理论进展篇

第一章 农业信息化理论框架

第一节 农村信息化的基本概念

坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路，推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调，促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。农村信息化是信息化的重要组成部分。在我国国家信息化定义的要素框架内，许多专家对农村信息化的定义做出了不同的论述，在综合各方定义的基础上，本节将给出相对完善的农村信息化定义，并进一步界定农村信息化的内涵和外延。

一、信息化的概念及其发展历程

信息化的概念起源于20世纪60年代的日本。1963年，日本学者梅田忠夫发表了一篇题为《论信息产业》的文章，从分析产业发展原因的角度，在研究工业化的同时，提出了信息化的问题，但文章中没有正式使用“信息化”这一术语；1967年，日本科学、技术与经济研究小组创造并开始应用了“Johoka”一词，即为“信息化”之意，而后被译成英文传播到西方；1977年，法国学者西蒙在经济发展报告《社会的信息化》中使用了法文单词Informatisation，英译Informatization，从此西方社会普遍使用“信息社会”和“信息化”的概念，随后这个词被普遍接受并广泛使用。早期的日本虽然开始研究信息化，但是受各种因素的影响，政府并没有重视信息化理论，信息化的研究和推广没有顺利推进；直到后来信息化技术在美国迅速发展，政府才开始重视信息化技术并投入大量的人力、物力进行推广和研究。

随着信息技术在各领域的应用实践不断推进，人们对信息化概念的理解也逐渐丰富，不同的学者从不同的角度进行了讨论，形成了不同的观点，中国学术界也进行了较长时间的研讨。有人认为，信息化就是计算机、通信和网络技术的现代化；有人认为，信息化就是从物质生产占主导地位的社会向信息产业占主导地位的社会转变发展的过程；也有人认为，信息化就是从工业社会向信息社会演进的过程。

1997年召开的首届全国信息化工作会议，对信息化和国家信息化进行了比较规范的定义：信息化是指培育、发展以智能化工具为代表的新的生产力，并使之造福于社会的历史过程；国家信息化就是在国家统一规划和组织下，在农业、工业、科学技术、国防及社会生活各个方面应用现代信息技术，深入开发、广泛利用信息资源，加速实现国家现代化进程。

中共中央办公厅、国务院办公厅2006年印发的《2006—2020年国家信息化发展战略》对信息化做了如下定义：信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。实现信息化就是要构筑和完善六个要素（开发利用信息资源、建设国家信息网络、推进信息技术应用、发展信息技术和产业、培育信息化人才、制定和完善信息化政策）的国家信息化体系。

二、农村信息化的定义

农村信息化是农业信息化概念的延展。在不同的阶段有不同的理解，在这方面我国学者做了大量的探索，不同时期出现了不同的说法，大体上经历了从狭义的农业信息化到广义的农业信息化，从农业信息化到农村信息化的发展过程。

目前，国内对农村信息化的定义没有统一的说法，有农业信息化、农村信息化和农业农村信息化等说法。

农业信息化是指利用现代科技知识提高劳动者素质，大力开发利用信息资源以节省和替代不可再生的物质和能量资源，广泛应用现代信息技术以提高物质、能量资源的利用率，建立完善的信息网络以提高物流速度和效率，提高农业产业的整体性、系统性和调控性，使农业生产在机械化基础上实现集约化、自动化和智能化。

农村信息化是指在人类农业生产活动和社会实践中，普遍采用以通信技术和信息技术等为主要内容的高新技术，更加充分有效地开发利用信息资源，推动农业经济发展和农村社会进步的过程。农村信息化内涵丰富，外延广泛，涉及整个农村、农业系统，主要有农村资源环境信息化、农村社会经济信息化、农业生产信息化、农村科技信息化、农村教育信息化、农业生产资料市场信息化、农村管理信息化等。

农业农村信息化是指通过加强农村广播电视网、电信网和计算机网等信息基础设施建设，充分开发和利用信息资源，构建信息服务体系促进信息交流和知识共享，使现代信息技术在农业生产经营及农村社会管理与服务等各方面实现普及应用。

根据上述定义，结合我国农村信息化领域多年来的实践经验，我们从体系化和系统化的角度认为，农村信息化的基本概念有狭义和广义之分。狭义的农村信息化与传统意义上的农业信息化相对，主要是指农村社会管理及服务信息化，更多地侧重于农村综合事务的管理。广义的农村信息化则着眼于整个农村地区的农业生产经营、农村社会管理与服务等方面，在理论体系上更加完备，能够充分反映农村信息化的全貌。

综上所述，我们给出了比较完善的广义的农村信息化基本概念：农村信息化是指通过加强农村广播电视网、电信网和计算机网等信息基础设施建设，充分开发和利用农业和农村信息资源，构建农业和农村信息服务体系，促进信息交流和知识共享，使现代信息技术在农业生产经营及农村社会管理与服务等各方面实现普及应用。农村信息化是电子、通信技术和计算机技术等新一代信息技术在农业生产、农村生活和社会管理中实现普遍应用和推广的过程。农村信息化是社会信息化的一部分，它首先是一种社会经济形态，是农村经济发展到某一特定过程的概念描述。

三、农村信息化的内涵和外延

从内涵上讲，农村信息化是信息技术应用于农村地区农业生产、农村管理和农民生活等涉农领域的信息化，一般指县城除城区以外的广大地区的信息化，该区域是一个拥有农用地（包括耕地、园地、林地、养殖水面、农村道路等）布局的自然区域。农村信息化主要涵盖以下四部分内容：农业生产信息化、农业经营信息化、农村社会管理信息化及农村服务信息化。

从外延上讲，农村信息化是社会信息化的重要组成部分，信息、信息资源、信息技术、信息产业、信息经济的概念同样适用于这一领域，农村信息化具有信息化的所有特征及含义，只是要紧密结合农业、农村、农民的特点，结合农业产业和农村经济的特性，对农村信息化进行更具体的诠释。农村信息化是一个生态环境、经济、社会的综合实体，是农村发展到一个特定过程的概念描述，包括了从传统农业发展到现代农业，进而向信息农业演进的过程，又包含在从原始社会发展到资本社会进而向信息社会发展的过程中。

第二节 农村信息化的历史演进

一、农村信息化的发展规律

随着世界各国农村信息化建设的蓬勃发展，信息技术已经在农村农业中广泛渗透，不但改变了传统的生产方式、经营方式、管理方式和服务方式，而且在农村建设中发挥着越来越重要的作用，成为促进农村繁荣和经济发展的助推器。农村信息化的发展具备一定的规律。总的来说，农村信息化会逐步步入基础设施完善、农业生产智能化、农业经营网络化、农业管理高效透明、农业服务灵活便捷的快车道，进入农业生产、经营、管理、服务全过程和全要素信息化的发展阶段。

（一）发展动力由政府推动向需求拉动转变

在农村信息化启动阶段，作为公共管理相关的政府和职能部门无疑是农村信息化的主要责任主体，农村信息化的建设和开发任务，理所当然成为政府和职能部门义不容辞的责任，在相当长的一段时间内，各级政府机构是农村信息化发展的主导者，也是农村信息化发展的主要推动力。随着农业企业、农民合作组织、专业大户、家庭农场等新型农业经营主体的兴起，他们对农村信息化的认知逐步增强，利用信息资源和先进信息技术服务其经济活动的需求也更加强烈，他们作为农村信息化的引领者及未来中坚，既是农村信息化的主要接受者和农业信息的主要传播者，又是促使信息产品和最终用户供求衔接的重要推动力。农民作为农村信息化的主要参与者和受益者，其收入和文化素质在提高的同时，也进一步增加了对农村信息化技术的应用与推广，农村信息化的发展动力也由政府推动向需求拉动转变。

（二）技术应用由单项技术向综合技术集成应用转变

现代农业、信息农业是在信息技术与农业科技的紧密结合、多项信息技术集成的基础上发展起来的。现代农业对信息资源及信息技术的综合开发利用需求日趋综合化，单项信息技术或单一网络技术往往不能很好地满足用户实际需要，这就需要农业信息技术的集成应用。一是多项信息技术的结合，包括数据库技术、网络技术、系统模拟、人工智能和知识库系统、多媒体技术、实时处理与控制等信息技术的结合。二是信息技术与现代农业科技的结合，如信息技术与生物技术、核技术、激光技术、遥感技术、地理信息系统和全球定位系统的日益紧密结合，使农产品的生产过程和生产方式大大改进，农业现代化经营水平也在不断提高。三是互联网、电信网和广播电视网等网络技术的集成，以达到多网功能合一的目的。

（三）服务模式由公益服务为主向市场化、多元化和扁平化服务转变

农村信息化服务模式在初期主要是以公益服务为主，充分利用政府对公益性研究、管理和服务机构的财政支持，加强公益性科技、文化、教育、管理、服务等信息的采集、加工、整理，最大限度发挥公益性信息服务投入效益，提高信息服务的质量和水平，确保农民免费享受基本的公共信息服务。伴随着农村信息化的不断发展，在突出公益性服务的基础上，市场化、多元化和扁平化服务逐步兴起，电信运营商、内容运营商、涉农龙头企业和农民专业合作社广泛参与到农村信息化的建设中，以市场为纽带，采用利益分成的方式进行合作，通过拓展服务渠道、丰富服务内容、创新服务模式、提升服务价值、实现服务增值。

（四）建设重点由单纯注重硬件投入向信息系统开发和信息资源建设并重转变

在农村信息化建设过程中，政府部门给予人、财、物和政策的大力支持，前期建设往往更注重对硬件设施的投入，而随着农村信息化硬件设施的逐步完善，农村信息化的建设重点也逐渐向信息系统开发和信息资源建设并重的方向转变。对于农业生产发展的不同阶段，针对农村经济活动中的某一种具体对象，某一项具体农艺措施，或某一个具体的生产过程，建立计算机应用系统以进行智能化的生产经营管理，是未来促进农村经济发展的重要步骤。如农场管理、作物种植、畜牧养殖、饲料生产、农产品加工企业管理、农田水利、林业管理等信息系统，提高了农业生产效率和产品的质量。构建需求导向的信息资源开发模式、推进各类涉农数据库建设、加强农村信息化资源的整合利用、增强信息资源的针对性与可用性，也是农村信息化发展的重要方向。

二、世界农村信息化的发展进程

世界各国农村信息技术的发展大致经历了三个阶段：第一阶段，20世纪50—60年代，农村信息化以科学计算为主，早在60年代中期，计算机就应用到了农业农村，农场会计系统和奶牛生产管理系统的应用是这个时期的开创性特征，农村信息服务的主要形式是以地区性计算机服务为中心，通过数据中心和邮政服务机构的连接，进行信息传递；第二阶段，20世纪70—80年代，农村信息化以数据处理和知识处理为主，而到了80年代后期，随着PC机的面世，农村地区计算机应用得到了更好的发展，中大型农场的经营者开始购买PC机，并出现了很多农用软件开发公司，同时，世界各个国家也形成了独具特色的农村信息化发展模式；第三阶段，20世纪90年代至今，农村信息化处于全新的发展时期。

国外各国推进农村信息化都各具特色，形成了不同的发展模式，目前，在农业和农村信息技术应用方面处于世界领先地位的国家有美国、日本、德国、法国、英国、韩国等发达国家，而印度、俄罗斯、印度尼西亚和越南等发展中国家推进农村信息化也有许多可供借鉴的经验。

美国的农村信息化是从20世纪60年代开始的，大致可以分为三个阶段，即20世纪50—60年代的广播、电话通信信息化及科学计算阶段；20世纪70—80年代的计算机数据处理和知识处理信息化阶段；20世纪90年代至今，利用通信技术、计算机网络、全球定位系统、地理信息系统技术、遥感技术获取、处理和传递各类农业农村信息的应用阶段，在农村信息化水平的研究方面遥遥领先于其他国家。美国农村信息化服务体系比较完善，侧重农业和农村信息化法律法规的制定和完善，农村信息化的资金投入稳定。美国联邦政府和各州政府都建立了农业和农村科技信息中心，这些国家级的科技信息中心实现了公益性农村信息资源的长期积累，以及对信息资源的高效管理和广泛应用。

日本农林水产省对农村地区的信息化建设，从20世纪50年代中期的农事广播（有线放送）的基础建设开始，随着信息通信技术的发展，开始逐步建立完善农业管理（计算机）中心、农村有线电视（CATV）等基础设施。20世纪60年代，日本提出“Green Utopia构想”，顺应了当时新闻传媒的潮流，对农村信息化的发展起到了巨大的推动作用。到了20世纪80年代末，由于各种信息机械的迅速普及网络化的发展，农村信息化政策也不断地进行扩充，农村地区的信息化也进入快速发展阶段。目前，日本主要采用以计算机为主的农村信息化模式，促进现代化农业的高速发展，提高农村信息化的程度。日本已经建立了能够促进农民改善经营管理，提高农业经营和作业效率的信息化网络，同时在耕作、作物育种、农产品销售、农业气象等农业领域大力发展信息化技术，这一举措大大加快了其农村信息化的发展进程。

德国在农村信息化上的建设开始于20世纪70年代，主要表现为电话、电视、广播等通信技术在农村的广泛应用。此后10年间，德国建立了全国农业经济模型，该模型是农业信息处理系统的前身，其测算结果极其接近德国的农村实际经济发展情况，为德国农村信息化的建设提供了科学依据。与此同时，德国政府还建立了农村信息数据管理系统，通过电子数据管理系统，能够向广大的农户提供农产品生产原料市场、病虫害预防、农产品的生长情况和相关的防治技术等信息。

法国农村信息化的迅速发展离不开农民的积极参与、地方政府的大力支持和培训、农业合作社提供大量有关农村及农业的信息、乡村家庭全法联盟学习新知识和新技术、信息网络及产品制造商低价设施和服务等因素。加拿大在培养多元化农村信息化服务主体和建设多层次农业信息服务格局上，投入了大量精力。韩国、印度等国家表现为政府对农业信息化基础设施建设的政策支持，制定农村信息服务相关的优惠政策，并加大农村信息化人才培养力度。

三、我国农村信息化的发展历程

在经济全球化和信息化的大背景下，信息科技手段成了促进社会经济发展和变革的重要力量。与其他各国家相比，我国的信息化发展较晚，20世纪80年代才提出信息化，比欧美一些发达国家要晚20年左右。进入21世纪以来，为了促进“三农”事业全面发展，党中央、国务院高度重视农村信息化工作，加大了对农村信息化的投入比重，同时制定了一系列政策来推动其发展，农业信息化也逐步被提到了国家发展战略层面。

目前，在四川、贵州、甘肃、青海、新疆、广西、内蒙古、云南和西藏等地，农业生产方式总体上处于人畜力手工作业居于主导地位的阶段，只在某些农作物的某些生产环节开始应用简单的农业机械装备，并且这种落后的生产方式还可能在一定时期内存在下去。在全国范围内的大部分其他省市，农业机械已在大多数农作物的主要生产环节广泛应用，三大作物小麦、水稻和玉米的机械化水平较高，小麦生产基本实现了生产全过程机械化；大豆、马铃薯、油菜、花生、棉花、甘蔗等经济作物，以及设施农业、畜牧业、渔业、林果业生产机械化取得新的进展。我国部分省市已经迈入以单项信息技术应用为特征的农业农村信息化发展阶段，农业信息化生产、经营、管理、服务水平都有显著提升，农业产业链发生了深刻的变革，如农产品电子商务、信息服务进村入户及农业电子政务，这些都在深刻地改变着农业的生产方式及农民的生活方式，这是我国农业提升的一个方向。在我国少部分地区已经迈入以信息技术的集成应用为主要特征的农业农村信息化发展阶段，主要以政府推动为主，中华人民共和国农业农村部（以下简称农业部）开展的北京设施园艺物联网、黑龙江水稻种植物联网、江苏水产养殖物联网、天津设施园艺和水产养殖物联网、上海农产品质量追溯物联网、安徽小麦“四情”监测物联网项目，是对农业最新发展阶段进行的积极探索。可以看出，这部分地区的农业农村信息化发展是我国农业提升的未来，但是当前多为示范应用项目，如何将示范应用的经验和做法推向全国也需要进行考虑。

