智慧農業的國際經驗與中國鏡鑒*

郝 宇

（北京理工大學管理與經濟學院，北京 100081）

一、引言

“洪范八政，食為政首”。對于中國而言，如何利用有限的耕地資源滿足十幾億人口生存和發展的糧食需要，始終是統籌安全和發展的關鍵問題。習近平總書記高度重視糧食安全，強調“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上”。然而，近年來，我國糧食安全的內外部環境均發生了深刻復雜變化。從內部看，當前我國農業生產要素約束愈發緊張，農產品供需結構性、時空性不平衡加劇，難以突破“低質低效陷阱”。農村勞動力的老齡化更使得未來農業發展受到威脅。中央財經大學人力資本與勞動經濟研究中心（CHLR）發布的《中國人力資本報告2022》顯示，我國農村勞動力人口的平均年齡已經從1985年的31.99歲增長至2020年的39.43歲，有10個省份農村勞動力平均年齡超過40歲。在未來，“誰來種地”“如何種地”“怎樣種好地”的問題將越來越突出。從外部看，全球人口激增、人均收入提高、飲食結構改變及生物能源發展，極大改變了國際糧食市場的需求總量和需求結構。同時，國際四大糧商為了牟取超額利潤囤積居奇，給世界糧食市場帶來壟斷風險，嚴重擠壓國內糧食企業的生存空間。[1]發達國家的實踐表明，數字農業、精準農業等基于技術應用以提高農業高效運營的經營模式是解決糧食供需失衡、保障國家糧食安全的重要途徑。[2-3]大力發展智慧農業既能助力農業發展擺脫自然和人力資源的約束，提高農產品生產能力和效率，也能塑造打造新的農業增長點，增強農業作為第一產業的新經濟發展動力。[4-5]

近年來，為推動我國智慧農業平穩健康發展，黨和政府先后出臺了一系列政策舉措和戰略部署。從2017年的中央一號文件提出“推進農業物聯網和農業裝備智能化”，到2022年《“十四五”推進農業農村現代化規劃》明確要將新一代信息技術與農業生產經營進行深度融合、《數字鄉村發展戰略綱要》提出“建設智慧農（牧）場，推廣精準化農（牧）業作業……建設智慧綠色鄉村”和《數字鄉村發展行動計劃（2022-2025年）》提出建設天空地一體化農業觀測網絡、農業生產數字化改造、智慧農業技術創新，系列政策法規相繼出臺，政策關注點也從配套設施的完善擴展至信息技術在整個產業的應用和融合。

黨的二十大報告提出“加快建設農業強國、大力推進農業現代化”，發展智慧農業必將引起來自政府和社會層面更多的關注與重視。將國家連續出臺的系列法律政策文件與我國智慧農業發展的現狀相結合，歸納出下一階段推進智慧農業發展的主要目標任務?？梢钥闯?，當前我國智慧農業的工作部署已由以往按生產、經營、管理、服務四個環節進行工作部署變為全面推動現代信息技術與農業農村各領域各環節深度融合。其次，與“完善基礎”或“擴大覆蓋率”相關的目標大幅減少，而與“提升創新能力”和“進一步深入”的目標明顯增多，是我國智慧農業發展由“量變”向“質變”轉型的重要信號。最后，“十四五”規劃提出建設示范基地、創新中心的目標，旨在“以點帶面”促進智慧農業發展，將“自上而下”的頂層設計與“自下而上”的基層探索相結合。這些具體目標為下一階段智慧農業的發展指明了方向。

國內現有智慧農業相關的文獻主要從三個方面展開研究：一是總結智慧農業的發展現狀和方向，這部分的文獻梳理了當前我國智慧農業已取得的成績、存在的現實問題以及可能的未來發展方向，也是最為廣泛討論的話題；[6-8]二是從不同視角探討國內智慧農業發展的路徑和具體措施。此方面的文獻既有從特定技術角度進行的分析，[9-10]也有從管理戰略或政策制定方面進行的研究。[11-13]三是總結世界上農業強國發展智慧農業的路徑與方式，進而提出對中國有益的具體舉措。[14-17]這些研究積累了大量有意義的見解，但未能將國際先進經驗與我國農業發展面臨的實際納入統一研究框架進行審視。

為了避免照搬他國做法所帶來的“水土不服”和“畫虎不成反類犬”問題，必須緊密結合自身實際對他國經驗進行“磨合”和“再加工”，將外來經驗具體化、本地化，從而形成最適合自己的實踐路徑。鑒于此，本文在統一界定智慧農業核心內涵，梳理智慧農業發展的歷史階段與現狀的基礎上，分析智慧農業在我國成為主流農業方式需要解決的現實困難與目標任務，并立足美國、日本、德國智慧農業發展的成功經驗，提煉成功推進智慧農業發展的底層邏輯，最后結合我國實際情況，提出我國加速智慧農業發展的切入途徑。

二、從會種地到“慧”種地：智慧農業的核心內涵與發展歷程

隨著后城鎮化時代的逐步到來，農業這一傳統安身立命之業已由保障性謀生渠道向發展性職業經營轉變。這一轉變不僅意味著傳統小農經濟的農業經營模式的不斷消解，更標志著人類現代科技革命成果進一步與農業生產資料深度融合。智慧農業是第三次科技革命成果在農業領域應用的產物，加快建設智慧農業，首先要明確其內在的革命性并對其核心內涵進行合理的界定，回答好智慧農業“是什么”的首要問題。

