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【原创报告】国外智慧农业的发展及其对中国的启示(节选)

 G_H_ 2020-01-16

作者:

陈香玉

单位:

北京市农林科学院农业信息与经济研究所


我国是农业大国,但农业生产技术及生产效率、经营管理水平、农产品的加工质量、市场信息的共享程度、农业气象的预测水平都还有待提高,其中一个主要原因就是我国智慧农业跟西方国家相比较还存在差距,导致我国农业国际竞争力不足。智慧农业是农业信息化和农业现代化高度发展的产物,对解决“三农”问题有着重要意义。基于这一背景,本文通过介绍国内外智慧农业发展情况、分析我国智慧农业发展存在的问题,总结出国外智慧农业发展对中国的启示,以期为我国智慧农业的发展提供参考。

国外智慧农业发展特点与优势

    美 国   

一、发展特点

1、推进智慧农业数据标准化

从长期来看,智慧农业需要的是可以相互识别的可操作标准,这样不同设备才能在一起工作,否则不同设备传回的信息格式不能兼容。目前,Ag Gateway和OADA正在研究农业数据标准化的问题。美国农业与生化工程师协会(ASABE)也在支持建立智慧农业数据标准的工作。

2、大农场引领智慧农业信息技术应用

大农场成为美国智慧农业信息技术的引领者,在智慧农业信息技术推广中起着示范作用。研究显示,美国大农场对智慧农业信息技术的采用率高达80%。而对于小农场而言,由于设备的安装和维护成本高,它们使用智慧农业信息技术设备的数量相对较少,不过在大农场的示范作用带动下,这一现状在逐渐改变。

3、信息化基础设施奠定智慧农业发展基础

从美国智慧农业的发展现状来看,其信息化基础设施完备,为美国智慧农业的发展创造了优越的条件。美国政府每年用于农业信息网络建设方面的投资约为15亿美元,已建成世界最大的农业计算机网络系统AGNET,可以为美国智慧农业的发展提供强大的信息资源。同时,美国建立了农业技术信息数据库,如BISIS、AGRICOLA和AGRIS等。

二、发展优势

1、农业信息技术高度发达

在世界电子信息产业方面,美国是第一大国,农业信息化的发展与整个社会的信息化同步,并以信息技术和市场的高度发达为背景。市场需求促进了农业信息化的进程,雄厚的经济实力帮助美国农业信息化的全面推进,包括农业信息技术的应用、网络建设和开发利用等方面,让农民和农产品经销商要求轻易得到了满足。虽然美国的农民仅占全国总人口的1.8%,但农业信息化的强度却高于工业81.6%。

2、农业信息技术获得深度使用

精准农业发源于美国,并对美国农业整体的告诉发展起到了很好的推动作用。如今,美国已经全面进入了精准农业的时代。美国的大规模农场占到的总面积约有四成,精准农业的应用最多的是大农场,目前的农场有 6-7 成已经使用这种技术。

3、食品安全信息化

在美国,各食品相关部门建立了覆盖率很高的食物安全监测网络,以此收集完整的食物安全信息,进行相关信息的整理分析。美国于2003年开始建立家畜追溯体系,对家畜的出生、养殖、屠宰、加工等各个环节进行跟踪记录。2004年启动了国家动物标示(NAIS)系统,通过对养殖场和动物个体或群体转移进行标示,确定其出生地和移动信息。

日 本     

一、发展特点

1、政府十分重视农业信息化体系建设

首先,日本政府重视农村信息化的市场规则及发展政策的制定,根据农业生产生活的市场运营规则,制定了一系列制度性规则和运行性规则,约束市场各方的行为规范,并根据实际需要制定发展政策,促进市场的有序运行。其次,重视农业网络基础设施的建设。目前,日本农林水产省正在制定一项名为“21世纪农林水产领域信息化战略”的计划,计划的基本思路是大力充实农村的信息通信基础设施。

