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摘要：精密農(nóng)業(yè)是大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)種植整合的農(nóng)業(yè)應用與實踐體系，代表了“農(nóng)業(yè)4.0”模式下重要的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。概述精密農(nóng)業(yè)的概念及發(fā)展現(xiàn)狀，對我國精密農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢進行了分析與探討。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)4.0；精密農(nóng)業(yè)；發(fā)展模式；發(fā)展趨勢

2013年德國政府提出了“工業(yè)4.0”的概念，它定義了信息技術在工業(yè)化進程中的重要作用，引起了國際社會的極大關注。2年后，“農(nóng)業(yè)4.0”概念于2015年提出，“農(nóng)業(yè)4.0”可以概述為由物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算支持的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)形式。在1.0傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，2.0機械化農(nóng)業(yè)，3.0信息農(nóng)業(yè)之后，“農(nóng)業(yè)4.0”模式將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提升到了一個新的發(fā)展階段[1]。精密農(nóng)業(yè)是大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)種植整合的農(nóng)業(yè)應用與實踐體系，代表了“農(nóng)業(yè)4.0”模式下農(nóng)業(yè)重要的發(fā)展方向。相關信息顯示，全球精密農(nóng)業(yè)市場將從2014年至2020年以12.4%的年復合增長率增長，達到45.5億美元。中國作為一個傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國，如何應對人口、經(jīng)濟及環(huán)境的多重壓力，實現(xiàn)有限資源條件下農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，建立精密農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式不失為科學的發(fā)展方向。

1精密農(nóng)業(yè)的概念

精密農(nóng)業(yè)是一個農(nóng)業(yè)應用和實踐系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)解碼、數(shù)據(jù)優(yōu)化和田間活動等環(huán)節(jié)[2]（圖1）。使用數(shù)據(jù)科學根據(jù)每個單位的農(nóng)田的具體情況精確調(diào)節(jié)和優(yōu)化農(nóng)業(yè)投資和管理措施，從而最大限度地提高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，同時減少資源利用，保護農(nóng)業(yè)生態(tài)。其中，數(shù)據(jù)信息的獲取工作包括作物相關信息，包括作物外部信息與內(nèi)部信息；數(shù)據(jù)解碼則是通過一系列軟件應用技術來分析信息，并將該信息通過網(wǎng)站或應用程序呈現(xiàn)給農(nóng)業(yè)從業(yè)者，包括種植者和農(nóng)業(yè)技術服務人員；田間工作主要用于指導現(xiàn)場工作，以實現(xiàn)精確種植、精確灌溉、精確噴灑，以最大限度地提高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。

2國外精密農(nóng)業(yè)的發(fā)展概況

近年來，國外眾多農(nóng)業(yè)機構及跨國公司均已開始布局精密農(nóng)業(yè)，從而能夠應對未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)。Monsanto（孟山都）在數(shù)據(jù)科學和精密農(nóng)業(yè)方面投入了大量資金，在2012年花費2.5億美元收購PrecisionPlanting，2014年收購Solum的土壤分析業(yè)務部門，2015年整合氣候合作平臺并且將其作為未來的主要發(fā)展方向。如今，精密農(nóng)業(yè)企業(yè)已經(jīng)成為投資者眼中藍籌股。Monsanto的精密種植業(yè)務部門最近與AGCO就精確種植相關數(shù)據(jù)進行了合作，住友化學子公司瓦特美國與Iteris就農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析達成協(xié)議；DuPont（杜邦）與JohnDeere簽署了數(shù)據(jù)共享協(xié)議，并與AGCO和Raven簽署了無線數(shù)據(jù)傳輸解決方案合作協(xié)議。跨國公司和專業(yè)農(nóng)業(yè)機構對精密農(nóng)業(yè)的熱情也吸引了大量風險投資和具有巨大市場潛力的多元化投資者的進入。據(jù)美國風險投資公司統(tǒng)計，2015年農(nóng)業(yè)和食品行業(yè)的風險投資大幅增長達到4.86億美元，增長54%。以Google風投為例，Google風險投資公司與其他投資者聯(lián)手，于2016年5月份在農(nóng)民商業(yè)網(wǎng)絡中投資1500萬美元，通過建立農(nóng)場信息數(shù)據(jù)庫，為管理者提供種子使用、施肥量、種植方法、環(huán)境因素等農(nóng)場信息；Google風投與以色列GreenSoil投資公司合作，對智能灌溉公司CropX進行投資；Google風險投資公司與AndreessenHorowitz等7家公司合作，在農(nóng)業(yè)軟件Granular上注資1870萬美元；此外，Google風投正致力于開展氣候分析和作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)開拓的投資評估。不難發(fā)現(xiàn)，以Google風投為首的資本已經(jīng)確立精密農(nóng)業(yè)為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要發(fā)展方向，并致力于打造以土壤物聯(lián)網(wǎng)為基礎的精密種植、智能灌溉與精準生產(chǎn)為一體的農(nóng)業(yè)管理體系。

