智慧農(nóng)業(yè)是顛覆性的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)創(chuàng)新

2020年中央一號(hào)文件指出，要加強(qiáng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)，依托現(xiàn)有資源建設(shè)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心，加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能、第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、智慧氣象等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。近日，中央網(wǎng)信辦、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于印發(fā)〈2020年數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展工作要點(diǎn)〉的通知》，明確提出要加快構(gòu)建以知識(shí)更新、技術(shù)創(chuàng)新、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為一體的鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策體系，加快以信息化推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。

以智慧農(nóng)業(yè)為代表的新一輪農(nóng)業(yè)技術(shù)革命

自2000年以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、無(wú)人機(jī)和機(jī)器人等新興技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和集成創(chuàng)新，正在徹底改變現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的總體圖景，推動(dòng)新一輪的農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命。智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等新術(shù)語(yǔ)被用來(lái)概念化這場(chǎng)農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的總體特征。諸多研究文獻(xiàn)通常將這場(chǎng)新技術(shù)革命視為繼植物育種和遺傳學(xué)革命之后出現(xiàn)的又一次農(nóng)業(yè)綠色革命，強(qiáng)調(diào)其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品供給和社會(huì)生活的全方位影響，預(yù)言其將徹底改變現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式、資源開(kāi)發(fā)與管理模式，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)進(jìn)入智能化、集約化、高效化和個(gè)性化發(fā)展階段，進(jìn)而從根本上改變我們對(duì)農(nóng)業(yè)、食品和自然的理解與文化觀念，改變與農(nóng)業(yè)和食品相關(guān)的社會(huì)組織體制和管理模式。

20世紀(jì)60年代出現(xiàn)以矮稈品種為代表的第一次綠色革命，通過(guò)育種技術(shù)創(chuàng)新和化肥、農(nóng)藥等技術(shù)創(chuàng)新成果的集成應(yīng)用，大幅度增加了糧食單產(chǎn)，緩解了全球人口急劇增長(zhǎng)與糧食生產(chǎn)能力不足、食品短缺與饑荒等最為迫切的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，并因此強(qiáng)化了以科技創(chuàng)新增加糧食生產(chǎn)和食品供給的生產(chǎn)主義主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)范式。但這種農(nóng)業(yè)范式在創(chuàng)造諸多現(xiàn)代農(nóng)業(yè)奇跡和發(fā)展神話的同時(shí)也產(chǎn)生了諸多嚴(yán)重的負(fù)外部性問(wèn)題，如環(huán)境污染、水土資源流失、農(nóng)業(yè)生物多樣性減少等，讓農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展成為更值得關(guān)注的重大問(wèn)題。

20世紀(jì)80年代后期出現(xiàn)的以動(dòng)植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)新為核心的第二次綠色革命，雖然預(yù)示著糧食增產(chǎn)和投入品減少等巨大潛力，但也因其可能存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、食品安全和商業(yè)操控等種種問(wèn)題，并未形成專家們所預(yù)期的美好結(jié)果。而基于數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能和生物科技等新興技術(shù)與農(nóng)業(yè)的深度融合，則可能結(jié)合生產(chǎn)性更高的農(nóng)作物品種和基于數(shù)據(jù)的決策支持系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的綜合性集成管理，打造系統(tǒng)性的可持續(xù)、集約化的農(nóng)業(yè)新范式，形成大幅度提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源利用效率和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性的綜合性解決方案，以產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效應(yīng)和社會(huì)效果。

基于對(duì)農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命影響的前瞻性預(yù)判，全球轉(zhuǎn)基因種業(yè)巨頭孟山都早已調(diào)整公司戰(zhàn)略目標(biāo)，謀求在傳統(tǒng)農(nóng)化產(chǎn)品、種子和基因性狀業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上成為全球農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)和服務(wù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。2012年，孟山都收購(gòu)美國(guó)伊利諾伊州擅長(zhǎng)進(jìn)行土壤數(shù)據(jù)分析的農(nóng)業(yè)種植技術(shù)開(kāi)發(fā)公司；2013年，再次收購(gòu)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的主力軍意外天氣保險(xiǎn)公司，謀求強(qiáng)化其通過(guò)數(shù)據(jù)分析提升肥料、種子、殺蟲(chóng)劑、土壤和水資源利用效率最大化的服務(wù)能力。2016年3月，孟山都在美國(guó)圣路易斯正式發(fā)布2016年度研發(fā)產(chǎn)品線，其中不僅涵蓋作物育種、生物技術(shù)、化學(xué)、生物制劑，還包括數(shù)據(jù)科學(xué)等公司研發(fā)平臺(tái)。

智慧農(nóng)業(yè)將為全球農(nóng)業(yè)提供全新的集成性綜合解決方案

隨著全球人口增長(zhǎng)、全球消費(fèi)者對(duì)食品需求的增加和質(zhì)量品種的關(guān)注，資源短缺問(wèn)題以及氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的多層面影響日益凸顯，全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正逼近生態(tài)極限，迫切需要全新的集成性的綜合解決方案。智慧農(nóng)業(yè)必將成為下一次農(nóng)業(yè)革命的生長(zhǎng)點(diǎn)。