四、我国农村信息化发展的阶段划分

（一）萌芽阶段（1990年以前）

1990年以前我国农村信息化处于萌芽阶段，该阶段农村信息化的发展具有以下特征。

1.计算机开始初步应用于农业科学计算

1990年以前，我国主要利用计算机的快速运算能力，解决农业领域中科学计算和数学规划等问题。1979年我国引进农口第一台大型计算机——FelixC-512，主要用于农业科学计算、数学规划模型和统计分析等。同年，江苏省农业科学院用计算机对78头新淮猪、6000多头仔猪进行了2月龄断奶个体与繁殖力的相关和回归统计分析。1981年中国建立第一个计算机农业应用研究机构——中国农业科学院计算中心，开始以科学计算、数学规划模型和统计方法应用为主进行农业科研与应用研究。1987年，农业部成立信息中心，开始重视和推进计算机技术在农业和农村统计工作中的应用。

2.以专家系统为代表的智能信息技术研究成为热点，并有零散应用

20世纪80年代，一些科研院所开始关注信息技术在农业数据处理、农业信息管理等领域中的应用研究，农业专家系统成为研究的热点。1983年3月，中科院合肥智能机械研究所与安徽省农科院土肥专家合作，成功研制“砂姜黑土小麦施肥专家系统”，并于1985年10月在淮北平原10多个县推广应用。1986—1990年，“农业专家系统”作为国家“七五”科技攻关专题进行研发，相继研发了育种、植保、施肥、蚕桑、园艺的专家系统，推动了智能信息技术在农业中的应用。1989年，江苏省农业科学院开展了作物生长模拟研究，推出了水稻模拟模型RICEMOD，中国农业科学院棉花研究所开发的“棉花生产管理模拟系统”也开始在生产中使用，至1990年，分别在山东、河南等地示范推广3.5万公顷（1公顷=10000平方米），每公顷增产皮棉125千克左右。

总体来说，在萌芽阶段，农村信息化的推进主体是一些科研院所，他们利用计算机解决农业领域中复杂的数学科学计算。

（二）起步阶段（1991—2000年）

1991—2000年是我国农村信息化的起步阶段，这一阶段具有以下特征。

1.政府部门高调介入，从国家层面大力推进农村信息化建设

这一阶段，政府开始推进农村信息化工作，加强规划指导，建立信息化工作体系。1992年，农业部制定了《农村经济信息体系建设方案》，成立了农村经济信息体系领导小组，加强信息体系建设和信息服务工作的统筹协调与规划指导，农业信息工作被列为重要日程。1994年，农业部成立主管信息工作的市场信息司，随后各省（区市）农业部门相继成立了对口的信息工作机构；同年12月，在“国家经济信息化联席会议”第三次会议上，提出建立“农业综合管理和服务信息系统”加速和推进农业和农村信息化，“金农工程”问世。1995年，农业部制定了《农村经济信息体系建设“九五”计划和2010年规划》。1996年，召开第一次全国农业信息工作会议，统一思想，提高认识，加强推进农业信息工作。

2.大型农业信息网络逐步建立，推动了各级地方农业网站的建设热潮

20世纪90年代中期，随着国际互联网的出现，我国开始建设农业信息网络。1996年，中国农业信息网建成开通，并为省、地农业部门和600多个农业基点调查县配备了计算机，实现了统计数据的计算机处理。1997年10月，中国农业科学院建立的“中国农业科技信息网”开始运行。在国家积极发展农村信息化建设的同时，各省市有关部门、机构和社会网络企业也纷纷投资于农业网站建设，一部分省（自治区、直辖市）的信息网络建设也进入了起步阶段。

3.农业专家系统趋于成熟，在一系列示范应用工程中得到大规模推广

1990—1996年，中科院智能所连续承担的863“智能化农业应用系统”课题，效果显著，专家系统技术可应用于农业的众多方面，受到科技部等的高度重视。1998年年底，科技部启动了“国家智能化农业信息技术应用示范工程”重大专项课题，得到各方支持，22个省（自治区、直辖市）建立了示范区。

总体来说，这一阶段政府开始高度关注农村信息化，政府农业网站开始广泛应用，网络技术不断被应用到农业领域，农业专家系统得到大规模推广应用，农村信息化开始起步。

（三）积累阶段（2001—2010年）

2001—2010年是我国农村信息化发展的积累阶段。这一阶段，各级政府部门开始统筹规划建设信息化基础设施、完善信息服务体系、开发农业信息资源、探索信息技术在农业生产中的应用，并出台一系列举措，推进实施农村信息化示范。

1.全面推进农业信息服务体系建设，各类服务模式不断涌现

政府出台了相关政策，加强指导农业信息服务建设。2001年，农业部启动了《“十五”农村市场信息服务行动计划》，全面推进农村市场信息服务体系建设。2003年建立了以“经济信息发布日历”为主的信息发布工作制度。2006年，下发了《关于进一步加强农业信息化建设的意见》和《“十一五”时期全国农业信息体系建设规划》。2007年，出台了《全国农业和农村信息化建设总体框架（2007—2015）》，全面部署农业和农村信息化建设的发展思路。以上政策规划着重强调农业信息服务建设。除了中央政府加强统筹规划、政策指导，各地政府部门也积极探索农村信息化建设，涌现一批诸如浙江农民信箱、吉林12316、甘肃金塔、海南农科110、宁夏三网融合、广东直通车、山东百姓科技、重庆农信通等具有本地特色的农业信息服务模式。

2.多项覆盖全国的农村信息化工程加快实施，成效显著

2002年，文化部启动建设“全国文化信息资源共享工程”，通过卫星和互联网等手段，将优质文化信息资源传送到基层。截至“十一五”末，该工程已基本实现“县县建有支中心”和“村村通”的目标，数字资源总量达到105.28TB，累计服务人次超过8.9亿。2003年，农业部启动建设“金农工程”一期项目，截至“十一五”末，部本级项目实施工作进展顺利。国家农业数据中心已完成建设任务，农业监测预警系统、农产品及农资市场监管信息系统已投入使用，动物疫情防控系统等10多个电子政务信息系统陆续上线运行，以农业部门户网站为核心、集30多个专业网站为一体的国家农业门户网站群初步建成。2004年，原国家信息产业部组织中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国卫通、中国铁通6家运营商，在全国范围开展了以发展农村通信、推动农村通信普遍服务为目标的重大基础工程——“村村通电话工程”。截至2010年年底，基本实现了“村村通电话，乡乡能上网”的目标。2005年，农业部启动实施“三电合一”农业信息服务项目，充分利用电话、计算机、电视等载体为农民提供各种信息服务。截至2010年年底，该项目先后搭建了19个省级、78个地级和324个县级农业综合信息服务平台，惠及全国约2/3的农户。

此外，“广播电视村村通工程”“农村党员干部现代远程教育工程”“农村中小学现代远程教育工程”等信息化工程项目也相继全面启动实施，为农村信息化发展提供了物质基础支撑。

总体来说，这一阶段主要以农业信息服务和全面启动实施农村信息化相关工程项目为重点，加强统筹，提高认识，改善信息化基础设施，完善农业信息服务体系，为下一步推进建设奠定了基础。

（四）快速发展阶段（2011年至今）

2011年至今是我国农村农业信息化发展的快速阶段，信息化的发展面临着巨大的机遇，农产品电子商务发展势头迅猛。

1.农村信息化发展面临巨大机遇

一是高位拉动。在“促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”的战略部署中，农业现代化是短腿，而农业信息化现代化是关键，这对农业信息化提出了新的更高的要求。李克强总理于2015年3月5日在政府工作报告中提到要“制定‘互联网+’行动计划”，农业信息化是“互联网+农业”的重要抓手，“互联网+”必将推动农业信息化的快速发展。

二是现实驱动。当前，我国农业发展面临着资源、市场和生态多种瓶颈，迫切需要利用信息技术对农业生产的各种资源要素和生产过程进行精细化、智能化控制，对农业行业发展进行专业化、科学化管理，以减少对资源环境的依赖，突破资源、市场和生态环境对农业产业发展的多重约束，从而推动农业产业结构的升级和生产方式的转变。

三是技术推动。近年来，世界各国信息技术发展迅猛，我国信息技术创新和研发也取得了长足进步，物联网、移动互联网、云计算、大数据等现代信息技术的日渐成熟，使农业信息化从单项技术应用转向综合技术集成、组装和配套应用成为可能。信息技术的不断进步为智慧农业的快速发展提供了坚实的技术条件，也带来了难得的发展机遇。

2.我国农产品电子商务发展迅猛

在“互联网+”农业的政策引领下，我国农产品电子商务发展迅猛，为传统农产品营销注入了现代元素，在减少农产品流通环节、促进产销衔接和公平交易、增加农民收入、倒逼农业生产标准化和农产品质量安全等方面显示出明显优势。据不完全统计，全国农产品电商平台已逾3000家，农产品网上交易量迅猛增长。以阿里巴巴平台为例，农产品销售额快速增长，从2010年37亿元、2011年的113亿、2012年的198亿元、2013年的421亿元，发展到2014年的800亿元。

从交易品种来看，耐储易运的干货和加工品占主体，生鲜电商增势迅猛。电子商务交易的农产品主要是地方名特优、“三品一标”等，如大枣、小米、茶叶、木耳等干货及加工品，其占据了农产品电子商务交易总额的80%以上。近两年，在大城市还涌现出一批为市民提供日常生鲜农产品的电商企业，如北京任我在线、沱沱工社、上海菜管家、武汉家事易、辽宁“笨之道”、海南惠农网等，并且企业发展势头十分强劲，得到越来越多的市民认可。

从交易模式来看，多样化发展趋势明显。例如，入驻淘宝、京东、1号店等成熟电商平台开设网店的模式；中粮我买网、顺鑫抢鲜购等农业企业自建平台的模式；大连菜易家、武汉家事易等以网络为交易平台、以实体店或终端配送为支撑的“基地+终端配送”的模式；“世纪之村”利用村级信息服务点开展农产品、农村消费品网络代销代购的模式等。

从生产经营主体来看，部分农民、合作社、批发市场开始尝试电子商务。山东、浙江等地出现了许多大型的“淘宝村”“淘宝镇”，并带动了周边物流、金融及上下游产业的发展；茶多网聚集安溪茶叶批发市场的1860家实体店，形成了全国茶叶电子商务平台，年交易额达到2亿元；四川中药材天地网依托全国药材市场设立分支机构和信息站点，形成了庞大的线下服务网络，入驻商家突破9000家，注册会员达到28万。

从支撑环境来看，服务和支撑体系有了一定的基础。城市冷链物流、宅配体系以企业自建方式快速发展，农村物流网点迅速增加，部分地方利用农村信息员开展草根物流服务，在很大程度上弥补了农村物流的空缺。资金支付手段进一步完善，支付宝、网银、手机钱包等金融服务都开始向农村延伸。

第三节 农村信息化发展的体系框架

农村信息化体系框架是根据信息化的基本要求，从系统角度对构成农村信息化的各个部分进行合理的设计与安排，以科学有效地反映其内在的逻辑关系及作用机制。通过体系架构，人们就能够比较正确地认识农村信息化发展的基本规律，从而有效地处理在农村信息化建设过程中的各种基本关系。

农村信息化是一个统一的整体，包括五个部分：农村信息化基础设施、农村信息资源、农村信息化服务体系、农村信息化应用及农村信息化发展环境，如图1-1所示。

一、农村信息化基础设施

信息化基础设施是支持信息资源开发、利用及信息技术应用的各类设备和装备，是分析、处理及传播各类信息的物质基础。信息化基础设施建设主要包括广播电视网、电信网、计算机网的建设及其他相关配套设施的建设。广播电视网和电信网的建设包括：光缆干线的铺设、电缆干线的铺设、接收天线的架设等传输线路的铺设，地面接收站、转播台、发射台、无线电台等接收设备的建设，以及放大器、微波设备、交换机、接地防雷设备、附属设施等设备的购置。互联网的建设包括同轴电缆、光纤等信号传输线路的铺设，光电转换器、调制解调器、信号放大器、中继器、路由器、集线器及网桥等中间装置和接口设备的购置，局域网、广域网的搭建等。

（一）广播电视网

广播电视网以国家建成的卫星网为依托，是广播电视节目传输的重要载体。其具有以下特点：信号覆盖范围广，不受山地、沙漠等地面条件限制；传输能力强，目前的卫星直播系统大都具备百套以上电视节目的传输能力，用户可以有多样选择；节目质量高，由于是数字方式直接到户，在用户端实现了图像和声音信号的高质量还原；安装便捷、成本低，用户端只需要使用卫星接收天线加上一台接收机即可接收节目，接收天线的安装也十分简单。对于远离城市的山区、西部地区、经济落后及上网条件差的基层地区，广播电视网尤其具有优越性。

广播电视是当前农村应用最广泛的信息获取媒介。它具有宣传功能，能及时地宣传党的路线、方针和政策，以及人民群众在党的路线、方针、政策指引下所取得的成就；它具有教育功能，广大农民群众通过广播电视学习现代农业技术，从而促进了自身科学文化素养的提高；它还具有娱乐功能，通过各种电视节目，丰富了农民群众的文化生活。

（二）电信网

电信网的主要业务是电话业务，因而也称为电话网。它主要以点对点的方式对用户个人提供服务，具有覆盖范围广、安装速度快、建设周期短、成本低及地理应用环境无限制性等特点。与广播电视网的单项传播相比，电信网具有的互动性是它的明显优势。随着光纤技术、移动通信技术的发展，电信网的应用越来越广泛。

（三）互联网

互联网作为先进技术的代表，是当前信息网络发展的重点，其普及程度更是信息化的主要标志。互联网具有信息容量大、交互性好、多点互联、信息传送及时、传输速度快、无时空限制、信息资源共享等优点，有效地解决了信息传播中的各种问题，在信息的采集、处理、分析及存储方面具有不可替代性。

二、农村信息资源

农村信息资源作为农村信息化的数据支持，在整个信息化过程中发挥至关重要的作用。中央的多份政策文件都明确提出，要充分利用和整合农业信息资源，加强农业信息服务，农村信息资源的建设是农村信息化的基础和突破口。

（一）农村数据资源

农村信息资源的最基本要素是数据，存储在数据库中的数据是客观事实的表现形式。所以农村信息资源的建设主要是以数据库的形式体现的。农村数据资源涉及社会主义新农村建设的科技数据资源、教育数据资源、农村基础设施资源、农村生产数据资源、农村人口资源、用户需求资源、产品需求及价格数据资源、农村土地资源、农村自然资源、农村经济数据资源等方面。上述数据库关乎农民的生存、发展，是农村发展的最真实的指标，能够反映我国经济发展最真实的面貌。

（二）农业信息系统

信息系统是指借助现代信息技术对信息进行采集、传递、存储、加工、维护和使用，以提供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。农村信息系统是信息系统在农村信息管理中的应用，它是以现代信息技术为基础和手段，对农村各类信息资源进行收集、加工、处理，为农业生产经营、宏观管理、科学研究提供信息服务和支持的信息系统。我国农村信息系统的应用起步较晚，但发展速度较快，在对其探索开发过程中，针对农业信息采集处理的全过程，建成了一批性能良好的农业信息系统。

（三）农村信息平台

农村信息平台是指收集、处理、发布各种农村信息，为农村信息交换提供必要支持的信息系统。农村信息平台是解决信息“进村入户”和“最后一公里”问题必不可少的前提条件。基于我国农村现有的信息平台应用实践，总体而言可以划分为以下几种类型：农民电话热线服务系统、农村广播电视平台、农村网络信息网站、移动农业信息服务平台、村级和乡镇级无线局域网平台、农业综合服务集成信息平台。

三、农村信息服务体系

（一）信息服务机构

信息服务机构是指由政府牵头组织，由网络运营商提供网络支持，社会力量参与运营，利用计算机、互联网、局域网及电话等信息技术手段，采取有偿经营和无偿服务相结合的方式，为农民提供信息浏览、查询、采集、发布和娱乐等服务的场所，包括农村综合信息服务站点及农村专业信息服务站点。