（一）核心內涵：智慧農業的概念界定

早在1983年，普渡大學農業與生物工程系教授Krutz就指出，未來的農業機械化將朝著能夠完成多種任務的智能機器發展。[18]如今，這一預言已逐漸成為現實，世界范圍內的多個國家相繼推出智慧農業的發展方案。例如，美國正走向大田生產全程的數字化農業；歐盟提出未來發展以現代信息技術裝備為核心的“農業4.0”（Farming 4.0），日本提出大力發展以農業機器人為核心的無人農場等，智慧農業已經成為現代世界農業發展的大趨勢。[19]

盡管，現有文獻普遍認可智慧農業主要表現為依靠遙感技術、地理信息系統、全球定位系統（GPS）、物聯網、大數據分析、云計算、人工智能、人機交互等最新的信息技術組件和系統來實現農業經濟活動的自動控制與科學決策，[20-24]但由于不同學者關注的側重點不同，對智慧農業的核心內涵仍未形成統一的意見。一些文獻將其稱作“Smart agriculture”，[25-26]有些稱其為“Wisdom agriculture”或“Intelligent agriculture”。[27-30]其中，“Smart agriculture”主要強調智慧農業為適應氣候挑戰而采取的保障糧食安全的技術手段，全稱為“Climate-smart agriculture”。[31]相較于“Smart agriculture”和“Wisdom agriculture”“Intelligent agriculture”主要突出智能傳感器、人工智能等相關智能信息系統和技術在農業中的應用。就我國而言，2014年，我國正式引入了“智慧農業”這一新概念，指出智慧農業是智慧農業專家系統的簡稱，一般是指利用物聯網技術、“5S”技術、云計算技術和大數據等信息化技術實現“三農”產業的數字化、智慧化、低碳化、生態化、集約化，實現農業高效、聰明、智慧、精細和可持續生態發展，是將科學技術融合在農業發展領域中的具體實踐和應用。從這一定義來看，Intelligent agriculture更加符合我國對智慧農業這種新型農業發展模式的描述。在城鄉一體化發展階段，智慧農業是現代城市經濟和智慧城市建設的重要板塊。[32]

綜上所述，筆者認為智慧農業是在現代信息技術革命中探索出來的農業發展的現代化新模式，是對傳統農業進行信息化、智慧化改造后的高級階段，是農業的智慧化形態。從主要特征看，智慧農業是集集約化生產、智能化遠程控制、精細化調節、科學化管理、數據化分析和扁平化經營于一體的現代農業發展模式。[33]

（二）狀態研判：智慧農業的發展階段

目前，國內一些農業領域的權威專家已經在農業發展階段的劃分上達成了共識，即認為農業發展涵蓋了四個階段，分別是以人力和畜力為代表的傳統農業階段、以機械化為主的小型規?；r業階段、以信息技術和自動化裝備為主的自動化農業階段和以大數據、物聯網、人工智能為主的智慧農業階段。[34]作為占據農業領先地位、創造農產品競爭優勢、實現農業趕超策略的重要途徑，近年來，我國充分意識到了智慧農業發展的必要性，并逐步推動新一代信息技術與農業生產經營深度融合，[4]這一過程是隨著時空條件的不同呈現出一定的階段性。按照現代信息技術在農業中的應用范圍，將智慧農業的發展具體細分為初步探索期、蓬勃發展期和規模應用期三個階段，并將我國與發達國家或地區（如美國、日本、歐盟）的發展歷程進行梳理和對比（見表1）。從起始時間和應用范圍上看，我國與發達國家仍有差距，但這種差距正呈現不斷縮小的趨勢。

三、他山之石：智慧農業發展的國際經驗

綜合考量智慧農業發展的技術條件、人地關系、資源稟賦等因素，文章重點考察美國、日本和德國智慧農業發展典型模式。其中，美國模式是人少地多背景下規?；r場的智慧農業發展典范，主要洞悉其在集約化生產和智能化遠程控制方面的做法；日本模式則是典型的人多地少且“老齡化”嚴重國情下的智慧農業發展思路，其在精細化調節和扁平化經營方面的做法，值得同樣面臨“老齡化”問題的我們借鑒；德國是高效數字農業的成功案例，能為解決我國農村高素質勞動力不足問題、打造我國農業國際競爭力提供很好的借鑒。

（一）“研發+推廣”雙輪推動技術落地——以美國推動集約化生產和智能化遠程控制的做法為例

廣袤的土地、高昂的人力成本與發達的工業與信息技術是美國農業發展的基本背景，也使其形成了以較高的人力資源成本和相對較低的機械成本為基本特征的農業成本結構。在此背景下，美國以現代信息技術和新型管理理念為依托，大力發展集約化生產和智能化遠程控制。在集約化生產方面，1960—1990年，美國經歷了長達30年的農場兼并，期間農場數量不斷減少，但農場規模逐漸變大，機械化、規?；a得到快速發展；進入21世紀后，美國的農場數量和規模則趨于穩定，規?；洜I的收益見頂，紛紛開始更加注重運用集約化思維來整合土地、資金、技術和人力資本，更加集約高效地利用農業生產各方面資源，穩定了農業經營效益。智能化遠程控制方面，美國農民可以通過遠程控制技術和先進的傳感器進行氣象監測、精準灌溉、智能化施肥和生產調度等一系列農業生產活動。這兩種措施也促進了美國農業資源的高效利用與經營效益的穩步提升。美國農業部的數據顯示，20世紀50年代的美國農民平均可以耕種1.8英畝，在2017年，這一數字提升至10.9英畝。與此同時，通過應用高科技、集約化種植技術，美國農作物平均每英畝的產量不斷提高。例如，美國小麥產量從1920年的每畝19.5蒲式耳增加到2020年的53.3蒲式耳，約提高了173%。

