前段时间知乎给我推送了一个问题《从农业大国走向农业强国的路上有哪些困难需要克服?我们能做些什么?》,说实话看到这一个问题的时候一方面很惶恐和忐忑,不知该如何下笔。另一方面又很惭愧,国家培养像我们这样的一大批农业科学技术人才,却鲜有做出真正有成效的工作来切实提高我们的农业水平。
千百年来农业问题始终是笼罩在这片大地上的阴霾,人口的压力和耕地的匮乏就像两把钳子一样将大量的劳动力牢牢地束缚在土地上,这也是我们迈向农业强国路上一定要解决的问题。目前我国农村人口在6-7亿,但实际从事农业生产的人群约为1.7亿至1.8亿之间,按18亿亩的总耕地面积,这已接近传统家庭农业人均耕作能力的上限,伴随年龄结构老化、体能下降,传统农业的劳动力已经过了顶峰,家庭联产承包责任制为基础的小农经济模式已达到上限。政府也通过鼓励土地流转释放从事农业人口,但这部分人本身由于年龄和教育水平的限制,特别难找到其他谋生出路。那么在保留小农经济模式的前提下,实现乡村振兴以及走向农业强国之路在哪?答案就是智能农业。
智能农业是指利用现代信息通信技术管理农场,提升产品的数量和质量,同时优化所需人力。有了这些工具,农民甚至不需要踏足田地,就可以监测田间条件,为整个农场提供战略决策。鉴于数字技术的巨大潜力,我国政府近年来很看重农业数字化转型。2019年,农业农村部印发《数字农业农村发展规划(2019 - 2025年)》。这项规划旨在全方面推进农业生产经营数字化转型,包括种植信息化、智能畜牧业、渔业智能化、种业数字化、新商业模式多元化、食品安全质量安全管控等。
我国的数字农业是以应用现代数字技术的智能农业生产为核心,这种方法使用传感器和软件通过移动终端和/或计算机平台控制农业生产。2020年我国智慧农业的市场规模估算约为622亿元左右,到2025年我国农业数字化的经济规模将达1.26万亿,占农业增加值比重将达到15%,未来市场潜力巨大[1]。尽管如此,我国农业的数字化水平仍然低于制造业和服务业的18.3%和35.9%。其中最重要的一个制约因素是通信基础设施的建设。
小农经济模式下农业用地以散户为主,加剧了信息设施铺设和业务落地的难度;而且与城市相比,农村地区地广人稀,网络建设投入成本高、收益回报率低。因此这需要通信运营商积极做出响应国家号召,因地制宜的创新网络覆盖方案解决不一样的地区的通信与发展需求,将网络覆盖延伸至每个乡村。
比如中兴通讯支持运营商积极投入低频网络建设,能够极大提升了单个基站信号的覆盖范围,能够达到运营商主流频段的2-3倍,大幅度的降低了基站数量需求,提升了投资效益和建设效率。在山东日照,中兴通讯携手山东联通率先完成了5G基于2.1GHz的海面超远距离覆盖,为渔民提供了经济便利的高速通信服务手段;在广西涠洲岛,中兴通讯联合广西电信全国完成5G基于2.1GHz的海面超远覆盖试点,探索了5G海面商用部署的多种方式,有力推进了北部湾海面及全国其它海域的整体5G覆盖进程。截至2021年底,农村地区互联网普及率为57.6%,农村宽带接入用户总数达1.58亿户,农村光纤平均下载速率超100Mbps[2]。
中兴通讯通过先进的技术联合运营商加强各频段融合部署建设,大幅度的提高了农村的通信速率,完善农村5G/4G广覆盖,推进5G建设从县城走向乡镇、农村。截至2021年6月,行政村通光纤和4G的比例均超过了99%,根据《“十四五”信息通行业发展规划》,预计到 2025年实现行政村5G通达率达到80%[2]。让几乎所有农村居民都能享受到相对来说比较稳定、高速的移动网络服务。
智能农业的驱动力是物联网,通过将机器和传感器连接在农场上,使农业过程数据驱动和自动化。对作物进行极其精确的处理,用同样的方法处理整片农田的日子将一去不复返了,取而代之的是为农民提供每一行作物的具体信息和所需信息。物联网主要是通过以下几种方式实现:
智能温室的自动化。物联网驱动的智能温室可以智能监测和控制气候,无需人工干预。
。5G驱动无人机大范围的使用在作物健康评估、灌溉、作物监测、作物喷洒、种植、土壤和田间分析等。
智能现场监测。实时检测天气、空气、土壤参数、作物生长和动物行为的数据。
智能灌溉。通过埋在灌溉线下的土壤探头收集并传回土壤数据,让农民追踪土壤湿度,水分模式和盐度。
