在“乡村振兴”的战略背景下，智慧农业是未来农业发展的根本方向。总体上看，虽然我国智慧农业研究取得了明显进展，但研究水平还处于起步阶段。未来的一段时间内，智慧农业研究将会以理论、技术、装备和系统研究为核心，因地制宜与产业融合应用，提升农业信息化发展水平。智慧农业关键技术创新研究将是未来研究核心。创新开发集多功能一体的国产传感器，实现实时、动态、连续的信息感知，并强化传感器的采集精确度和抗干扰性。形成包括物联网标准、智慧硬件(传感器、农业机器人等)的统一开发技术标准，优化数据传输方式，既保证效率，又确保稳定和安全。目前研究集中在数据的采集过程，而对数据处理、挖掘研究较少，大力发展云计算、大数据技术，数据融合、数据存储、数据挖掘等数据处理方法将是研究的重点;如何实现互联网、物联网、大数据的深度融合，并在生产中开发集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖物联网一体的技术平台是推动智慧农业发展的关键。智慧大田中的技术将是突破的重点，地块尺度的农田大数据库建设将是今后智慧农业数据建设的一个重要方面，其中“天地空”一体化的遥感数据获取体系将是重要的技术手段;农产品物流、农业电子商务等其他生产过程之外的技术手段也是要加强的领域。从长期的角度来看，智慧农业是解决我国人口与土地矛盾的重要路径，当前，智慧农业多应用于农业生产环节，利用新技术实现农业生产的精细化和智能化。随着我国智慧农业的应用深入，未来我国智慧农业进一步朝着精细化、智能化、集约化、科学化方向发展，促进农产品提质增效。2021年我国智慧农业市场规模约为685亿元。根据前瞻预测，智慧农业市场规模将会维持中高速发展，以复合年均增长率10%初步测算2022年我国智慧农业市场规模为754亿元，预计2027年将会达到1214亿元。智慧农业是农业中的智慧经济，或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分；对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。智慧农业上游包括饲料、化肥、无人机、生产环境监测、农业操作自动化、农作物产量预测等；中游包括智慧种业、智慧农田、智慧种植、智慧农场、智慧畜牧、智慧渔业等；下游包括农产品加工、农村电商、冷链物流、生鲜电商、农业金融。2016-2018年，我国工业饲料行业总产值及营业收入均呈现持续增长态势，2018年，全行业总产值和营业收入分别为8872亿元、8689亿元，较上年同期分别增长5.7%和6.0%。2019年受全球经济环境变化及猪瘟疫情影响，全国饲料工业总产值8088亿元，营业收入7780亿元，双双下跌。2020年，随着生猪生产持续恢复以及在家禽存栏高位、牛羊产品产销两旺等因素的推动下，全国工业饲料行业规模再创新高，总产值9463亿元，同比增长17.0%；总营业收入9073亿元，同比增长16.6%。2021年全国饲料工业总产值12234亿元，比上年增长29.3%；总营业收入11687亿元，增长28.8%。近年来，全国农用氮磷钾化肥产量整体呈现下降趋势，2019年和2021年出现小幅度增长。2021年12月全国农用氮磷钾化肥产量为448.9万吨，同比增长8.4%，同比增长率恢复增长。2021年全国农用氮磷钾化肥产量为5446万吨，同比增长0.8%。我国农业机械市场规模不断扩大，支撑农业各产业发展的机械化基础逐步牢固，数据显示，中国农业机械行业市场规模由2016年的2568亿元增长至2019年的4698亿元，年均复合增长率达22.3%，呈现上升趋势，市场发展前景广阔。预计2022年市场规模将增长至5611亿元。近几年，中国农业无人机保有量持续增加。