国际智慧农业的发展态势和案例

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2018年,随着中央一号文件《中国中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》的发布,农业和农村发展被提到了前所未有的国家战略高度。从乡村振兴看,智慧农业、创意农业、休闲农业、农业服务业、农业金融、农业互联网……新经济形态和产业升级正在大大拓展乡村经济的内涵和外延。笔者将陆续把东滩顾问在农业农村方面的研究成果整理成文,本篇主要关注智慧农业,从国际智慧农业实践看智慧农业的发展态势。


一、智慧农业的内涵

“智慧农业”是现代农业发展的高级阶段。20世纪80年代,美国率先提出“精确农业”的构想并在此后多年的实践中成为“精确农业”绩效最好的国家,这为“智慧农业”奠定了良好的发展基础。现阶段,美国利用物联网科技开展“智慧农业”生产的水平世界领先,带动农业产业链条实现了全新变革。

智慧农业涉及农业的“产、供、销、管”等各个领域。一是农业资源管理,包括农用土地资源、水资源、生产资料等;二是农业生态环境管理,包括智能滴灌、土壤、水质、大气监测、病害防治、成熟度预报等;三是电子商务与食品安全管理,包括电商网站、农产品信息、生长环境记录、成熟度、农残监测信息、综合健康指数等;四是农业装备与设施,包括工况监测、远程诊断、服务调度等;五是智慧农园综合管理系统,包括安全防护、大屏展示、ERP、移动办公、车辆管理等。


二、国际智慧农业发展的三大态势

从国际农业发展看,美国、德国、日本、英国、法国等发达国家都非常重视智慧农业的发展。智慧农业是以科技发展为主要驱动力的,结合发达国家的智慧农业实践和经验,可以得出国际智慧农业发展的三大态势。


 态势1:智能信息技术全面渗透农业领域,农业4.0时代已经来临  

农业1.0 时代:典型特征是农耕文明,属于靠天吃饭阶段;农业以体力劳动、蓄力劳动为主;生产方式较为粗放;家庭作业为主。

农业2.0时代:典型特征是工业文明,以大型化、机械化作业为主;以规模化、农场化的规模生产为主;化学农药肥料的应用。

农业3.0时代:典型特征是生物基因,以现代科技型农业为主,新型育种技术,基因与生物工程培育及育种;滴灌技术发明与推广;无土栽培技术与推广。

农业4.0时代:典型特征是智能革命,智慧生产、智能机器人、信息物理系统引发新一代农业革命;植物工厂、垂直农业、精准农业,全产业链经营。


态势2:国际农机装备发展呈现智能化、全过程化、大型化及绿色化发展趋势  

趋势一:向高科技、智能化方向发展。高、新、尖技术的广泛应用,如GPS卫星定位、激光制导等高新技术;由性能单一的机具发展到机、电、液一体化、专业化程度很高的复式机械;耕作机械、收获机械、灌溉机械、施药机械和采摘机械全面智能化。

趋势二:覆盖农业全领域与农业生产全过程。农业机械门类齐全,高新技术应用水平以及产品成熟度等较高的发展阶段;农业生产从种子生产、耕整地、种植、田间管理、收获加工、秸秆利用的全过程;覆盖了动力机械、作业机具、联合收获机械、部件配件等全产业链。

趋势三:向大功率、多功能、大型化方向发展。大马力、应用集成等多功能技术的引用;大型机械化、复合式多功能农机联合发展;免耕深松、灭茬、施肥、播种一次完成大型复式作业机具。

趋势四:向资源节约、环境友好方向发展。高精度传感、电子技术、地理遥感技术、机器人等智能化、自动化技术快速发展;以秸秆覆盖播种技术、大型免耕播种机和自走式耕播联合作业机为代表的保护性耕作技术装备快速发展;以精量播种、超低量喷洒、风幕喷洒为代表的精准精量播种、施肥、施药技术装备的发展。


 态势3:发达国家农业科技研发多主体参与,科研市场化力量显著  

美国已形成完善的农业科研体系,可以分为教育、科研和推广三大板块,产学研紧密结合、科技转化效率高,其农业科技的贡献率达到70-80%。

科研院所科研主体。一般以政府投资为主,市场化资本逐渐进入,并推进技术市场化,如以色列魏茨曼研究所。在美国农业科研体系中,大学是基础研究的主体,公私科研机构是开发研究的主体。

农业公司科研主体。企业是科技商品化的主体,大型农业龙头公司投入资金进行农业科研,并进行技术转化,如杜邦、孟山都等。

农业孵化器模式。设立农业领域科技孵化器,进行智慧农业技术研发孵化、初创、产业化等,如美国Great Lakes农业技术商业孵化器。

市场化基金模式。主要有产业基金、技术并购基金等,进行农业技术引进、吸收、转化等,如以色列英菲尼迪集团、耶路撒冷风投基金JVP等。


三、以色列的智慧农业案例分析

 1、智慧农业成就  

区位条件:以色列位于中东地区西部,是地中海的一个小国,国土总面积约1.49万平方公里,其中大约2/3的土地是沙漠。

农业发展:在国土狭小、资源匮乏、移民增加、战争不断的条件下,以色列人依靠先进的科学技术,在这块“不毛之地”上创造出农业生产奇迹,农产品的自给率已达到95%,科技进步对农业增长的贡献率达到96%。

经济贡献:占全国劳动力5%的农业从业人员,提供了全国九成以上的食物。以色列农产品大量出口,占据了40%的欧洲瓜果、蔬菜市场,被誉为“欧洲果篮”。


 2、三大成功因素  

(1)核心要素:创新

技术创新:加大科技投入和管理以及科学政策与法律激励农业技术的创新,使以色列在灌溉、施肥、育种、采摘、筛选、灭虫、杀菌等农业技术领域。

组织创新:基于本民族素质和需求创造了既不同于资本主义又有别于社会主义的充满活力和效率的合作体系。

制度创新:科学高效的激励和规范农业利益主体的行为,充分发挥各利益主体的积极性和创造性。

(2)关键:节约

节约用水方面:采用管道引水,减少水输送过程渗漏、蒸发和线路损耗;开发咸水淡化多方集水的技术,使微咸水、生活污水和暴雨洪水等得到充分利用。

节约肥料、农药:采用肥水结合方式,运用遥控技术确定肥料农药的需求,对农作物进行滴灌、喷灌,肥料和农药的利用效率提高30—50%。

节约人力资源:对农业各个环节(灌溉、种植、施肥、采摘、筛选、储存等)技术和管理创新,节省人力资本。

(3)秘诀:协作

以色列在智慧农业发展方面形成了业内合作、国际合作、跨界合作、区域合作等多种协作形式。

业内合作:在村社区(定居点)基础上形成3种综合性的合作组织,公有制性质的集体农庄基布兹(Kibbutz)、政经合一的合作社莫沙夫(Moshav)和莫沙夫适多菲。

国际合作:包括农产品的国际贸易、农业技术培训、农业技术国际交流、深度的国际农业合作项目。


 3、智慧农业科技  

以色列是全球智慧农业的引领者,形成了研发、孵化、应用、推广等一体化的智慧农业科技体系。

以色列智慧农业的发展依赖于发达的智能装备和先进的农业技术,在育种、杀虫、种植、节水、智能装备作业、环保保鲜等领域形成了全产业链的技术积累。


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