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从公元前1万年起,冰河开始大面积融化,退出了北欧的大部分土地。与此同时, 古老的东方开始了它最初的农业生产,在随后的几千年中,农耕文化从东方扩展到欧洲。在公元前4000年时,农业变革传到斯堪的那维亚半岛和不列颠各岛屿,由于农耕文化的出现,石器时代的狩猎者那种整日与野兽为伍的生活方式逐渐被这种比较稳定却不太自由的生活方式取代。
现代农业发展经历了以矮杆品种为代表的第一次绿色革命、以动植物转基因为核心的第二次绿色革命,随着现代信息技术在农业领域的广泛应用,第三次革命——农业智能化时代已经到来。
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智慧农业
智慧农业是以信息和知识为核心要素,通过互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术与农业生产深度融合,实现农业信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、定制化服务的全新农业生产模式,是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段。现代农业优异的品种是农业生产的核心,设施装备是重要支撑,信息技术是效率品质提升的手段。智慧农业整合了以上三大科技要素,对农业发展具有重要的里程碑意义。
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发展现状
进入21世纪,智慧农业已经成为世界农业发展的趋势,诸多国家政府推出了相应的智慧农业发展计划。据国际咨询机构研究与市场(Research and Market)预测,到2025年,全球智慧农业市值将达到300亿美元,亚大地区将成为最大的增长点,2017-2025年复合增长率达到11.5%。
* 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。20世纪90年代中期开始,美国政府每年拨款15亿美元建设农业信息网络,进行技术推广及线上应用。1966 -2014年,美国先后出台了6项与农业信息化相关的法律法规和发展计划,为“智慧农业”及其产业链条的发展提供了良好的政策环境和财政支持。
* 2014年,日本启动实施“战略创新/创造计划(Cross-Ministerial Strategic Innovation Promotion Program,SIP)”,并在2015年启动了基于“智能机械+现代信息”技术的“下一代农林水产业创造技术”。
* 2015年,加拿大联邦政府预测与策划组织发布了《MetaScan3:新兴技术与相关信息图》,指出土壤与作物感应器(传感器)、家畜生物识别技术、农业机器人在未来5-10年将颠覆传统农业生产方式。
* 2017年,欧洲农业机械协会(European Agricultural Machinery Association,CEMA)召开峰会,提出在信息化背景下,农业数字技术革命正在到来,未来欧洲农业的发展方向是以现代信息技术与先进农机装备的应用为特征的农业4.0计划,强调智慧农业是未来欧洲农业的发展方向。
* 2018年,美国科学院、美国工程院和美国医学科学院联合发布《面向2030年的食品和农业科学突破》报告,重点突出了传感器、数据科学、人工智能、区块链等技术发展方向,积极推进农业与食品信息化。美国NSTC“国家人工智能研发战略计划”中,将农业作为人工智能优先应用发展的第10个领域,资助农业人工智能科技的中长期研发;美国农业部“2018-2022年战略规划”中,突出了农业人工智能、自动化与遥感技术的应用。
近年来,在政府的大力支持下,中国智慧农业发展迅速。“十三五”期间,农业农村部在全国9个省市开展了农业物联网区域试点,形成了426项节本增效农业物联网产品技术和应用模式。围绕设施温室智能化管理的需求,自主研发了一批农业作物环境信息传感器、水肥一体化等技术产品,对提高我国温室智能化管理水平发挥了重要作用。
我国精准农业关键技术也取得重要突破,建立了天空地一体化的作物氮素快速信息获取技术体系,可实现省域、县域、农场、田块不同空间尺度和作物不同生育时期尺度的作物氮素营养监测;研制的北斗自动导航与测控技术的农业机械,在新疆棉花精准种植中发挥了重要作用;研制的农机深松作业监测系统解决了作业面积和质量人工核查困难的问题,并大面积推广使用。
* 2015年农业部《“互联网+”现代农业三年行动实施方案》提出实施“智慧农业工程”,从2016年开始几乎每一年的中央一号文件都会提及。
* 2016年农业农村部成立了部农业信息化标准化技术委员会,初步设立了大数据、物联网、网络信息安全、电子商务四个标准工作组。委员会开展农业信息化标准化研究,提出标准体系,推进标准规范制修订,农业信息化标准化建设取得阶段性成果。
* 2019年《数字乡村发展战略纲要》《数字农业农村发展规划(2019—2025年)》把培养数字农业技术人才作为一项重要保障措施,作出了专门部署。
* 2021年国务院《关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》提出发展智慧农业,建立农业农村大数据体系,推动新一代信息技术与农业生产经营深度融合。
* 2021年国务院《2021—2023年农机购置补贴政策实施指导意见》进一步明确,各省可围绕智能农机产品的推广应用,将部分品目产品补贴额测算比例提高至35%。
* 2022年国务院《关于印发“十四五”推进农业农村现代化规划的通知》提出发展智慧农业。建立和推广应用农业农村大数据体系,推动物联网、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术与农业生产经营深度融合。建设数字田园、数字灌区和智慧农(牧、渔)场。
* 2022年国务院《关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》提出大力推进数字乡村建设。推进智慧农业发展,促进信息技术与农机农艺融合应用。
目前,制约我国智慧农业发展的短板技术有三项:一是农业专用传感器落后,我国目前自主研发的农业传感器数量不到世界的10%,且稳定性差;二是种植物模型与智能决策准确度偏低,很多情况是时序控制而不是按需决策控制;三是缺乏智能化精准作业装备,作业质量差。在应用推广商,全国各省都开战了智慧农业应用试点建设,但大都处于小规模试验状态,未能进行大面积推广应用。同时,大多数项目停留在信息的简单传输显示,展示成份大于实际效果,与农业融合深度不够,缺乏解决农业实际问题的效果。智慧农业具有显著的多学科交叉特点,由于农业具备生物特性,将信息技术直接拿到农业领域往往不能有效解决问题,必须开展基于农业生物特性的农业信息学(Agricultural Informatics)交叉研究,揭示基础原理,在智慧农业基础研究方面的支持力度还需继续加大。
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甘肃海创新能源科技有限公司是一家深耕现代农业科技发展的高新技术企业,也是国内较早从事标准化种植数字模型研究与利用的团队。可同时为客户提供种养殖和乳业全产业链、水资源综合利用(节水技术、分布式污水处理、智慧水务)、智慧冷链、食用菌工厂、新能源、工厂化水产养殖等领域的咨询设计、技术引进、融资解决方案、工程建设管理与实施等全方位服务。
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