) 以及新希望 大北農等農業(yè)龍頭企 業(yè)紛紛涉足智慧農業(yè) 助力農業(yè)走向產業(yè)互聯網時 代 在大數據 人工智能 移動互聯網等技術疊加下 智慧農業(yè)進入以數據驅動為特征的創(chuàng)新發(fā)展階段 在此階段 智慧農業(yè)已成為各國戰(zhàn)略部署以及跨國 企業(yè)市場布局的制高點 智慧農業(yè)技術在規(guī)?；r 場得到商業(yè)化應用 3 中外發(fā)展智慧農業(yè)的政策部署與行動方向 3 1 美國 美國作為信息化與農業(yè)現代化最為領先的國家 十分重視現代信息技術在農業(yè)領域的應用 早在 20 世紀 80 年代 美國提出 精確農業(yè) 的發(fā)展構想 隨后在多年的實踐過程中逐漸成為精確農業(yè)發(fā)展最 好的國家 3 1982 年 美國開始研發(fā)自動駕駛拖拉 機 自此開啟了研發(fā)高科技 高性能 智能化農業(yè) 機器人的先河 4 近年來 美國圍繞精準農業(yè) 農 業(yè)人工智能 傳感器 農業(yè)大數據等領域開展了國 家層面的戰(zhàn)略部署 如 2018 年 美國發(fā)布 美國先 進制造業(yè)領導戰(zhàn)略 提出要加快傳感器 機器人 以及數字技術在糧食方面的應用 2019 年美國國家 科學院發(fā)布了 至 2030 年推動食品和農業(yè)研究的科 學突破 提出加強農業(yè)傳感器的研發(fā) 集成與應 用 實現數字農業(yè)高端化發(fā)展 目前全美 20 耕地 80 大農場實現了大田生產全程數字化 平均每個 農場擁有約50臺連接物聯網的設備 5 根據美國 普渡大學一項調查顯示 2016 年 美國農場 GPS 導 航農機自動駕駛系統(tǒng)采納率高達 83 基于 GPS 的 噴藥控制技術采納率達 74 6 總體看 美國在智 慧農業(yè)工程科技領域部署了一系列科技戰(zhàn)略 對農 業(yè)傳感器 農業(yè)大數據 農業(yè)人工智能等方面的關 注度較高 見表 1 表 1 美國關注的智慧農業(yè)領域和技術方向 年份 重大計劃及智庫 關注的領域和技術方向 2018 美國農業(yè)轉型戰(zhàn)略規(guī)劃 開發(fā)平臺技術 改善跨生態(tài)系統(tǒng)微生物組數據的訪問和共享 2018 美國 農業(yè)提升法案 利用數據驅動分析強化農業(yè)資源管理 改善農村寬帶基礎設施建設與互聯互通 采用信息和科學工具加強 土地養(yǎng)護 2018 美國先進制造業(yè)領導戰(zhàn)略 加強工程 加工 包裝 衛(wèi)生 機器人 傳感器 高速自動化 數學建模 數字成像等技術在糧食和食品 制造業(yè)的應用 2019 國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計劃 更新版 聯邦優(yōu)先考慮向機器學習和人工智能在農業(yè)等領域的基礎研究投資 2019 美國國家科學院 到 2030 年推動 食品與農業(yè)研究的科學突破 整體思維和系統(tǒng)認知分析技術 新一代傳感器技術 數據科學和信息技術 突破性的基因組學和精準育種 技術 微生物組技術等 5 項技術 同時將數據驅動農業(yè)發(fā)展作為重點研究方向 2020 美國農業(yè)部 科學藍圖 2020 至 2025 年科研方向 包括可持續(xù)農業(yè)集約化 適應氣候變化 食品和營養(yǎng)轉換 增值創(chuàng)新 農業(yè)科學等 5 個領域 重點研發(fā)作 物病蟲害監(jiān)測 早期發(fā)現和快速反應類傳感器 2020 美國國務院 關鍵與新興技術國 家戰(zhàn)略 高級計算 先進制造 高級傳感 農業(yè)技術 人工智能 自主系統(tǒng) 通信和網絡技術 數據科學與存儲 量子信息科學等 20 項技術 3 2 歐盟 近年來 