智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展脈絡(luò)和關(guān)鍵領(lǐng)域研究

沈維維，周 波

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院 ， 江西 南昌 330045)

1 智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)生背景及定義

未來糧食供應(yīng)的挑戰(zhàn)使農(nóng)業(yè)必須在一個層面上保持可持續(xù)性，以確保糧食安全。全球糧食系統(tǒng)必須是資源節(jié)約型的，同時又是可持續(xù)的。Heike Bach認(rèn)為在不確定的自然條件下，有效利用水，減少土壤侵蝕和退化，盡量減少能源投入，最大限度地提高產(chǎn)量是目標(biāo)[1]。

Liu Y認(rèn)為維持目前的農(nóng)業(yè)做法將對全球糧食生產(chǎn)產(chǎn)生負面影響,而且可持續(xù)性與生產(chǎn)力、經(jīng)濟因素和環(huán)境影響是很難相互協(xié)調(diào)[2]。Beddington JR認(rèn)為農(nóng)業(yè)運作必須考慮3個方面： 在給定氣候下能產(chǎn)生的糧食數(shù)量； 日益增長的經(jīng)濟和人口變化所需的糧食數(shù)量; 糧食生產(chǎn)對環(huán)境的影響[3]。農(nóng)業(yè)部門將面臨巨大挑戰(zhàn)，以滿足糧農(nóng)組織預(yù)測到2050年將在地球上居住的96億人的生活：到2050年，糧食產(chǎn)量必須增加70%，盡管存在可耕地有限、淡水需求日益增加(農(nóng)業(yè)消耗世界淡水供應(yīng)的70%)和其他不可預(yù)測的因素[4]。在此背景下，急需一種新型的農(nóng)業(yè)模式來解決目前及未來農(nóng)業(yè)部門可能面臨的問題。

2009年1月9日，IBM全球副總裁在“2009中國IT產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)趨勢大會”上做了主題為“構(gòu)建智慧的地球”的演講，提出了智慧地球概念。 智慧地球的核心思想是通過泛在物聯(lián)、寬帶互通和智能決策實現(xiàn)以人為本的智慧生活，以此為藍本，探索、演變、應(yīng)用。智慧農(nóng)業(yè)的概念就是在此基礎(chǔ)上衍變而成的。由于智慧農(nóng)業(yè)名詞提出時間較短，國內(nèi)外對智慧農(nóng)業(yè)這一概念沒有形成統(tǒng)一的共識。

Aqeel-ur Rehman認(rèn)為智能農(nóng)業(yè)可以被定義為了解基本需求以及由于外部因素導(dǎo)致的當(dāng)前環(huán)境變化的方法，這些外部因素是基于環(huán)境信息和利用所采集數(shù)據(jù)來優(yōu)化傳感器的操作或影響執(zhí)行器的操作以改變當(dāng)前環(huán)境[5]。

Federico Guerrini認(rèn)為解決糧食安全問題并且提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和數(shù)量的一種方法是利用傳感等技術(shù)使農(nóng)場更加智能化更加緊密相連,這就是所謂的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),也稱為智慧農(nóng)業(yè)。

美通社(PR Newswire)認(rèn)為智慧農(nóng)業(yè)可以細分為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、畜牧監(jiān)測、漁業(yè)養(yǎng)殖和智能溫室等。而精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是建立在高新技術(shù)基礎(chǔ)之上的新型農(nóng)業(yè)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的精準(zhǔn)播種、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)灌溉等，是科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、定量化、機械化的精耕細作[6]。

國外組織MIT Mlllingar認(rèn)為智慧農(nóng)業(yè)是通過信息技術(shù)、手機、應(yīng)用程序和互聯(lián)網(wǎng)從資源中獲取更多的價值[7]。

2 智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用

智慧農(nóng)業(yè)的核心是物聯(lián)網(wǎng)，Kevin Ashton在1999年首先提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，他把物聯(lián)網(wǎng)稱為具有無線射頻識別(RFID)技術(shù)的唯一可識別的可互操作的連接對象。Samuel Greengard 認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是一個連接設(shè)備、物體和人的網(wǎng)絡(luò)世界，物聯(lián)網(wǎng)還處于初級階段，智能手機、云計算、RFID技術(shù)、傳感器等技術(shù)正在融合，新一代的嵌入式技術(shù)也成為可能[8]。