美國對農業技術研發高度重視。根據美國農業局數據，2019年美國僅公共部門農業研發投入就高達154.1億美元，是我國同期投入的近三倍。美國農業發展強調應用導向，極為重視研發與推廣的協同配合，并建立了一套以《農業試驗站法》《農業推廣法》等為代表的法律體系來支持農業發展。在美國的農業體系中，高等院校和科研院所等部門發揮科研優勢負責技術研發。技術推廣環節則廣泛依靠民間農業協會通過居間服務來實現。其中，高等院校和科研院所是主要的研發部門，民間農業協會則是連接溝通研發機構和農業經營者的橋梁，負責把科研成果推廣給農業經營者。

在研發方面，美國采用“雙向推動”方式，“自上而下”是指順著“研發-推廣-使用”的技術傳遞環節進行“自上而下”的廣泛技術升級，即通過市場調研確定技術需求，專題立項開展技術攻關，推廣部門向農場主推廣試用；“自下而上”是指逆技術傳遞環節，以農場主生產一線面臨的技術難題為起點，求助推廣人員和技術專家進行技術指導，必要時采取專項攻關形式加以解決。在推廣方面，美國各級政府和贈地大學均建有專門的農業推廣部門，政府負責科研計劃制定、項目配套和資金籌措等服務環節，農業協會、農業合作社等民間團體負責具體對接工作，為農民提供切實可行的服務和技術支持。美國的農業合作社服務類型多樣，發展較為成熟，既能“自上而下”承接政府技術推廣任務和獲取市場技術動態，也能“自下而上”幫助農民爭取政策傾斜、提供金融服務，維護農民利益，降低農業經營風險，從而幫助農民更好地適應農業集約化和智能化的發展。

（二）“專+精”商業思維突破地散人稀局限——以日本推動精細化調節和扁平化經營的做法為例

日本農業突出的特征是人多地少、精耕細作，屬于東方小農生產模式。二戰后日本大批青壯年勞動力轉向城市就業，農村“空心化”“老齡化”等問題凸顯，并隨著老一代農業從業人口的老去，新的青年人口無意從事農業生產，出現農村人口“過疏化”、農業生產“老人化”和“兼業化”、糧食自給率走低與農田拋荒共存等問題。在此背景中，日本積極推行農業精細化調節和扁平化經營，加快實現農業現代化。

在精細化調節方面，日本的農業生產普遍采用自動化技術和機器設備，如自動化灌溉系統、自動化種植機、自動化收割機和頂量化的氮肥管理措施等。這種精準化、自動化的農業生產方式能夠有效控制農業生產環境，在節省人力成本的同時保證作物品質。以日本橫濱市的高智能化水稻田為例，其稻田的起伏和傾斜度都被激光剖面儀精確定量，然后根據性質和形狀不同的水稻養殖池的要求，設置相關管道和水系統。接著由氣象衛星和遙感技術獲得氣象和土壤信息的實時圖像，然后將其轉換成數據，通過數字模型模擬農田生態環境，實現種植噴灑、除草、防蟲害和施肥的全自動作業。除了生產過程的精細化，日本農民對于農產品品質的把控也十分嚴格。

在扁平化經營方面，日本開發了許多農業電子商務平臺，為農民提供了新的銷售渠道和服務。這些平臺不僅有助于消除中間環節，提高銷售效率和市場競爭力，而且還能實現信息共享和服務協作，促進了農業扁平化經營。不僅如此，日本農民發展了很多互助機制，如品牌互助、銷售互助、技術互助等。精細化發展模式使得日本農戶能夠充分聚焦特色農作物，推動農業生產向二、三產業延伸，開發食品加工和旅游等產業，并以此實現價值增值、農民增收。

（三）“數字化+信息化”為農民賦能——以德國推動數據化分析和科學化管理的做法為例

德國以2%的農業人口養活了整個國家。德國農業的生產有著極高的數字化水平和領先世界的農業生產技術設備，更有一批受過專業農業教育的高素質人才為農業發展提供最為堅實的保障。

在數據化分析和科學化管理方面，德國大型的農業機械幾乎都是由全球衛星定位系統控制的，大量傳感器在農場應用，通過傳感器搜集的田間地理和墑情等數據，經過云平臺處理，這些處理后的數據將指揮各類機械進行科學化的作業，從而實現農業生產過程的科學化管理。同時，規模較小的農場可以通過聯手合作來降低數字化成本，以使用最先進的技術。

為了保障農業數據化分析和科學化管理，德國還對農業信息化和農民的職業化教育非常重視。在農業化信息方面，德國農業部門建立了包括農業地理信息系統（GIS）、農業科學文獻數據庫、農產品貿易信息中心、食品質量信息系統等多個數據庫，將農業生產和經濟數據進行統一、規范的管理和運用。在農民的職業化教育方面，德國不僅出臺了以《聯邦職業教育法》為基礎的一系列法律條文，整個培育過程以農民學員取得專業證書才算完成，意味著德國農民只有在參與并通過考核后才有繼續從事農場生產經營的資格，而不是遵循普通的“繼承即可經營”的邏輯。德國的經驗表明，先進的數字化技術和職業化的教育能夠幫助農民實現農業的科學化管理，從而極大地提高農業生產效率。