為應對氣候變化和食品安全問題 歐 盟十分重視智慧農業(yè)技術在推動農業(yè)可持續(xù)發(fā)展方 面的應用 針對農業(yè)大數據 精準農業(yè) 農業(yè)人工 智能等領域出臺了相應的戰(zhàn)略計劃與行動 2014 年 荷蘭 丹麥 法國等6國合作開展智慧農業(yè)典型代 表項目 Smart Agri Food 旨在通過在歐盟 FIWARE開源平臺設計和研發(fā)規(guī)模化智能農業(yè)應用 軟件 Smart Apps 2016 年 歐盟 地平線 2020 計劃資助的 阿波羅計劃 Apollo program 利用 對地觀測數據 為小農戶搭建精準農業(yè)服務平臺 服務內容包括監(jiān)測農作物的生長狀況和病蟲害情況 土壤濕度 地表溫度和植物的光合作用情況 并計 算出灌溉 耕種時間 產量等數據 作為 地平線 2020 的一部分 歐盟出資3 000萬歐元實施食品 和農業(yè)互聯網項目 The Internet of Food Farm 2020 IoF 旨在促進歐洲食品和農業(yè)部門廣泛采用 物聯網技術 同年 歐洲農機協(xié)會提出以現代信息技 術與先進農機裝備應用為特征的農業(yè)4 0 Farming4 0 發(fā)展方向 2019年6月 歐盟針對農業(yè)機器人推出 了 agROBfood 項目 以此建立基于人工智能的智 慧農業(yè)生態(tài)體系 總體看 歐盟在推動智慧農業(yè)建 設上源于農業(yè)農村可持續(xù)發(fā)展的目標導向 強調智 慧農業(yè)作為智慧鄉(xiāng)村建設的重要方面 通過對農業(yè) 生產數字化 智能化的支持 讓民眾與社會力量主 動參與到農業(yè)農村發(fā)展當中 以此增進民眾健康福 祉 提升農產品國際競爭力 見表 2 馮 獻等 中外智慧農業(yè)的歷史演進與政策動向比較分析 31 表 2 歐盟關注的智慧農業(yè)領域和技術方向 年份 重大計劃 關注的領域和技術方向 2012 歐盟 信息技術與農業(yè)戰(zhàn)略研究路線圖 在種植業(yè) 養(yǎng)殖業(yè)領域發(fā)展精準農業(yè) 精準畜牧產業(yè) 2013 法國 數字化路線圖 推進數字化建設 打造歐洲大數據農業(yè)典范 2016 法國 農業(yè)創(chuàng)新 2025 優(yōu)先支持農業(yè)數據門戶創(chuàng)建與農業(yè)數字技術研究 2016 德國 數字化戰(zhàn)略 2025 到 2025 年德國將建成千兆光纖網絡 更多投資用于未來農村地區(qū)光纖建設投資基金 為農村 地區(qū)數字化市場活動提供支持 2017 歐洲農機協(xié)會 未來歐洲農業(yè)發(fā)展方向 未來歐洲農業(yè)發(fā)展方向是以現代信息技術與先進農機裝備應用為特征的農業(yè) 4 0 2018 德國 數字農業(yè) 通過大數據和云計算的應用 使農機裝備實現精細作業(yè) 這些智能農機裝備由 GNSS 控制 作 業(yè)誤差在幾厘米以內 2018 荷蘭國家數字戰(zhàn)略 數字化技術在開放式耕種 精準農業(yè) 溫室園藝 畜牧養(yǎng)殖 食品質量安全以及生產鏈各環(huán)節(jié) 的應用 2019 歐盟 人工智能白皮書 針對農產品等領域新建數字創(chuàng)新中樞及相關設施 2019 歐盟 agROBOfood 項目 計劃耗資 1 600 萬歐元為歐洲農業(yè)食品領域有效采用機器人技術建立歐洲生態(tài)系統(tǒng) 提高農民 對機器人技術在農業(yè)中的利益的認識 7 2019 歐洲農機協(xié)會 農業(yè)技術 2030 技術 加強利用歐盟相關研究項目的資金 以推動農業(yè)數字技術的采用 推動歐洲進入數字精準農業(yè) 前沿 加強自動化 機器人 數字連接和人工智能等領域等具有重要潛力技術領域的研究資助 2020 歐盟 