Jayavardhana Gubbi認(rèn)為在物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器和執(zhí)行器與周圍的環(huán)境融合在一起，信息在不同的平臺上被共享，以形成一個共同的操作畫面(COP)。在RDIF技術(shù)、嵌入式傳感器和多種無線技術(shù)的應(yīng)用推動下物聯(lián)網(wǎng)已走出雛形[9]。

雖然物聯(lián)網(wǎng)的定義不統(tǒng)一，但物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系、結(jié)構(gòu)基本已得到統(tǒng)一認(rèn)識。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系架構(gòu)，可將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)分4個部分:信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、終端交互和后臺系統(tǒng)。

信息采集部分運用到傳感器、控制器、RFID、GPS、RS等技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程主要應(yīng)用了傳感器和控制器，傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中感知信息的重要來源，目前在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的傳感器基本上有以下幾個用途，將土壤信息、水質(zhì)信息、氣象信息、氣體信息、植物參數(shù)和視頻圖像信息轉(zhuǎn)化為可被電腦識別處理和保存的信息?？刂破骺梢钥刂妻r(nóng)機進行遠程操作。RFID即電子標(biāo)簽技術(shù)主要用于牲畜識別與管理、農(nóng)產(chǎn)品溯源等方面。GPS技術(shù)主要用于定位及面積測算等功能，可管理和調(diào)度農(nóng)機。RS技術(shù)主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土地資源調(diào)查，作物估產(chǎn)、監(jiān)測及預(yù)測氣象災(zāi)害和作物病蟲害。

數(shù)據(jù)傳輸過程中主要用到WSN、Zigbee和4G技術(shù)。WSN是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，末梢是可以感知外部的傳感器，把傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)測中心，在農(nóng)業(yè)中可以監(jiān)測一些環(huán)境參數(shù)。Zigbee是一種短距離無線通信技術(shù)，成本低，功耗低，可用太陽能為電源實現(xiàn)通信。4G通信技術(shù)傳輸速度快，覆蓋廣，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活的區(qū)域基本上都可以使用，主要用于農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)傳輸和農(nóng)業(yè)設(shè)備遠程控制。

終端交互部分主要包括基于手機和平板的客戶端方式，以及基于計算機和筆記本等電腦端口方式。終端是農(nóng)戶與智慧農(nóng)業(yè)的接口，用戶可以選擇以一種方式訪問智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用，并可以通過此端口查詢農(nóng)業(yè)狀況和控制自家農(nóng)業(yè)設(shè)備等。

后臺系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲和處理、專家系統(tǒng)以及系統(tǒng)管理和運營。這用到了云計算、GIS、DSS、ES等技術(shù)。云計算在智慧農(nóng)業(yè)中大多用于儲存和處理大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，分析歷史數(shù)據(jù)找出規(guī)律等。GIS地理信息系統(tǒng)可以對空間信息進行分析和處理，成圖呈現(xiàn)。DSS決策支持系統(tǒng)可以為決策者提供所需要的數(shù)據(jù)和背景資料，通過人機交互輔助決策者做出決策。ES專家系統(tǒng)保存設(shè)置的各種規(guī)則，運用專家多年的知識和經(jīng)驗來作出判斷，例如當(dāng)某一值達到臨界點時，將自動執(zhí)行某項功能來控制。

3 國外智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展措施——以美國，歐洲為例

在智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的各種舉措已記錄在案,包括智慧型農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、荷蘭智能乳業(yè)項目、歐盟精準(zhǔn)畜牧業(yè)(eu-plf)和未來的牛。雖然具體目標(biāo)不同，但最主要的目標(biāo)是效率。信息和通信技術(shù)(ICT)存在巨大的潛力，可以提高效率和生產(chǎn)率[10]；盡管如此，它們?nèi)匀粵]有在農(nóng)業(yè)中得到充分利用[11]。生產(chǎn)率或效率的微小變化會對盈利能力產(chǎn)生重大影響[12]。

3.1 生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智慧農(nóng)業(yè)