美國、日本和德國分別代表了以人少地多、人多地少和科技發達為特征的三類國家，其在農業領域的相對優勢和自然稟賦各有不同，故在選擇本國（地區）的智慧農業發展方向時各有側重，目標定位、管理體制和經驗教訓也不一而足。在進行經驗借鑒時，必須充分認識到其他國家或地區與我國自然條件、經濟基礎的不同，有選擇性地吸收借鑒其中適合我國特定地區的成功經驗。就美國而言，其農業經營多以大農場為市場主體，規?；碌钠髽I化運營有利于發揮生產要素的規模效應，成熟的市場網絡、發達的技術水平、充裕的財政支持為智慧農業的研發與推廣提供了優良的外部條件。在借鑒美國智慧農業發展經驗時，應該認識到兩國之間在人均土地規模、資金供給和市場成熟度等方面存在的客觀差距，扁平化經營與信息共享也與合作社經濟相互契合，既可以維持一定的穩定性，也為規?；洜I留足了空間，是比較合適的過渡型智慧農業經營模式。德國以數字化驅動信息化并為農民賦能的做法既保證了全國農業數據的高效整合，也為智慧農業的持續發展夯實了基礎。目前我國的職業農民培訓仍面臨生源萎縮、資源配置不均、職業教育功能弱化等突出問題。[35]這與我國當前農業政策過分關注糧食產量穩定而一定程度上忽略農產品市場化建設有關。德國的實踐表明，強有力的政府干預和制度設計對于智慧農業的發展也是不可或缺的。

四、應變局與開新局：我國智慧農業的基本特征與現實困境

從發展機遇看，一是智慧農業已成為“十四五”時期農業農村信息化發展的主要方向，資金投入和政策支持力度不斷加大；二是數字經濟領域正占據國家戰略高地，“數字中國”“網絡強國”建設如火如荼，新興技術成果應用正在由第二、第三產業和城市核心區域向農業農村領域溢出，農業農村這一傳統邊緣市場空前繁榮；三是隨著新型城鎮化的不斷深化和農村老齡化的到來，農業農村的技術需求日益擴張，加速農業勞動力的技術替代，加快實現農業農村現代化圖景已正當其時。但立足新發展階段，還需要基于智慧農業的基本特征、現實困境，回答“智慧農業發展壓力何來”以及“桎梏何在”等關鍵問題。

（一）基本特征：基于“鉆石理論”的多維分解

參考美國戰略管理專家邁克爾·波特提出的“鉆石理論”，文章從生產要素、需求條件、支持產業、行業競爭、政策支持以及機會等六個方面分析我國智慧農業的主要特征和發展現狀。

在生產要素方面，基礎要素的相對充足與高級要素的相對匱乏并存。我國擁有全球9%的耕地、6%的淡水資源和超過5億農村人口，構成支撐智慧農業發展的基本要素條件。截至2022年底，我國已累計建成高標準農田面積超10億畝，約為我國農田總量的一半，形成了穩定保障1萬億斤以上的糧食產能，已具備推進智慧農業生產的客觀條件（見表2）。

表2 我國2019-2030年高標準農田建設進展（規劃）

一方面，我國智慧農業相關技術起步晚、投資少，且面臨發達國家的專利封鎖。從信息技術看，中國絕大多數智慧農業關鍵核心技術還處于跟蹤階段，農業物聯網、大數據、人工智能等技術在國內還處于試驗階段。[36]智慧農業相關裝備水平進口依賴度較高。如耕整機械方面，80%以上的關鍵核心技術來源于國外，重大裝備關鍵核心技術對國外技術的依存度高達90%以上，產品配套比例偏低。[37]技術與裝備的成熟度與可靠度不足嚴重掣肘我國智慧農業的智能化遠程控制、精細化調節和數據化管理能力。另一方面，具備智慧農業經營管理能力的專業技術人才同樣嚴重不足，受教育水平較高的年輕人返鄉意愿普遍不強。這也與智慧農業所要求的科學化管理、扁平化經營不匹配，客觀上限制了我國智慧農業的發展。

同時，我國在農業農村信息基礎設施方面的投資正日益擴大，為智慧農業的發展打下良好的設施基礎。截至目前，我國已建成全球規模最大的移動物聯網，連接數達18.45億戶，占全球總連接數的70%以上，成為全球主要經濟體率先實現了“物超人”的國家。同時，我國在用的數據中心機架總規模已經超過650萬標準機架，服務器規模超過2000萬臺，算力總規模位居全球第二。根據《中國數字鄉村發展報告（2022）》，截至2022年6月，我國農村地區互聯網普及率為58.8%，是“十三五”初期的兩倍。這說明我國互聯網產業已由生產端向消費端滲透，互聯網技術商用化成熟度已能夠滿足居民日常消費需求，互聯網與農業的深度結合契機正在出現。具體到通訊方面，截至2022年8月，我國已經累計建成開通5G基站196.8萬個，實現“縣縣通5G、村村通寬帶”，并基本實現農村城市“同網同速”。這為智慧農業所需的數據傳輸和精準化控制提供了條件。數據顯示，2021年全國全系統裝備北斗導航設備作業面積超過6000萬畝。全國累計創建9個農業物聯網示范省份、建設100個數字農業試點項目，征集發布426項節本增效農業物聯網應用成果和模式。在2021年前，我國就已在18個省份建成運營45.4萬個益農信息社，培訓村級信息員超過70萬人次?？傊?，我國農村地區互聯網基礎設施建設正在經歷快速的全面強化階段，智慧農業相關技術成果正逐漸由試點實驗向商業化推廣推進。