（二）信息服务渠道

农村信息化服务渠道是建立在电信网、广播电视网、计算机网的基础上，并与各种信息源实行互联，最大限度地利用现有网络资源，为用户提供各种信息资源的通道。农村信息服务渠道是农村信息化建设与应用的重要环节之一，专门用来收集、处理、发布各种涉农信息，为农村信息交换提供所需的环境和条件。

（三）信息服务队伍

信息服务队伍是推进农村信息化的重要主体。广义的信息服务队伍涉及信息化建设的管理者、信息服务提供者和以从事农业生产经营各环节的农业从业人员为主体的信息服务消费者三大基本部分。当前具体参与农村信息服务的主要包括农村信息员队伍、农民专业合作社和农村经纪人等。

四、农村信息化应用

（一）农业生产经营信息化

农业生产信息化是指在微观尺度上，普遍应用通信技术、计算机技术和微电子技术等现代信息技术对农业生产资源的利用和农业生产过程中各生产要素实行数字化设计、智能化控制、精准化运行、科学化管理的程度与过程，通俗地说是农业产前和产中的信息化。按照农业行业的划分，农业生产信息化主要包括大田种植信息化、设施园艺信息化、畜牧业生产信息化和渔业生产信息化。农业生产信息化的目标是充分利用现代信息技术装备农业生产过程，努力提高农业的生产效率，降低生产劳动成本，改变农业生产方式和发展方式，推进传统农业向现代农业的转变，确保农业高产、高效、优质、生态、安全、标准。农业生产信息化的主体是生产者、农户、生产型农业公司（集团）、农垦生产系统。

农业经营信息化是指通信技术、计算机技术和微电子技术等现代信息技术在农产品加工、储运、交易、市场等环节实现普及与应用的程度与过程，通俗地讲就是农业产后的信息化。按照农业产后的环节，农业经营信息化主要包括农产品电子商务、农产品市场与流通信息化。农业经营信息化的目标就是要提高农产品加工质量和效率，减少流通环节和交易环节，降低交易成本，增加市场透明度，保障农产品质量安全。农业经营信息化的主体是经营者，即农产品加工、仓储、物流、商务企业。

（二）农村社会管理及服务信息化

农村社会管理及服务信息化是指在宏观尺度上，普遍应用通信技术、计算机技术和微电子技术等现代信息技术对农村电子政务、农村医疗卫生、农村教育、农村文化生活等实行信息化、科学化、透明化管理的程度与过程。农村社会管理信息化的目标是提高政府的监督管理水平、工作效率及农业相关部门对农民的服务水平。

五、农村信息化发展环境

农村信息化发展环境是指农村信息化建设所必需的经济、社会、政治和人文环境。只有当农村经济发展到一定阶段，农民人均纯收入达到一定水平，能够承担开展农村信息化的基础成本；农村社会具备了信息化意识，接受了信息化的理念；政府开始重视信息化建设，制定政策规划并承担信息化基础投入；农民文化素质得到普遍提高，具备了应用信息技术的知识和能力，农村信息化建设才能够继续推进。

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第二章 “农业4.0”理论体系

人类经历了农业社会、工业社会，目前正处在信息社会阶段。一部农业革命的发展史，就是一部具有划时代意义的生产工具的创新史，从青铜器到铁器，从畜力到农业机械，从自动化农业到鼠标种田，都预示一个新时代的开始。本章用生产力的分析方法，从劳动者、劳动工具和劳动对象三个要素的角度来分析农业形态演变，试图回答农业1.0～农业4.0的本质特征，农业1.0是以人力与畜力为主的传统农业，农业2.0是隆隆作响的机械化农业，农业3.0是高速发展的自动化农业，农业4.0是即将来临的智能农业。

第一节 农业1.0到农业4.0的阶段划分

人类社会的发展，就是劳动者发挥聪明才智，不断创造新的劳动手段（劳动工具），去认识自然、适应自然和改造自然（作用于劳动对象）的过程。在不同的历史时期，人类社会通过使用不同的工具，来扩展和增强人类自身的功能，而这些工具本身也成为区分人类社会形态的基本标准之一，因此劳动工具的演变体现了农业1.0～农业4.0的演变。农业社会、工业社会、信息社会和智能社会农业的典型特征如表2-1所示。

一、农业1.0是农业社会的产物

农业1.0是以人力与畜力为主的传统农业，农业1.0是农业社会的产物。在农业社会漫长的发展过程中，人类最重要的劳动工具是用以开发土地资源的各种简单手工工具和畜力，它们是对人类体力劳动的有限缓解，并没有从根本上把人类的生产活动从繁重的体力劳动中解放出来。纵观人类社会的发展，尽管生产工具从早期的石器、青铜器发展到后来的铁器，但从整体上来讲，在农业社会，生产工具仍然是初级的工具，这些生产工具只是人体局部功能的有限延伸。

二、农业2.0是工业社会的产物

以1765年蒸汽机的发明和使用为标志，人类社会的生产工具得到了革命性的发展，人类发明和使用了以能量转换工具为特征的新的劳动工具，以机器代替手工工具，标志着人类工业社会的开始。在工业社会历程中，能量转换的工具实现了两次历史性的飞跃，对人类社会生产及生活产生了极为深远的影响。瓦特蒸汽机的发明标志着人类工业社会的开始，蒸汽机把热能转换成机械能，出现了火车、轮船、纺织机械、印刷机械、采矿机械等，从而实现了生产工具的机械化，生产效率十倍、百倍地提高。19世纪后半叶和20世纪初，随着内燃机、电动机的发明和使用，工业革命进入第二个高潮。内燃机与电力技术的广泛应用带动了包括冶金、电气、汽车、船舶等产业的发展，很快推动了以电气时代新技术为主导的电力工业、化学工业、汽车工业等一系列新兴产业的发展。与此同时，伴随着工业革命的发展，农业机械化工具不断出现，这直接催生了农业2.0，与农业1.0的手工和畜力工具相比，农业装备开始在农业中得到广泛应用。

三、农业3.0是信息社会的产物

20世纪后期，随着微电子技术和软件技术的发展，人类社会改造自然的工具也开始发生革命性的变化，其中，最重要的标志是数字技术促使劳动工具自动化。工业社会以能量转换为特征的工具逐渐被信息化的工具所替代，形成了信息社会最典型的生产工具，或者说信息技术与农业机械、装备和设施深度融合，实现农业数字化、精准化和自动化生产。如果说工业社会的劳动工具解决了人类四肢的有效延伸，而信息社会的劳动工具则解决了人脑的问题，是一次增强和扩展人类智力功能、解放人类智力劳动的革命。

四、农业4.0是智能社会的产物

21世纪后期，随着人工智能和机器人技术的发展，人类社会改造自然的工具也开始发生革命性的变化，其中最重要的标志是劳动工具智能化，无人系统成为农业生产主要特征。工业社会以能量转换为特征的工具逐渐被智能化的工具所替代，形成了智能社会最典型的生产工具——机器人。如果说工业社会的劳动工具解决了人类四肢的有效延伸，而智能社会的劳动工具则解决了无人系统的作业问题。智能工具在农业领域的扩散应用催生了农业4.0，其典型特征是高速发展的智能化和无人化，这是智能社会区别于信息社会的典型特征。

第二节 农业1.0：传统农业

农业1.0处于以体力劳动为主的小农经济时代，农业1.0时代依靠个人体力劳动及畜力劳动，人们根据经验来判断农时，利用简单的工具和畜力耕种，主要以小规模的一家一户为单元从事生产，生产规模较小，生产技术和经营管理水平较为落后，抵御自然灾害能力差，农业生态系统功效低，商品经济属性较薄弱。

人类渔猎社会开始于200万年前，此时人类社会刚学会制造石刀、石斧与石锥等简单的生产工具，这就是旧石器时代。约6000年前，人类开始掌握炼铜技术，从而进入青铜器时代，生产效率大大提高。到4000年前，人类进一步掌握了炼铁技术，发明了各种生产工具，如锄头、刀、犁、斧等生产和生活工具，使得生产力进一步发展，人类从而进入铁器时代，这是农业1.0的萌芽，农业1.0在我国延续的时间极长，整个农业1.0时代基本都是一个依靠农民自力更生、勤劳致富、单打独斗的时代。

抛开我国几千年的小农经济和中华人民共和国成立后的人民公社而论，我国农业1.0时代基本贯穿了改革开放后的第一个十年。在这十年里，由于家庭联产承包责任制的实行，突破了中华人民共和国成立以来坚持的计划经济模式，极大地调动了农民们的生产积极性，解决和发展了农村生产力，不仅逐渐结束了农产品长期短缺的历史，也基本上解决了全国人民吃饭的问题。

我国农业1.0所处的改革开放后的十年里，我国农业仍旧以个体农民为主体推动力量，通过精耕细作、化肥和农药的使用、农机的使用、培育使用良种等方式提高农产品的产量。在物资相对短缺的年代，主要出售的虽然还是初级农产品，但是总能轻松卖出，农民过上相对富足的生活。

农业1.0时代，传统农业技术的精华在我国农业生产方面产生过积极的影响，但随着时代进步，这种小农体制逐渐制约了生产力的发展。这个阶段主要以“产量高”为目标，虽然比起现在动辄成千上万亩的农业项目来说大多还是小打小闹，却为农业产业化奠定了基础。可以说，农业1.0主要追求的是农业耕种技术的“专”。

第三节 农业2.0：机械化农业

农业2.0是以“农场”为标志的大规模农业，是以机械化生产为主、适度经营的“种养植大户”时代。农业2.0也被称作机械化农业，以机械化生产为主，运用先进适用的输入性动力农业机械代替人力、畜力生产工具，改善了“面朝黄土背朝天”的农业生产条件，将落后低效的传统生产方式转变为先进高效的大规模生产方式，大幅提高了劳动生产率和农业生产力水平。

20世纪90年代后，随着工业化浪潮在全国范围内的推进，以农产品深加工为核心业务的食品制造业蓬勃发展。但是，长期以来，农业生产、加工和销售三个环节脱节，导致农产品“买难”和“卖难”交替出现，使得农产品加工企业常常得不到稳定的原料供给，农民的利益也经常受到损害。于是，集农业生产、加工、销售为一体的“农业产业化”模式就成了改革后第二个十年的主旋律。

农业产业化其实主要就是深加工化、规模化、产业链化、市场化、品牌化，在龙头企业的带动下，分布在沿海、某些商品粮基地、鱼米水乡、物产丰饶或地广人稀的地区，也包括一些国有农场，通过诸如“公司+农户”“公司+基地+农户”“公司+合作社+农户”等形式率先取得了良好的经济和社会效益。

我国农业2.0时代以企业主为主体推动力量，一方面，既保持了家庭联产承包制的稳定，又通过延长产业链，发挥一体化组织的协调功能，在一个产品、一个产业、一个区域内形成了产品规模、产业规模和区域规模；另一方面，在更大范围内和更高层次上实现农业资源的优化配置和生产要素的重新组合，提高了效益，有利于在家庭经营的基础上，逐步实现农业生产的专业化、商品化和社会化。

这个阶段以“产值高”为目标，主要表现在农副产品深加工企业或食品制造企业向产业上游延伸，或者农业生产企业向产业下游延伸，提供给市场的已经不是初级农产品，而是加工后的农副产品或者食品。中粮集团、北大荒集团、华龙集团、金健集团、汇源果汁、国联水产等都是此类的典型企业。因此，可以说，农业的2.0时代其实就是“一产+二产”的主流时代，农业2.0追求的是农业产值的“大”。

从国内来看，我国2016年农业机械化率已超过65%，预计2020年，我国农业机械化率将突破70%，也就是农业2.0时代将在2020年完全实现。我国高度重视农业机械化发展，尤其是在农机购置补贴政策的驱动下，农业机械化取得了重大进展，2016年，农业机械化发展呈现农机规模有增长、结构有优化、薄弱环节有突破的特点，农机总动力预计达11.44亿千瓦，同比增长2.4%；市场需求大、供给缺口大的大中拖、联合收获机、插秧机、烘干机保有量增幅分别达到7.4%、8.2%、6.0%和19.5%，远高于普通农机增速，主产区秸秆处理、高效植保、产地烘干能力明显增强；水稻种植和玉米、油菜、马铃薯、棉花收获等薄弱环节机械化率增幅均超过3个百分点，农业机械化正向着全面、全程、高质、高效发展。

从国际范围来看，1990年美国的大田种植业、荷兰的设施蔬菜和花卉产业、比利时的畜牧业、挪威的水产养殖业是农业2.0的模板。以美国大田种植业为例，美国在20世纪40年代领先世界各国最早实现了粮食生产机械化；20世纪60年代后期，粮食生产机械化水平更加提高，达到了土地耕翻、整地、播种、田间管理、收获、干燥全过程机械化；20世纪70年代初，完成了棉花、甜菜等经济作物从种植到收获各个环节的全面机械化；20世纪90年代，美国在种植业、设施农业、农产品加工等方面全部完成了农业机械化。

第四节 农业3.0：自动化农业

农业3.0是农业专业化整合时代，专业化整合是市场经济的产物，也可以说是全球化的产物。随着计算机、电子及通信等现代信息技术及自动化装备在农业中的应用逐渐增加，农业步入3.0模式。农业3.0即自动化农业，是以现代信息技术的应用和局部生产作业自动化、智能化为主要特征的农业。通过加强农村广播电视网、电信网和计算机网等信息基础设施建设，充分开发和利用信息资源，构建信息服务体系，促进信息交流和知识共享，使现代信息技术和智能农业装备在农业生产、经营、管理、服务等各方面实现普及应用。与机械化农业相比，自动化程度更高，资源利用率、土地产出率、劳动生产率更高。

大约到了改革开放后的第三个十年里，工业化和城市化同步迅猛发展。一方面，工业化生产的物资极大丰富，农副产品的销售成为企业不得不考虑的问题；另一方面，城市化吸引了几亿农民进城，乡村开始衰败，人口减少，大量空心村和耕地抛荒问题层出不穷，城乡差别加剧，农村再一次成为社会和政府不得不关注的焦点与难点。

从2004年开始，中央1号文件连续13年聚焦“三农”，开始从三农的制度体系、发展模式、鼓励政策、惠农补贴、实施保障等诸多方面引导农业的走向。享受国家专项补贴的设施农业、工厂农业、高效农业等，以及获得地方政府政策优惠的科技农业、生态农业、休闲农业、循环农业等，可谓百花齐放、百家争鸣。其中，这个阶段最受社会关注并取得实质性成果的要数蓬勃发展的休闲农业。

这个阶段以“知名度高”为目标，出售的主要是优美的乡村环境和可靠放心的农产品。政府不仅取消了存在了几千年的农业税，而且直接利用财政资金改善了农村的道路、水电、村容村貌等硬件环境，全国范围内的知名新农村、新社区、美丽乡村、五星级农家乐、休闲农业示范点、乡村旅游名村等如雨后春笋般崛起。可以说，农业的3.0时代其实就是“一产+三产”的主流时代，农业3.0追求的是经营模式的“新”。

从我国看，农业3.0已经萌芽，按照70%的覆盖率，预计2050年我国可完成农业3.0。农业3.0以单一生产单元的自动化为主要特征，近几年，我国农业互联网、农业电子商务、农业电子政务、农业信息服务取得了重大进展。

第一，生产信息化迈出坚实步伐。物联网、大数据、空间信息、移动互联网等信息技术在农业生产的在线监测、精准作业、数字化管理等方面得到不同程度的应用。在大田种植方面，遥感监测、病虫害远程诊断、水稻智能催芽、农机精准作业等开始大面积应用。在设施农业上，温室环境自动监测与控制、水肥药智能管理等加快推广应用。在畜禽养殖上，精准饲喂、发情监测、自动挤奶等在规模养殖场实现广泛应用。在水产养殖方面，水体监控、饵料自动投喂等快速集成应用。国家物联网应用示范工程智能农业项目和农业物联网区域试验工程深入实施，在全国范围内总结推广了426项节本增效农业物联网软硬件产品、技术和模式。