共同農業(yè)政策 2021 2027 重點支持動物福利標簽 全歐盟范圍內的營養(yǎng)標簽和農村數字化 2020 荷蘭 2020食品和農場互聯網計劃 IOF2020 及智能農業(yè)樞紐計劃 Smart Agri Hubs 融合物聯網 大數據 人工智能 自動化 無人機和衛(wèi)星等技術 為市場提供 80 個新數字化 積極方案 覆蓋農業(yè)耕作 牲畜 蔬菜 水果和水產養(yǎng)殖 3 3 英國 英國是最早完成工業(yè)化的國家之一 得益于其 發(fā)達的工業(yè)化水平 英國在農業(yè)發(fā)展上充分體現了 其工業(yè)化 信息化的理念 為搶占農業(yè)信息科技前沿 2013年英國發(fā)布 農業(yè)技術戰(zhàn)略 提出一系列關 于大數據 機器人和人工智能在農業(yè)領域發(fā)展的管 理改革措施 并建立了農業(yè)信息技術與可持續(xù)發(fā)展 指標中心 農業(yè)精準工程創(chuàng)新中心等管理和研發(fā)機 構 成為較早一批對智慧農業(yè)建設進行戰(zhàn)略部署的 國家之一 2017年英國政府發(fā)布的 農業(yè)與糧食安 全戰(zhàn)略框架 提出支持農業(yè)中應用智慧技術和精準 方法 同年 產業(yè)戰(zhàn)略白皮書 明確了精準技術改 變糧食生產的政策取向 2018年出臺的 英國農村 發(fā)展計劃 提出通過提供補助金的方式鼓勵使用 機器人設備 LED波長控制照明燈輔助農業(yè)生產 一系列政策措施加快推動了英國智慧農業(yè)的普及與 應用 目前全英 1 5 以上的農場全面實現精準農業(yè)生 產 其余農場也都不同程度地應用了精準農業(yè)技術 超過 90 的奶牛養(yǎng)殖場應用了自動擠奶設備和擠奶 機器人 年人均可擠鮮奶 1 000 t 以上 門衛(wèi)專家系 統(tǒng)在英國 4 000 余家農場得到應用 8 根據 Markets and Markets 估算 2018 年英國精準農業(yè)市場規(guī)模約 為 50 9 億美元 預計 2023 年將達到 95 3 億美元 由 此 英國在發(fā)展智慧農業(yè)的支持方面 十分重視前 沿技術的應用推廣與國際交流合作 在政策取向上 已由支持精準農業(yè)向支持農業(yè)大數據 無人農場方 向轉變 農業(yè)機器人 農業(yè)物聯網 農業(yè)大數據等 技術在智慧農場中得到推廣應用 見表 3 表 3 英國智慧農業(yè)相關戰(zhàn)略與政策 年份 重大計劃 關注的領域和技術方向 2013 英國 農業(yè)技術戰(zhàn)略 利用大數據 big data 信息技術 informatics 農業(yè)機械化提升農業(yè)生產效率 2016 分布式賬本技術 超越區(qū)塊鏈 加速區(qū)塊鏈在農產品供應鏈的應用 2017 產業(yè)戰(zhàn)略白皮書 使用精準技術改變糧食生產 2017 農業(yè)與糧食安全戰(zhàn)略框架 支持農業(yè)中的智慧技術和精準方法 9 2018 英國農村發(fā)展計劃 通過使用機器人設備 LED 波長控制照明燈輔助農業(yè)生產 2018 健康與和諧 關于未來食品和農業(yè)的立法建議 著力以大數據 數字化 精準農業(yè)等科技創(chuàng)新手段助推提高農業(yè)競爭力與可持續(xù)發(fā)展能力 2018 綠色脫歐的未來食品 農業(yè)和環(huán)境 通過更智慧的監(jiān)管和執(zhí)法實現環(huán)境 動物健康與福利目標 與數字 文化 媒體和運動部 門密切合作 改善農村寬帶和 4G 2019 農村千兆位全光纖寬帶連接計劃 建立以小學為中心 連接農村地區(qū)的中心網絡模型 除學校外 其他的公共建筑 如健康 場所和社區(qū)會堂也是計劃服務對象 2020 新農業(yè)法案 提高 從農場到餐盤 的供應鏈透明性和公平性 