2、建立了完善的农业市场信息服务系统

日本的农业市场信息服务主要由两个系统组成,一个是由“农产品中央批发市场联合会”主办的市场销售信息服务系统。日本现已实现了国内82个农产品中央批发市场和564个地区批发市场的销售数量及海关每天各种农产品的进出口通关量的实时联网发布。另一个是由“日本农协”自主统计发布的全国1800个“综合农业组合”组成的各种农产品的生产数量和价格行情预测系统。日本十分重视民间在提供市场信息方面的作用。日本各地的农产品批发市场均为经营性的特殊法人。政府为批发市场的运行制定了一套严密的法律。根据这些法律批发市场有义务及时地将每天的各种农产品的销售及进货数量、价格上网公布。因此,日本的农产品信息发布做得准确、及时和全面,对整个农业起到了良好的指导作用。

3、完成了农业科技生产信息支持体系

日本的农户自身基本不具备科技开发能力,生产所需的各种科学技术大多来自于国立和民间的各种农业科研机构。为此,日本十分重视信息技术作为载体在农业科技推广中的作用。日本现在已将29个国立农业科研机构、381个地方农业研究机构及570个地方农业改良普及中心全部联网,271种主要农作物的栽培要点按品种、地区特点均可在网上得到详细的查询。其中,570个地方农业改良普及中心与农协或农户之间可以进行双向的网上咨询。而且,日本正在逐步完善农用物资及农产品销售的网上交易系统。日本对于电子交易在农业领域的应用十分重视。

4、计算机网络系统的应用发展迅速

日本早在1994年底就已开发农业网络400多个,计算机在农业生产部门的普及率已达到93%。20世纪90年代初建立了农业技术信息服务全国联机网络,可收集、处理、贮存和传递来自全国各地的农业技术信息。近两年开发的农业技术情报网络系统,借助公众电话网、专用通讯网、无线寻呼网,把大容量处理计算机和大型数据库系统、气象情报系统、高效农业生产管理系统等联结起来。政府公务员、研究和推广公务员、农协和农户,可随时查询、利用入网的各种数据。与此同时,日本政府十分重视农村计算机的普及与应用。

二、发展优势

1、政府大力推动农业物联网发展
日本总务省于2004 年提出 U-Japan 计划,力求实现人与人、物与物、人与物之间的相连,在未来形成一个人或物均可互联、无处不在的网络社会,其中就包括农业物联网技术。目前,日本政府不断加强对智慧农业的扶持补助,通过一系列补助措施,到2020年日本农业信息技术化规模将达到580亿至600亿日元,计划在十年内以农业物联网为信息主体源普及农用机器人,预计2020年市场规模将达到50亿日元。
2、制造商推广农业物联网技术知识
日本农户在最初引进农业物联网时,由于成本过高、技术较难掌控等原因,物联网设备长时间处于停用状态。后来在制造商与当地农协工作人员的帮助下,逐渐接受并理解了物联网技术,比如在家里看看农作物的照片,并对比一下各类数据便可管理偌大的土地,并可较以前减少一半的工作量,从而提高了发展智慧农业的积极性。
3、产、官、学协同研发农业物联网技术
近年来,日本农业物联网技术主要由NEC、富士通、日立等大型公司的IT部门牵头研发,并与三井物产等农用品开发商合作。日本非常注重引进和发展符合日本国情的精确农业。目前,日本产、官、学合作进行的农业物联网技术研究主要集中在两个方面:一是精确农业的基础研究,提供农业生产应用的作物生长模型数据库,可用于智慧农业的生产指导信息平台。二是精确农业机械的研究,提供智慧农业的智能化操作终端。

