智慧农业是颠覆性的现代农业创新.pdf

10 国家治理 Governance 智慧农业 从理论到实践 2020年中央一号文件指出 要加强现 代农业设施建设 依托现有资源建设农业农 村大数据中心 加快物联网 大数据 区块 链 人工智能 第五代移动通信网络 智慧 气象等现代信息技术在农业领域的应用 近 日 中央网信办 农业农村部 国家发展改 革委 工业和信息化部联合印发 关于印 发 2020年数字乡村发展工作要点 的通 知 明确提出要加快构建以知识更新 技 术创新 数据驱动为一体的乡村经济发展政策 体系 加快以信息化推进农业农村现代化 以智慧农业为代表的新一轮农业技术革命 自2000年以来 互联网 大数据 云 计算 人工智能 无人机和机器人等新兴技 术在农业中的应用和集成创新 正在彻底改 变现代农业的总体图景 推动新一轮的农业 新技术革命 智慧农业 数据农业和精准农 业等新术语被用来概念化这场农业新技术革 命的总体特征 诸多研究文献通常将这场新 技术革命视为继植物育种和遗传学革命之后 出现的又一次农业绿色革命 强调其对农业 生产 食品供给和社会生活的全方位影响 预言其将彻底改变现代农业的生产经营方 式 资源开发与管理模式 使农业生产经营 活动进入智能化 集约化 高效化和个性化 发展阶段 进而从根本上改变我们对农业 食品和自然的理解与文化观念 改变与农业 和食品相关的社会组织体制和管理模式 20世纪60年代出现以矮秆品种为代表 的第一次绿色革命 通过育种技术创新和化 肥 农药等技术创新成果的集成应用 大幅 度增加了粮食单产 缓解了全球人口急剧增 中国农业大学人文与发展学院教授 北京市科协前沿科技伦理与公共政策智库基地负责人 首席专家 李建军 智慧农业是颠覆性的现代农业创新 摘 要 要 以智慧农业 数据农业和精准农业为代表的新一轮农业技术革命将使农业生产经营活 动进入智能化 集约化 高效化和个性化发展阶段 从根本上改变农业社会组织体制和管理 模式 促进形成大幅度提高农业生产力 资源利用效率和实现农业可持续性的综合性解决方 案 推动智慧农业科技创新不但需要重视跨学科 跨行业的知识交流和技术集成以及人才培养 更需要智慧农业创新者和管理者具备良好的技术技能 管理经验和生态与环境意识 树立高 度的社会责任感 关键词 关键词 智慧农业 农业新技术革命 农业创新 中图分类号 F303 文献标识码 A DOI 10 16619 10 1264 d 2020 19 002 11 2020 05 第3期 长与粮食生产能力不足 食品短缺与饥荒等 最为迫切的现实问题 并因此强化了以科技 创新增加粮食生产和食品供给的生产主义主 导的农业范式 但这种农业范式在创造诸多 现代农业奇迹和发展神话的同时也产生了诸 多严重的负外部性问题 如环境污染 水土 资源流失 农业生物多样性减少等 让农业 的可持续发展成为更值得关注的重大问题 20世纪80年代后期出现的以动植物转 基因技术创新为核心的第二次绿色革命 虽 然预示着粮食增产和投入品减少等巨大潜 力 但也因其可能存在的生态风险 食品安 全和商业操控等种种问题 并未形成专家们 所预期的美好结果 而基于数据科学 人工 智能和生物科技等新兴技术与农业的深度融 合 则可能结合生产性更高的农作物品种和 基于数据的决策支持系统来实现农业的综合 性集成管理 打造系统性的可持续 集约化 的农业新范式 形成大幅度提供农业生产 力 资源利用效率和实现农业可持续性的综 合性解决方案 以产生更好的经济效益 生 态效应和社会效果 基于对农业新技术革命影响的前瞻性预 判 全球转基因种业巨头孟山都早已调整公 司战略目标 谋求在传统农化产品 种子和 基因性状业务的基础上成为全球农业数据科 学和服务领域的领导者 2012年 孟山都 收购美国伊利诺伊州擅长进行土壤数据分析 的农业种植技术开发公司 2013年 再次 收购精准农业领域中的主力军意外天气保险 公司 谋求强化其通过数据分析提升肥料 种子 杀虫剂 土壤和水资源利用效率最大 化的服务能力 2016年3月 孟山都在美国 圣路易斯正式发布2016年度研发产品线 其 中不仅涵盖作物育种 生物技术 化学 生 物制剂 还包括数据科学等公司研发平台 智慧农业将为全球农业提供全新的集成性综 