在需求條件方面，消費端需求上升與生產端供給不足并存。一方面，日益增長的對高品質、可溯源農產品需求構成智慧農業發展的初始動力。隨著我國經濟持續增長，居民收入水平的不斷提升，居民消費結構隨之轉變，農產品消費升級的趨勢也愈發明顯。京東大數據研究院與新華網2021年聯合發布的《高質量農產品上行報告》顯示，產地、特級、優選等體現農產品商品品質的詞語已成為當下京東上的熱搜關鍵詞。高品質農產品需求不僅推動數字化、智能化的供應鏈向農村地區延伸，還促使區塊鏈、大數據等信息技術逐漸嵌入農業生產鏈條，以生產更加安全、優質、可溯源的農產品。同時，龐大的消費數據也為智慧農業實現經營階段的科學化管理和數據化分析持續賦能。另一方面，復雜的生產端矛盾日益成為智慧農業發展的現實阻力。首先，細碎化的耕地產權配置極大抬升企業交易成本，土地流轉面臨國家政策規定與違約風險等多方面因素制約，短期的土地流轉合約使集約化生產難以維持，流轉過程中的道德風險也難以控制；其次，勞動力的相對富余制約農業生產領域的技術替代。我國至今仍有超過5億人居住在農村，農業勞動力相對富余。且老人和婦女已逐漸成為農業生產的主力軍，這兩類人群通常流動性不強，更愿意將農業經營作為保障性和補充性收入，耕地流轉意愿較低；最后，智慧農業經營門檻較高，缺乏成熟的社會化服務體系。智慧農業相關設備和系統維護費用通常價格高昂，性價比不高，超出農民承受能力。當前國內相關技術設備成熟度與適應性同樣不足。試點快速增長，但尚無成熟可靠、適應性強的智慧農業解決方案脫穎而出。以上各方面因素均制約著智慧農業的推廣普及。

在產業支持方面，相關產業鏈條日益完善。我國智慧農業原料支持充足，商貿服務支持完善，相關技術的應用成效也得到初步驗證。在原料方面，智慧農業的上游原材料主要包括有色金屬、單晶硅和電子陶瓷等，主要應用于物聯網、云計算的承載設備的電子元器件制造，這些是實現智能化遠程控制、精細化調節和數據化分析的硬件基礎。目前，我國有色金屬和單晶硅的產量均在全球處于領先地位，電子陶瓷也進入快速發展階段，基本能夠滿足經濟社會的發展需要。在商貿服務方面，自2020年起，“互聯網+”農產品出村進城工程開始實施，隨后全國農產品網絡零售業呈現“井噴”式發展，農產品物流得到迅速完善，之前我國較為薄弱的冷鏈運輸能力也得到大幅提高。在技術支持方面，我國正積極推進智慧農業相關技術落地和應用。截至2022年底，國內從事遙感衛星業務的企業有近7萬家，與“空間信息”業務相關的企業超過20萬家，產業產值已經超過千億元。各地智慧農業的實踐也開展得如火如荼。以黑龍江省北大荒地區為例，2020年以來，該區域先后啟動建設了兩批共20個數字農（牧）場，試行了覆蓋農業全產業鏈的17套涉農類管理系統，并初步形成可復制的智慧農業方案，輻射帶動面積236萬余畝，使得區域智慧農業發展進程大大提速。

在行業競爭方面，藍海市場引致激烈增量競爭。波特認為激烈的行業競爭與競爭優勢的保持具有密切的聯系。智慧農業已經成為互聯網及技術公司創業及經營布局的重要賽道。2021年我國智慧農業市場規模達685億元左右。在巨大市場誘惑下，京東、阿里、華為、騰訊、百度、美團等頭部科技公司、互聯網公司紛紛向智慧農業領域下沉發力，并在自身業務關聯緊密的領域內積極布局，極大地促進了智慧農業技術的創新和市場規模的擴大。如聯想集團依托“端-邊-云-網-智”一體化的新IT技術架構，打造“擎天”智能引擎，搭建了聯想“Le農”數字農業農村大腦，打造了涵蓋農村基層黨建管理、種養管理、鄉村治理、農村特色文旅、農產品營銷服務等在內的系列農業農村智能化解決方案。相關成果已在陜西梁家河、北京妙峰山、山西陽曲等地相繼落地應用。

在政策支持方面，各層級、各領域的政策措施逐漸完善。從中央層面看，我國2016—2022年“中央一號文件”中均有涉及智慧農業發展的相關規劃且目標愈發清晰。農業信息化建設、農業技術創新、土地經營等方面的支持政策也逐漸完善。同時，各級政府也紛紛響應中央號召，對發展智慧農業保持高度重視。河北、遼寧、江西、河南、湖南等省份均已出臺相關的配套文件，江蘇省更是將數字農業農村發展水平納入鄉村振興績效評估指標體系。這些政策的出臺和實施不僅有助于提升全社會開展智慧農業活動的積極性，也能為智慧農業的良性發展提供良好的基礎，但與此同時，在智慧農業發展相關標準規范的制定上還有缺失。

在機會方面，國內經濟發展新常態亦為智慧農業發展創造了新契機。在我國經濟由高速增長轉向中高速增長的宏觀背景下，傳統行業投資回報趨于下降，迫切需要開發新的增長空間。而在鄉村振興、中國式現代化等國家戰略規劃以及數字經濟、5G、大數據等新興互聯網業態的賦能下，農業農村領域將可能面臨新的投資機遇，由投資“谷地”轉變為投資“熱土”，成長為新的經濟增長點。其中，兼具糧食安全、吸納就業、高技術需求、高附加值、長產業鏈條等標簽和特點的智慧農業無疑是重要板塊。

以政府為引導、市場為主體、社會共同參與的協同推進機制正在建立。政府對智慧農業的引導將從政策傾斜、資金配置、市場監督等多個方面向社會派發“機會包”，成為智慧農業發展的先行力量。在此過程中，努力在國家層面逐漸培育出智慧農業的國際競爭優勢。隨著政策對智慧農業領域的大量傾斜，眾多投資人開始“上山下鄉”，試圖尋找新的增長機會，促使社會資本廣泛涌入智慧農業領域。企業逐步成為農業生產的主體。根據《2021全國縣域農業農村信息化發展水平評價報告》（簡稱《縣域報告》），2020年社會資本在農業農村信息化建設中的總投入約是財政總投入的2.4倍。發展水平排名全國前100的縣（市、區）中，社會資本投入206.3億元，是其財政投入的2.9倍。這充分說明市場主體和社會參與已成為推進智慧農業發展的重要力量。