美國擁有世界上最大的耕地面積，而且農(nóng)業(yè)高度發(fā)達，家庭農(nóng)場平均土地面積在100 hm2以上，是世界上最大的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)國和出口國。美國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式為分區(qū)產(chǎn)業(yè)帶，主要分為乳酪?guī)А⒂衩讕?、小麥帶、棉花帶等?/p>

3.1.1 智慧農(nóng)業(yè)在種植業(yè)的應(yīng)用

在種植業(yè)方面，20世紀(jì)50年代初,美國已經(jīng)開始了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化歷程，開始將計算機應(yīng)用于溫室控制，該系統(tǒng)可以根據(jù)溫室作物的特點和要求，對溫室內(nèi)光照、溫度、水分、氣體、肥料等諸多因子進行自動調(diào)控，還可以利用溫差管理技術(shù)實現(xiàn)對作物的開花和成熟期進行控制，以滿足生產(chǎn)和市場的需求。目前美國已經(jīng)把全球定位系統(tǒng)、電腦和遙感遙測等高新技術(shù)應(yīng)用于溫室生產(chǎn)。從20世紀(jì)80年代以來，荷蘭大力開發(fā)溫室計算機自動控制系統(tǒng)，目前已經(jīng)擁有世界1/4以上的玻璃溫室，種植者只需購買溫室自動控制軟件和營養(yǎng)液，就可以根部不同作物的不同特點進行自動控制，從而滿足作物生長發(fā)育的最適要求干旱在全球范圍內(nèi)是一個巨大的問題。鑒于農(nóng)業(yè)需要全球70%的用水量，還有改進的余地。在美國加州，農(nóng)業(yè)是該州的主要收入來源之一，而目前長期的干旱正在對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。美國開發(fā)了智能中央計算機灌溉控制系統(tǒng)，這個應(yīng)用可以通過傳感器、數(shù)據(jù)分析和自動化支持高效作物產(chǎn)量的智能水管理和保護。滴灌有助于有效地利用水進行深層滲透或蒸發(fā)。土壤水分傳感器用于測量土壤內(nèi)水分,根據(jù)作物的需要控制灌溉,利用遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對滴灌控制系統(tǒng)進行了改進，使土壤水分控制在閾值內(nèi)，實現(xiàn)作物的最佳生長。

N Gondchawar提出了一種用于監(jiān)測現(xiàn)場數(shù)據(jù)和控制現(xiàn)場操作的系統(tǒng), 基于GPS的智能遙控機器人可以完成除草、噴藥、濕度傳感、鳥畜恐嚇、警戒等任務(wù), 智能倉庫管理，包括倉庫的溫度維護、濕度維護和防盜檢測, 這些操作將通過連接到因特網(wǎng)的任何遠程智能設(shè)備或計算機進行，操作將通過傳感器、Wi-Fi或ZigBee模塊、攝像機和執(zhí)行器與微控制器連接。

德國把3S技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物的生產(chǎn)管理和產(chǎn)量預(yù)測等方面，開發(fā)了很多預(yù)測模型，可以預(yù)測病蟲害和損失等。在2017年的漢諾威消費電子、信息及通信博覽會上，德國軟件供應(yīng)商SAP公司推出一個了方案。該方案能在電腦上實時顯示多種生產(chǎn)信息，如某塊土地上種植何種作物、作物接受光照強度如何、土壤中水分和肥料分布情況，農(nóng)民可據(jù)此優(yōu)化生產(chǎn)，實現(xiàn)增產(chǎn)增收；擁有百年歷史的德國農(nóng)業(yè)機械制造商科樂收集團(CLAAS)與德國電信開展合作，借助“工業(yè)4.0”技術(shù)實現(xiàn)收割過程的全面自動化。他們利用傳感器技術(shù)加強機器之間的交流，使用第四代移動通信技術(shù)作為交流通道，使用云技術(shù)保障數(shù)據(jù)安全，并通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析。信息通訊技術(shù)的發(fā)展也讓農(nóng)民的工作更加高效便捷。柏林的一家名為“365FarmNet”的初創(chuàng)企業(yè)為小型農(nóng)場主提供了一套包括種植、飼養(yǎng)和經(jīng)營在內(nèi)的全程服務(wù)軟件。該軟件可以提供詳細的土地信息、種植和飼養(yǎng)規(guī)劃、實時監(jiān)控以及經(jīng)營咨詢等服務(wù)。而且通過該軟件可以方便地與企業(yè)的合作伙伴取得聯(lián)系，以便及時獲取相應(yīng)的服務(wù)幫助。