2016年植保无人机保有量6500架，截至2019年底，我国共生产各类植保无人机170多个品种，保有量5.5万余架，作业面积超过8.5亿亩次。2021年，国内农业无人机保有量第一次突破10万架，达到16万架。目前中国智慧农业依旧处于初级阶段，智慧农业应用渗透率还不到1%。但是得益于社会环境的支持以及技术的不断提升，中国智慧农业行业正在不断发展。结合中国农业产值，初步预估2020年中国智慧农业市场规模达622亿元，预计2022年将进一步增长至743亿元。智慧农业的提出和发展，对于国家乡村振兴战略的进一步实施有着重大作用。通过云计算及智能化管理多种模式，智慧农业将大大提升农业生产质量，推动农业的全面升级。广义的农业包括种植业、林业、畜牧业、渔业以及副业等五种产业形式，其中在农业生产链中又包括了生产环节、流通环节、物流环节和金融系统等。目前的新技术则主要体现在农业的生产环节上，应用在农业种植和畜牧养殖上。智慧农业是农业的根本出路，国家在智慧农业和智慧农业产业化上给予了诸多的政策及扶持。同时，随着互联网的快速发展和国家乡村振兴战略的提出，农业作为支撑国民经济发展的基础产业，正在被互联网、大数据、人工智能等新科技进行重构和升级，互联网已经成为农业发展的重要设施，农业也正在焕发出崭新的力量。在国家乡村振兴战略、国家数字化农业战略等多种因素的推动下，农业领域出现一片蓝海，阿里、京东、百度、腾讯等巨头纷纷布局智慧农业。我国城镇化进程还在加速，中产阶级还在扩增，消费者的食品安全意识也在不断提升，京津冀地区、粤港澳大湾区等区域合作步伐在加快，并且生鲜电商带动的国内农产品、冷链食品的产地、加工地和消费市场重塑，冷链需求正在快速增加。数据显示，2020年我国冷链物流市场总规模为3729亿元，同比增长9.97%。据中商产业研究院预测，到2022年，我国冷链物流行业市场规模将突破4500亿元。随着网络的普及，中国农村网络零售额逐年增长，2017年起突破万亿大关。2021年前三季度，中国农村网络零售额达2.13万亿元，同比增长30.9%，截至2021年9月底，全国农村网商(店)已达1640万家。20世纪以来，在机械化、化学肥料、生物基因技术的推动下，农业得到了快速发展，人均耕地面积和亩产大幅增加，农作物性能明显提升，传统农业的粗放式生产模式正在迈向集约化、精准化，农业生产进入“类工业”的智慧农业阶段。智慧农业最早是基于物联网设备和配套的农业信息化系统，进入数字经济时代，物联网、人工智能、大数据、区块链等新一代信息技术的叠加，将农业信息化系统汇集的数据要素转化为农业生产决策与过程管理决策，大大提高了资源配置效率。数字技术正将智慧农业推向数字化、智能化新高度。农业农村部市场与信息化司会同农业农村部信息中心共同发布的《2020全国县域数字农业农村发展水平评价报告》指出，2019年全国县域数字农业农村发展总体水平达36.0%，其中设施栽培与畜禽养殖的信息化水平分别为41.0%、32.8%，具备一定信息化基础条件支撑数字农业的发展。我国发展智慧农业，既要借鉴农业发达国家的经验，又要结合产业基础和条件充分发挥“互联网+”优势，促进产业链上游农企与末端消费者建立“产消一体”的直连模式，改变价值链与产业链的结构性扭曲，还要积极拓宽投资渠道，鼓励风险资本进入，以合理的增值共享吸引优质资源回归农业，推动智慧农业的跨越式发展。作为世界主要的粮食出口国和地区，美国、欧盟的智慧农业起步早、发展水平高。我国智慧农业起步较晚但是发展迅速，在一些技术应用方面达到了国际先进水平，例如北斗农机自动导航驾驶、植物工厂、无人机植保，但关键核心领域仍受制于美国、德国、荷兰等，如高端农业环境传感器、动植物生长模型与核心数据。