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数字农业会改造中国传统农业吗? 不同人的观点

时间:2022-09-27   访问量:1057

应该还有很多朋友也对智慧农业一知半解,搞不清楚智慧农业与数字农业的区别,所以,这边给大家做个详细介绍!




数字农业是什么?




数字农业——1997年由美国科学院、工程院两院士正式提出。




数字农业是将信息作为农业生产要素,用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合,对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。




数字农业将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象、过程进行模拟,以达到合理利用农业资源,降低生产成本,改善生态环境,提高农作物产品和质量的目的。




数字农业的组成 




数字农业是一个集合概念,它主要包含以下4个主要部分:




1.农业物联网(Internet of Things)




农业物联网从本质上讲,是一套数控系统。在一个特定的封闭系统内,以探头、传感器、摄像头等设备为基础的物物相联。它根据已经确定的参数和模型,进行自动化调控和操作。由于需要以硬件设备的投资和联网为基础,因此投资额较大,主要用于设施农业生产过程的管理和操作,也用于农产品的加工、仓储和物流管理。




2.农业大数据(Big Data)




农业大数据是与农业物联网相对应的概念,它是一个数据系统,在开放系统中收集、鉴别、标识数据,并建立数据库,通过参数、模型和算法来组合和优化多维和海量数据,为生产操作和经营决策提供依据,并实现部分自动化控制和操作。因为它是在完全开放的系统中运作,因此主要用于大田农业的生产和农业全产业链的操作和经营。



3.精准农业(Precision Farming)




精准农业是建立在农机硬件基础上的执行和操作系统。它主要是以农机的单机硬件为基础,配以探测设备和智能化的控制软件,以实现精准操作,变量控制(包括变量播种、变量施肥、变量喷药等),无人驾驶,以及最佳的工作环境和场景适配。精准农业强调的是(单体)设备和设施操作的精准和智能化控制,是硬件+软件。




4.智慧农业(Smart Agriculture)




智慧农业是建立在经验模型基础之上的专家决策系统,其核心是软件系统。智慧农业强调的是智能化的决策系统,配之以多种多样的硬件设施和设备,是系统+硬件。智慧农业的决策模型和系统可以在农业物联网和农业大数据领域得到广泛应用。




2016年,谷歌旗下Deep Mind的Alpha Go横空出世,把人工智能为(AI)的决策水平提高到一个前所未有的高度,让人们认识到人空智能发展的提速和广阔的前景,也为数字农业的发展注入了强心针。




由于数字农业的发展还处于早期阶段,对于其核心的组成部分以及各个部分的理解还有不少歧义,因此,概念被用错和被混为一谈的事情经常发生。




数字农业未来的发展前景虽然非常富有吸引力,但是由于农业的生产涉及的品类和品种繁多,生产过程漫长和复杂,不可控因素多,变量多,因此数字农业从单点突破到全面进步和应用还需要假以时日。




数字农业的特点




1.农业生产高度专业化、规模化、企业化




美国农业生产的专业化是多层次的,这主要表现在地区专业化、农场专业化和生产工艺专业化。美国大陆划分为几个主要的作物带,每个作物带中最适合一种作物的生长,如著名的“玉米带”、“奶牛带”等;绝大多数的农场只生产一种作物,进行大规模种植;而有的农场只生产一种作物的一个品种,或只做一种作物的育种。这样因地制宜、各有所专,达到了专业化与规模化的很好结合,形成了专业化生产、集约化经营、企业化管理现代产业模式。




2.农业生产体系完善




美国已形成发达的产前、产中、产后紧密衔接的农业生产体系,包括农业生产资料的生产和供应,以及农产品的收获后的储藏、运输、加工和销售等部门。他们分工明确,高效协作,在相关农业法律体系的维护下,农业生产有序而高效。




3.农业教育、科研和推广“三位一体”




美国的农业是由私人经营的,但各级政府积极支持农业科学技术的发展,建立了富有特色的“三位一体”的农业教育科研和推广体系,农学院同时承担农业教育、科研和推广三项职能,使教学科研和推广紧密地结合起来,为农业发展提供强大的技术推动力。


近年来,我国数字农业技术得到快速发展,突破了一批数字农业关键技术,开发一批实用的数字农业技术产品,建立了网络化数字农业技术平台。




例如农业农村部在陕西省试点的“国家级苹果产业大数据中心”,托普云农为浙江省政府搭建的智慧农业云平台都是优秀的数字农业大数据应用案例。




目前,在农业数字信息标准体系、农业信息采集技术、大比例尺的农业空间信息资源数据库、农作物生长模型、动植物数字化虚拟设计技术、农业问题远程诊断、农业专家系统与决策支持系统、农业远程教育多媒体信息系统、嵌入式手持农业信息技术产品、温室环境智能控制系统、数字化农业宏观监测系统、农业生物信息学方面的研究应用上,中国企业都取得了重要的阶段性成果,通过不同类型地区应用示范,初步形成了我国数字农业技术框架和数字农业技术体系、应用体系和运行管理体系,促进了我国农业信息化和农业现代化进程。