第二，经营信息化快速发展。农业农村电子商务在东、中、西部竞相迸发，农产品进城与工业品下乡双向流通的发展格局正在形成。农产品电子商务进入高速增长阶段，2015年农产品网络零售交易额超过1500亿元，比2013年增长2倍以上，网上销售农产品的生产者大幅增加，交易种类日益丰富。与农业生产资料、休闲农业及民宿旅游相关的电子商务平台和模式不断涌现。农产品网上期货交易稳步发展，农产品批发市场电子交易、数据交换、电子监控等逐步推广，国有农场、新型农业经营主体经营信息化的广度和深度不断拓展。

第三，管理信息化深入推进。金农工程建设任务圆满完成并通过验收，建成国家农业数据中心、国家农业科技数据分中心及32个省级农业数据中心，开通运行33个行业应用系统，视频会议系统延伸到所有省份及部分地市县，信息系统已覆盖农业行业统计监测、监管评估、信息管理、预警防控、指挥调度、行政执法、行政办公等七类重要业务。农村土地权登记颁证、农村土地承包经营权流转和农村集体“三资”管理信息系统与数据库建设稳步推进。农业部行政审批事项基本实现网上办理，信息化对种子、农药、兽药等农资市场监管能力的支撑作用日益增强。农产品质量安全追溯体系建设快速推进。建成中国渔政管理指挥系统和海洋渔船安全通信保障系统，有效促进了渔船管理流程的规范化和“船、港、人”管理的精准化。农业各行业信息采集、分析、发布、服务制度机制不断完善，创立中国农业展望制度，发布《中国农业展望报告》，市场监测预警的及时性、准确性明显提高。农业大数据发展应用开始起步。

第四，服务信息化全面提升。“三农”信息服务的组织体系和工作体系不断完善，形成政府统筹、部门协作、社会参与的多元化、市场化推进格局。农业部网站及时准确发布政策法规、行业动态、农业科教、市场价格、农资监管、质量安全等信息，成为服务农民最有权威性、最受欢迎的农业综合门户网站，覆盖部、省、地、县四级的农业门户网站群基本建成。12316“三农”综合信息服务中央平台开始运行，形成部省协同服务网络，服务范围覆盖到全国，年均受理咨询电话逾2000万人次。信息进村入户工作在全国展开，公益服务、便民服务、电子商务和培训体验开始进到村、落到户。基于互联网、大数据等信息技术的社会化服务组织应运而生，服务的领域和范围不断拓展。

从国际范围来看，美国当今的大田种植业、荷兰当今的设施蔬菜和花卉产业、比利时当今的畜牧业、挪威当今的水产养殖业为农业3.0的模板。以美国大田种植业为例，大农场成为美国农业物联网技术的引领者，在农业物联网技术推广中起着示范作用。研究显示，美国大农场对技术的采用率高达80%，主要体现在以下几个方面：一是在智能灌溉方面，通过无线传感器网络收集土壤成分数据及其他环境要素来减少水的浪费；二是利用物联网技术监测农作物病虫害等信息，帮助农场主及时采取应对措施；三是很多农业机械装有传感设备，方便农民获取信息和进行决策；四是将物联网技术用于粮仓的自动化管理，农民可以使用它远程管理玉米、种子等散装货物库存。

第五节 农业4.0：智能农业

农业4.0是资源软整合的农业。在互联网时代，农业通过网络、信息等进行资源软整合，在大数据、云计算、互联网、传感器、机器人基础之上形成智能农业，尤其是以全链条、全产业、全过程的无人系统为特征。农业4.0是利用农业标准化体系的系统方法对农业生产进行统一管理，所有过程均是可控、高效的；农业服务提供者与农业生产者之间通过农业标准化平台实现对等连接，使整个过程中的互动性加强。农业4.0可以通过网络和信息对农业资源进行软整合，增加资源的技术含量，提升农业生产效率和质量。

随着我国在“三农”领域多年摸着石头过河式的探索，基本上解决了绝大部分农村地区的温饱贫困、危房改造、环境整治、用水用电、交通设施等硬件问题，并在农业的科技研发、惠农政策补贴、农民的观念改进等方面取得了很大的进步。不管是城市人还是农村人，以市场需求为导向，投身农业农村的创业积极性空前高涨，特别是在大都市周边和景区周边，已经形成热点，农业4.0时代已经悄然来临。

首先，农业4.0表现为第一产业、第二产业、第三产业的“三产”融合互动。通过把产业链、价值链等现代产业组织方式引入农业，更新农业现代化的新理念、新人才、新技术、新机制，做大做强农业产业，形成很多新产业、新业态、新模式，培育出了新的经济增长点，即发展“第六产业”。第六产业做的不是简单的“1+2+3”，而是综合乘数效应。

其次，农业4.0表现为农业、农村和农民的“三农”融合互动。农业根植于农村，养育着农民，“三农”共生共存，就像人身体的肌肉、骨骼和血液一样，不可分割、缺一不可。不管是家庭农场、专业大户、农民合作社，还是农业产业化龙头企业都必须在“三农”的背景下，通过发展农业4.0，带动农村的乡土文化复兴，带动农民的富裕小康，实现“三农”的统筹发展。

最后，农业4.0还表现为生产、生活和生态的“三生”融合互动，以及城与乡、工与农、知识与资本、线上与线下等社会多要素的融合互动。在三产融合、三农融合的基础上，投资者和经营者还要置身于时代大背景和消费大环境下，开发实现以城带乡、以工促农、生活工作两不误、知识和资本平等互换、线上和线下共同营销推广的泛农产品。农业4.0不仅提供的内容是丰富的，模式也是多样的，诸如乡村文创、互联网技术、众筹、私人定制、绿色共享理念等都将成为农业4.0的时代标签。

农业4.0是靠知本和资本推动的，是以进步的发展理念和商业模式为前提，以新技术、新机制、新人才和新资本下乡为内容，以城乡统筹和社会资源大融合为目标的现代化“三农”解决方案。农业4.0以全社会“共赢共享”为目标，出售的不再是某一系列农村产品，而是一种让人向往的乡村生活方式。不管是参与、共享，还是体验、购买，消费的是一种情怀。因此，农业4.0追求的是体验的“广”，旨在打造一个泛农业的生态圈，充分进行资源的软整合。

从信息化的角度看，农业4.0具备以下特征。

第一，农业4.0是无人的生产系统。农业4.0的实现最核心的技术是人工智能和无人系统技术，农业物联网使得物与物、物与人之间的联系成了可能，使得各种农业要素可以被感知、被传输，进而实现智能处理与自动控制。运行在农业生产活动中的不再是传统的农具和机械，而是通过物联网技术连接起来的自动化设备，传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理系统形成一个智能网络系统，可实现种植养殖环境信息的全面感知，种植养殖个体行为的实时监测，农业装备工作状态的实施监控，现场作业的自动化操作及可追溯的农产品质量管理，使得农业装备、农业机械、农作物、农民与消费者之间实现互联，“互联网+”农业的特征日趋明显。

第二，农业4.0是信息技术的集成。农业发展过程中的电脑农业以农业专家系统为核心，精准农业以3S技术为核心，数字农业以电子技术和决策支持系统的应用为核心，但本质上这些都不是整个信息技术的集成应用，农业4.0的实现靠单一的信息技术是完不成的，其实现是整个信息技术集成应用。包括更透彻的感知技术、更广泛的互联互通技术和更深入的智能化处理技术，实现农业全链条中信息流、资金流、物流的有机协同与无缝连接，农业系统更加有效和智能的运转，达到农产品竞争力强、农业可持续发展、有效利用农村能源和环境保护的目标，凸显整体系统的最优。

第三，农业4.0实现泛在的智能化。如果说农业3.0解决了农业的局部自动化与智能化，那么农业4.0重要特征之一就是实现农业全链条、全过程、全产业、全区域泛在的智能化和无人化。农业全链条、全过程的智能化是指农业产前生产资料优化调度、使用，产中各种农业资源和农业生产过程的配置和优化，产后农产品的加工、包装、运输、存储、物流、交易的成本优化，最终实现全链条的整体智能化，即成本最低、效率最高、生态环境破坏最小。全产业的智能化是指与农业生产相关的各产业实现人员、技术、装备、资金、体系、结构的最优配置，确保产业的竞争力。全区域的智能化是指在单个企业、单个种植或养殖单元实现自动化和智能化的基础上，实现整个区域的资源最佳配置，以及生产过程的最佳优化及成本的最优控制。区域智能化与整体的智能化以单元智能化为基础，通过链条和产业的智能化，逐步实现大区域或整体的智能化。

第四，农业4.0是现代农业的最高阶段。在农业4.0中，现代信息技术的应用不仅体现在农业生产环节，它也会渗透到农业经营、管理及服务等农业产业链的各个环节，是整个农业产业链的智能化，农业生产与经营活动的全过程都将由信息流把控，形成高度融合、产业化和低成本化的新的农业形态，是现代农业的转型升级。实现规模化的畜禽养殖场建设，日光温室、批发市场、物流中心的转型升级，工业化生产线和大型制造商的介入使农业生产更加产业化，各类技术的高度融合使农业生产更加低成本化。土地生产的成果不再是化肥农药超标、普通的农产品，更多的是质量提高、产量提高的更接近自然的无公害产品。因此，农业4.0是现代农业的最高阶段，但随着技术的进步，可能会出现农业4.0的初级、中级、高级和终级等不同时期。

美国约翰·迪尔公司是农业4.0的典型代表企业。约翰·迪尔公司通过和爱科公司合作，不仅将农机设备互联，更连接了灌溉、土壤和施肥系统，可以随时获取气候、作物价格和期货价格的相关信息，从而优化农业生产的整体效益（见图2-1）。

第六节 小结

从生产力的角度来看，从农业1.0到农业4.0，其本质是通过不断升级的生产工具优化资源的配置效率。从资源优化的工具看，是从手工工具、能量转换工具向智能工具的演进。从资源优化的范围看，优化的范围从点、线、面向体、大系统、巨系统方向不断拓展。农业1.0是以人力与畜力为主的传统农业，通过手工工具和畜力对农业生产进行点状优化。农业2.0是隆隆作响的机械化农业，通过电力和农业机械对农业生产进行线性优化，我国到2020年有望实现农业2.0。农业3.0是高速发展的自动化农业，通过互联网等信息技术在农业生产、经营、管理和服务环节的应用对农业进行网状优化，我国到2050年有望实现农业3.0。农业4.0是即将来临的智能农业，是现代农业发展的最高阶段，可通过信息技术的集成应用实现农业全局的、全系统的优化，预计在2070年前后实现。

［本章引用信息］李道亮编著.农业4.0——即将来临的智能农业时代[M].北京：机械工业出版社，2018.1）

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第三章 “农业4.0”技术路线

随着农业信息技术的飞速发展，中国农业正在从早期的1.0小农经济时代大踏步迈向4.0高度智能化时代，古老的农业焕发出了新的生机。中国农业从1.0到4.0时代，构成了一幅绵延不绝、恢宏壮观的农业发展图景，其路漫漫，其势可期。每一次的跃升都离不开农业发展演进固有的规律，而技术在其中扮演的角色尤为重要。

第一节 我国农业代际演进正加速进行

从农业的1.0到4.0不仅是一个时间阶段的概念，也不仅是一种生产方式的更新，更是代表了一种农业商业模式因时因地的演变。无论是将农业1.0至4.0定义为传统农业1.0、机械化农业2.0、自动化农业3.0、智能化农业4.0，还是定义为个体农业1.0、大规模农业2.0、专业领域整合的农业3.0、资源软整合的农业4.0，都不足以完整地阐述农业1.0至农业4.0真正的内涵，把握演进的动因和特征，才能更好地认识农业代际演进的基本规律。

一、我国农业代际演进的动因分析

农业1.0到农业4.0的代际演进是多种因素共同作用的结果，如果将这种演进视为一个受力运动的过程，那么可以采用推力、引力、压力三种不同的作用方向和作用效果来解构从农业1.0到农业4.0演进的基本动因（见图3-1）。

对农业代际演进起到直接推动作用，在正向起主导作用的力，称为农业代际演进的推力。农业代际演进的推力主要体现在三个方面，分别是技术进步、政策革新和劳动力升级，这三个方面的推力是触发农业代际跃升临界点的关键因素。其中，技术进步作为农业发展的基础与核心要素，在推力中处于绝对主导的地位；政策革新则从宏观层面推动农业代际演进；劳动力升级是农业代际演进内源性的根本推力。

农业的代际演进不仅受到农业内部系统的影响，作为经济社会发展的基本支撑，农业发展还受到整个经济社会发展大系统的影响，特别是当农业发展逐步迈向高阶后，市场化机制、大众消费理念、资本力量等在一定程度上诱使农业变换发展模式，按照新的、更加有效的模式进行演进，这些因素可以称为农业代际演进的引力，通常与推力相互响应，交替激发农业不断向高阶演进。

在农业代际演进过程中，并非只有正向作用的力才能驱使农业发展，一些与农业发展息息相关的外部或准外部环境趋于严峻后，往往会对农业发展提出新要求，迫使农业不断进行转型升级，这种以外部挤压方式存在的作用力称为农业代际演进的压力。农业资源约束、农产品供给矛盾加剧、农业劳动力老龄化、农业生态环境恶化等都构成了农业代际演进的压力，是农业发展不可或缺的外部作用力。

二、我国农业代际演进的特征呈现

推力、引力、压力是农业1.0到农业4.0演进的基本动因，当上述动因的各种要素共同作用，累积到一定程度时，触发两个相邻农业代际的临界点，就会产生农业代际的跃升。对于农业代际跃升临界点的描述，可以使用农业资源利用率、劳动生产率、土地产出率的具体数值来测度，即农业发展的推力、引力、压力共同作用导致农业“三率”变化，从而触发农业代际跃升。

农业“三率”与农业1.0到农业4.0对应数量关系的研究结论尚不明确，但是大体上可以用每个农业代际的持续时间、主要瓶颈和发展新动能进行定性描述。从持续时间来看，农业代际越高，当前代际持续的时间越短，向下一代际的跃升越快。从主要瓶颈来看，随着农业代际的提高，农业发展所面临的瓶颈也会发生相应的转移，不同代际面临的瓶颈也不同，但是代际更替中技术的作用越来越关键，是发展瓶颈主要体现之一。从发展新动能来看，每一个农业代际所面对的外部因素具有较大差异，这种外部因素在农业代际演进中的作用越来越重要，成为牵引农业升级不可或缺的主要动能，如机制、理念及资本等。

农业代际的演进是一个缓慢变化的过程，没有特别清晰的分界点。以美国为例，20世纪80年代，美国就已经提出将机械化、人工智能运用于农业生产；20世纪90年代，美国农业互联网高速发展，如今美国80%的大农场早已普及了农业互联网技术，通过机械化、自动化设施，3个人就能够完成1万英亩（1英亩≈0.4公顷）土地的管理和玉米收割，效率大大提高。

当前，我国农业表现出新的特征，这些特征是我国农业处在代际转换、并行阶段的重要标志：一是农业生产者不再只有农民，还出现了新农人，他们运用更先进的知识和技术进行创新创业，加入了新的经营理念；二是传统劳动工具接近废弃，物联网带来了全新的自动化设施和装备，省时省力，高效集约；三是土地原产出的食用功能在衰弱，粮油蔬菜等基本农产品早已不能满足人们的需求，健康、无公害成为新的追逐点，精细化、差异化经营是大势所趋；四是来自政府高瞻远瞩的设计影响深远，各级农业部门已经把互联网作为解决农业问题的重要途径，倒逼农业改革，从历年的1号文件到各地、各部门制定的惠民政策、法规等，可见政府在农业变革中起着关键性的作用；五是来自互联网、高科技的投入势头凌厉，农业领域涌现大量网络科技公司，将技术运用于农业领域，创造了农业领域的空前繁荣，特别是物联网技术应用、农产品电商成为农业变革的突出贡献者。

三、我国农业代际演进的基本趋势

从时间维度来看，我国农业发展的地区差异将长期存在，因而我国农业形态从1.0到4.0多阶段并行也将长期存在。按照实现70%作为进入下一代际的基本标志，总体上我国正处在农业1.0长期存在、农业2.0普及推广、农业3.0成熟提升、农业4.0示范应用的并行推进时期，即将整体进入农业2.0时代，加速迈向农业3.0时代。