3.1.2 智慧農(nóng)業(yè)在林業(yè)的應(yīng)用

RR Kennedy 開發(fā)了一種基于手持智能手機設(shè)備和桌面地理信息系統(tǒng)(GIS)的電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用一個專有的木材巡航應(yīng)用程序和商業(yè)制圖軟件與智能手機/桌面GIS一起記錄和處理森林站和地理空間數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的基于紙張的方法相比，可用性測量智能手機地理信息系統(tǒng)的工作效率和系統(tǒng)性能，智能手機系統(tǒng)成功地實現(xiàn)了績效目標(biāo)，與傳統(tǒng)的方法相比，可顯著提高工作效率，縮短數(shù)據(jù)傳輸和處理時間[13]。

Y Zhang研究了一種基于網(wǎng)絡(luò)的智能平臺FEFCP來監(jiān)測森林?；赯igBee的組網(wǎng)技術(shù)具有功耗低、數(shù)據(jù)傳輸速率低、傳輸容量大等優(yōu)點，更適合于森林環(huán)境要素采集平臺節(jié)點的設(shè)計。由于我們的森林環(huán)境因素收集節(jié)點收集的數(shù)據(jù)具有空間屬性和時間屬性，F(xiàn)EFCP可以根據(jù)地理位置實時監(jiān)測森林環(huán)境因素。DCS收集森林環(huán)境因素，然后將收集到的信息發(fā)送到CSS。CSS保存和分析來自DCS的信息，并在TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上，通過互聯(lián)網(wǎng)向IMS傳輸數(shù)據(jù)。同時，CSS還將數(shù)據(jù)分析結(jié)果發(fā)送給MCS，從而實現(xiàn)對森林環(huán)境因子的信息通報和智能監(jiān)控[14]。

3.1.3 智慧農(nóng)業(yè)在漁業(yè)的應(yīng)用

德國農(nóng)業(yè)已經(jīng)進入4.0時代，漁耕田農(nóng)場是一種高效的魚菜共生農(nóng)場，在這一類的農(nóng)場中，對魚類也實行了計算機實時監(jiān)控.

在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面有很多技術(shù)上的應(yīng)用，例如，半潛式籠設(shè)計，自動時間控制的饋線和水循環(huán)修復(fù)系統(tǒng)等。MH Mustafa描述了一種智能水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，能實時準(zhǔn)確地監(jiān)測和控制水質(zhì)，可以通過共用設(shè)備和應(yīng)用程序共享信息，當(dāng)某個變量發(fā)生變化時，系統(tǒng)通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做出決策控制機械解決問題。而這個系統(tǒng)可以通過手機端來操作。

AA Wirjono等人描述了一種智慧漁業(yè)系統(tǒng)，漁民輸入了所在位置，系統(tǒng)利用衛(wèi)星圖像作為數(shù)據(jù)源，利用邊緣檢測技術(shù)，找出魚群的準(zhǔn)確位置，系統(tǒng)給出五個漁區(qū)進行選擇，系統(tǒng)描繪每個區(qū)域的情況和具體的經(jīng)緯度。漁民根據(jù)這些信息選擇區(qū)域，并記錄區(qū)域經(jīng)緯度，使用GPS航行，直到抵達漁區(qū)所在位置[15]。

3.1.4 智慧農(nóng)業(yè)在畜牧業(yè)的應(yīng)用

計算機建模技術(shù)的應(yīng)用也很廣泛，在乳品領(lǐng)域，牛奶生產(chǎn)預(yù)測的建模技術(shù)的比較確定了一個非線性自回歸模型比傳統(tǒng)的回歸建模技術(shù)更準(zhǔn)確[16]。監(jiān)測牛的反芻時間有利于預(yù)測產(chǎn)犢和在泌乳早期的疾病[17]。聲學(xué)監(jiān)測 ，下頜運動增強傳感器的數(shù)據(jù)，咬計數(shù)器，鼻羈壓力傳感器和肌電圖(EMG)[18]都有助于預(yù)測飼料攝入量。荷蘭智能乳業(yè)采用了奶牛場圍繞全自動擠奶機器人系統(tǒng)(VMS)，配套使用奶牛流向控制、自動飼喂、在線監(jiān)測等設(shè)施設(shè)備及“帝波羅”牧場管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了奶牛場全方位的智能化管理模式。