合解决方案 随着全球人口增长 全球消费者对食品 需求的增加和质量品种的关注 资源短缺问 题以及气候变化对农业生产经营活动的多层 面影响日益凸显 全球农业生产正逼近生态极 限 迫切需要全新的集成性的综合解决方案 智慧农业必将成为下一次农业革命的生长点 智慧农业的关键技术包括物联网 大数 据 云计算等使能性技术 通过收集土壤 气象和动植物相关的巨量数据来对整个农业 生产经营过程进行智慧化管理 以精准高效 地利用水肥资源和动植物生产潜能 实现农 业绿色发展和高质量发展 智慧农业是数据 科技创新的新场景 其与农业经济的深度融 合不仅会整体改写农业创新的新范式 而且 将引发使用数据分析平台 云连接和多个数 据分层模型的数据革命 成为数据科学 人 工智能和区块链等新兴技术创新的新动能 世界主要农业创新国家及其商业机构正在 通过各种科技创新计划探索将物联网 大数据 等新兴技术手段导入农业新战略 以期通过 新一轮绿色革命 探索精准种养业的新模 式和新业态 改变农业经营和食品生产方式 智慧农业是通过综合应用包括计算机和 移动终端 云计算 互联网 物联网 大数 据等现代信息通信技术 自动 精准 高效 地收集 提取并加工农业大系统的数据 借 智慧农业是颠覆性的现代农业创新 12 国家治理 Governance 智慧农业 从理论到实践 助于机器学习等人工智能技术快速形成知识 体系 实现优质高效 节能环保 生态安全 的现代化农业生产目标 基于大数据平台之 上的集约化农业生产经营体系 让各类数据 孤岛 相互联通 形成可持续发展的综合 效益 智慧农业起始于农业机械的信息化 实现的技术手段和基础平台也有赖于信息技 术和数据科学的不断突破 但其创新发展的 根本却在于对动植物生产与水土资源 环境 之间的复杂关系和生态联系的理解 这是巨 量农业数据能否成功转化为农业创新资源和 智慧农业实践的知识基础和关键所在 智慧农业作为技术密集型的集约化的农 业创新体系 需要信息基础设施和数据技术 手段支撑 更需要农业科学和生态科学的基 础研究和理论突破 智慧农业作为数据科技 创新与农业经济深度融合的产物 其创新发 展的重要动力有赖于数据科技与农业科学 生态科学 基因科技技术 农业经济和社会 科学知识与理论的集成整合 只有与个体动 植物的基因组学 转录组学和微生物群等分 子信息结合时 新颖的机器学习和数据挖掘 技术才可能促进精准农业目标的实现 推 动智慧农业科技创新必须重视跨学科 跨行 业的知识交流和技术集成 也必须重视跨学 科 复合型农业人才的培育和基于数据科学 的农业推广服务体系的建设 智慧农业创新生态对实施者和管理者提出新 要求 智慧农业提供了以更少的投入生产更 多产品的技术解决方案 将增强食品安全和 植物健康 使耕作方式更可持续 进而引发 更广泛的社会变革 智慧农业影响农户和农 业生产经营者的田间和养殖场的作业习惯 催生新的农业生产经营模式 因而需要智慧 农业创新者和管理者具备技术技能 管理经 验和生态与环境意识 高度关注并尊重智慧 农业创新生态的多样性 智慧农业创新生态 既可能包括基于人工智能 云计算和机器人 技术形成的地区性的 大型 智慧农业综合 体 也可能包括由农户或乡村社区主导的 小型 智慧农业技术体系等多种形态 它 们都可能成为具有适应性和独特作用的可持 续的智慧农业选项和创新网络 我们只有尊 重智慧农业创新生态的多样性 以及各种智 慧农业系统的共生关系 才可能真正以负责 任的创新态度 为构建人与自然和谐共生的 现代化奠定稳健而可靠的物质和技术基础 智慧农业正在成为新一轮农业技术革 命的引爆点 其革命性影响正在逐渐超出农 业领域 对乡村社会发展 城乡关系以及食 品供应链和价值链等产生多层面影响 甚至 改变农业的性质以及农民和作物与牲畜的关 系 并要求我们重构农业与自然生态系统的 关系 智慧农业创新的推动者和管理者必须 树立高度的社会责任感 自觉践行负责任的 智慧农业创新 通过各种策略包括前瞻性预 判和情景构建评估智慧农业技术创新对各种 规模的农场 农业生产和食品供应链与价值 链 以及对乡村社区和城乡关系的整体影 响 系统考虑智慧农业创新的包容性和公平 性问题 以使智慧农业创新能够应对各种挑 战并具有适用性和可持续性 责编 董惠敏 杨 阳