从地域维度来看，我国幅员辽阔，区域发展不均衡，因而各地所处的农业代际有所不同，从农业1.0到农业4.0在各地均有不同程度的分布。按照70%的代际特征作为当地所处农业代际的判定标准，农业1.0到农业4.0在全国范围的分布比例大致为20%、66%、13%和1%，同样表明我国正在加速迈向农业3.0时代。

如图3-2所示为全国范围农业1.0到农业4.0代际演进趋势。

农业1.0在全国范围内占20%左右，主要位于我国西部四川、贵州、甘肃、青海、新疆、广西、内蒙古、云南和西藏等生产条件较差的区域。农业生产方式总体上是人、畜力、手工作业居于主导地位的阶段，只在某些农作物的某些生产环节开始应用简单的农业机械装备，并且这种落后的生产方式还可能在一定时期内存在下去，这一时代曾经100%存在于我国农业发展史上很长一段时间，最终会自然消亡或者转变为体验式农业。

农业2.0在全国范围内占66%左右，是我国当前农业主代际阶段，主要位于粮油、蔬菜、棉花等大宗农作物的主产区，以中东部地区、西部平原地区、新疆生产建设兵团、东北垦区等为主。农业机械已在我国绝大多数农作物的主要生产环节中广泛应用，三大作物（小麦、水稻和玉米）的机械化水平较高，小麦生产基本实现了生产全过程机械化，大豆、马铃薯、油菜、花生、棉花、甘蔗等经济作物和设施农业、畜牧业、渔业、林果业的生产机械化取得新进展。我国当前正处于农业2.0的跃升临界期，我国农业机械化率在2016年已经达到66%，农业部提出到2020年达到68%的目标，事实上很有可能在2020年就提前实现70%的农业机械化率，基本完成农业2.0的普及，正式迈向农业3.0时代。

农业3.0在全国范围内占13%左右，主要分布在沿海和东部地区、中西部经济发达地区，以示范应用为主，在新型农业生产经营主体规模化种养殖区域已有较大规模的推广应用，上述地区已经在基本实现农业2.0的基础上提前进入农业3.0。由于信息技术的应用，农业信息化生产、经营、管理、服务水平都有显著提升，农业产业链发生了深刻的变革，如农业物联网应用、农产品电子商务、信息服务进村入户及农业电子政务，这些都在深刻地变革着农业生产方式及农民生活方式。农业3.0的推动以政府推动为主，农业部实施的北京设施园艺物联网、黑龙江水稻种植物联网、江苏水产养殖物联网、天津设施园艺和水产养殖物联网、上海农产品质量追溯物联网、安徽小麦“四情”监测物联网项目，是围绕农业3.0进行的积极探索。我国农业当前的最具活力的阶段即为该阶段，还有很大的发展空间和不足。

农业4.0在全国范围内占1%左右，主要分布在农业现代化产业园区的实验基地，以高等院校、科研院所的试验示范为主，还不具备推广应用的条件。农业4.0在综合了物联网、云计算、大数据、移动互联等先进技术的基础上，开始融入空间地理技术和人工智能技术，无人化特征明显，对数据、网络、农业生产作业模型的依赖越来越强，这也是我国农业未来提升的终极方向。

第二节 技术是农业代际演进的核心要素

技术始终是农业发展的基础与核心要素，从农业1.0到农业4.0，代际越高，对技术的依赖越强。农业代际演进对技术的依赖完全符合技术成熟度曲线，在一定程度上，技术发展路线图代表了农业代际演进的总体情况。

一、技术发展和应用的基本规律

技术成熟度曲线能够充分反映技术发展和应用的基本规律。技术成熟度曲线又称技术循环曲线，是指新技术、新概念的社会认知、产业生命力随时间的变化曲线，最早由高德纳（Gartner）咨询公司创立。技术成熟度曲线很好地展示了创新向可行性迈进的过程，它并没有从创新者的视角来直接描述创新，而是从应用者的角度出发，因而是最真实的技术发展路线路。图3-3为Gartner技术成熟度曲线。

技术成熟度曲线把各种新技术的成熟演变速度及要达到成熟所需的时间分成五个阶段，最开始是由技术突破引发的技术萌发期，然后是期望膨胀期，再接着是这些不切实际的期望达到顶峰后，因无法实现进入幻觉破灭期。随着时间的推移，一个或几个实施者会取得某种程度的成功，促进该技术进入复苏期，市场关注度逐步上升，技术应用不断扩大。最后在生产力成熟期，主流应用开始形成，赢得稳定的市场关注度，原始创新的目标开始接近实现，得到广泛应用。

如果将技术成熟度曲线与商业资本和媒体热度进行关联，能够更清晰地看出技术创新的发展演变规律，同样分为五个阶段（见图3-4）。

第一阶段为萌芽期，市场初步了解新技术产品和概念，并表现出兴趣，第一代产品诞生，但往往价格居高，并且会有大量的定制需求优化的地方；大量的创业公司成立，并得到第一轮风险投资。第二阶段为过热期，大量的媒体对该技术进行大肆宣传，市场对新技术反应狂热，纷纷讨论该技术，新技术产品扩大生产，在该阶段末期，随之而来的一些问题开始显现，如技术的缺点、限制等。第三阶段为低谷期，由于新技术没有达到人们的预期，市场的兴趣下降至低谷，技术泡沫破裂，部分技术就此消失，初创企业在该阶段进行整合和淘汰，能够存活的企业得到第二轮融资，在该阶段，第二代产品和服务问世，经过对技术的改进，企业对该技术的适用范围和限制有了客观实际的了解。第四阶段为复苏期，能够存活下来的新技术开始被广泛接受，企业探索出能够获得成功的技术应用和最佳的经营模式，第三代产品问世，并逐渐走向成熟，能够迎合人们的期望。第五阶段为成熟期，该技术已经稀松平常，市场对该技术的采用率达到稳定期，更多的潜在用户转化为该技术产品的消费者。

二、农业代际演进的技术发展和应用路径

高德纳（Gartner）咨询公司发布的Gartner技术成熟度曲线2016版如图3-5所示，比较2008版至今连续九年的技术成熟度曲线可以发现，大数据、云计算、物联网、人工智能等技术仍是未来促使农业代际演进的主要技术。

（一）大数据在农业中的技术发展和应用路径

Gartner 对“大数据”的定义是指需要新处理模式才能具有更强决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。2013年，大数据位于技术成熟度曲线的顶峰，而2014年大数据已由过热期转向低谷期，2016年大数据因不再是新技术而消失，但大数据技术依然保有生命力，距离达到成熟期还有5～10年时间。近年来，市场围绕大数据的炒作不断升温，很多企业也的确面临数据量激增的现实困境，但是大数据技术并非仅仅是数据量大的问题，其核心还在于数据挖掘背后所能产生的价值。在经历了一段热潮之后，大数据的概念开始转向低谷期，大数据的应用将逐步落地。

农业信息化与大数据密不可分。目前，农业领域已经积累了海量的信息数据，但农业领域对大数据的认识还不够深刻，现有的数据价值并未充分发挥出来，大数据面临着“用什么、怎么用”的问题。农业大数据就像是正在修建的水库一样，即这个水库中的水不仅需要是活的水，还必须有来源；有了来源还不行，还必须有出处和应用。

目前，已经有不少涉农机构、企业进行了初步探索。从领域来看，以农业领域（涵盖种植业、林业、畜牧水产养殖业、产品加工业等子行业）为核心，逐步拓展到相关上下游产业（饲料、化肥、农药、农机，仓储、屠宰业，肉类加工业等），并将整合宏观经济背景数据，包括统计数据、进出口数据、价格数据、生产数据、气象、灾害数据等；从地域来看，以国内区域数据为核心，将借鉴国际农业数据作为有效参考，同时不仅包括全国层面数据，还将涵盖省市数据，甚至地市级数据，为区域农业发展研究提供基础；从广度来看，不仅包括统计数据，还将包括涉农经济主体基本信息、投资信息、股东信息、专利信息、进出口信息、招聘信息、媒体信息、地理空间坐标信息等；从专业性来看，不仅将分步构建农业领域的专业数据资源，还将逐步有序规划专业的子领域数据资源。

总的来讲，大数据作为新一代信息技术，在农业领域的应用任重道远。大数据不仅充满了挑战和未知，人们也对其有很大的期待和憧憬。农业作为中国的基础产业，面临着农产品需求不断增加、资源紧缺、气候变化导致灾害频发、生态安全脆弱、生物多样性持续下降等严峻挑战，夯实以农业物联网、云计算技术为核心的农业信息化基础，提升以大数据为支撑的农业信息化服务，将推动农业加快迈向智能农业新时代。

（二）云计算在农业中的技术发展和应用路径

云计算于2009年登顶技术成熟度曲线。经过五年的发展，在2014年的技术成熟度曲线中，云计算被细分为混合云计算和云计算，且两者均处于低谷期，距离成熟只需2～5年。2016年，由于关于云计算的安全性问题的负面报道，云计算已经不是市场炒作的热点，企业加大安全性和易用性的研发力度，对云计算的采用也更加谨慎。

目前，大多数涉农互联网公司都布局了各自的云计算中心，为企业、个人提供了云平台服务和解决方案。通过骨干网络等基础设施建设的配合，对农业生产的各种要素进行数字化设计、智能化控制、精准化运行、科学化管理，实现云服务与农业发展紧密结合，从而推动农业信息化的建设。在农业生产方面，可以通过指导生产者、经营者和管理者使农产品顺利进入市场，实现农业增产、农民增收；在农民生活方面，借助信息传播媒体，设计并提供针对农村、农业、农民特点和使用习惯的软件与服务，以提高农民生活质量。

未来，云计算和大数据将为新农人便捷、低成本地使用计算资源打开方便之门，就像使用水、电一样，借助云计算和大数据，农村、农民、农业市场的未来发展空间广阔。农业云计算与大数据的集成和未来的挖掘应用对现代农业的发展具有重要作用，农业云计算将释放农业大数据的生产力价值，不仅为农民的农村生产和生活提供方便，而且可以为生产发展和政府决策提供科学、准确的依据。通过云计算实现“大数据驱动”的农业，必然使得农民的生产活动变得更有效率、更开放、更精细。同时，基于大数据的分析，也能够帮助政府有效监控各项农业政策的实施情况，及时纠正农业生产中的偏差和失误，为农业的无人化提供技术支撑。

（三）物联网在农业中的技术发展和应用路径

在2012年、2013年的报告中，物联网仍需10年以上的时间才能达到成熟期，而从目前发展来看，物联网只需要5～10年时间就会达到最终成熟阶段。物联网位于2014年技术成熟度曲线的最顶峰，在2016年技术成熟度曲线中消失，转而以物联网平台的名义出现在技术萌芽期。

新兴技术正在改变我们定义和使用平台概念的方式，物联网平台将与神经形态硬件、量子计算、区块链共同引领平台化趋势，预示着物联网领域即将爆发平台革命。在这个趋势中，需要跟踪关键平台实现从技术基础设施到生态系统平台的转变，奠定了较新的商业模式基础，正在形成人类和技术之间的桥梁。在这些动态生态系统中，组织必须主动了解和重新定义他们的战略，以建立基于平台的商业模式，并利用内部和外部的的方法来产生价值。

在即将到来的物联网平台时代，各企业正在致力于增加物联网终端种类，寻求更好的效益，同时挖掘新的商机和盈利模式。由于这些因素的交互作用，企业需要不断增加先进技术资源以达到相应的成熟度、规模和商业价值。大规模物联网平台可以实现基础和高级的物联网方案和数字化商业操作。物联网平台以混合方式部署，它将与基于云的元素（无论是私人的还是公共的）和本地软件合并，这些特点对于复杂的农业领域具有重要的意义。

在不久的将来，物联网安全、物联网分析技术、物联网设备（物件）管理、低功耗短程物联网网络、低功耗广域网络、物联网处理器、物联网操作系统、事件流处理、物联网的标准与生态系统都将伴随物联网平台的发展而产生，物联网平台能将物联网系统中诸多基础架构元件捆绑成单一产品。这类平台所提供的服务可分为三大类：①低级设备控制与营运，包括通信、设备监测与管理、安全与固件更新；②物联网资料的获取、转换与管理；③物联网应用程序开发，包括事件驱动逻辑、应用程序设计、视觉化、分析技术及用来连接企业系统的适配器。

2000年，全球共有5.2亿个农场，但没有一个农场连接到物联网。自2000年以来，物联网快速发展，传感器在农业领域的使用发生了重大转变。据预测，2025年全球5.25亿个农场将使用6亿个传感器，以支持农业物联网。到2035年，与2020年相比，传感器使用量将增长3倍以上。这种通过物联网技术开启的智能风暴，将让农业实现“环境可测、生产可控、质量可溯”的目标，确保农产品质量安全，引领现代农业发展。

（四）人工智能在农业中的技术发展和应用路径

2016年，共有16项新兴技术首次被引入，其中，人工智能技术占比超过50%，包括通用机器智能、神经形态硬件等；同时，虚拟个人助理和智能机器人等两项人工智能技术在曲线上前移明显，智能机器人领域的大规模并购和融资将加速产业成熟。

智能机器人即以电动机械的形式存在的智能机器，它们可以在物质世界中独立工作，同时在短时间内就可以完成学习过程。既可以在人类监督下完成训练和示范学习，也可以从有监督的工作中进行经验学习。智能机器人可以感知自己周围的环境条件，从而识别、解决基本问题。一些智能机器人有专门的运行方式，如嫁接、收获机器人，而其他一些智能机器人具有更常见的运行方式和先进的感知能力。由于强大的计算能力、海量数据，以及深度神经网络中前所未有的进步，拥有智能机器技术的企业能够充分利用数据，调整适应新环境，解决前人从未遇到的问题。因此，以智能机器技术为代表的人工智能将是未来10年最具破坏性的一类技术。

人工智能已成为自动化、电气化和信息化之后新一轮工业革命的基石，而人工智能的应用并非仅在工业领域。在人类最古老的农业领域，人工智能同样将有杰出的表现，大大加速农业4.0智能化农业时代的到来，实现农业的无人化进程。人工智能控制下的机器人能够自主收集各类农业数据信息，从PB级的数据中通过深度学习算法洞察种植时间、灌溉、施肥及畜牧相关的决策，最终提高土地产出率和劳动生产率。人类已经利用了地球上几乎所有可用的农业用地，然而联合国预计，到2050年全球人口将达到97亿，世界食物产量至少需要提高50%。因此，为了满足未来全球对粮食的需求，提高农作物产量非常有必要。机器学习技术可以用来分析来自无人机和卫星图像、气象模式、土壤样本和湿度传感器的数据，并帮助确定播种、施肥、灌溉、喷药和收割的最佳方法。基于农作物产量、作物投入成本节省、乳品/畜牧成本节约、分拣和劳动力节约的潜在增长，仅在农作物种植领域，以机器学习为基础的人工智能技术可以提高70%的农作物产量，消除全球人口增长带来的食物危机。

第三节 技术推动下的我国农业代际演进过程

农业代际演进是一个漫长的渐进过程，技术的发展和商业模式的演替，不断推动农业从低代际向高代际发展，各个代际的影响程度相应呈现此消彼长的现象。当某一代际发展演进到一定程度时，量变引起质量，自然进入下一代际，从而实现农业代际的动态跃迁。

一、从农业1.0到2.0的漫长演进过程

毫无疑问，我国传统的农业1.0时代极其漫长，并且还将绵绵无绝期。在农业1.0时代，无动力的农业机械很早就进入了农业生产，只是到了中华人民共和国成立后，特别是改革开放后，大型综合型农业机械广泛使用，农田里出现了机器的轰鸣，标志着农业生产新时代的来临。

农业1.0时代是漫长的，从农业1.0到农业2.0的跨越同样是一个漫长的过程，期间经历了无动力机械和动力机械的双重介入。预计到2020年，我国农业机械化率将提前突破70%，也就是农业2.0时代将在2020年完全实现。然而，有动力的农业机械并不是农业机械化的终点。农业机械自动化作业，需要通过信息化与机械化的融合来实现。