監(jiān)測羊群體重變化與商業(yè)羊毛和羊肉生產(chǎn)者的生產(chǎn)力是高度相關(guān)的,因為體重直接關(guān)系到羊毛質(zhì)量，羊羔存活和繁殖效率。RFID技術(shù)，結(jié)合自動繪圖和使用稱重設(shè)備，允許生產(chǎn)者記錄個體綿羊的生產(chǎn)信息，并通過減少記錄所需的勞動來提高農(nóng)場效率[19]。

3.2 流通環(huán)節(jié)的智慧農(nóng)業(yè)

美國的農(nóng)產(chǎn)品在線銷售平臺不斷創(chuàng)新。2011年，積極引入“私人定制”這一社會化電商的新思維，創(chuàng)造性地打造了“食物社區(qū)”的團購型概念。以Farmigo網(wǎng)站為例，它為每一個“食物社區(qū)”制作專門的購物網(wǎng)頁，是一個鏈接農(nóng)場和消費者的在線平臺。農(nóng)場主通過它管理農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)銷及配送，消費者通過它直接從農(nóng)場購買優(yōu)質(zhì)新鮮的農(nóng)產(chǎn)品，同一食物社區(qū)的人都在臨近地點居住或工作,加入后,每周都可以吃到來自自己住所100英里范圍、48小時內(nèi)收獲的新鮮食物,成本是2%額外的服務(wù)費。從而讓農(nóng)場及消費者都得到實惠，實現(xiàn)“雙贏”[20]。

針對還存在的一個嚴(yán)重的問題，即從農(nóng)場到餐桌，30%的農(nóng)產(chǎn)品腐爛了。在美國俄勒岡州，羅格啤酒廠的啤酒花也面臨著這樣的問題,羅格利用因特爾的物聯(lián)網(wǎng)平臺, 開始收集酒花和啤酒廠的每一個階段的溫度和濕度數(shù)據(jù)。英特爾的傳感器通過GPS跟蹤每一批貨物的位置，并記錄溫度或濕度是否高于或低于可接受的邊界。由于英特爾的深入跟蹤，羅格啤酒花的出貨量現(xiàn)在保持一貫新鮮[21]。

農(nóng)產(chǎn)品溯源,近年來，消費者和農(nóng)業(yè)食品鏈之間的行為和關(guān)系發(fā)生了重大而突然的變化。在意大利對消費者的一項調(diào)查數(shù)據(jù)顯示超過90%的消費者愿意為確保產(chǎn)品質(zhì)量而花費額外的“溢價”[22]。意大利著名奶酪公司Parmigiano Reggiano利用條形碼和無線射頻識別(RFID)技術(shù),與消費者之間建立良好的追溯系統(tǒng)[23]。近年來，廣泛使用的DNA條形碼技術(shù)也是一種農(nóng)產(chǎn)品溯源工具，還可以用來發(fā)現(xiàn)物種替代，如海鮮識別等，但是數(shù)據(jù)庫的缺乏在一定程度上限制了它的發(fā)展[24]。質(zhì)量是一種選擇，即使在經(jīng)濟方面，也可以直接在消費者身上找到回報,所以有必要實現(xiàn)和傳達消費者認(rèn)可的質(zhì)量。

糧食儲存，T Tefera認(rèn)為發(fā)展中國家的傳統(tǒng)儲存做法不能保證對玉米等主要糧食作物的安全，導(dǎo)致20%至30%的糧食損失，特別是由于采后的害蟲和谷物病原體所致。然而，如果農(nóng)民無法以有吸引力的價格儲存谷物和出售剩余產(chǎn)品，那么減貧和更大的生計安全就不會實現(xiàn)[25]。H Zhou研究了一個智能化、自動化、實時的儲糧測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由基于ZigBee協(xié)議的星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、遠程數(shù)據(jù)傳輸單元、上位機監(jiān)控管理系統(tǒng)組成，在LabVIEW平臺上建立了本地遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)和一個能預(yù)測糧食顆粒內(nèi)部溫度、水分分布和間隙空氣溫度和濕度分布的機理模型[26]。