（一）智慧农业发展呈现“大集成、大数据、大协同”的特点因为资源禀赋和科技发展水平不同，各国智慧农业的发展路径也各不相同，但是仍然具备“大集成、大数据、大协同”的共性特点。一是大集成。各种先进设备与技术集成于一地助力生产，例如智能环境传感器、智能农机、农业机器人与智能远程控制技术等，形成了农业精细智能生产系统，帮助农民精耕细作，提高农产品质量与农场运营效率。美国有近70%的农场采用传感器采集数据，农业机器人应用于播种、喷药、收割等环节。二是大数据。打通生产加工流通销售的上下游信息链，建立大农业数据库，尤其是实时跟踪发布农业市场行情数据，实现生产与市场需求的精准对接，提升农业宏观调控能力。三是大协同。政府通过政策引导实施宏观调控与管理、科研机构及科创公司提供新技术要素、农企主导定义落地场景，这种三方协同的产业化运作方式能够有效协调各方形成最大合力，实现多方共赢。作为多学科交叉集成的技术密集领域，智慧农业的发展速度依赖于各类新技术的成果转化，而成果转化的方式有两种，一种是行业内的科技企业主动布局新技术，另一种是互联网公司主动跨界出圈，以新技术赋能农业。位于产业链源头的种子研发一直是农业巨头的研发重点，其不断导入各种新技术，例如转基因技术、基因测序、数字技术等。而在产业链中下游的“产中”及“产后”，即农作物生产与农产品加工流通环节，科技企业也在应用新技术推动田地/水域的全面数字化及生产加工流通过程数字化，通过大数据、人工智能等技术为生产过程提供智能决策，从而提高农作物、农产品的产量和质量，具体表现在以下几个方面。以农业巨头拜耳公司为例，其旗下数字农业供应商Climate打造的数字农业平台FieldView已被全球20多个国家的农民应用于超过6000万公顷的土地，农民使用FieldView管理农场之后每公顷土地增收0.5吨。它为农民提供了一个集成平台，可将他们拥有的各种精密设备（如拖拉机、播种、喷洒器、联合收割机）的数据实时整合在一起，并且融合来自多达70多个合作伙伴提供的航空成像、土壤分析等数据，实现种植过程的“数字孪生”。通过集成的数据科学功能和数字工具，帮助农户分析不同农田的绩效与品种、养护方式和土壤类型的关系，推荐精细化养护方案，支持智能农艺决策。农业无人机领域的独角兽企业极飞科技（XAG）将人工智能、无人驾驶、物联网等数字技术进行深度融合，让农业无人机、无人车和农机自驾辅助设备等精准农业设备变得自动化、智能化，帮助农户监测农田、分析土壤状况、精准喷洒农药。在江苏大中农场8万亩稻麦田实现无人自动化巡田、全自主病虫草防除，一年节约农药成本近100万元。类似于无人驾驶汽车，果园采摘机器人也逐渐能够利用人工智能的图片分析技术发现和定位果实，并进一步识别果实的成熟度和形态，分级分类自主设定采摘动作。有别于传统的田地大棚，类似“封闭车间”的现代化农产品种植正在进行。例如栽种面积狭小的新加坡，有超过20家创业公司从事垂直农场作业，所栽培的植物全部用营养液“水培育”取代了“土壤培育”，生长环境参数通过传感器实时监控且个性化控制光照条件，同时还可以预防与监控病害。由于生产过程高度标准化及精准反馈式控制，所以最终成品的品相一致性好。还有移动式植物工厂，利用LED光源和营养液在移动的集装箱里建设“温室大棚”，把产能贴近消费端从而缩短流通环节的成本。拜耳与蚂蚁区块链达成战略合作，双方整合彼此的技术优势及产品、产业链、营销、物流、金融等相关资源，通过实现种植生产过程数据化，共同建设农业区块链与价值链新生态，并以信用链支持中小农企和农民融资。致力于提供可溯源的、数字化技术赋能的农产品监测与服务体系，提升农民种植水平，促进农民增产增收，为消费者提供优质安全的农产品，助力整个农业产业链升级。2019年我国人均国民总收入首次突破1万美元，伴随而来的是消费升级，对农产品尤其是果蔬生鲜质与量的需求攀升。