二、从农业2.0到农业3.0的自然过渡过程

在从农业2.0机械化到农业3.0自动化的演进过程中，机械化与自动化互相交替，以信息化的方式形成两个时代的软连接，这两个时代在一定程度上是相伴协行的。早期的机械化没有信息化的支撑，只是用机器代替人。机械化附着信息化后，机械的使用开始转向自动化，劳动力在一定程度上被释放了出来。

然而，自动化的内涵和外延要远远高于机械化，除了支撑机械化，信息化驱动下的农业还在向更高的智能时代跃进。由于信息化的支撑，农业2.0时代得以延长，为机械化赋予了自动化的特征。同样由于机械化的灼灼光彩，农业3.0时代的到来显得十分隐约。农业3.0时代并未完全实现，还处于加速成熟期，预计到2050年前后，农业3.0才有可能达到70%的普及率。

事实上，农业3.0时代是农业信息技术发展到一定阶段的产物，也是农业生产方式升级的标志。从发展历程来看，农业信息技术的发展除了需要信息化基础设施外，还离不开农业机械化、设施化、装备化等应用环境。随着大量信息化基础设施的普及，以及适宜信息技术在农业领域开展应用的环境条件的完善，信息技术才开始应用于农业领域，并逐步成为现代农业发展的主流和方向。

在基础设施建设阶段，农业机械化、设施化和装备化几乎是同步发展的，只是程度和水平不断提高。从简单的大棚种植到连栋温室再到全自动现代温室，从拖拉机、旋耕机等简单的农业机械到配置导航系统的联合收割机等大型综合农业机械，都是在为农业信息技术的应用创造基础和条件，发展的结果是机械化向自动化的转变，表现为机械实现了自动化、物联网技术的广泛应用。需要注意的是，该阶段的自动化只是各个生产经营单位自身的信息化，往往只发生在一个单元内部，如某一生猪养殖场实现了自动化。

三、从农业3.0到农业4.0的综合跨越过程

农业4.0是一个新兴事物，我国目前还处在“概念界定、内涵丰富、示范工程设计”的一阶段。农业4.0是一个技术为王的农业时代，显著特点是无人化，是对现代信息技术的高度集成，投资大，风险也大，具有典型的木桶效应。农业4.0的发展以互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能技术为关键，迎合现代农业的发展需求是农业4.0走向现实的必经之路。

从农业3.0到农业4.0的跨越在时间维度上很难分清界限，农业3.0的后期与农业4.0的初期几乎是叠加的。然而，农业4.0与农业3.0有着本质的差别，从农业3.0到农业4.0的巅峰一跃对技术进步的要求极其苛刻，既要求物联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术的协同，还要求数据信息与动植物生长性状等生物学特征进行精准匹配，完全是数字驱动的农业时代，这将是一个技术为王的终极农业时代，这个4.0时代的实现预计要到2070年前后。

在农业3.0时代，自动化以单项信息技术的应用为主，技术应用刚刚起步，产品稳定性不够，智能化程度不足，人工辅助的成分比较多。在具体的应用过程中，技术正在加速改进，新技术对应的产品或服务将逐步趋于稳定可靠，性价比也会不断提高，为下一阶段大规模推广应用和综合集成应用奠定基础。

信息技术综合集成应用阶段必然要建立在单项信息技术较为成熟、应用较为普遍的阶段基础之上，这一阶段仍然处在一般技术的起飞阶段，或刚刚开始跨入一般技术的成熟阶段。由于多项信息技术综合集成的投入需求较大、技术难度更高，这一阶段的技术使用者将以涉农企业为主。为了提高综合集成效果，仍然需要加大具有可集成性的单项信息技术的开发，通过配套应用不断进行综合集成。

单向信息技术趋于成熟后，信息技术就开始迈向综合集成应用阶段，这一阶段对应的是农业3.0的高级阶段。在该阶段，新技术对应的产品或服务主要应用在不同行业的重点领域，尚未形成规模化应用，只是综合集成应用的开端。一旦关键技术突破后，将进入综合集成应用阶段的中后期，开始围绕产业关键环节进行综合集成，产品或服务逐步成熟，应用规模快速扩大。但是，在这一阶段，无论综合集成度多高，也只是以解决单个问题为主，局限在某一个生产环节，信息技术应用成效仍然无法最大化。

当农业信息技术的综合集成应用到达一定程度，就预示着农业3.0时代在技术维度的完全确立，即将开启农业4.0时代农业信息技术的全面融合创新，包括移动互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能等新一代信息技术彼此之间的相互融合，以及农业信息技术与金融、电商等业态的跨界融合。在全面融合的过程中，信息技术深度渗透到农业生产、经营、管理、服务等各个环节，超越了时间和空间的限制。

在全面融合创新阶段，也就是农业4.0时代，信息技术与农业高度匹配，例如，通过各种成熟稳定的无线传感技术，实时采集农业生产现场的光照、温湿度、CO2浓度等参数及农作物生长状况等信息，并将采集到的数据汇总整合，通过智能系统进行定时、定量、定位处理，及时精确地遥控相关农业设施设备自动开启或关闭，实现智能化的农业生产。在该阶段，已经各自独立实现信息化的生产经营单位彼此联结，形成一个整体的网，从1个单元的自动化扩展到了N个单位相互联系的自动化，如N个生猪养殖场互相联网，动态调整、修正生猪的生产经营，实现了高度的智能化，对人的依赖大大降低。

在农业4.0时代，信息技术不仅作用于生产阶段，还贯通了农业的六个维度，串联起了农业生产的产前、产中、产后，在技术综合集成应用的基础上，在应用领域方面也实现了综合集成，甚至实现了对用户和市场的综合集成，能够根据农业产业特点，通过若干相关技术的灵活组合，同时作用于农业生产的不同环节，并且能够将信息技术与动、植物本身的性状进行融合，建立有效的智能反馈，实现全行业、全环节、全要素的应用，这是一个农业全面智能化的时代，标志着现代农业生产方式的完全确立。

［本章引用信息］李道亮编著.农业4.0——即将来临的智能时代[M].北京：机械工业出版社，2018.）

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第四章 “农业4.0”的六个视角

农业4.0是采用实时化、物联化、智能化等新一代信息技术手段对农业资源进行重新配置和融合，是生产方式、产业模式与经营手段的多维创新，通过推进技术进步、效率提升和组织变革，提升农业的创新力，进而形成农业生产方式、经营方式、管理方式、组织方式和农民生活方式变革的新形态。农业4.0对农业的生产、经营、管理、服务等农业产业链环节有深远影响，为农业现代化发展提供了新动力。以农业4.0为目标、以“互联网+”为驱动力，有助于发展高效农业、绿色农业、智能农业，提高农业质量效益和竞争力，实现由传统农业向现代农业转型。资源要素、信息技术、行业应用、产业链条、支撑体系、运行模式和机制是农业4.0区别于传统农业的六个方面，在农业4.0时代，从这六个视角出发分析农业的构成要素，可以构建农业4.0发展的理论体系。

第一节 构成农业4.0的六个维度

系统科学认为，系统是由若干相互作用、相互依赖的要素组成的具有特定功能的有机整体。系统科学主张把事物、对象看作一个系统，通过整体的研究来分析系统中的成分、结构和功能之间的相互联系，通过信息的传递和反馈来实现某种控制作用，以达到有目的地影响系统的发展并获得最优结果。农业4.0的发展受到经济发展水平的制约和传统农业的影响，同时又受到多方因素制约，所以在“互联网+”时代下，农业4.0依赖于六个维度的条件支撑，包括资源要素、信息技术、行业应用、产业链条、支撑体系、运行模式和机制，这六个维度之间相辅相成并形成耦合机制，共同形成农业4.0的架构体系。

一、农业资源要素

农业4.0的本质是通过物联网、大数据、移动互联、云计算、空间信息和智能装备等新一代信息技术与农业资源要素（土地、水、劳动力、资金、信息等）的重新配置和深度融合，产生一个更高产、高效、优质、生态、安全的、更具有竞争能力的新业态。因此，从资源配置的维度分析，农业4.0要优化配置以下资源要素。

（一）土地要素

信息技术+土地资源=规模效益。土地作为一种生产要素，是未经人类劳动改造过的各种自然资源的统称，既包括一般的可耕地和建筑用地，也包括森林、矿藏、水面、天空等。土地是任何经济活动都必须依赖和利用的经济资源，与其他经济资源相比，其自然特征主要是它的位置不动性和持久性，以及丰度和位置优劣的差异性。土地是种植业的命脉，在农业4.0时代，通过互联网技术、精准农业技术、无人驾驶技术等，一方面能够对土地进行虚拟流转，实现土地规模化、集约化管理；另一方面能够提高水肥利用效率，大幅提高土地的产出率，实现土地的规模效益。

（二）劳动力要素

信息技术+劳动力=新兴力量。新农人是指具有科学文化素质，掌握现代农业生产技能，具备一定经营管理能力，以农业生产、经营或服务作为主要职业，以农业收入作为主要生活来源，居住在农村或城市的农业从业人员。新农人是现代农业中的新力量，自动化、智能化信息技术的应用，将大大提高新农人的劳动生产率，使第一产业劳动力大幅减少并向第二产业、第三产业转移。在农业4.0环境下，农业流程化管理将更加清晰，谁来生产、谁管技术、谁做管理、谁负责流通，这些分工将更加明晰，劳动力实现在第一产业、第二产业、第三产业的合理分布。

（三）资本要素

信息技术+资本与金融=农户融资。资本要素是通过直接或间接的形式，最终投入产品、劳务和生产过程中的中间产品和金融资产。经过多年的发展，互联网金融的领域不断扩大，从小微借贷、票据保理等传统业务到珠宝、黄金、农业等产业链条，同时其商业模式也在不断变化，从单一分散的借贷到信托与产业链形成闭环的金融服务。在农业金融服务上，随着土地改革的推进，原来缺乏金融服务的农村金融正迎来前所未有的发展机遇。农业将成为继房地产、IT产业之后资本角逐的新蓝海。互联网时代，农户融资将不再看别人的眼色。

（四）市场要素

信息技术+市场与信息=新兴渠道。市场机制通过需求与供给的相互作用及灵敏的价格反应自如地支配经济运行，即自由、灵活、有效、合理地决定着资源的配置与再配置。互联网技术的发展对传统商品市场形成了强有力的冲击，电子商务、大数据分析等技术应用，彻底改变了市场配置资源、调解供需的方式，建立了一条新兴的农产品流通渠道。

（五）生产工具要素

信息技术+生产工具=设施装备智能化。农业设施和装备是实现农业信息化的基础，用信息技术武装农业生产工具，能够加快推动农业生产设施和装备升级，实现设施装备智能化。在农业4.0时代，农业生产工具不再是传统的农具和机械，而是演变成以物联网技术为纽带，集智能感知、智能识别、智能传输和智能控制于一体的智能网络系统。设施装备的智能化，将引领农业生产进入无人时代，无人机、机器人等将成为主要的农业生产工具，劳动生产率将大幅提高。

（六）信息资源要素

信息技术+信息资源=价值增值。农业信息资源是农业资源的抽象，是农业自然资源和农业经济技术资源的信息化。信息是用来消除随机不确定性的东西。农业信息资源包括与农业信息生产、采集、处理、传播、提供和利用有关的各种资源，如农业信息技术与信息机械、农业信息机构与系统、农业信息产品与服务等。在农业4.0时代，利用大数据技术对农业信息资源进行挖掘、分析，能够对零散的、无序的、优劣混杂的信息进行筛选、解构、组合、整序，使之可视化、有序化，从而在农业生产、经营、管理、服务过程中形成一系列新的信息产品，使农业信息价值得到增值。

二、信息技术

农业4.0是充分利用移动互联网、大数据、云计算、物联网等新一代信息技术与农业的跨界融合，创新基于互联网平台的现代农业新产品、新模式与新业态，是以“互联网+”为驱动，努力打造“信息支撑、管理协同，产出高效、产品安全，资源节约、环境友好”的现代农业升级版。农业4.0需要现代信息技术的强力支撑。

（一）物联网

物联网作为农业4.0的重要组成部分，是新一代信息技术的高度集成和综合运用，具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点，在农业领域具有广阔的应用前景。物联网技术的核心是使农业设施和装备能够识别有效身份，并通过信息技术实现物与物之间的通信。物联网技术是支持无人系统、无人作业的关键技术，是农业4.0时代技术应用的重要标志。应用农业物联网技术，有利于促进农业生产向智能化、精细化、网络化方向转变，对于提高农业生产经营的信息化水平、完善新型农业生产经营体系、提升农业管理和公共服务能力、带动农业科技创新与推广应用、推动农业产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。物联网技术与先进农机装备的联动应用，可以提高农业生产的自动化水平，减少农药、化肥的施用量，减少劳动力投入，实现大田种植、畜禽养殖、水产养殖和设施园艺等农业生活的无人化、高效化（见图4-1）。

（二）大数据

农业大数据是融合了农业地域性、季节性、多样性、周期性等自身特征的来源广泛、类型多样、结构复杂、具有潜在价值，并难以使用通常方法处理和分析的数据集合。它保留了大数据本身规模巨大、类型多样、价值密度低、处理速度快、精确度高和复杂度高等基本特征，并使农业内部的信息流得到了延展和深化。

根据农业的产业链条划分，目前农业大数据主要集中在农业环境与资源、农业生产、农业市场和农业管理等领域。农业自然资源与环境数据主要包括土地资源数据、水资源数据、气象资源数据、生物资源数据和灾害数据。农业生产数据包括种植业生产数据和养殖业生产数据，其中，种植业生产数据包括良种信息、地块耕种历史信息、育苗信息、播种信息、农药信息、化肥信息、农膜信息、灌溉信息、农机信息和农情信息；养殖业生产数据主要包括个体系谱信息、个体特征信息、饲料结构信息、圈舍环境信息、疫情情况等。农业市场数据包括市场供求信息、价格行情、生产资料市场信息、价格及利润、流通市场和国际市场信息等。农业管理数据主要包括国民经济基本信息、国内生产信息、贸易信息、国际农产品动态信息和突发事件信息等。

农业农村是大数据产生和应用的重要领域之一，是我国大数据发展的基础和重要组成部分。在农业4.0时代，随着信息化和农业现代化的深入推进，农业农村大数据将与农业产业全面、深度融合，成为农业生产的定位仪、农业市场的导航灯和农业管理的指挥棒，是智慧农业的神经系统和推进农业现代化的核心要素。农业大数据技术架构如图4-2所示。

（三）云计算

云计算是利用互联网技术将信息技术处理能力整合成以大规模、可扩展的方式对多个外部用户提供服务的一种计算方式，被信息界公认为是第4次IT浪潮。其优势表现在以下几个方面：一是摆脱了摩尔定律的束缚，从提高服务器CPU的速度转向增加计算机的数量，从小型机走向集群计算机、分布式集群计算机，从而优化了计算机计算速度提升的方式。二是千万亿次超级计算机“星云”具有大规模数据的计算能力，在新能源开发、新材料研制、自然灾害预警分析、气象预报、地质勘探和工业仿真模拟等众多领域发挥重要作用。三是具有大规模数据的存储能力，智能备份和监测使系统的稳定性大幅提高。四是以计时或计次收费的服务方式为客户提供IT资源，减少客户对于设备的大量采购，而且具有可伸缩的、分布式的设备扩充能力，大大节约了客户信息化建设成本。

农业云是指以云计算商业模式应用与技术（虚拟化、分布式存储和计算）为支撑，统一描述、部署异构分散的大规模农业信息服务，满足千万级农业用户的数以十万计的并发请求，满足大规模农业信息服务对计算、存储的可靠性、扩展性要求。农业云应用示意如图4-3所示。在农业4.0时代，用户可以按需部署或定制所需的农业信息服务，实现多途径、广覆盖、低成本、个性化的农业知识普惠服务，通过软、硬件资源的聚合和动态分配、实现资源最优化和效益最大化，降低服务的初期投入与运营成本，极大地提升我国农业信息化的服务能力。

