在全球疫情肆虐、經濟放緩的大背景下,數智農業將現代信息技術、智能科技與土地等自然稟賦有機結合,成為實現鄉村振興的有效引擎和持續動力。來自日本、美國、荷蘭等國的成功實踐,在數智化應用水平、多元參與主體、農業大數據信息系統、科研和推廣體系、農業人才培養體系等方面進行了較好的總結。

較高的農業數智化應用水平

日本政府從2009年開始設立專門機構,研究推進人工智能與信息技術在農業領域的應用。隨著該國第五期《科學技術基本法》與“社會5.0”(超智能社會)概念的出臺,日本的智能農業進一步發展,農業智能化水平進一步提高。日本應用搭載農業多光譜相機或測繪相機的農用無人機,實現了農作物的遠程遙感監測,可及時了解和分析農作物長勢和病蟲害情況,用數據支持農業生產經營決策。人工智能和物聯網的應用主要集中在病蟲害探測、土壤狀況監測等智能識別領域,以及禽畜智能穿戴設備領域。智能機器人的應用集中在播種、耕作、噴藥、采摘等領域。美國結合AI高精尖技術、物聯網等發展規模農業,應用智能化農機技術、“5S技術”等發展精細農業,“大農場”模式和“精耕細作”模式相結合,共同構成了美國智慧農業生產系統,實現了美國農場的提質增效。荷蘭采用現代化的種植技術、先進的溫室技術、科學的水肥管理、高效的農藝技術,運用高科技和大數據的力量,包括衛量識別、分子識別、DNA識別等,提高了農作物的高效優質。

多元的數智農業參與主體

日本數智農業發展最大的助推力是包括政府、農協、學校、企業和科研機構等在內的豐富多元的參與主體。在日本的農業體系中,政府主要發揮政策資金支持和農業普及作用,農協主要發揮農業經營和技術指導作用,企業主要進行技術研發和應用推廣。例如,日本半導體公司Lapis Semiconductor研制出的土壤感測單晶片,是世界上首款實現每分鐘監測土壤酸堿度、含水量和溫度變化,并即時傳輸數據的多功能單晶片。除企業外,學校和科研機構也是數智農業的重要參與主體。富士通公司與九州大學合作建立了smarthouse,利用物聯網和人工智能,將圖像處理技術與植物體測量評定技術相結合,實現了對農作物的精準監測和及時反饋,提高了農作物產量和質量,促進了農業數智化發展。在美國,易安信、谷歌、IBM、惠普、甲骨文、微軟、Facebook、亞馬遜等企業很早就通過自主研發或收購等方式布局大數據,快速推出與大數據相關的產品和服務,成為數智農業的重要參與者和推動者。在大數據的應用、分析及安全等領域還涌現出一批像天睿(Teradata)、盛龐卡(Splunk)等創新能力強的創業公司,促進了美國農業數字化、智能化發展。

先進的農業大數據信息系統

首先,數據共享。2019年4月,日本正式上線全國性農業數據共享信息平臺WAGRI系統。WAGRI采用云平臺架構的運行方式,數據提供者將有關數據存儲在WAGRI云端,同時將數據以應用程序接口(API)形式開放給各類數據使用者。平臺數據包括各部門、各企事業單位的涉農歷史數據以及各類涉農數據等。其次,數據應用。美國建立了全國統一標準數據庫,并開放數據信息,允許技術專家、數據可視化專家、研究人員等搜索、查閱和調用數據庫中的公共數據,允許涉農企業利用公開發布的相關農業大數據進行研究分析,并應用于農業生產實踐。第三,數據安全。美國制定了專門的農業數據共享法案,例如《2018年美國農業數據法案》《農業信息公開法案》等,在共享和應用數據的同時更加注重對農民隱私的保護。2020年,日本農林水產省(MAFF)在農田信息集中化管理及其有效利用的相關研究報告中強調,要廣泛地研究和考慮如何匿名和隱藏信息等方面的問題,防止利用個人信息數據進行身份識別。

成熟的農業科研和推廣體系

成熟的農業科研和技術推廣體系是美國農業現代化的核心競爭力。美國農業科研體系由農業部、贈地大學和私人企業三方組成,研究工作由政府資助的公共研究機構和私人企業進行,研發投入以平均每年8%的速度增長。美國農業科技推廣體系是由聯邦農技推廣局、州農業技術推廣站、縣推廣辦公室和農學院四個層面組成的立體結構。其中,州推廣站是美國農業科技推廣體系的核心,各州推廣站分布在全美,相互獨立又相互聯系,組成覆蓋范圍廣泛的技術傳送網絡。荷蘭農業的科技含量處于世界領先水平,這得益于荷蘭獨創的“三螺旋”模式：以農業合作社為主體,政府提供政策支持,科研機構和農業大學共同參與,各方協同,構成了支撐荷蘭現代農業發展的金三角。其中,政府發揮政策和資金支持作用,高校發揮技術研究和人才培養作用,企業扮演實踐者和推廣者的角色,幫助農業生產經營者不斷地把新技術和新應用實踐到農業生產之中,促進科技創新的成果轉化,提高農業生產效率。

完善的農業人才培養體系

日本非常注重培養農業科技人才,建立了比較健全的農業教育培訓體系。該體系主要分為四個層次：一是農科類大學和綜合性大學的農學部,承載著日本高等農業教育,培養高層次農業人才；二是農業大學校,教授農業技術和經營管理方面的技能,一般擁有自己的附屬農場,特別注重實踐教學,學生直接從事農業勞動；三是農業高中,重點講授與農業相關的課程,進行基礎農業知識教育；四是農業枝術培訓班,對農民直接進行培訓,傳授農業知識和技術,提高農民的科技素質,負責農村青年骨干的培養。通過不同檔次的農業教育和培訓培養不同層次的農業科學技術人才,為日本農業數字化、智能化發展提供源源不斷的動力。荷蘭特別注重農業高等教育,注重發揮高校辦學的自主性,構建了荷蘭政府調控、社會參與、學校自治協同的治理體系,積極推進農業教育與農業生產實踐和經濟社會對接,在人才培養結構、人才培養模式與內容、科研模式等方面都做到了產學結合、產研結合。