    澳大利亚   

一、发展特点

1、重视信息化顶层规划设计
澳大利亚在推进智慧农业建设的过程中,高度重视战略和规划的引导作用,先后制定和实施了一系列信息化国家战略。早在2004年,澳大利亚联邦政府就发布了《信息时代的机遇和挑战:2004—2006年澳大利亚走向信息经济的战略框架》,确立了四个优先发展的信息经济领域并组织实施。2010年,澳大利亚通过了国家宽带网络战略。2013年发布了澳大利亚首个国家云计算战略,并确立为经济核心位置的议程。同年,澳大利亚政府信息管理办公室发布了公共服务大数据战略,旨在推动公共行业利用大数据分析进行服务改革,制定更好的公共政策,保护公民隐私,其实施使澳大利亚公共行业的大数据分析服务跻身全球领先水平。这些信息化战略的制定和实施,有效引领了澳大利亚智慧农业的建设进程。
2、加快农村地区信息化基础设施建设
澳大利亚重视统筹城乡信息化基础设施建设,特别注重加快农村地区信息化基础设施的延伸与覆盖。目前,澳大利亚正在实施国家宽带网工程规划,政府斥资360亿澳元建设国家宽带网络,彻底改善偏远地区的上网条件,将光纤通向千家万户;全国宽带网络将覆盖全澳93%的用户,极大地推动了农村地区信息化基础设施的改善,迅速促进了农业信息化的发展。此外,各大电信运营商也不断加大农村地区3G、4G 无线网络基础设施建设,促进移动互联在农业农村的迅速发展。
3、建立完善的农业信息服务体系
澳大利亚在推进智慧农业发展过程中,建立了政府公益信息服务、社会组织半公益信息服务和私人机构经营性信息服务相结合的农业信息服务体系。各级政府部门通过定期不定期发布农业生产经营、气候气象、农业资源与环境、市场运行与贸易动态等各类信息,引导农业生产健康发展和促进农产品市场稳定运行。合作社、协会等各类社会经济组织承担了大量的公益半公益性信息服务任务。如澳大利亚奶农联合会、奶制品商联合会等合作经济组织控制了全国75%的牛奶产量,为奶农和奶制品企业提供了市场价格、产量预测、贸易动态、技术指导、品种推广、病害防治等信息服务。有关私人机构和企业则提供更加有针对性和专业化的经营性信息服务和咨询服务。政府部门、社会组织、私营部门三个方面的信息服务各有侧重,彼此补充,构成了良性运转的农业信息社会化服务体系,很好地支撑了农场主的生产经营活动。
4、加快农业信息资源共建共享
澳大利亚政府在建设农业信息资源库的过程中,注意联合相关组织、团体,实现农业信息资源的共建共享。澳大利亚农业部、统计局、气象局、科学与产业研究组织等部门的各类信息资源库,在设计建设中,注意做到数据内容、指标、标准等的统一性、兼容性、一致性,在开发利用中实现高度开放和相互共享。澳政府注意发挥大学和科研院所的作用,利用高校和研究机构拥有的先进技术、设备和一流人才,共同开展信息资源建设与开发利用工作。在澳洲政府的主导下,各涉农组织加强农业信息资源的挖掘、整理、加工,提高了农业信息资源的丰富性与实用性。各类组织构在农业信息资源的收集、加工、存储各环节,都有明确的分工与协作,真正实现了农业信息资源库的联合共建、统一标准、开放兼容、信息共享,既避免了重复建设和资源浪费,又提高了数据资源的开发应用水平,使大数据更好地为农业发展服务。
5、重视先进新兴信息技术的推广应用
澳大利亚联邦政府采取积极措施,推动“智能农场”“数字农庄”“传感塔斯马尼亚”等一系列项目的建设,大规模开展先进新兴信息技术在农业农村的试点、试验和推广应用。政府成为推动先进技术在农业中普及应用的主导力量。这些举措从根本上推动了农业物联网、云计算、大数据等技术在澳大利亚的发展。
6、加强农业信息技术知识的培训与普及
澳大利亚政府十分重视现代技术和知识在智慧农业中的培训推广和普及,造就了一支有文化、懂技术、会经营、高素质的职业化农业从业队伍。从信息化技术的推广与普及看,首先,澳大利亚把信息技术知识纳入了学生普通教育课程,把计算机能力和水平成为考核学生的基本内容之一,以此提高计算机知识的普及和使用率。其次,政府主导开展了各种类型的职业教育和培训,把信息技术作为重要的基础内容之一。再次,澳大利亚政府通过科研项目在农业中的试点示范推广,普及信息技术等新兴技术知识。