2020年中国生鲜零售市场规模超过5万亿元，巨大的消费市场吸引了互联网企业重金布局高科技农业。相对于拜耳等传统农业巨头，京东、阿里、拼多多等互联网巨头有其发展壮大过程中形成的数字化技术优势，通过成功案例证明数字化改造可以提升农业生产力水平，显示出数字农业的价值增量。更重要的是，互联网平台企业有直接链接亿万消费者的流量，包括近两年火热的生鲜电商平台也迅速吸引了大批消费者。贴近终端消费者的销售、服务环节特别需要互联网平台的流量，为农产品上行提供便捷通道，所以“流量+科技”的组合优势让互联网企业开创了智慧农业的新标杆。京东自建蔬菜基地深入参与供应链上游建设，实现了从“采销一体”到“产销一体”的飞跃。通过技术控制使植物工厂内保持最优的蔬菜生长环境，比常规种植方法提升产量3-4倍，节水90%以上。京东还发力智能养殖，整合猪脸识别、IoT、区块链等数字技术，实现了机器人饲喂、全程可溯源，缩短生猪出栏时间5-8天，每头猪节约饲养成本80元。笔者曾经带领团队打造了阿里巴巴的农业ET大脑，已应用于生猪养殖、苹果及甜瓜种植等领域，具备全生命周期管理、智能农事分析、全链路溯源等功能。ET大脑与德康集团、四川特驱集团合作，通过图像识别技术，给每一头生猪建立成长档案；同时结合声学特征和红外线测温技术，从猪的体温、咳嗽、叫声等及时判断是否患病，预警疫情，形成更智能、更精细的养殖模式，母猪年生产能力PSY值提升了3头，死亡率降低3%。此外，ET大脑与青岛浩丰集团合作，通过无人机低空拍摄农田生菜图像并自动分析识别生菜的色泽与尺寸，计算每亩长势，再为每块地精准定制灌溉与施肥方案，在保证产量的同时每季可节省水肥成本150元/亩。互联网平台企业的成功案例证明了农业数字化能够增效、提质、降本，值得广大农业企业积极借鉴。互联网平台企业因消费者流量而赋予的绝对议价能力和供应链整合力，传统农企无法照搬，需要“以消费者为中心”，抓住产业互联网浪潮逐步锻造新优势。作为产粮最多的农业大国，我国的农业人均产量与发达国家差距较大（3.4吨∶70吨），人地矛盾突出，耕地质量总体偏低，而且农业从业人员出现年龄断层。农业做强必须依靠科技创新，而发展智慧农业是必然选择。我国发展智慧农业要把精耕细作的传统技术和新兴技术结合起来，同时扩大集约化农业企业占比，提高土地生产率和总产值。在这过程中，需要拓展投资渠道，加大投资力度，既需要政府主导的涉农专项资金（支持科技研发及人才培训）与补贴扶持，也要鼓励风险投资进入智慧农业领域。新兴技术带来的增值机会贯穿智慧农业产业链上下游“供、研、产、销、服”各个阶段，其创造产业增值的机理可以从“人、机、料、法、环”的生产要素维度概括为：优选原材料，优化工艺方法与生产环境的实时在线精细化控制，实现智能农机装备与人的协同。与增值机会对应的投资方向包括：1.AIoT智能传感器。为了实现农场/林场/牧场/渔场全面信息化，对全流程生产要素的数字化建档，需要低成本、低功耗、低时延、高灵敏度、高可靠性、高适应性的智能传感设备。2.智能装备。为了减少对人力的依赖，带有场景识别能力的智能化设备成为必选，如植保无人机及自动巡检采摘机器人。3.农业大数据整体解决方案。通过整合气象记录和实时气象、遥感、测土数据，建立作物生长模型以指导精准种植，包括浇水施肥时间、病虫防害等，最终提升亩产收益，节约水肥成本。例如爱科农科技有限公司在新疆的大田玉米种植帮助提升亩产150斤。4.农产品智慧供应链与区块链融合。发挥可信原产地品牌效应，提升商业价值。IoT采集的农田环境、种养殖、生产加工等数据，利用区块链建立节点间的信任共识机制，实现全程可溯源。5.农业大数据云平台。让农业经营主体能够用得起、早受益，通过统一平台整合海量数据及云计算、数字孪生等技术，建立农业知识图谱支持农事协同决策，按照使用付费的模式提供服务，帮助农企节省建设大平台的成本。