投資新技術 鼓勵新研究 2020 后脫歐 糧食安全計劃 重點研發(fā)農業(yè)智能裝備傳感器以及土壤等資源環(huán)境傳感器 注 資料來源于作者整理所得 3 4 日本 為應對人口老齡化 農戶兼業(yè)化問題 日本早 于2013年6月公布了新信息技術 IT 戰(zhàn)略 創(chuàng) 建最尖端IT國家宣言 明確推進信息技術在農 業(yè)領域的應用 以提高農業(yè)產業(yè)競爭力 農業(yè)產業(yè) 化以及農業(yè)市場化水平 2014年實施的 戰(zhàn)略創(chuàng) 新 創(chuàng)造計劃 Cross Ministerial Strategic Innovation Promotion Program SIP 以及 2018 年 第 2 期戰(zhàn) 32 馮 獻等 中外智慧農業(yè)的歷史演進與政策動向比較分析 略性創(chuàng)新推進計劃 SIP 中均將智慧農業(yè)列入 農業(yè)科學技術基本計劃 提出實現農業(yè)作業(yè)精密自 動化管理的智慧農業(yè)研究開發(fā)戰(zhàn)略 2015 年 日本 發(fā)布 機器人新戰(zhàn)略 啟動了 基于智能機械 智能 IT 的下一代農林水產業(yè)創(chuàng)造技術 項目 10 2016年 日本經濟團體聯合會提出社會5 0 明確 社會5 0時代 的農業(yè)與食品產業(yè)主要方向 即 融合物聯網 IOT AI 無人機等尖端技術推進超 省力 高產出的智能農業(yè) 2018 年 日本提出構建 智慧食物供給鏈系統(tǒng) 力爭 2025 年前將數字農業(yè)技 術推廣到農民手中 2019年 日本進行了第11次 科技預見調查 得出了包含 利用空間技術對全球 環(huán)境和資源進行監(jiān)測 評估和預測 在內的 8 個跨 學科 強交叉的特定科技領域 在農林水產 食品 生物技術領域 明確了通過混合基因組獲得的大數 據和人工智能育種科技主題 同年 6 月出臺的 農 業(yè)新技術推廣計劃 中提出 積極推廣無人機 機 器人 環(huán)境監(jiān)測與控制 牲畜管理 生產經營管理 等農業(yè)新技術 根據Nomura Research Institute數據 2018 年日本農業(yè)無人機市場規(guī)模達 169 億日元 未 來日本將大力發(fā)展以農業(yè)機器人為核心的無人農場 2020 年 2 月 日本農林水產省最新 5 年規(guī)劃明確 大力發(fā)展智慧農業(yè) 擴大無人農機的應用范圍 加 強農業(yè)生產自動化系統(tǒng)的開發(fā)及運用 從近年日本 重大戰(zhàn)略與計劃看 日本智慧農業(yè)建設重點關注以 實現農業(yè)可持續(xù)增長的農業(yè)智能機器人 農業(yè)資源 環(huán)境智能監(jiān)測 無人化農業(yè)等新技術 新產業(yè) 新 裝備 見表 4 表 4 日本智慧農業(yè)相關戰(zhàn)略與行動 年份 重大計劃 關注的領域和技術方向 2013 創(chuàng)建最尖端 IT 國家宣言 推進信息技術在農業(yè)領域的應用 2014 戰(zhàn)略性創(chuàng)新 創(chuàng)造計劃 實現農業(yè)作業(yè)精密自動化管理的智慧農業(yè)研究開發(fā) 2015 機器人新戰(zhàn)略 基于 智能機械 現代信息 技術的下一代農林水產業(yè)創(chuàng)造技術 2016 社會 5 0 融合 IOT AI 無人機等尖端技術 推進超省力 高產出的智能農業(yè) 2018 綜合創(chuàng)新戰(zhàn)略 構建智慧食物供給鏈系統(tǒng) 包括自動傳感 農業(yè)機械自動化 AI 農產品供需對接系統(tǒng)等 將準天頂 衛(wèi)星技術應用于智慧農業(yè) 2019 農業(yè)領域普及小型無人機計劃 到 