智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等使能性技術(shù)，通過(guò)收集土壤、氣象和動(dòng)植物相關(guān)的巨量數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程進(jìn)行智慧化管理，以精準(zhǔn)高效地利用水肥資源和動(dòng)植物生產(chǎn)潛能，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展。智慧農(nóng)業(yè)是數(shù)據(jù)科技創(chuàng)新的新場(chǎng)景，其與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的深度融合不僅會(huì)整體改寫(xiě)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的新范式，而且將引發(fā)使用數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、云連接和多個(gè)數(shù)據(jù)分層模型的數(shù)據(jù)革命，成為數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能和區(qū)塊鏈等新興技術(shù)創(chuàng)新的新動(dòng)能。世界主要農(nóng)業(yè)創(chuàng)新國(guó)家及其商業(yè)機(jī)構(gòu)正在通過(guò)各種科技創(chuàng)新計(jì)劃探索將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)手段導(dǎo)入農(nóng)業(yè)新戰(zhàn)略，以期通過(guò)“新一輪綠色革命”探索精準(zhǔn)種養(yǎng)業(yè)的新模式和新業(yè)態(tài)，改變農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)和食品生產(chǎn)方式。

智慧農(nóng)業(yè)是通過(guò)綜合應(yīng)用包括計(jì)算機(jī)和移動(dòng)終端、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息通信技術(shù)，自動(dòng)、精準(zhǔn)、高效地收集、提取并加工農(nóng)業(yè)大系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，借助于機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)快速形成知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效、節(jié)能環(huán)保、生態(tài)安全的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)?；诖髷?shù)據(jù)平臺(tái)之上的集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體系，讓各類(lèi)數(shù)據(jù)“孤島”相互聯(lián)通，形成可持續(xù)發(fā)展的綜合效益。智慧農(nóng)業(yè)起始于農(nóng)業(yè)機(jī)械的信息化，實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和基礎(chǔ)平臺(tái)也有賴于信息技術(shù)和數(shù)據(jù)科學(xué)的不斷突破，但其創(chuàng)新發(fā)展的根本卻在于對(duì)動(dòng)植物生產(chǎn)與水土資源、環(huán)境之間的復(fù)雜關(guān)系和生態(tài)聯(lián)系的理解，這是巨量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)能否成功轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)創(chuàng)新資源和智慧農(nóng)業(yè)實(shí)踐的知識(shí)基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在。

智慧農(nóng)業(yè)作為技術(shù)密集型的集約化的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新體系，需要信息基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)技術(shù)手段支撐，更需要農(nóng)業(yè)科學(xué)和生態(tài)科學(xué)的基礎(chǔ)研究和理論突破。智慧農(nóng)業(yè)作為數(shù)據(jù)科技創(chuàng)新與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的產(chǎn)物，其創(chuàng)新發(fā)展的重要?jiǎng)恿τ匈囉跀?shù)據(jù)科技與農(nóng)業(yè)科學(xué)、生態(tài)科學(xué)、基因科技技術(shù)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)科學(xué)知識(shí)與理論的集成整合，只有與個(gè)體動(dòng)植物的基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和微生物群等分子信息結(jié)合時(shí)，新穎的機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)才可能促進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新必須重視跨學(xué)科、跨行業(yè)的知識(shí)交流和技術(shù)集成，也必須重視跨學(xué)科、復(fù)合型農(nóng)業(yè)人才的培育和基于數(shù)據(jù)科學(xué)的農(nóng)業(yè)推廣服務(wù)體系的建設(shè)。

智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)對(duì)實(shí)施者和管理者提出新要求

智慧農(nóng)業(yè)提供了以更少的投入生產(chǎn)更多產(chǎn)品的技術(shù)解決方案，將增強(qiáng)食品安全和植物健康，使耕作方式更可持續(xù)，進(jìn)而引發(fā)更廣泛的社會(huì)變革。智慧農(nóng)業(yè)影響農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者的田間和養(yǎng)殖場(chǎng)的作業(yè)習(xí)慣，催生新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，因而需要智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新者和管理者具備技術(shù)技能、管理經(jīng)驗(yàn)和生態(tài)與環(huán)境意識(shí)，高度關(guān)注并尊重智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的多樣性。智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)既可能包括基于人工智能、云計(jì)算和機(jī)器人技術(shù)形成的地區(qū)性的“大型”智慧農(nóng)業(yè)綜合體，也可能包括由農(nóng)戶或鄉(xiāng)村社區(qū)主導(dǎo)的“小型”智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)體系等多種形態(tài)，它們都可能成為具有適應(yīng)性和獨(dú)特作用的可持續(xù)的智慧農(nóng)業(yè)選項(xiàng)和創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。我們只有尊重智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的多樣性，以及各種智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的共生關(guān)系，才可能真正以負(fù)責(zé)任的創(chuàng)新態(tài)度，為構(gòu)建人與自然和諧共生的現(xiàn)代化奠定穩(wěn)健而可靠的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。

智慧農(nóng)業(yè)正在成為新一輪農(nóng)業(yè)技術(shù)革命的引爆點(diǎn)，其革命性影響正在逐漸超出農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，對(duì)鄉(xiāng)村社會(huì)發(fā)展、城鄉(xiāng)關(guān)系以及食品供應(yīng)鏈和價(jià)值鏈等產(chǎn)生多層面影響，甚至改變農(nóng)業(yè)的性質(zhì)以及農(nóng)民和作物與牲畜的關(guān)系，并要求我們重構(gòu)農(nóng)業(yè)與自然生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系。智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的推動(dòng)者和管理者必須樹(shù)立高度的社會(huì)責(zé)任感，自覺(jué)踐行負(fù)責(zé)任的智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新，通過(guò)各種策略包括前瞻性預(yù)判和情景構(gòu)建評(píng)估智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新對(duì)各種規(guī)模的農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和食品供應(yīng)鏈與價(jià)值鏈，以及對(duì)鄉(xiāng)村社區(qū)和城鄉(xiāng)關(guān)系的整體影響，系統(tǒng)考慮智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的包容性和公平性問(wèn)題，以使智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新能夠應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)并具有適用性和可持續(xù)性。