（四）移动互联网

移动互联网是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业务，包含终端、软件和应用三个层面。终端层包括智能手机、平板电脑、电子书、MID等；软件包括操作系统、中间件、数据库和安全软件等；应用层包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等不同的应用与服务。

移动互联网具有四个方面的特性：一是终端移动性。移动互联网业务使得用户可以在移动状态下接入和使用互联网服务，移动终端便于用户随身携带和随时使用。二是业务使用的私密性。在使用移动互联网业务时，所使用的内容和服务更私密，如手机支付业务等。三是重视对传感技术的应用。移动网络设备向着智能化、高端化、复杂化的方向发展，利用传感技术能够实现网络由固定模式向移动模式的转变，方便广大用户的使用。四是有效地实现人与人的连接。在移动互联网的未来发展方向中，实现人与人的连接和人的联网，是移动互联网应用的一个非常重要的方面。任何的时代产物必然是从人们的需求中产生的，在移动互联网的发展过程中，注重客户需求和消费者的需要、市场的发展状态，将会获得更为广阔的发展前景。

（五）空间信息技术

空间信息技术（Spatial Information Technology,SIT）是20世纪60年代兴起的技术， 70年代中期以后在我国得到迅速发展。其主要包括卫星定位系统、地理信息系统和遥感技术等，同时结合计算机技术和通信技术，进行空间数据的采集、分析、存储、管理、显示、传播和应用等。

在农业4.0时代，空间信息技术将在土地利用动态监测与资源调查、农业自然灾害监测与评估、农业精细作业、农作物长势监测与估产、农业病虫害监测等方面得到广泛应用。加快对空间信息技术研究，并在农业中推广应用，将会推动农业资源利用的精准化，促进农业可持续发展。

（六）人工智能技术

人工智能（Artificial Intelligence,AI），是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以与人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”（见图4-4）。

在农业4.0时代，人工智能在农业中的应用主要体现在农业智能装备及机器人、虚拟现实技术等方面。人工智能技术将贯穿于农业生产的产前、产中、产后各阶段，以其独特的技术优势提升农业生产技术水平，实现智能化的动态管理，实现以机器全部或部分代替人的劳动，减轻农业劳动强度，具有巨大的应用潜力。

三、产业链

农业4.0全产业链主要涉及四个环节，分别为生产、经营、管理及服务。农业4.0全产业链利用“互联网+”新经济形态，发挥现代信息技术在农业生产要素配置中的优化和集成作用，切实将互联网思维转变为实际行动，解放和发展农村生产力，提升农业竞争力，努力走出一条生产技术先进、经营模式适宜、管理方式高效、服务内容实用的新型农业现代化发展道路。

（一）农业生产智能化

农业4.0在生产上主要体现为智能化，按照“全系统、全要素、全过程”的要求，推动物联网应用从生长环境感知向动植物生长控制深入，建立“感知—传输—处理—控制”的闭环应用，提高设施园艺、大田种植、畜禽养殖、水产养殖的智能化、自动化水平，不断扩大物联网应用的规模化程度，通过按需控制和精细管理实现农业生产的节本增效。以黑龙江省依安县为例，其在推进农业生产智能化、由农业2.0向农业3.0和农业4.0迈进方面做出了重要探索，取得了显著成效。

案例：黑龙江省依安县农业生产智能化的探索实践

（1）推进信息感知立体化。依安县利用天上卫星遥感、空中无人机航拍、地面传感器监测，建立起“天、空、地”立体化农业信息采集系统。在天上，利用卫星遥感，对全县土壤中氮、磷、钾、有机质、pH 值进行全面“会诊”，为开展测土施肥、精准农业奠定了基础。在空中，应用无人机携带多光谱、可见光和热传感器，并通过GPS精准定位，对稻瘟病、马铃薯晚疫病、甜菜褐斑病的发生位置、发生程度进行监测，为精准施肥、用药提供基础数据。

（2）推进种植管理智能化。依安县建设了绿色有机食品物联网管理服务平台（见图4-5），利用作物生长决策系统，为全县每个村、每个农户提供测土施肥决策指导，提高化肥利用率，减少化肥用量。利用有害生物预警系统，对作物病虫害的发生进行预警，指导农户有针对性地提早防治，减少农药使用量。

（3）推进模型应用精准化。依安县利用信息技术和数字化手段，对区域条件下的玉米、水稻等作物进行模式化管理，进行技术原理、技术特征和技术规程分析，开展精准化种植示范。

（二）农业经营网络化

大力发展农业电子商务，畅通流通渠道，激发消费需求，消除困扰农业电子商务发展的短板，实现农产品、农业生产资料、农村特色旅游的网络化经营，提升农产品批发市场和农业产业化龙头企业的网络经营能力，构建以农业电子商务为核心、覆盖农村、惠及农民的现代经济形态，促进农业农村经济发展方式转变。在推进农业经营网络化方面，一批农产品电子商务企业积极探索，形成了一系列具有推广意义的商业模式。

案例：五种农产品电商模式（见图4-6）

第一种：供应链驱动型。典型代表是顺丰优选，依靠顺丰集团的物流与配送优势，线上线下相结合，可以快速占领全国市场，这也是顺丰优选能够在短期内取得不错销售战绩的主要原因，上游的货源更丰富、更标准，下游的配送优势则会更加彰显。

第二种：营销驱动型。典型代表是本来生活网，农产品背后的故事性强，容易制造传播热点，从褚橙、柳桃到潘苹果，从四大美莓到阳澄湖状元蟹，其背后都有本来生活网的影子，其核心是以营销带动流量和销量，其挑战是需要不断推陈出新。

第三种：产品驱动型。典型代表是沱沱工社，依靠自建的有机农场坚守高品质产品，并在全国大力发展联合农场，力求通过严控品质获得忠实消费者，以产品驱动消费且稳扎稳打，其挑战的是瞬息万变的市场节奏。

第四种：渠道驱动型。典型代表是天天果园，依靠自身对水果市场的专业理解，单一聚焦水果品类，力拓天猫、1号店、微信、电视购物、广播电台等各类销售渠道，其挑战是跨区域配送的服务能力。

第五种：服务驱动型。典型代表是遂昌网店协会，政府倾力支持企业独立运营，他们为本地的中小卖家（农户）提供培训、开店、营销、仓储、配送等标准化服务，凭借自身的专业服务赢得市场价值。

（三）农业管理高效化

采用大数据、云计算等信息技术，改造升级现有农业管理信息系统，革新管理方式，建立起全面涵盖电子政务、应急指挥、监测预警、质量追溯、数据调查等领域的在线化、数据化政务管理体系，通过数据共享和业务协同，提高管理效能，实现农业管理的高效透明。

案例：农产品质量安全追溯平台（见图4-7）

农产品质量安全追溯平台是以保障消费安全为宗旨，以追溯到责任主体为基本要求，从而实现农产品“从农田到餐桌”的全程可追溯的信息化管理平台。农产品质量安全追溯平台根据“一物一码”标准，为农产品建立个体身份标识，准确记录从种植管理、生产、加工、流通、仓储到销售的全过程信息，通过短信、电话、触摸屏、网上查询、手机扫描二维码或条形码等查询方式，为消费者提供透明的产品信息，为政府部门提供监督、管理、支持和决策的依据，为企业建立高效便捷的流通体系。农产品质量安全追溯平台的建设能够全面了解农产品的“来龙去脉”，有效防止非安全农产品流向市场，并在发现质量安全隐患时，可以马上进行追溯，及时排除风险。

（四）农业服务便捷化

立足信息化与农业现代化深度融合的新态势，顺应现代信息技术发展新趋势，根据农民和新型农业经营主体的信息服务新需求，加快推进信息进村入户工程，不断创新服务方式，优化服务手段，有针对性地为农民提供及时、精准、高效的信息服务，将农业信息服务引向新的发展高度。农业部通过实施“信息进村入户”工程，推动互联网的创新成果与农业生产、经营、管理、服务深度融合，对于转变农业发展方式、创新农业行政管理方式具有重要意义。信息进村入户工程加快了农业信息服务便捷化的进程，推进农业服务从1.0向2.0、3.0迈进，并在部分领域对农业服务4.0进行了有益探索。

案例：益农信息社面向农民服务

益农信息社是农业部信息进村入户工程的村级信息服务站，依托农村商超，将农业信息资源服务延伸到乡村和农户，通过开展公益、便民、电子商务和培训体验四类服务提高农民的现代信息技术应用水平，为农民解决农业生产的产前、产中、产后问题，使广大农民体验到了“互联网+农村”带来的便利和快捷，已成为农村信息集散地、便民服务点、电商新领域。信息员是信息进村入户工作能否取得成效的关键，关系到村级信息服务站的生存和发展。市农村工作委员会按照有文化、有热情、懂信息、能服务、会经营的基本要求，从村组干部、大学生村官、农村经纪人、农业生产经营主体带头人、农村商超店主中，选拔聘任村级信息员，确保每个村级信息服务站至少配备1名信息员。信息员针对村民的需求，依托12316热线帮助村民联系专家享受咨询服务；按照统一要求报送所在村屯的农民和农业生产信息；帮助本村村民在网上购销产品，衔接物流配送等工作；开展各种缴费、金融服务、保险服务、票务服务等便民服务项目（见图4-8）。

四、行业领域

农业4.0要顺应由消费领域向生产领域拓展延伸的发展规律，切入点是农业电子商务，着重点是农业生产的智能化，突破点是农业的大数据，落脚点是为农民提供便捷高效的信息服务。农业4.0在产业链环节的突破，将给种植业、畜牧业、渔业等各行业领域的发展带来重要影响。

（一）种植业

种植业是栽培各种农作物及取得植物性产品的农业生产部门，种植业是农业的主要组成部分。种植业是利用植物的生活机能，通过人工培育以取得粮食、副食品、饲料和工业原料的社会生产部门，包括各种农作物、林木、果树、药用和观赏等植物的栽培，通常指粮、棉、油、糖、麻、丝、烟、茶、果、药等作物的生产。

种植业4.0，以利用无人机、机器人、农业智能装备等实现无人作业为主要特征，应用基于 GIS 的农田管理系统、测土配方施肥系统、墒情监控系统、农田气象监测系统、作物长势监控系统、病虫害监测预报防控系统及精准作业系统，确保大田高产、优质、高效、生态、安全，促进大田种植的规模化、集约化、智能化。

（二）畜牧业

畜牧业是利用畜禽等已经被人类驯化的动物，或者鹿、麝、狐、貂、水獭、鹌鹑等野生动物的生理机能，通过人工饲养、繁殖，使其将牧草和饲料等植物能转变为动物能，以取得肉、蛋、奶、羊毛、山羊绒、皮张、蚕丝和药材等畜产品的生产部门。

畜牧业4.0，既是生态畜牧业，也是智能畜牧业，以无人值守畜牧场为基本特征，畜牧业进入超高产、高效、优质、生态、安全的崭新时代。通过应用畜禽养殖环境监控系统、饲料自动给喂系统、育种繁育系统、疫病诊断与防控系统、养殖场管理系统、质量追溯系统，不仅养殖的畜禽数量和质量、出栏率及劳动生产率有了大幅度的提升，而且劳动力的需求非常少，主要是管理人员和技术人员，以不到1%的畜牧业劳动力就能管理整个地区，甚至可为其他地区和国家提供高品质、高营养的肉、蛋、奶，使养殖户的生活达到富裕水平，牧场主成为富人群体中的一员，畜牧业也将成为令人羡慕的行业。

（三）渔业

渔业是指捕捞和养殖鱼类和其他水生动物及海藻类等水生植物以取得水产品的社会生产部门。一般分为海洋渔业、淡水渔业，渔业可为人民生活和国家建设提供食品和工业原料。

渔业4.0将人工智能技术、大数据技术、智能装备技术应用到渔业的生产、经营、管理、服务等的全过程，利用物联网、云计算、大数据、移动互联等现代信息技术，提升苗种繁育、病害防治、生产管理、技术服务、产品销售等养殖各环节的信息化水平，达到合理利用渔业资源、节能降耗、提质增效、降低生产成本、降低养殖风险、改善生态环境等目的，实现高密度、高产值、高效益的标准化养殖。

（四）农机

农机是农业生产中使用的各种机械设备统称。具体指大小型拖拉机、平整土地机械、耕地犁具、耕耘机、微耕机、插秧机、播种机、脱粒机、抽水机、联合收割机、卷帘机、保温毡等设备。

农机4.0，就是要着力提高农机装备信息化水平，加大物联网和地理信息技术在农机作业上的应用，“无人、高效、可靠、舒适、通用”是未来农业机械发展的方向。基于智能高效的农业发展模式，政府部门可以实现农机作业实时监管，通过年度、季度作业数据统计分析，提高监管效率，降低监管成本；合作社和农户可准确掌握农机作业进度，实时查询农机投入和地理分布情况，在作业过程中完成测亩，节省人力开支和时间成本；农机企业可以建立庞大的用户信息库，通过大数据智能商业分析、科学指导生产销售和服务，变被动服务为主动服务，提高农机产品科技含量，增强用户黏性。

（五）农产品加工

农产品加工业以人工生产的农业物料和野生动植物资源为原料进行工业生产活动。广义的农产品加工业，是指以人工生产的农业物料和野生动植物资源及其加工品为原料所进行的工业生产活动。狭义的农产品加工业，是指以农、林、牧、渔产品及其加工品为原料所进行的工业生产活动。

农产品加工4.0，以实现生产的高效率和高精度、降低生产成本、节约资源、提高农产品品质和实现安全生产等为目的，满足人们在农产品生产和消费中的需求。正如机器人在工业生产上可以降低生产成本和提高产品质量一样，在农产品加工生产中机器人也有同样的作用，在未来，分拣机器人、包装机器人等将在各生产线上广泛应用。通过应用符合生产实际的先进技术，实现农产品加工生产的优质、高产、高效，发展适合农产品加工生产现实条件的自动化模式，带动第一产业、第二产业、第三产业联动发展。

（六）休闲农业

休闲农业是利用农业景观资源和农业生产条件，发展休闲、观光、旅游的一种新型农业生产经营形态，也是深度开发农业资源潜力，调整农业结构，改善农业环境，增加农民收入的新途径。在综合性的休闲农业区，游客不仅可以观光、采摘、体验农作、了解农民生活、享受乡土情趣，而且可以住宿和度假。

休闲农业4.0是指在互联网平台下，不但要实现消费者与消费者之间的信息互动，而且要实现经营者与消费者之间的信息互动，通过消费者诉求，重构休闲农业产品，提升产品附加值。通过旅游带动，原有的农业基地或园区大大提升地块及园区内农副产品的附加价值，不仅自身蔬菜瓜果等产品能够实现就地销售，更能促进园区产业结构的优化，解决更多农民就业与农民致富的问题。

五、支撑体系

农业4.0建设是具有前瞻性和复杂性的系统工程，需要一系列条件支撑，只有在基础设施完备、产业发展健全、科技手段丰富、人才保障有力、市场体系完善、发展环境优化的条件下，农业4.0建设才可能顺利、快速推进。

（一）基础设施支撑体系

信息化基础设施是支持信息资源开发、利用及信息技术应用的各类设备和装备，是分析、处理及传播各类信息的物质基础，政府是推进农业信息化基础设施支撑体系建设的第一主体。信息化基础设施建设主要包括广播电视网、电信网、互联网的建设及其他相关配套设施的建设。在农业4.0时期，互联网基础设施将以光纤光通信为骨干，以IP作为连接，以大数据、云计算和物计算作为网络功能的，同时支持固定接入和移动接入的互联网，能够为用户提供一个高安全性、高灵活性和高质量服务的网络环境。

（二）产业支撑体系

信息产业的发展开拓了农业发展的道路，农业信息产业的发展作为重要的物质内容，直接影响农业可持续发展策略，企业是农业信息化产业支撑体系的主要实施主体。现代农业的优化结构中存在大量的信息，这些信息需要及时、准确并全面地进行有效传递，才能够将农业科学知识与创新技术有效转化为生产力。在农业4.0时期，将涌现一批具有强大国际竞争力的、服务于农业产业的大型跨国网信企业，打通第一产业、第二产业和第三产业之间的边界，实现第一产业、第二产业、第三产业的融合发展。