2022 年通過無人機噴灑農藥的面積從 2 萬 hm 2 擴大至約50倍的100萬hm 2 且一半以上水稻 小麥和大豆種植引入無人機 2019 農業(yè)新技術推廣計劃 積極推廣無人機 機器人 環(huán)境監(jiān)測與控制等農業(yè)新技術 重點研發(fā)熱生物傳感器 半導體生物傳 感器等生物傳感器 2019 日本第 11 次科技預見 至 2050 通過混合基因組獲得大數據和人工智能育種 使用信息技術 物聯網 人工智能 大數據 實時監(jiān) 控資源環(huán)境 利用空間技術對全球環(huán)境和資源進行監(jiān)測 評估和預測 2019 農業(yè)技術基本準則 利用機器人技術和信息與通信技術實現超級省力 高質量生產的新型農業(yè) 2020 食品 農業(yè) 農村發(fā)展五年計劃綱要 大力發(fā)展智慧農業(yè) 擴大無人農機 自動行走拖拉機等 的應用范圍 加強農業(yè)生產自動化系統(tǒng)的 開發(fā)及運用 2020 數字新政 農林水產省為智慧農業(yè)技術開發(fā)與示范項目提供共計 72 億日元的資金支持 3 5 中國 黨的十八大以來 習近平總書記就發(fā)展農業(yè)農 村信息化作出一系列重要指示 強調要瞄準農業(yè)現 代化主攻方向 提高農業(yè)生產智能化和經營網絡化 水平 11 12 2012年中央一號文件提出了全面推進 農業(yè)農村信息化和推動精準農業(yè)技術發(fā)展的建議 隨后 信息化 數字化 智能農業(yè) 農業(yè)物 聯網 智慧農業(yè) 等關鍵詞頻頻出現在每年的中 央一號文件中 尤其2017年 智慧農業(yè) 首次被 寫入 中央一號 文件 這意味著智慧農業(yè)建設將 進一步提速 2020年黨的十九屆五中全會 2021 年中央一號文件進一步明確了建設智慧農業(yè)作為 十四五 時期以及面向 2035 年提高農業(yè)質量效益 與競爭力重要內容的政策舉措 這表明未來一段時 間內 智慧農業(yè)將成為推動我國農業(yè)高質高效發(fā)展 的重點支持領域 此外 農業(yè)物聯網區(qū)域試驗工程 數字農業(yè)試點項目 互聯網 農產品出村進城工程 數字鄉(xiāng)村試點工程等大批工程的落地 均揭示著我 國智慧農業(yè)建設迎來政策機遇期 從近年來我國政策動向看 關于智慧農業(yè)的政 策演變始終與信息技術變遷相適應 即政策支持領 域由 強基礎 轉向 重應用 落地應用支持范 圍由 區(qū)域試驗 向 省 市 縣試點 企業(yè)試 點 試驗區(qū)建設 等方向轉變 技術支持范疇由 寬 帶支持 向 物聯網 大數據 區(qū)塊鏈 人工智能 第五代移動通信網絡 等前沿領域轉變 戰(zhàn)略與行 動的邏輯既符合世界發(fā)展趨勢 也符合國家經濟社 會發(fā)展重大需求 不僅體現了黨和政府對智慧農業(yè) 的認識程度不斷加深 也表現出國家對支持智慧農 業(yè)在政策上的連續(xù)性 見表 5 馮 獻等 中外智慧農業(yè)的歷史演進與政策動向比較分析 33 表 5 近年來中國智慧農業(yè)相關戰(zhàn)略與政策 時間 年 月 發(fā)布部門 政策名稱 相關內容 2021 09 農業(yè)農村部等 6 部門 十四五 全國農業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃 支持小農戶運用優(yōu)良品種 綠色技術 節(jié)能農機等發(fā)展智慧農業(yè) 2021 04 全國人大 中華人民共和國鄉(xiāng)村振興促進法 推進智慧農業(yè)等領域創(chuàng)新 建設現代農業(yè)產業(yè)技術體系 2021 03 國務院 中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第 十四個五年規(guī)劃和 2035 