要把这些投资机遇转化为投资价值，需要政府、资本、企业三方协力。政府应聚焦农业公共基础数字资源建设，通过政策引导产业链上数字技术的应用。例如，荷兰政府拨款购买卫星数据，将包括土壤、温度、水分等多种详细信息转化为灌溉、施肥和农药喷洒作业等建议，向农民免费开放这些卫星数据使用权。社会风险资本需要以长期投资的耐心支持增值点特别明确的农业科技公司，做时间的朋友。农业企业则需要主动投资引进新技术，抓住数字化机遇提升产品品质、做强品牌，从而赢得价值链上的更多增值。正如风险投资常遇到的情况，很多早期技术创业公司在开拓种子客户阶段即失败退场，智慧农业领域也不例外。一方面，农企始终追求生产过程的增产、降耗、减排目标，所以确实需要导入智能装备、植物工厂、农业机器人、微生物治理等新兴技术；另一方面，农企普遍有求稳惯性，对新技术应用迟疑不决，而且对成本收益核算很敏感。但是新技术落地不是一蹴而就的，而是要在实践中不断迭代优化突破盈亏平衡点，所以很多智慧农业领域的科技创业公司，在缓慢拓展首批种子客户的过程中因耗尽了现金流而夭折。这既是风险投资的损失，也是农企的隐性机会成本。如何破解？一方面需要政策引导农企积极拥抱这些新技术，尤其是在新技术推广初期，政府扶持能够给予农企“尝鲜”的勇气；另一方面，相关科创公司也需要风险投资接力加持。如果政策与资本联动帮助科创公司熬过艰难的初创期，精准对接农企客户并且拿到成功案例后，就能加速拓展更多农企、做大业务、进入良性循环并带来投资回报。
一直以来，农产品生产企业议价能力弱，获得的价值远不及承担的风险成本。疫情期间兴起的生鲜电商平台及社区团购，极大缩短了交易链条，简化了中间批发商，也拉动了供给端的变革。有的电商平台开始在上游建设联盟农场锁定优质农产品供给，农产品直播电商也在疫情之后迅速流行。搭上电商平台这辆快车的农企虽然可能迅速冲销量，但更有被钉牢在弱势价值链的危险，因此，农企需要积极投资新技术，主动争取自立自强的价值链地位。农企数字化转型要先认清潜在的风险，一是平台依赖，错把平台的流量当作农企自身的粉丝，一旦脱离平台，流量将清零。二是主播依赖，错把当红主播带货的能力混淆为产品本身的号召力。要抓住电商平台的机会，首先要学会其运营消费者会员的核心能力，借助数字化运营技术尽快建立会员体系。通过运营私域流量（如微商城、公众号）逐步摆脱对平台与主播的依赖，从产“销”直连到产“消”直连，与消费者之间建立“直产、直销、直达”的服务纽带；然后与累积的客户社群建立“直面、直评”的会员运营平台，“以消费者为中心”打造品牌力。例如青岛浩丰集团，从生菜种植逐步拓展品类，最终打造了“绿行者”的品牌并在电商平台开设了官方店。从“采销一体”“产销一体”进化到“产消一体”，供给侧的农业企业获得了更大话语权，通过品质和品牌获得了更多利润，也能吸引优质资源（劳动力、资金、技术人才）回归，推动农业可持续发展。当智慧农企以优质供给形成面向消费者的品牌力后，将获得更强的价值链地位，从而支撑更高的企业市值，其在提质增效与会员数字化运营方面的技术投资也会得到丰厚的价值回报。好的技术需要得到正确的使用，智慧农业发展迫切需要提升从业人员的数字化技能。我国主要的农业从业者老龄化严重，高技术人才短缺，智慧农业领域的人才建设刻不容缓。一方面要培养新型职业农民和农业科研高层次人才队伍，另一方面要鼓励位于产业链源头的农企“做强”（品牌化）、“做畅”（直产直销直达）、“做广”（产消一体），以高收入吸引人才回归。数字经济时代，农业数字化是农业发展和乡村振兴的大趋势，将带来更高的产业效率、更公平的价值分配和更可持续的发展。
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