诺基亚与海外通信运营商合作创建了全球物联网网络网格(WING),利用埋在灌溉线厘米的土壤探头收集并传回土壤数据,让农民实时追踪土壤湿度、水分模式和盐度。通过一系列分析这些读数,农民可以准确地管理灌溉周期和土壤营养。最后试验根据结果得出,每公顷灌溉线%的用水量的同时,还能增加了5%的收入,显示出了智能农业的极大潜能[3]。
近来,中兴通讯与中国移动和佰强公司共参与的“吉林省白城市大安盐碱地5G专网智慧农业项目”,成功打造了“中国移动OneNET物联网管理平台”+“精农云智慧管理平台”的“智慧农业驾驶舱”,实现了无人农机作业、虫情气象监测、智能灌溉远控等3大类10余种前端应用,覆盖“无人平整地、无人耕地、无人插秧、无人机巡田、无人收割”,实现农业生产全生命周期的智能化管理[4]。总而言之,由传感器、执行器、摄像头、机器人、无人机和其他连接设备组成的智能网络,将为农业带来前所未有的控制和自动化决策,使实现农业一体化成为可能。
根据国家统计局的多个方面数据显示,我国农场的平均规模为0.43公顷,其中92.49%的规模小于2公顷(30亩) ,而美国平均农场面积为445英亩[5]。然而,智能农业所需的土地规模的服务通常大于2公顷。与大农场相比,小农经济负担不起智能农业所需的巨额成本,农业数字化可能会导致小农与大农之间出现“数字鸿沟”。而且与欧美国相比,中国农业人口众多,社会保障体系不完善,这决定了中国农业生产不能依靠大规模的农场。根据农业农村部政策与改革司的数据,2020年土地经营权流转入农户、家庭农场和合作社的占比分别是46.76%、13.39%和21.52%,而只有10.44%转移到具有规模经营能力的企业[6]。从短期来看,盲目转移和扩大农业规模的做法并不可取。
如何才能让小农经济也获得智能农业的红利?四川省崇州县的成功成为最好的示范。崇州县位于四川省东部平原与西部山区的交界处,2010年以前以小农经济为主,先进农业技术在全县农业生产中应用难度较大,生产效率较低。然而到2019年,依托崇州县数字农业服务平台,崇州县农业总产值达39.4亿元,占全县生产总值的10.3%,农业机械化率达到96%[7],并同时向四川省7个市(州)18个县,17万亩耕地的供应商与合作社提供跨界服务。而其成功经验归结于以下几点:
合作社的成立。通过农村合作社的形式进行集约化生产,个体农户作为股东,用他们拥有的土地把他们的个人股份转换成合作股份,秉承自愿入会、自愿退出、利益共担、风险共担的原则,聘用职业经理人统筹经营和管理农场,使生产效率最大化。经过多年发展,崇州县形成了246个农田股份制合作社,经营土地面积31.6万亩,平均经营面积1284.6亩,农民参与合作社的比例超过80%[8],基本满足数字农业服务平台的要求。
完善的农业服务超市。以成都顺农好农业有限公司为代表的企业通过搭建平台整合育苗、农机、植保,仓储和加工等服务商,明确标示服务价格,提供一站式服务,明显降低了农业服务的协调成本,极大地提高农业机械化率,促进了农业分工的进一步深化[8]。更重要的是,完善的农业外包服务可以创造大量的就业机会,吸纳部分通过土地流转释放的人口。
综合数字农业服务平台搭建。成都是中国首批5G城市之一,农业和农村信息化基础设施建设基础良好,光纤覆盖率和无线G网络覆盖率位居全国第二。2019年,中化农业在崇州县与北斗导航系统、中国气象等系统共建了现代农业平台(MAP)。平台包括精密种植系统、数字化操作系统和质量控制追溯系统,也被称为
。该平台可应用于选种、配肥、植保、粮食收购检查、仓储和市场信息等服务的数字化转化[8]。
崇州县的发展提供了小农经济参与智能农业领域宝贵的经验,这个案例不单单是讨论智能农业在集约化生产上的潜能,更重要的是这套完整的链条可以自发形成,并逐步扩大自身规模,具有生命力。以农村合作社的形式进行集约化生产,个体农户作为股东,用他们拥有的土地把他们的个人股份转换成合作股份,秉承自愿入会、自愿退出、利益共担、风险共担的原则,聘用职业经理人统筹经营和管理农场。通过完善的外包服务,提高机械化生产水平的同时,吸纳部分通过土地流转释放的人口。这套完整的链条包括土地的规模化经营、农业人口的转型和机械化生产外包服务,对小农经济的转型起到正反馈的效果。而且在智能农业平台下形成数字农业商业组织联合体,形成健康的数字生态,实现了整个农业生产产业链的数字化转型,真正的完成了智能农业助力乡村振兴。