二、发展优势

1、澳大利亚农业信息化水平较高
农业信息化普及程度较高。2013年,手机网络在农场的地区覆盖率为85%,人口覆盖率为99%,大型农场的互联网普及率达到90%以上,小型农场互联网普及率达到70%。目前,电脑和互联网已成为大部分澳大利亚农业从业者的基本工具。农业信息系统得到普遍应用,澳大利亚农产品在线交易系统(Auctions Plus),可为农民提供实时拍卖价格信息,在线进行牲畜交易,全国已有80%的农民使用该系统。澳大利亚政府、社会化服务组织、各类公司等注重通过信息网络为农场和农村居民提供信息服务。智能化作业装备应用普遍,据统计,全国在生产环节实现了精准作业的农场比例高达90%以上,而在农业生产全过程实现了精准作业的农场比例达到30%以上。
2、大数据与农业信息分析利用成效明显
澳大利亚各类机构组织分工协作,采集的农业数据和信息涵盖了从农业资源环境、生产经营活动到市场运行各个方面的要素和指标,内容十分完整、全面。建立了比较完善的信息采集体系,主要的信息采集机构与组织包括澳大利亚农业部及其所属的农业与资源经济服务局、联邦统计局、联邦科学与产业研究组织、联邦气象局、各州第一产业部(农业局)等政府机构,以及澳大利亚肉类和牲畜有限公司、蔬菜协会等行业协会和公司,数据信息发布及时灵活。重视人才队伍建设,组建了一支“产、学、研”相结合、高素质的队伍,数据分析水平高。

国外智慧农业发展对中国的启示

一、政府的引导和推动是关键

从美国、日本、澳大利亚智慧农业建设实践表明,政府在智慧农业发展战略规划、技术研发以及信息资源库建设等方面发挥了关键的引导和推动作用,以此加快智慧农业建设与应用,推动农业现代化进程。因此,从政府层面强化智慧农业发展顶层设计,促进智慧农业相关技术研发与示范应用至关重要。此外,政府在推动城镇化建设的同时,大力引导农业产业化也是推进智慧农业应用的重要动力。

二、新型农业经营主体是主力

从美国智慧农业的发展特点来看,农业产业化、规模化将为智慧农业发展注入强大动力。农业产业化将变革农业组织管理结构,相比传统分散经营的农户,专业大户、家庭农场、农民合作社和龙头企业等新型农业经营主体更加关心并追求农业生产经营的质量和效益,对信息技术应用的愿望更加强烈,必将发挥其在技术、人才、资金等方面的优势,成为推动智慧农业相关技术应用的主力军。

三、信息化基础设施建设是基石

农业信息化基础设施是指农业信息的收集、传输、反馈、检测、控制、存储的载体,数据库,管理软件和执行机构等。完备的农业信息化基础设施是智慧农业发展的前提条件。因此,大力促进农村宽带网络建设,开发完善农业信息化专家系统和管理软件,配置高性能控制系统、通信传输、电力供给等信息化设施等,为智慧农业广泛应用奠定基础。

四、科技创新服务体系建设是保障

从美国、日本、澳大利亚智慧农业建设的先进经验来看,建设智慧农业科技创新服务体系,可以促进农业信息技术的研发、推广和应用。因此,加大智慧农业科技创新服务体系建设,从培养、引进、聘用三个环节加强智慧农业人才队伍建设,如引进海外人才,培养智慧农业研究领域的学科带头人及人才团队,制定高层次创新人才培养计划等。同时,加强农业科技创新与研发平台建设,加快推进智慧农业建设研究重点实验室等知识创新平台建设。重点实施科技综合信息服务工程、专家大院工程、科技特派员创业工程、信息进村入户工程等,强力推进智慧农业技术服务推广体系建设。

五、农业信息能力培养是重要手段

对相关人员进行农业信息能力方面的培训,不仅有利于涉农人员事先评估农业信息技术,提高其应用先进信息技术的积极性,而且使其在具体应用农业信息技术时能够得心应手,推动农业信息技术传播利用。我国农民数量众多,农村教育水平相对较低,农民整体文化水平不高,通过新型职业农民培训、网络学校、远程教育等多种方式,开展多层次、全方位的农民信息化知识和技能培训,提高涉农人员的信息技术应用水平,是促进智慧农业发展的重要手段。

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