（三）科技支撑体系

农业信息化科技创新与应用基地建设是推进农业4.0创新发展的重要支撑，高校和科研院所是推进科技支撑体系建设的主体。提升农业信息化科研支撑和创新能力，要完善农业农村信息化科研创新体系，壮大农业信息技术学科群，科学布局一批重点实验室，加快培育领军人才和创新团队，加强农业信息技术人才培养。在农业4.0时期，就是要通过大幅度提高农业科技水平来突破资源环境约束，提高劳动生产率，降低农产品生产成本，改善农产品品质，发展农业产业化，提升农业综合生产能力，加快农业发展转型升级。

（四）人才支撑体系

推进信息技术与现代农业深度融合，迫切需要一批既懂现代信息技术又懂现代农业技术，并且具备市场营销技能的农业网络信息服务人才，高校是培养农业4.0人才的重要主体。政府要加强引导，要致力于就地培养和利用人才，大力营造网络信息人才优先发展的良好氛围，突出产业引领，不断加大产业扶持力度，以产业聚人才、增强产业发展对人才的吸纳力。要吸引网络信息人才致力于农业发展信息化建设，使专家学者、高校毕业生、科研机构的网络信息人才积极投身农业4.0发展。在农业4.0时期，从事农业生产经营的新一代农民，将是一大批懂技术、会应用的实用性人才，如在水产养殖领域，通过集成现代信息技术，构建物联网平台，实现水产养殖中饲料投喂、收获、洗网、加工的完全自动化，只需要定期维护，1～2人便可管理全场所有事务。

（五）市场支撑体系

农业4.0的市场支撑体系，是互联网背景下，流通领域内农产品经营、交易、管理、服务等组织系统与结构形式的总和，是沟通农产品生产与消费的桥梁与纽带，是现代农业发展的重要支撑体系之一。在农业4.0时期，将形成高度成熟、规范、完整的市场支撑体系，包括智能化、标准化的农产品批发市场、农产品超市及农产品物流系统等，同时，将会形成一批具有高度智能化管理能力的农产品中间商，成为衔接农场主与批发市场、超市的重要纽带。

（六）环境支撑体系

农业4.0发展环境是指农业信息化建设所需要的经济、社会、政治和人文环境。只有当农村经济发展到一定阶段，农民人均纯收入达到一定水平，能够承担开展农村信息化的基础成本；农村社会具备了信息化意识，接受了信息化的理念；政府开始重视信息化建设，制定政策规划并承担信息化基础投入；农民文化素质得到普遍提高，具备了应用信息技术的知识和能力，农村信息化建设才能够正常推进。

六、运行机制

根据“机制”的原本含义，使用“机制”这一概念的领域必须是一个有机体系，即这一领域内部是一个有机联系的整体；这个有机体系内部各组成部分之间处于动态联系状态，一部分变化会引起另一部分的相应变化，是一个相互作用的系统；这个有机体系在相互作用中所发生的作用机理，是该领域运动规律的外在形式。运行机制，是指在人类社会有规律的运动中，影响这种运动的各因素的结构、功能及其相互关系，以及这些因素产生影响、发挥功能的作用过程和作用原理及其运行方式，是引导和制约决策并与人、财、物相关的各项活动的基本准则及相应制度，是决定行为的内、外因素及相互关系的总称。各种因素相互联系、相互作用，要保证农业4.0建设目标和任务真正实现，必须建立一套协调、灵活、高效的运行机制。

第二节 从六个视角谈农业4.0的先进性

农业4.0构建了一个生产者、消费者、服务平台、金融机构、教育培训机构及政府与企业良性互动的生态系统，这个系统中的各主体通过专业化经营和高度协同，形成良好的信誉，促进互利共赢。农业4.0就是利用物联网、云计算、大数据等互联网技术，整合土地、资本、劳动力等各类要素资源，实现农业产业链去中间化，提升生产流通效率的新型农业平台。农业4.0在农业资源利用、信息技术应用、行业发展、产业链布局、外部条件支撑、运行机制等方面都有着显著的先进性和引领性。

一、资源高效利用

现阶段我国的农业资源利用状态已经陷入了一边治理、一边破坏，以及局部改造、整体恶化的尴尬局面，导致土壤资源遭受侵蚀、水土流失问题日益严峻、森林资源生态功能下降、土地沙漠化蔓延等后果，农业生态问题逐渐严重。有数据显示，目前我国水土流失总面积已经超过了350万公顷，每年平均新增水土流失面积超过了2万公顷，而我国的土地荒漠化面积已经增加到262万公顷，水资源的污染问题也开始凸显。如何保护农业生态，提升农业资源的利用率已经成了迫在眉睫的问题。

2017年中央1号文件《中共中央、国务院关于深入推进农业供给侧结构性改革加快培育农业农村发展新动能的若干意见》指出，推进农业供给侧结构性改革，要在确保国家粮食安全的基础上，紧紧围绕市场需求，以增加农民收入、保障有效供给为主要目标，以提高农业供给质量为主攻方向，以体制改革和机制创新为根本途径，优化农业产业体系、生产体系、经营体系，提高土地产出率、资源利用率、劳动生产率，促进农业农村发展由过度依赖资源消耗和主要满足量的需求，向追求绿色生态可持续和更加注重满足质的需求转变。

农业4.0是以物联网、大数据、移动互联、云计算技术为支撑和手段的一种现代农业形态，是智能农业，是继传统农业、机械化农业、信息化（自动化）农业之后的更高阶段的产物。在农业4.0时代，与机械化农业相比，农业的自动化程度更高，资源利用率、土地产出率、劳动生产率更高。例如，每千克水、肥、药等资源的利用率将大大提升，农业将更加清洁、环保、健康；从劳动生产率角度看，按照目前发达国家水平，每个劳动力每年能够生产2500吨鱼、管理1万亩农田、养殖10万只鸡，平均劳动生产率是我国的成百上千倍；从土地产出率上看，按照目前发达国家水平，通过发展智能化设施农业，每平方米土地每年能够生产70千克西红柿、30千克辣椒，每立方米水每年能够养殖50千克鱼，土地的产出效率大幅提高，将大大缓解我国土地资源紧缺的问题。

二、信息技术深度应用

通过IT技术，突破时空限制实现随时随地互联互通，从而大大促进农业技术知识、农业资源、农业政策、农业科技、农业生产、农业教育、农产品市场、农业经济、农业人才、农业推广管理等各方面信息的有效传递，解决各种信息不对称问题。在促进农业生产生活的同时，也能有效对接农产品供求市场，解决传统农业中因信息不畅而导致滞销等问题。在信息使用方面，互联网能有效打通信息传递的“最后一公里”，使各种农业信息全方位地渗透到农村一线，切实指导生产生活，并通过大数据分析等手段提高农业科学化、现代化的程度。

利用互联网技术提高现代农业生产设施装备的数字化、智能化水平，积极发展数字农业、精准农业、智能农业。利用互联网以及全面感知、可靠传输、先进处理和智能控制等技术的优势改变传统的农业生产方式，实现农业生产过程的全程优化控制，解决种植业和养殖业各方面的资源利用率、劳动生产率、土地产出率低问题。基于互联网技术的大田种植业向精准、集约、节约转变，基于互联网技术的设施农业向优质、自动、高效生产转变，基于互联网技术的畜禽水产养殖向生产集约化、装备工厂化、测控精准化、管理智能化转变，最终达到合理使用农业资源、提高农业投入品利用率、改善生态环境、提高农产品产量和品质的目的。

三、各行业高度发达

农业4.0必须要落在具体行业上，针对行业特点发力，用互联网和信息技术对传统行业进行在线改造，具体来讲就是传统种植业、畜牧业、渔业、农机、农产品加工、休闲等行业怎么在线化、数据化，每个行业都有自己的特点和重点，六大行业明确了“互联网+”农业的战略方向。围绕六大行业发展，农业4.0表现为第一产业、第二产业、第三产业的“三产”融合互动，通过把产业链、价值链等现代产业组织方式引入农业，更新农业现代化的新理念、新人才、新技术、新机制，做大做强农业产业，形成很多新产业、新业态、新模式，培育新的经济增长点。农业4.0以全社会“共赢共享”为目标，出售的不再是某一系列农村产品，而是一种让人向往的乡村生活方式。不管是参与、共享，还是体验、购买，消费的是一种情怀。因此，我们认为，农业4.0追求的是“广”，是打造一个泛农业的生态圈。

四、全产业链高度智能化

（一）农业生产4.0=智能农业

农业生产4.0主要利用物联网技术提高现代农业生产设施装备的数字化、智能化水平，发展精准农业和智能农业。基于互联网技术的大田种植向精确、集约、可持续转变，基于互联网技术的设施农业向优质、自动、高效生产转变，基于互联网技术的畜禽水产养殖向科学化管理、智能化控制转变，最终达到合理使用农业资源、提高农业投入品利用率、改善生态环境、提高农产品产量和品质的目的。

（二）农业经营4.0=农业电子商务

农业经营4.0主要利用电子商务提高农业经营的网络化水平，为从事涉农领域的生产经营主体提供在互联网上完成产品或服务的销售、购买和电子支付等业务。通过现代互联网实现农产品流通扁平化、交易公平化、信息透明化，建立最快速度、最短距离、最少环节、最低费用的农产品流通网络。近几年，我国农产品电子商务逐步兴起，国家级大型农产品批发市场大部分实现了电子交易和结算，电商又进一步让农产品的市场销售形态得到根本性改变，2015年我国农产品电子商务交易额已超过1000亿元，“互联网+农业经营”的方式颠覆了农产品买难卖难的传统格局，掀起了一场农产品流通领域的革命。

（三）农业管理4.0=管理高效透明

农业管理4.0主要利用云计算和大数据等现代信息技术，实现农业管理高效化和透明化。从农民需要、政府关心、发展急需的问题入手，进行互联网和农业管理的有效结合，有助于推动农业资源管理，丰富农业信息资源内容；有助于推动种植业、畜牧业、农机农垦等各行业领域的生产调度；有助于推进农产品质量安全信用体系建设；有助于加强农业应急指挥，推进农业管理现代化，提高农业主管部门在生产决策、优化资源配置、指挥调度、上下协同、信息反馈等方面的水平和行政效能。

（四）农业服务4.0=服务灵活便捷

农业服务4.0主要利用移动互联网、云计算和大数据技术提高农业服务的灵活便捷，解决农村信息服务“最后一公里”问题，让农民便捷灵活地享受到需要的各种生产生活信息服务。互联网是为广大农户提供实时互动的“扁平化”信息服务的主要载体，互联网的介入使得传统的农业服务模式由公益服务为主向市场化、多元化服务转变。互联网时代的新农民不仅可以利用互联网获取先进的技术信息，也可以通过大数据掌握最新的农产品地理分布、价格走势，从而结合自己资源情况自主决策农业生产重点。

五、外部支撑条件强劲有力

农业4.0是在外部条件强力支撑下发展的农业，基础设施、产业、科技、人才、市场、环境等条件缺一不可，这些共同构成农业4.0的支撑体系。在农业4.0时代，政府应加强互联网基础设施的普及，营造农业4.0良好发展环境。完善互联网基础网络环境、物流基础环境等各类硬件基础设施建设。加大对“互联网+农业”创新的政策扶植力度，加大资源倾斜力度，促进互联网进村入户，切实利用好各类农业服务平台，营造农业4.0发展的大氛围和大环境。

在农业4.0时代，在企业层面，龙头企业、明星企业将带动区域乃至行业发展，壮大农业信息化产业。在互联网渗透农业全产业链的过程中，将涌现各种新的商业模式和商业机会，传统农业企业需要根据自身的实际情况，找到适合自己的“互联网+”，结合自身优势打赢“卖货”“聚粉”“建平台”的互联网化三大战役。与此同时，部分企业较早完成了信息化建设，有资源，有用户，理解农业行业本身，理解互联网。司尔特、金正大、辉丰股份等农资巨头，大北农、新希望、隆平高科等农业明星企业，阿里、京东、苏宁等互联网巨头，乃至顺丰等物流巨头，都可依托自有资源优势，通过互联网工具渗透农村和农业市场。这些龙头型企业进入农村市场，能起到排头兵的作用，利用资源和实力，完善整体网络环境、物流环境，先行培育农村市场的互联网观念，提高农村对于互联网的接受程度，同时带动相关产业升级，促进并带动区域和行业发展。

在农业4.0时代，在社会层面，互联网意识将在全社会普及，农业4.0人才不断涌现。养殖大户、农资二代、家庭农场、专业合作社等新型农村主体的信息技术和电商知识将不断丰富，起到示范效应，通过新型农村主体带动农村居民整体的互联网意识和观念的转变。

六、运行机制良性可持续

农业4.0的运行机制包括激励约束机制、利益分配机制及风险共担机制等几部分，合理的运行机制能够使农业信息依托现代信息机制快速传递给产业链中的各个环节，并从政策、制度、法规、信用风险等方面为农业4.0的运作提供良好的外部环境；利益分配机制是农业4.0能够实现持续稳定运行的动力保障。

构建合理的利益分配机制，就是要在信息生产、传递的整个过程中产生价值增值，采用各种利益分配手段使各类参与者都能获得更多利益，形成“利益共享、风险分担”的良性运营机制。一方面促使信息服务提供商提供优良的服务，另一方面提高信息用户接受服务的积极性，进而使信息服务形成一种良性循环的、可持续的“共赢”模式，使农业信息化的整体效益实现最大化。

可见，农业4.0的利益分配机制是从利益角度对信息生产、信息传递和信息消费进行激励，为建立资金投入的长效机制提供了可持续动力。合理的利益分配机制能够协调农业4.0各参与主体的利益关系，为整个农业信息化体系的运作提供了利益保障和动力支持，是农业4.0体系建设中的一个关键环节。

第三节 从六个维度构建农业4.0理论体系

农业4.0包括资源要素、产业链、农业行业、现代信息技术、支撑体系及运行机制与模式六个维度，利用信息技术优化配置农业资源要素是农业4.0体系运行的核心。其中，农业资源要素是整个运行框架的根本，也是农业4.0整个产业链的前期准备、中期归集、后期整合的主要对象。在前期，农业资源主要指土地及农资，是农业生产的原料；在中期，农业资源主要指劳动力、农资及信息资源，是生产过程中的必备要素；在后期，资源要素主要指农产品市场的供求信息，主要来自农产品交易平台、农产品供需信息系统等。整个运行体系中包含政府、企业、高校科研院所及农户四类主体，其中政府主要负责监督管理整个产业链的其他主体，确保在运营过程中没有扰乱市场、内部交易等违规行为，并且制定政策推动整个产业发展及制定规范约束参与主体行为；农业企业及互联网企业也是农业4.0的主要参与主体，一般会与农村农户进行深度合作，形成新的商业模式，为农业发展创造新的机遇；农户不单单指农村的分散的个体农户，也包括由多个农户集聚形成的农业合作社；高校科研院所则主要为整个农业4.0产业链提供技术支持、专家指导及人才的培养。四类主体在农业4.0体系建设中发挥不同作用，共同构建基础设施支撑、科技支撑、环境支撑、产业支撑、人才支撑和市场支撑的六大支撑体系，如图4-9所示。

农业4.0的整个产业链包括四个环节，即生产、经营、管理和服务。在这四个环节中，需要农业资源要素、支撑体系及信息技术等其他维度的支持来完成整个产业链的运行。农业行业主要包括种植业、畜牧业、渔业、农机、农产品加工及休闲农业等六大行业，并且根据这六个行业制定农业4.0相应的任务，如物联网、大数据等技术在各个行业的应用等。现代信息技术包括物联网、大数据、云计算、移动互联网等，应用贯穿于农业4.0的各个环节及产前、产中、产后三个阶段。发展模式和运行机制将农业4.0的各个要素联系到一起，使其相互影响、相互约束，在整个外界大环境下，共享利益、共担风险，并且相互激励、相互约束，形成紧密的组织体系。

［本章引用信息］李道亮编著.农业4.0——即将来临的智能时代[M].北京：机械工业出版社，2018.）

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