年遠景目標綱要 加快發(fā)展智慧農業(yè) 推進農業(yè)生產經營和管理服務數字化改造 2021 01 國務院 中共中央 國務院關于全面推進鄉(xiāng)村振興加 快農業(yè)農村現代化的意見 發(fā)展智慧農業(yè) 建立農業(yè)農村大數據體系 推動新一代信息技術與 農業(yè)生產經營深度融合 8 2020 07 國家網信辦等 7 部門 關于開展國家數字鄉(xiāng)村試點工作的通知 探索鄉(xiāng)村數字經濟新業(yè)態(tài) 積極打造科技農業(yè) 精準農業(yè) 智慧農業(yè) 2020 07 中央農辦等 7 部門 關于擴大農業(yè)農村有效投資加快補上 三 農 領域突出短板的意見 將智慧農業(yè)和數字鄉(xiāng)村建設工程列為 11 個重大工程之一 2020 07 農業(yè)農村部 全國鄉(xiāng)村產業(yè)發(fā)展規(guī)劃 2020 2025 年 發(fā)展數字農業(yè) 智慧農業(yè)等 2020 02 農業(yè)農村部 國家網 信辦 數字農業(yè)農村發(fā)展規(guī)劃 2019 2025 年 建立健全 5G 引領的智慧農業(yè)技術體系 2019 05 國務院 數字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要 推進智慧水利 智慧農業(yè) 智慧物流建設 2019 02 國務院 關于堅持農業(yè)農村優(yōu)先發(fā)展做好 三農 工作的若干意見 推動智慧農業(yè)自主創(chuàng)新 2019 02 國務院 關于促進小農戶和現代農業(yè)發(fā)展有機銜接 的意見 支持小農戶運用優(yōu)良品種 先進技術 物質裝備等發(fā)展智慧農業(yè) 2019 01 農業(yè)農村部等 7 部門 國家質量興農戰(zhàn)略規(guī)劃 2018 2022 年 發(fā)展數字田園 智慧養(yǎng)殖 智慧農機 著力促進數字技術與現代農 業(yè)的深度結合 2018 12 國務院 國務院關于加快推進農業(yè)機械化和農機裝 備產業(yè)轉型升級的指導意見 推動智慧農業(yè)示范應用 促進物聯網 大數據 移動互聯網 智能控制 衛(wèi)星定位等信息技術在農機裝備和農機作業(yè)上的應用 2018 09 農業(yè)農村部 鄉(xiāng)村振興科技支撐行動實施方案 著力在智慧農業(yè) 農業(yè)物聯網等領域突破一批重大基礎理論問題 2018 02 國務院 關于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見 大力發(fā)展數字農業(yè) 實施智慧農業(yè)工程 推進物聯網試驗示范和遙 感技術應用 2017 07 國務院 新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃 將農業(yè)列為六大產業(yè) 制造 農業(yè) 物流 金融 商務 家居 智 能化改造的領域之一 2016 12 國務院 關于深入推進農業(yè)供給側結構性改革加快 培育農業(yè)農村發(fā)展新動能的若干意見 實施智慧農業(yè)工程 推進農業(yè)物聯網試驗示范和農業(yè)裝備智能化 4 國內外智慧農業(yè)政策比較分析 4 1 主要發(fā)達國家政策著力點 4 1 1 重視農村網絡基礎設施建設 主要發(fā)達國家針對農村互聯網基礎設施建設進 行了相應的專項基金支持 如美國聯邦通信委員會 在2009年啟動政府投資總額達72億美元的國家寬 帶計劃中 有 25 億美元用于資助偏遠貧困地區(qū)和其 他網絡服務落后社區(qū)的寬帶建設 2012 年推出連接 美國基金 CAF 明確將每年支取普遍服務基金中 的傳統(tǒng)電話補貼 轉給專注于寬帶建設的連接美國 基金 用于寬帶補貼 