智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型過程中的挑戰(zhàn)及對策

熊航

【摘要】在加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的背景下，我國農(nóng)村數(shù)字化和農(nóng)業(yè)智能化水平不斷提高。智慧農(nóng)業(yè)通過數(shù)據(jù)、技術(shù)與實施主體在更高層次上的融合和價值創(chuàng)造，實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營中的科學決策和精準操作。當前，我國在從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型中面臨諸多挑戰(zhàn)。應(yīng)以大數(shù)據(jù)立法為基礎(chǔ)，完善頂層設(shè)計和部門聯(lián)動，統(tǒng)籌軟件硬件建設(shè)，加強科技人才培養(yǎng)，建立健全數(shù)據(jù)要素參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成果分配制度，構(gòu)建農(nóng)業(yè)知識圖譜，突破技術(shù)瓶頸，打通信息“孤島”，降低網(wǎng)絡(luò)攻擊風險，推動智慧農(nóng)業(yè)跨越式發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智慧農(nóng)業(yè)? 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)? 農(nóng)業(yè)科技? 農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體

【中圖分類號】F323.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.24.011

推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的重大任務(wù)，是推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。習近平總書記在12月28日至29日召開的中央農(nóng)村工作會議上指出：“在向第二個百年奮斗目標邁進的歷史關(guān)口，鞏固和拓展脫貧攻堅成果，全面推進鄉(xiāng)村振興，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，是需要全黨高度重視的一個關(guān)系大局的重大問題?！鞭r(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的實現(xiàn)有賴于現(xiàn)代科技在農(nóng)業(yè)農(nóng)村中的應(yīng)用。

智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景及系統(tǒng)構(gòu)成

縱觀農(nóng)業(yè)發(fā)展史，農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程可以分為四個階段：體力和畜力驅(qū)動的農(nóng)業(yè)1.0階段，簡易機械和農(nóng)作制度改良驅(qū)動的農(nóng)業(yè)2.0階段，生物技術(shù)和信息技術(shù)驅(qū)動的農(nóng)業(yè)3.0階段（包括“綠色革命”），大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)驅(qū)動的農(nóng)業(yè)4.0階段。農(nóng)業(yè)4.0以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù)化決策、精準化運行、智能化控制、無人化作業(yè)等為發(fā)展方向和目標，因而被普遍稱為“智慧農(nóng)業(yè)”。在育種到收獲、生產(chǎn)到銷售的農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中，智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)性地運用了大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和云計算（“大智移云”）等主要技術(shù)和傳感器、遙感、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實等輔助技術(shù)。

智慧農(nóng)業(yè)是一個通過物聯(lián)網(wǎng)連接農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)。從功能和技術(shù)構(gòu)架上看，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由感知層、傳輸層和應(yīng)用層三個層面構(gòu)成。感知層的主要功能是采集信息，具體包括作物或畜禽等生長的環(huán)境數(shù)據(jù)（光、溫、水、肥、空氣質(zhì)量等）和經(jīng)營主體農(nóng)事操作的行為數(shù)據(jù)等，由自動識別技術(shù)、遙感技術(shù)、傳感器、氣象站、實地調(diào)查等數(shù)據(jù)獲取手段和工具組成。傳輸層的主要功能是接入和傳輸信息，是整個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的通訊樞紐，旨在通過有線或無線的方式傳輸感知層所獲取的各種信息，并向應(yīng)用層發(fā)布操作指令。應(yīng)用層由云計算系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)等組成，其主要功能是對所獲取的各類數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，并針對實際問題建模和設(shè)計工作方案，從而實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的實時控制、精確管理和科學決策，不難看出，智慧農(nóng)業(yè)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)與一系列現(xiàn)代科技結(jié)合的產(chǎn)物，它以數(shù)據(jù)的更充分獲取和利用為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)、技術(shù)與實施主體在更高層次上的融合和價值創(chuàng)造，實現(xiàn)更加科學理性的決策和精準智能的操作。

智慧農(nóng)業(yè)不是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的簡單替代，而是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)上的升級和迭代;智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)也不是完全的“另起爐灶”，而是基于農(nóng)業(yè)2.0、農(nóng)業(yè)3.0以及當前的信息化水平推進數(shù)據(jù)驅(qū)動農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級?？傮w上，當前全球農(nóng)業(yè)正處于這一轉(zhuǎn)型的深刻變革中。雖然從實踐來看，這一轉(zhuǎn)型可能與前幾次相比進行得更為迅速，但由于我國土地細碎化、農(nóng)戶規(guī)模小、農(nóng)村整體信息化水平不高，以及相關(guān)核心技術(shù)研發(fā)能力較弱等問題，我國智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。

