在全球疫情肆虐、经济放缓的大背景下,数智农业将现代信息技术、智能科技与土地等自然禀赋有机结合,成为实现乡村振兴的有效引擎和持续动力。来自日本、美国、荷兰等国的成功实践,在数智化应用水平、多元参与主体、农业大数据信息系统、科研和推广体系、农业人才培养体系等方面进行了较好的总结。

较高的农业数智化应用水平

日本政府从2009年开始设立专门机构,研究推进人工智能与信息技术在农业领域的应用。随着该国第五期《科学技术基本法》与“社会5.0”(超智能社会)概念的出台,日本的智能农业进一步发展,农业智能化水平进一步提高。日本应用搭载农业多光谱相机或测绘相机的农用无人机,实现了农作物的远程遥感监测,可及时了解和分析农作物长势和病虫害情况,用数据支持农业生产经营决策。人工智能和物联网的应用主要集中在病虫害探测、土壤状况监测等智能识别领域,以及禽畜智能穿戴设备领域。智能机器人的应用集中在播种、耕作、喷药、采摘等领域。美国结合AI高精尖技术、物联网等发展规模农业,应用智能化农机技术、“5S技术”等发展精细农业,“大农场”模式和“精耕细作”模式相结合,共同构成了美国智慧农业生产系统,实现了美国农场的提质增效。荷兰采用现代化的种植技术、先进的温室技术、科学的水肥管理、高效的农艺技术,运用高科技和大数据的力量,包括卫量识别、分子识别、DNA识别等,提高了农作物的高效优质。

多元的数智农业参与主体

日本数智农业发展最大的助推力是包括政府、农协、学校、企业和科研机构等在内的丰富多元的参与主体。在日本的农业体系中,政府主要发挥政策资金支持和农业普及作用,农协主要发挥农业经营和技术指导作用,企业主要进行技术研发和应用推广。例如,日本半导体公司Lapis Semiconductor研制出的土壤感测单晶片,是世界上首款实现每分钟监测土壤酸碱度、含水量和温度变化,并即时传输数据的多功能单晶片。除企业外,学校和科研机构也是数智农业的重要参与主体。富士通公司与九州大学合作建立了smarthouse,利用物联网和人工智能,将图像处理技术与植物体测量评定技术相结合,实现了对农作物的精准监测和及时反馈,提高了农作物产量和质量,促进了农业数智化发展。在美国,易安信、谷歌、IBM、惠普、甲骨文、微软、Facebook、亚马逊等企业很早就通过自主研发或收购等方式布局大数据,快速推出与大数据相关的产品和服务,成为数智农业的重要参与者和推动者。在大数据的应用、分析及安全等领域还涌现出一批像天睿(Teradata)、盛庞卡(Splunk)等创新能力强的创业公司,促进了美国农业数字化、智能化发展。

先进的农业大数据信息系统

首先,数据共享。2019年4月,日本正式上线全国性农业数据共享信息平台WAGRI系统。WAGRI采用云平台架构的运行方式,数据提供者将有关数据存储在WAGRI云端,同时将数据以应用程序接口(API)形式开放给各类数据使用者。平台数据包括各部门、各企事业单位的涉农历史数据以及各类涉农数据等。其次,数据应用。美国建立了全国统一标准数据库,并开放数据信息,允许技术专家、数据可视化专家、研究人员等搜索、查阅和调用数据库中的公共数据,允许涉农企业利用公开发布的相关农业大数据进行研究分析,并应用于农业生产实践。第三,数据安全。美国制定了专门的农业数据共享法案,例如《2018年美国农业数据法案》《农业信息公开法案》等,在共享和应用数据的同时更加注重对农民隐私的保护。2020年,日本农林水产省(MAFF)在农田信息集中化管理及其有效利用的相关研究报告中强调,要广泛地研究和考虑如何匿名和隐藏信息等方面的问题,防止利用个人信息数据进行身份识别。

成熟的农业科研和推广体系

成熟的农业科研和技术推广体系是美国农业现代化的核心竞争力。美国农业科研体系由农业部、赠地大学和私人企业三方组成,研究工作由政府资助的公共研究机构和私人企业进行,研发投入以平均每年8%的速度增长。美国农业科技推广体系是由联邦农技推广局、州农业技术推广站、县推广办公室和农学院四个层面组成的立体结构。其中,州推广站是美国农业科技推广体系的核心,各州推广站分布在全美,相互独立又相互联系,组成覆盖范围广泛的技术传送网络。荷兰农业的科技含量处于世界领先水平,这得益于荷兰独创的“三螺旋”模式：以农业合作社为主体,政府提供政策支持,科研机构和农业大学共同参与,各方协同,构成了支撑荷兰现代农业发展的金三角。其中,政府发挥政策和资金支持作用,高校发挥技术研究和人才培养作用,企业扮演实践者和推广者的角色,帮助农业生产经营者不断地把新技术和新应用实践到农业生产之中,促进科技创新的成果转化,提高农业生产效率。

完善的农业人才培养体系

日本非常注重培养农业科技人才,建立了比较健全的农业教育培训体系。该体系主要分为四个层次：一是农科类大学和综合性大学的农学部,承载着日本高等农业教育,培养高层次农业人才；二是农业大学校,教授农业技术和经营管理方面的技能,一般拥有自己的附属农场,特别注重实践教学,学生直接从事农业劳动；三是农业高中,重点讲授与农业相关的课程,进行基础农业知识教育；四是农业枝术培训班,对农民直接进行培训,传授农业知识和技术,提高农民的科技素质,负责农村青年骨干的培养。通过不同档次的农业教育和培训培养不同层次的农业科学技术人才,为日本农业数字化、智能化发展提供源源不断的动力。荷兰特别注重农业高等教育,注重发挥高校办学的自主性,构建了荷兰政府调控、社会参与、学校自治协同的治理体系,积极推进农业教育与农业生产实践和经济社会对接,在人才培养结构、人才培养模式与内容、科研模式等方面都做到了产学结合、产研结合。