3我國精密農(nóng)業(yè)的發(fā)展概況

在全球范圍內(nèi)，精密農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍不平衡。美國作為精密農(nóng)業(yè)覆蓋的市場主體，經(jīng)長期探索和積累發(fā)展，精密農(nóng)業(yè)已經(jīng)發(fā)展出成熟的行業(yè)標準和商業(yè)模式。以Monsanto為例，其下屬的ClimateBasic平臺在美國已經(jīng)覆蓋了3000萬hm2的作物面積，意味著美國45%的玉米和大豆使用了該平臺；同時，Monsanto將1hm237美元的固定價格改為1hm27美元來鼓勵農(nóng)民使用ClimatePro，該系統(tǒng)到目前為止覆蓋了美國200萬hm2的耕地。而在南美洲，亞太和歐洲，特別是在巴西、阿根廷、東歐和中國，精密農(nóng)業(yè)仍處于早期階段，但政府及民間資本對精密農(nóng)業(yè)的關注度日趨提高。我國自20世紀90年代開始研究精密農(nóng)業(yè)，并在北京、上海、新疆和黑龍江等地開展了大規(guī)模應用試點。2005年我國開始進行測土配方施肥試驗。據(jù)我國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，配制施肥后，作物產(chǎn)量平均增長4%～7%，節(jié)省30%的應用成本。2014年底，我國農(nóng)業(yè)部提出了到2020年主要農(nóng)作物、化肥和農(nóng)藥使用量為零增長的計劃，期望以精確施肥作為帶動精密農(nóng)業(yè)發(fā)展的突破口。隨著我國土地轉(zhuǎn)讓政策的穩(wěn)步推進，國家土地流轉(zhuǎn)呈現(xiàn)加快趨勢，2014年底我國實現(xiàn)土地流轉(zhuǎn)總量2670萬hm2，同比增長18.3%，轉(zhuǎn)移土地占農(nóng)民承包耕地的30.4%。根據(jù)發(fā)達國家農(nóng)業(yè)發(fā)展進程，精密農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求將會隨農(nóng)業(yè)市場擴張和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集約化的過程逐漸增加，日益增長的中國農(nóng)業(yè)市場需求也催生了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)新理念產(chǎn)生的相關驅(qū)動因素。2015年，我國農(nóng)業(yè)部啟動了稻米、小麥、玉米、大豆、棉花、蔬菜等8個品種全產(chǎn)業(yè)鏈農(nóng)業(yè)信息分析預警試點，并籌建了全產(chǎn)業(yè)鏈分析預警團隊，建立了比較完整的農(nóng)業(yè)信息平臺及農(nóng)業(yè)部市場預警專家委員會，從而能夠科學地對農(nóng)產(chǎn)品市場進行分析和評價。我國農(nóng)業(yè)部還了16種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用模式，期望利用物聯(lián)網(wǎng)實施“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式，從而實現(xiàn)資源節(jié)約與高效利用相結合、環(huán)保節(jié)能與生產(chǎn)效率提高相融合、生產(chǎn)環(huán)節(jié)與營銷環(huán)節(jié)智能化的先進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。

4我國精密農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢

中國一直致力于穩(wěn)步推進農(nóng)業(yè)信息化和精細農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，但在推進先進生產(chǎn)模式時需要考慮到眾多影響因素的存在。例如：精密農(nóng)業(yè)的市場缺乏科學的技術規(guī)范與成熟管理體系，數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的建立需要長時間的科研投入與整合，數(shù)據(jù)的收集與整理及云處理中心的建立需要實力企業(yè)的進入，公眾對農(nóng)業(yè)信息管理及精密農(nóng)業(yè)的接受程度受相關軟體的實用性及簡易性影響。不難看出，中國發(fā)展精密農(nóng)業(yè)之路需要考慮政策、財政、科研及公眾接受度等多方面影響，未來信息化的實用性將成為助推中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)全面轉(zhuǎn)變的關鍵。

作者:黎明 單位:湖北工業(yè)大學經(jīng)濟與管理學院