中国农民将是数字经济的受益者


未来几年,中国农民是否会因为数字技术的应用和普及不受益反受损呢?这是过去许多学者担心的问题,现在看来,总体是利大于弊的。其实人们担心的问题有两个:一是技术的进步让无人化农业成为可能后,农民的工作是不是被替代了;二是数字经济时代,农民是否会失去新生产要素的分配权。第一个问题是经济学问题,第二个问题属于社会学问题。




针对农民是否会失业的问题,我们可以从以下角度来看。中国社会已经开始步入老龄化。根据国家统计局的数据,当前55岁以上农村超龄劳动力的占比已经超过34%,并且每年还有约1200万人从农村进入城市,从生产者变为消费者。有预测说,到2030年,中国参与种地的农民将减少至3000万人以下,其中超龄劳动力占比将达到一半以上。如果以日本为参照,彼时中国农村的劳动力供给将面临严峻考验,导致粮食、蔬菜、水果等农产品价格大幅升高。在这10年里,数字技术和无人化技术将帮助对冲老龄化带来的压力。




实际上极飞科技目前所开发的“无人农场”技术并不是用来完全取代农民的,而是将那些原来低效率的、高风险的、重复劳动的工作交由机器来完成。比如利用无人机巡田,利用无人车喷洒农药,利用自动驾驶技术让拖拉机精准行驶等,赋能农民和农业服务组织,使其更加高效地完成工作,与此同时减少对环境的污染。




针对农民是否会失去新生产要素分配权的问题,我们可以看到,实际上中国政府在经济发展中扮演着利益分配者的角色。西部开发、环境治理、精准扶贫等带有浓郁政治色彩的工程,实际上都是政府在通过“转移支付”来平衡经济发展的差距。虽然我国在逐步开放农产品市场,但棉花、粮食等基本作物的种植和收购环节还是主要由国家来调配,这意味着技术和数据等新生产要素的分配权,主要掌握在政府手中。比如,农业无人机的补贴政策可以直接影响无人机技术在农村的推广速度和渗透率。




另一方面,新生产要素的特性,使得农业服务的可贸易性大大提升。原来本地化的农业服务,未来都可以通过5G、AR、VR等技术输出到其他地方。网络直播和线上旅游让消费者和农民的距离缩短,一个农民甚至可以同时管理不同纬度的农场,实现全年不间断地耕种,大幅增加收入。数字农业服务的可贸易性还会带来更多良性竞争,带来技术外溢,带来新的思维、理念和技术,使得农业经济整体效率得以提升,这也是极飞科技的使命。




数字技术将使得中国农业的整体效率得以提升,产生更多经济价值,而政府可以通过对新生产要素的有效调配,来实现技术的普惠性,从而让农民受益。


中国将会成为全球数字农业的中心


2020年极飞科技年度大会上,我曾表达过,中国很有可能成为全球数字农业的中心,主要条件有四个:


一是全面的农村基础设施建设;


二是强大的工业制造能力;


三是完善的城乡供应链体系;


四是国家的产业转型支持。


要发展智慧农业,首先要实现农业生产数字化,要实现数字化生产,以上这四个方面的前提缺一不可。十年内,能够满足这四个条件的国家也只有中国。


除了以上四个供给侧的条件外,消费者能力的增长也是重要驱动力。2020年,在全世界都受到疫情重创的形势下,中国经济依旧实现了常态化增长。一方面体现了国家防疫体系的韧性,另一方面也展示出城市化和消费升级带来的内部增长动力。中产家庭数量不断增加,国人健康意识的提高,网红明星达人的引导和推流……这股力量将持续拉动供给侧能力的升级,不断对农产品提出质和量的需求,带动农业产业升级。


据华为《联网农场》数据,2020年全球数字农业的市场规模约为1800亿人民币,中国约为200亿人民币,占比13%。从数字农业的应用领域看,2020年自动导航农机、精准牲畜饲养设备、收成检测设备和农业无人机,合计占全球数字农业市场比重达55%。按照这一趋势来看,数字农业的第一波浪潮会出现在数字化农业设备领域。这也意味着,能够为全世界提供这些设备的国家将是这个浪潮的制造者。


无论在发达国家还是发展中国家,农民都是对成本非常敏感的群体,农业技术和农机设备的普及在很大程度上取决于其投资回报周期。根据极飞科技的调研数据,当前发达国家农场平均规模都超过600亩,其制造的农机价格普遍高于发展中国家的2~3倍,更适用于较大规模的农场和市场化的作物生产中。发展中国家如中国、印度、拉美和东南亚国家等,农场规模通常小于100亩,大型农机的回报周期远高于发达国家。当前中国在IT产品、农机设备制造等领域的优势非常明显,从产品制造能力上远超印度和东南亚国家,在产品制造效率和成本上也大幅优于欧美国家。


在应用层面,中国已经成为全球最大的农业无人机应用国。2020年中国约有1.5亿亩耕地使用了植保无人机和遥感无人机作业,占全国耕地面积的8.3%,超过日本无人机作业面积的100倍。与此同时,帮助农田提升管理效率的数字化平台也越来越普及。就像当年工业管理软件进入工厂,给制造业带来巨大效率提升一样,农业数字化管理平台的威力也在逐渐凸显。以极飞科技、华为、大禹节水、新希望等为代表的新一代中国农业科技企业,将成为推动全球数字农业技术应用和普及的主力军。


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