3.3 技術(shù)和政策支持

美國重視農(nóng)業(yè)科教，形成了教育、研究、推廣“三位一體”的體系，1914年通過的《史密斯-利弗法案》形成了農(nóng)業(yè)教學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和農(nóng)業(yè)推廣三者密切結(jié)合的“三位一體”體系。這個體系有三個特點：一是由州農(nóng)學(xué)院同時承擔(dān)教育、研究和推廣三項任務(wù)，使三者結(jié)合在起，互相促進；二是每年的研究推廣計劃由基層向上申請，推廣服務(wù)工作由農(nóng)業(yè)部和農(nóng)學(xué)院共同領(lǐng)導(dǎo)，并以農(nóng)學(xué)院為主，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供服務(wù)；三是推廣經(jīng)費由聯(lián)邦、州和縣共同負擔(dān)，科研經(jīng)費則主要來自公共和私人(公司)，二者互相補充，可以很好地促進美國農(nóng)業(yè)科技的研發(fā)與推廣[27]。

美國重視采集信息，有100多個信息收集處，每天匯總分析并發(fā)布全美各類農(nóng)業(yè)信息;美國還建立了數(shù)據(jù)公開制度，數(shù)據(jù)的獲取對于農(nóng)資行業(yè)的發(fā)展提供幫助，加上行業(yè)壁壘低，種植廣闊的農(nóng)場主對技術(shù)服務(wù)尤其對基于大數(shù)據(jù)的決策支持的迫切需求，使大數(shù)據(jù)公司層出不窮且呈蓬勃發(fā)展之勢。AGRI-COLA, AGRIS, Preview等多個強大數(shù)據(jù)庫及物聯(lián)網(wǎng)科技等創(chuàng)新成果給美國“智慧農(nóng)業(yè)”及其產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展提供了優(yōu)越的科研資源和技術(shù)條件。多層次的農(nóng)技推廣及服務(wù)體系有利于各種新技術(shù)的落地實施[28]。

4 智慧農(nóng)業(yè)未來發(fā)展方向

David C. Slaughter認(rèn)為智慧農(nóng)業(yè)是未來農(nóng)業(yè)的一個概念，它將開發(fā)創(chuàng)新智能機器、智能環(huán)境感知、智能作物和智能耕作方法，并將在2050年之前引領(lǐng)世界糧食安全和糧食生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境、經(jīng)濟和社會可持續(xù)性道路[29]。

Michael J. O’Grady認(rèn)為雖然存在許多提供智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的技術(shù)，但是個體農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)采用這些技術(shù)取決于一些額外的因素。其中最重要的是可用性問題和實驗的證明；在其他領(lǐng)域采用智能技術(shù)也同樣存在這些問題。需要以農(nóng)場和農(nóng)民為中心，只有這樣才能使智能農(nóng)業(yè)概念持續(xù)向前發(fā)展。智能農(nóng)場可能產(chǎn)生的好處是多方面的，如何在生產(chǎn)力、盈利能力和可持續(xù)性等方面實現(xiàn)這些好處還不清楚。支持智能農(nóng)場的技術(shù)為農(nóng)場特定模型的構(gòu)建和應(yīng)用提供了機會。這一目標(biāo)是可以實現(xiàn)的，這也為農(nóng)業(yè)管理實踐提供了根本性的創(chuàng)新。

Romeo認(rèn)為盡管智慧農(nóng)業(yè)的成本對于任何一個大農(nóng)場來說仍然很高(這有助于解釋為什么擁有廣闊領(lǐng)土的美國站在這個新模式的最前沿)，但這并不意味著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)不能在小地方進行。實際上，在小田耕作中也有相當(dāng)多的應(yīng)用。例如在葡萄園里，為了獲得土壤和植物的數(shù)據(jù)，在田地里的不同位置安裝傳感器，然后這些數(shù)據(jù)被用來預(yù)防疾病。Romeo認(rèn)為未來發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)要加強與農(nóng)民的溝通，他們可能無法理解物聯(lián)網(wǎng)，所以物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的語言必須發(fā)生巨大的變化。