智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型所面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)方面。一是系統(tǒng)性獲取農(nóng)田與農(nóng)戶數(shù)據(jù)的成本偏高。對于農(nóng)戶的生產(chǎn)經(jīng)營而言，智慧農(nóng)業(yè)是用精準、理性的科學決策代替相對模糊、感性的經(jīng)驗決策的農(nóng)業(yè)形態(tài)。農(nóng)戶的農(nóng)事決策一般是以地塊為單位進行的，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)以準確刻畫地塊和農(nóng)戶層面的特征數(shù)據(jù)為支撐，能夠?qū)嵤┽槍Φ貕K甚至植株的精準決策。地塊層面的數(shù)據(jù)主要包括土壤溫度、濕度、肥力等反映作物微觀生長的環(huán)境數(shù)據(jù);農(nóng)戶層面的數(shù)據(jù)主要包括反映生產(chǎn)經(jīng)營主體（普通農(nóng)戶、家庭農(nóng)場、農(nóng)業(yè)合作社等）的播種、田間管理、收獲等農(nóng)事活動的數(shù)據(jù)。在我國農(nóng)地細碎化程度高和小規(guī)模分散經(jīng)營的現(xiàn)實條件下，實現(xiàn)對這兩類數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性獲取都面臨高昂的成本。對于生產(chǎn)經(jīng)營主體的行為數(shù)據(jù)，目前主要通過問卷調(diào)查、訪談等方式獲取，主要信息來源為農(nóng)戶自我報告，調(diào)查周期相對較長，一般整個生產(chǎn)經(jīng)營周期只開展一次調(diào)查。這樣的數(shù)據(jù)獲取方式難以保證數(shù)據(jù)的客觀可靠性。一方面，許多受訪者從主觀上隱瞞信息或者提供虛假信息（例如刻意隱瞞農(nóng)藥的使用量或所收獲的產(chǎn)量）;另一方面，農(nóng)戶的非主觀因素也會造成信息誤差。為確保數(shù)據(jù)客觀、真實、可靠，在實踐中只能依靠嚴謹?shù)姆桨冈O(shè)計和嚴格的調(diào)查執(zhí)行盡可能地避免非主觀因素的干擾，因而獲取數(shù)據(jù)的人力、物力成本較高。對于土壤數(shù)據(jù)的獲取，傳統(tǒng)方式是通過采集土壤樣本進行檢測，需要依賴大量的人力物力投入;而借助各類土壤傳感器的現(xiàn)代手段又需支付較高費用。因此，目前通過這兩種方式獲取符合地塊尺度決策需要的數(shù)據(jù)都面臨過高成本，且其成本隨著地塊細碎化程度和土壤異質(zhì)性的提高而不斷增加。

二是多元主體參與數(shù)據(jù)獲取，數(shù)據(jù)所有權(quán)不明晰。在智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，信息與通訊技術(shù)（ICT）、傳感器工具等被廣泛用于數(shù)據(jù)采集，原始數(shù)據(jù)還會被融合、加工形成新的數(shù)據(jù)，因而數(shù)據(jù)所有權(quán)難以界定和劃分。除農(nóng)戶之外，參與數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)的主體還包括數(shù)據(jù)采集工具供應(yīng)商、數(shù)據(jù)融合服務(wù)供應(yīng)商以及純粹的數(shù)據(jù)供應(yīng)商等。在數(shù)據(jù)獲取由多個主體共同完成的情況下，數(shù)據(jù)的所有權(quán)具有一定爭議性。而在所有參與數(shù)據(jù)獲取的主體中，農(nóng)戶的數(shù)據(jù)權(quán)益甚至隱私往往容易受到侵害。其一，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)設(shè)備在采集和使用非個人數(shù)據(jù)時，通常需要與個人身份可識別信息相關(guān)聯(lián)進行認證;其二，用于監(jiān)控地塊和農(nóng)作物的無人機、無人駕駛拖拉機等智慧農(nóng)業(yè)設(shè)備也同時具備監(jiān)控其使用者的功能，給侵犯農(nóng)戶的個人信息和數(shù)據(jù)帶來潛在風險?，F(xiàn)代產(chǎn)權(quán)理論指出，清晰的產(chǎn)權(quán)是資源有效配置和形成有效激勵的前提。只有厘清了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的權(quán)屬關(guān)系，充分保護各類數(shù)據(jù)獲取參與者的權(quán)利，才能持續(xù)地激發(fā)其采集和分享數(shù)據(jù)的積極性。