以降低在農村等地區(qū)建設網 絡的高昂成本 13 2019年英國政府斥資2億英鎊 推出農村千兆位全光纖寬帶連接計劃 德國提出建 設農村地區(qū)的數字入口 推出 網絡擴建特別資助 融資項目以彌補農村地區(qū)網絡建設資金缺口 14 以上諸多關于農村網絡基礎設施的政策支持 無不 表明發(fā)達國家政府在推動農村信息化基礎設施建設 的決心 4 1 2 加大人工智能 大數據 移動互聯網等前沿 技術在農業(yè)領域的研發(fā)應用創(chuàng)新投入 美國 英國 澳大利亞 日本等發(fā)達國家相繼 把精準農業(yè)與智能技術 數字技術 大數據分析 5G 技術等納入國家農業(yè)糧食與安全強盛的重要戰(zhàn)略 之中 通過自主創(chuàng)新 聯合攻關超前部署智慧農業(yè) 前沿技術 重點支持農業(yè)機器人 農業(yè)傳感器 農 業(yè)大數據等前沿關鍵技術的研發(fā)應用 如美國 農 業(yè)部科學藍圖2020 2025年科學發(fā)展路線圖 提 出要重點研發(fā)作物病蟲害監(jiān)測 早期發(fā)現和快速反 應類傳感器 農業(yè)與糧食研究計劃 資助了一項 關于殺蟲劑檢測的精密傳感器的研究 經費資助共 計57 3萬美元 英國投資9 000萬英鎊于農業(yè)創(chuàng)新 中心 引進開發(fā)包括農業(yè)大數據 精準農業(yè)等技術 在內的新技術和工藝 日本農林水產省為智慧農業(yè) 技術開發(fā)與示范項目提供共計72億日元的資金支 持 15 為推動數字農業(yè)項目落地 日本政府用于 農業(yè)數字化工程建設的費用約占支農支出比重高 達 40 歐盟針對不同規(guī)模農場精準農業(yè)技術給予 不同方式支持 其中小于50 hm 2 的農場給予政府 補貼 代金券 智能移動終端應用補貼 對于50 hm 2 100 hm 2 的農場可申請1 400歐元 年的智慧 農業(yè)技術補貼 4 1 3 將智慧農業(yè)作為推動農業(yè)綠色發(fā)展的重要技 術手段與產業(yè)形態(tài) 可持續(xù)發(fā)展是世界各國 21 世紀科技發(fā)展的重大 戰(zhàn)略問題 根據聯合國經社部預測 到 2050 年 全 球人口預計將從 2018 年的 76 億人增長到超過 96 億 人 全球氣候變化 生態(tài)環(huán)境和資源條件惡化將為 農業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來更大壓力 針對日益嚴峻的農 34 馮 獻等 中外智慧農業(yè)的歷史演進與政策動向比較分析 業(yè)資源環(huán)境問題 世界各國將綠色與發(fā)展相協(xié)調作 為農業(yè)綠色發(fā)展的總體目標 通過依靠現代技術重 構農作物與動物生產和糧食生產及消費系統(tǒng) 實現 農業(yè)可持續(xù)發(fā)展 在此過程中 智慧農業(yè)成為主要 發(fā)達國家推動綠色發(fā)展的重要選擇 如德國將數字 化技術與小型智能裝備應用作為有機農業(yè)發(fā)展的主 推技術 日本 生物經濟戰(zhàn)略 2019 提出通過發(fā)展 可持續(xù)產業(yè)和循環(huán)經濟實現 超智能社會 歐盟 地 平線 2020 資助的安塔爾項目將農業(yè)智能傳感器與 大數據技術作為維持精準農業(yè)與可持續(xù)農業(yè)發(fā)展之 間的平衡 利用先進農業(yè)傳感器技術監(jiān)測植物健康 增強抵御氣候變化和價格波動等風險 4 2 我國政策著力點 4 2 1 重視科技研發(fā)資金投入 支持了一批與智慧 農業(yè)相關的重點項目 早在20世紀90年代初 科技部就將農業(yè)專家 系統(tǒng)等農業(yè)信息技術列為國家高技術研究與發(fā)展計 劃 863 計劃 的重點課題 1996 2003 年期間 科技部累計投入資金近億元 