（二）現實困境：面臨資金、技術、經營主體多維短板

盡管智慧農業建設如火如荼，但是我國農業農村信息化基礎差、發展不平衡的情況并沒有得到根本性的扭轉。智慧農業發展面臨多方面的短板和“關卡”。從供給側看，面臨資金投入、技術創新、人力資本等關鍵要素缺乏的窘境；就需求側而言，市場發育不成熟和農民接受度不高對智慧農業的建設提出了新的要求。

資金投入力度相對不足，智慧農業面臨“開局關”。據《縣域報告》，2020年全國縣域農業農村信息化建設的財政投入總額達到341.4億元，但這一數字與全國內農林水的財政支出相比微乎其微（前者僅占后者的1.4%），縣均財政投入1292.3萬元，鄉村人均財政投入46.0元，社會資本投入縣均超3000萬元。然而盡管相比上年資金投入增長迅速，縣均和人均資金投入仍遠遠無法滿足智慧農業發展所需海量資金。且財政投入的區域差異較大，浙江、重慶、江蘇、新疆等地的縣均財政投入均超過3000萬元，浙江甚至超過1億2000萬元，其他省份的投入則遠遠落后。從比例上看，2020年全國約五分之一的縣（市、區）該領域財政投入基本為零，四分之一的縣（市、區）財政投入不足10萬元，說明智慧農業建設仍面臨較大的資金缺口。此外，由于尚未出臺專門的智慧農業規劃方案，當前財政投入的分配較為分散。針對智慧農業本身的農業補貼種類和力度都較小，且農村金融服務發展滯后，農業保險面臨推廣、理賠等多方面的困境。

科技創新與成果轉化不足，智慧農業面臨“升級關”。根據農業部數據，2021年我國農業科技貢獻率僅為61.5%，與西方國家普遍在70%以上的水平仍存在差距。在農業生產領域的差距尤為明顯。根據《中國數字鄉村發展報告（2022）》，2021年我國農業生產信息化率僅為25.4%，而美國早已實現了農業生產信息化轉型。2017年一項針對精準農業經銷商的調查顯示，GPS自動制導與自動噴頭等技術已得到大規模應用，普及率分別達到78%和73%，有44%的人使用移動設備上的應用程序來協助實地偵察，約三分之一的人利用無人機或無人機技術來協助他們的業務。在實際應用中，我國智慧農業相關技術整體上仍然存在成熟度不高、適用性不足、成本高企、維護難度高等突出問題。在數據方面，智慧農業存在相關數據搜集、處理、應用環節運轉不暢，政務、行業、社會、企業數據匯聚困難，技術儲備與應用場景脫節等諸多難題。智慧農業發展所需的各方面高級要素缺乏，尤其是支撐智慧農業發展的高端實用技術難以實現商用化，技術要素支撐約束不可忽視。

專業人才及組織匱乏，智慧農業面臨“運營關”。人才作為連接技術與應用的橋梁，是推動現代社會發展的重要動力。一方面，當前農業大數據人才、農業經營管理與信息化復合型人才以及能夠操作現代生產設備的農村高素質人才的大量短缺。另一方面，智慧農業應用本身面臨較高的知識門檻，而我國農民整體受教育程度不高，對新事物的接受能力較低，且由于建設和維護資金較多，導致農業勞動者的參與程度也不高。往往僅是部分農業合作社、家庭農場、農業企業等新型經營主體作為主力，多數小農戶只能望而卻步?！吨袊l村振興綜合調查研究報告2021》顯示，農村人口中60歲及以上人口的比重達到了20.04%，可以預見，隨著城鎮化的進一步推進，農村老年人口的比例繼續上升，很大程度上延緩農業的現代化轉型進程。此外，基層農村中專門推進智慧農業的機構嚴重不足。2020年全國農業農村信息化管理服務機構覆蓋率為78.0%，有約27%的地方農業農村局未設置承擔信息化相關工作的行政科室，近55%的農業農村局未設置信息中心（信息站）。

不平衡不充分問題依然突出，智慧農業發展“外溢關”。從地區發展總體水平來看，我國東強中西弱、區域失衡的總體格局一時難以改變。一方面，資金投入嚴重不平衡。2020年東部地區縣域農業農村信息化財政投入172.7億元，占全國農林財政投入的一半左右。另一方面，整體發展水平亦不平衡。2020年全國農業生產數字化水平為22.5%（此數據較上一年略有下降），但分區域看，東部地區農業生產數字化水平為25.7%，中部地區為30.8%，西部地區為19.6%，江蘇、浙江、安徽、上海等東部省份數字農業農村發展水平遠高于西部省份。此外，數字農業發展水平較高的地區通常在財政投入、社會資本投入、生產經營信息化及在線辦事率、機構設置、市場環境、財政投入等方面也都明顯領先于發展水平較低的地區。根據《中國數字鄉村發展報告（2022年）》，我國東、中、西部地區的農業生產信息化率分別為29.2%、33.4%、19.1%，共有13個省份的農業生產信息化率高于全國平均水平（見表3）。13個省份均為東部和中部傳統農業優勢區，且與地區經濟發展水平密切相關，西部省份的農業生產信息化水平則相對落后，甚至未有超出全國平均水平的省份，凸顯出我國東中西部農業生產領域存在的巨大信息化鴻溝。同時還應注意的是，就算是農業生產信息化水平排在第一位的安徽，其農業生產信息化率也僅剛剛過半，排在第13位的重慶，其農業生產信息化率僅略微超過四分之一，與美歐等傳統農業強國差距懸殊，表明我國農業信息化基礎仍顯薄弱。