各級地方政府和農業(yè) 企業(yè)投入資金近 8 億元在全國 20 余個省份開展以農 業(yè)專家系統(tǒng)為核心的智能化農業(yè)信息技術應用示范 工程 農民俗稱 電腦農業(yè) 建設 共開發(fā)了5 個 863 品牌農業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)平臺 建立了包括 大田作物管理 設施園藝栽培 畜禽養(yǎng)殖 水產養(yǎng) 殖等方面的 200 多個本地化 農民可直接使用的農 業(yè)專家系統(tǒng) 16 十一 時期以來 國家 863計劃 相繼設立了 數字農業(yè)技術專題 精準農業(yè)技術 與裝備 重大項目 農村與農業(yè)信息化科技發(fā)展 重點專項 農業(yè)精準作業(yè)技術與裝備 主題項目 現 代農機智能裝備與技術研究 重點項目 智能化 農機技術與裝備 重大項目等一批智慧農業(yè)項目 部署了農業(yè)物聯網 數字農業(yè) 精準農業(yè) 農機智 能裝備等系列現代農業(yè)信息化關鍵技術集成與示范 工程 促進了我國智慧農業(yè)技術的研發(fā)應用與推廣 17 其中由農業(yè)裝備產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟牽頭 實施的 智能化農機技術與裝備 重大項目投入共 計 2 758 億元 其中國撥經費 1 138 億元 此外 國 家重點研發(fā)計劃 國家科技支撐計劃也在農村農業(yè) 信息資源整合關鍵技術集成與應用 智能農機裝備 工廠化農業(yè)關鍵技術等領域提供了專項支持 4 2 2 部署一系列工程項目開展應用示范 加大智 慧農業(yè)技術推廣應用力度 我國在推進智慧農業(yè)建設方面十分重視重大工 程牽引 全國層面看 我國先后實施了北斗系統(tǒng)精 準農業(yè)重大應用示范 農業(yè)物聯網區(qū)域試驗 信息 進村入戶試點 農業(yè)農村大數據應用試點 電子商 務進農村示范 農業(yè)電子商務試點 互聯網 農產品出村進城工程試點等工程 旨在通過試點示 范實現 以點帶面 推動區(qū)域智慧農業(yè)發(fā)展 18 其中 農業(yè)農村部自 2017 起實施的數字農業(yè)試點項 目 截至2019年年底累計中央投資11 5億元 重 點建設了數字農業(yè)創(chuàng)新中心 單品種全產業(yè)鏈大數 據和數字農業(yè)試點縣等 3 類項目共計 92 個項目 19 通過這些工程項目的示范帶動 現代信息技術在我 國種養(yǎng)業(yè)得到了初步應用 尤其在農情監(jiān)測 農機 精準作業(yè)與監(jiān)管 動植物疫病遠程診斷 無人機植保 精準飼喂等方面取得了積極成效 從地區(qū)層面看 涌現了北京智慧農園 長沙智慧農業(yè)示范區(qū) 濟南 智慧農業(yè)試驗區(qū) 廣東省 5G 智慧農業(yè)試驗區(qū) 福建省現代農業(yè)智慧園建設項目等區(qū)域智慧農業(yè)建 設工程 為其他地方推動智慧農業(yè)落地提供借鑒 4 2 3 開展智慧農業(yè)相關技術產品補貼 提高受眾 群體參與積極性 農業(yè)新技術由于高成本 高風險 作用效果不 明等特點很難得到廣泛推廣 需要國家出臺相應的 補貼政策 智慧農業(yè)作為新技術 新模式 具有投 入成本大 投資回報周期長 使用的技術門檻高等 特點 需要政府進行一定程度的調控以促進這類技 術的推廣應用 其中技術補貼就是一個有效的調控 工具 針對成本收益問題帶來的智慧農業(yè)技術推廣 應用難問題 我國正逐步探索智慧農業(yè)相關技術產 品補貼機制 如 2017 年我國開始試點推行的植保無 人機購置補貼中 從事植保作業(yè)的農業(yè)生產經營組 織可獲得每架植保無人機購置補貼金額1萬元 3 萬元 在國家購機補貼與地方補貼基礎上