表3 農業生產信息化率高于全國平均水平的省份

從不同行業生產信息化水平看，行業間發展不平衡、行業內應用不充分的問題也十分明顯。與工業、服務業等行業和領域相比，我國農業數字經濟仍處于低洼狀態。根據中國信息通信研究院發布的《中國數字經濟發展報告（2022年）》，2021年我國第一產業數字化投入183.7億元，僅為第二產業投入的0.24%，第三產業投入的0.66%?！秶鴦赵宏P于數字經濟發展情況的報告》也指出，“農業、工業等傳統產業數字化還需深化”，“數字鴻溝亟待彌合”，總之，智慧農業發展面臨的不平衡不充分的問題仍然有待糾正。

耕地細碎化、經營主體“兼業化”，智慧農業面臨“替代關”。我國人多地少，人均耕地僅1.4畝，加之農業人口較多，細碎的產權與大量的農業人口形成對農業經營方式改革在經營環節的阻滯。與此同時，我國大量農村青壯年人口不斷向城市轉移，農民收入來源逐漸由農業生產轉向城市務工，許多農戶將農業生產收益作為保障性收入。而在此過程中，由于租金低廉等原因造成農民對土地經營權流轉的意愿不強，農村土地流轉率整體較低，大量耕地由老人和婦女經營，能夠從事智慧農業生產的人才亦較少，造成農產品生產趨向“兼業化”和“休閑化”?；谥腔坜r業技術成熟度不高、投入成本高昂、市場風險較高、相關補貼較少等事實，造成農戶對于智慧農業生產需求不足，且相關企業面臨全產業鏈技術不成熟、市場不完善、體系不健全等發展困境，地方政府推進智慧農業的動力不足。因此，如何破除我國當前農業面臨的“低水平陷阱”，實現智慧農業對傳統農業經營模式的替代，是智慧農業需要面對的重要關卡。

五、政策啟示

系統總結美國、德國和日本的智慧農業發展經驗，并就中國智慧農業發展現狀與面臨的發展困境進行了多方面闡述，為本文提出針對性的智慧農業發展策略提供了參考。對于中國而言，土地的過密化和碎片化經營、農業勞動力社會保障、農村基礎設施欠賬等三農問題可能還將持續較長時間，這意味著我國智慧農業的發展不可能完全照搬美國等發達國家的做法，而應該在透徹了解我國基本國情的基礎上量身打造、取長補短。

（一）改革為先，揚長避短拓寬智慧農業發展“蓄水池”

提升國家引領與市場驅動契合度。在競爭激烈的國際農業市場，集團化、寡頭化趨勢日益明顯，作為后起之秀，我國的智慧農業發展勢必需要以國家引領來加速智慧農業相關產業的快速孵化成熟。經過前期長時間的戰略演進，我國智慧農業的發展思路漸趨明顯。一方面，大幅提升農業農村信息化、數字化、智慧化要素投入，搭建城鄉數據、治理、產業、服務一張網絡。搶抓新一代技術革命戰略機遇，盡快實現城鄉間的多維度、全方位互聯互通，以智慧化賦能鄉村振興。另一方面，在數字化、智慧化轉型的浪潮中完善組織機制、責任機制和績效評價機制。農村是新技術新理念最廣闊的試驗地，而農業則是其中最為關鍵的一環。在農業智慧化轉型的過程中應充分發揮政府和市場兩只手的作用。盡快制定完善全國層面的智慧農業發展規劃，按照地域性、經濟發展水平、技術成熟度等多維度評價標準制定跨區域、分行業、分步驟的智慧農業發展行動方案，以國家引領為基本方針，將基層成功試點經驗與現階段發展目標相結合、國家力量與社會發展活力相結合、信息化革命成熟果實與農業農村發展短板相結合，推動我國智慧農業實現快速迭代與布局，在保證國家糧食安全的同時鞏固鄉村振興戰略基礎條件。

加快推進農村集體產權制度改革。智慧農業發展面臨的突出問題即農村土地產權的細碎化。國外的經驗表明，適度規模經營是提升農業競爭力，實現智慧農業發展的重要前提。一方面是因為智慧農業發展需要投入較多的前期成本，這超出了一般小規模經營者的承受能力。另一方面是智慧農業離不開企業化市場化運營，耕地的收益天花板較低且鑒于耕地的相比一般商品的特殊性，其產權流轉與回收存在事實上的困難，這無疑抬升了企業的運營成本，提升了市場化經營的風險。當前的農村集體產權制度改革為農業適度規模經營打下了良好的基礎，但尚未根本性破解當前智慧農業發展的這一難題，仍需進一步創新農村集體產權制度改革方式，真正放活農村集體資產產權的權能。

（二）技術賦能，打通“研發+推廣+集成”的技術路線

智慧農業具有明顯的技術門檻與技術依賴性，其推廣無疑需要成熟的產業配套和技術支撐。而我國當前在智慧農業基礎設施與技術儲備方面與西方國家仍有差距，信息技術在農業領域的滲透率不足，亟需實現技術體系與產業體系的相互匹配與深度融合。在整個農業產業鏈條中，因固定成本與市場風險較高且金融支持力度不夠，農產品生產環節的智慧化、數字化進展較為緩慢，高昂的成本、不成熟的技術、不完善的市場均是智慧農業產業鏈上游發展的桎梏因素。農業科研成果雖然豐富，但有效供給不足。借鑒美國的做法，在研發方面，從市場和農戶兩個層面挖掘技術需求，針對性的進行技術升級和開發。在市場的角度，農業技術的研發需要關注市場需求和趨勢，提高技術效益和成本效益。此外，還需建立完善的技術標準和規范，確保農業技術應用的安全性和可持續性。深入了解農戶的實際需求和作業場景，通過田間地頭的實地考察和試驗，掌握農產品生長的規律和特點。同時，啟動科普教育，提高農戶的科學知識和信息水平，有特殊操作步驟或使用方法復雜的技術還應指導農戶進行技術培訓，鼓勵面向實踐的技術創新并落地示范。

在推廣方面，需要聯合多方力量，幫助農民更好地適應農業集約化和智能化的發展。政府應加強數字基礎設施建設，包括農業信息化技術中心建設、農業智能化示范基地建設等，為農業技術落地提供政策支持和案例證明。同時鼓勵有能力的企業開發農業智能化產品和服務，與農業企業合作共建農業科技平臺，為農民提供農業技術培訓、技術咨詢和技術服務。并對相關社會化服務團體給予資金支持，使其更好地開展助農、教育或信息交流活動，提高農民科技素質和技能水平，增進農民與其他領域之間的聯系。

在集成方面，應重視從產業鏈源頭入手，加快智慧農業相關基礎設施建設，著力擴大智慧農業相關技術在農業領域的滲透與應用，加快智慧農業相關技術由實驗室向田間地頭的拓展，由上至下實現全產業鏈的智能化和信息化，最終發展完善集智慧生產、智慧管理、智慧流通、智慧決策等智慧農業全鏈條全過程中的產業集群和集成系統。

（三）做專做精，開發智慧農業溢價空間

著力推進經營模式創新。當前，我國僅有5%的農戶承包經營30畝以上耕地，具備市場化經營的基本條件，小農戶仍是農業生產的主體，且其在經營方法、規模上都存在弱小和被動地位。這樣的情況直接導致了土地沒有辦法集中以及很難培育競爭優勢。在此背景下，可以借鑒日本精細化調節和扁平化經營的做法，利用現代農業技術手段，如精準施肥、病蟲害防治、低溫保鮮等，提高農產品的產量和品質，樹立健康優質農產品的形象，吸引消費者，提高農產品產業的銷售價格。同時，可以將農產品進行進一步的精深加工，如建立果汁加工廠、水果干廠、濃縮果汁廠等，提高農產品附加值，延長產品銷售周期。對于在種植或采摘環節獨具特色的農產品，農戶還可以利用美麗鄉村和獨特的農業文化資源，發展農業旅游，進一步拓展農產品的市場和溢價空間。與此同時，為了避免農產品種類單一、分工不明確、銷路不通暢等問題，政府還應當積極建設農產品的信息交流平臺，為廣大農民提供溝通交流和合作的機會。

激活“數據要素”開發數字農業。2020年中央發布的《關于構建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》指出，數據是繼土地、資本、勞動力、技術之后的第五大生產要素，數據要素的戰略性地位進一步凸顯。面對農村勞動力流失和老齡化的現狀，激活“數據要素”、釋放數據生產力變得尤為重要。這首先需要政府加強農業數據采集和應用。借助物聯網、云計算等技術手段，建立農業數據采集與應用平臺，收集農業領域的生產、銷售、監管等各類數據，為農民提供個性化的決策支持服務。

完善智慧農業相關社會化服務體系。從日本的智慧農業發展經驗看，在人多地少的基本國情下，小農經濟、精耕細作、集約化生產的農業經營模式難以猝然改變，因此，大力發展面向中小農場的社會化智慧農業服務體系是現實的選擇。當前我國存在涵蓋供應、銷售、加工、信息服務、技術指導、托管等服務在內的多種社會化服務模式，且各類社會化服務模式往往與當地的產業發展與農業經營生態相契合。因此，當下發展智慧農業相關的社會化服務體系不能沿用政府搭臺的發展思路，而應堅持市場化和需求導向，對適應當地智慧農業發展思路并能切實提升農業經營效益的社會化服務機構采取靈活的扶持策略。同時，政府做好救急紓困、牽線搭橋等服務工作，將社會化服務體系的完善更多地交由市場力量完成。

（四）人才“下潛”，培養職業化經營主體

快速的城鎮化、農業市場發育不完善等多重困境造成新興信息產業技術人才向城市流動，智慧農業技術人才相對匱乏。而作為智慧農業主要推廣力量的經營主體多因經營素養和技術水平不高造成智慧農業推廣驅動力不足。在此背景下，盡快提升智慧農業相關技術創新能力，大力培育具備相關技術開發能力的智慧農業技術人才和涉農企業，推動智慧農業產業化、成熟化。

此外，要有計劃、有針對性地構建適應現代農業發展需要的科學培育體系，培養能夠適合農業現代化生產需求的新型職業農民。在培養過程中既要重視文化教育，更要開展技術技能教育。在教學上可以采取農學結合、半農半讀的方式，通過課堂教學與實踐實習相結合、集中學習與農業生產相結合、課堂學習與網上學習相結合的學習形式，開展教育教學工作。政府還有必要建立農業技術培訓基地和科技示范點，提供農產品質量安全、種植技術、營銷渠道等多方面的培訓和輔導，并對農民進行全面的農業信息化應用知識的普及與培訓。為了保證培訓和考核的長期效果，還應在培訓結束后跟蹤農民知識技能轉化運用效果，為農民提供及時有效的指導和建議。讓“農民”一詞成為職業概念而不再是身份代名詞，讓有能力、有資金、有技術的人才進入智慧農業領域，從根本上改變農業的落后現狀。