2020年中央一號文件指出，要加強現代農業(yè)設施建設，依托現有資源建設農業(yè)農村大數據中心，加快物聯網、大數據、區(qū)塊鏈、人工智能、第五代移動通信網絡、智慧氣象等現代信息技術在農業(yè)領域的應用。近日，中央網信辦、農業(yè)農村部、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部聯合印發(fā)《關于印發(fā)〈2020年數字鄉(xiāng)村發(fā)展工作要點〉的通知》，明確提出要加快構建以知識更新、技術創(chuàng)新、數據驅動為一體的鄉(xiāng)村經濟發(fā)展政策體系，加快以信息化推進農業(yè)農村現代化。
以智慧農業(yè)為代表的新一輪農業(yè)技術革命
自2000年以來，互聯網、大數據、云計算、人工智能、無人機和機器人等新興技術在農業(yè)中的應用和集成創(chuàng)新，正在徹底改變現代農業(yè)的總體圖景，推動新一輪的農業(yè)新技術革命。智慧農業(yè)、數據農業(yè)和精準農業(yè)等新術語被用來概念化這場農業(yè)新技術革命的總體特征。諸多研究文獻通常將這場新技術革命視為繼植物育種和遺傳學革命之后出現的又一次農業(yè)綠色革命，強調其對農業(yè)生產、食品供給和社會生活的全方位影響，預言其將徹底改變現代農業(yè)的生產經營方式、資源開發(fā)與管理模式，使農業(yè)生產經營活動進入智能化、集約化、高效化和個性化發(fā)展階段，進而從根本上改變我們對農業(yè)、食品和自然的理解與文化觀念，改變與農業(yè)和食品相關的社會組織體制和管理模式。
20世紀60年代出現以矮稈品種為代表的第一次綠色革命，通過育種技術創(chuàng)新和化肥、農藥等技術創(chuàng)新成果的集成應用，大幅度增加了糧食單產，緩解了全球人口急劇增長與糧食生產能力不足、食品短缺與饑荒等最為迫切的現實問題，并因此強化了以科技創(chuàng)新增加糧食生產和食品供給的生產主義主導的農業(yè)范式。但這種農業(yè)范式在創(chuàng)造諸多現代農業(yè)奇跡和發(fā)展神話的同時也產生了諸多嚴重的負外部性問題，如環(huán)境污染、水土資源流失、農業(yè)生物多樣性減少等，讓農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展成為更值得關注的重大問題。
20世紀80年代后期出現的以動植物轉基因技術創(chuàng)新為核心的第二次綠色革命，雖然預示著糧食增產和投入品減少等巨大潛力，但也因其可能存在的生態(tài)風險、食品安全和商業(yè)操控等種種問題，并未形成專家們所預期的美好結果。而基于數據科學、人工智能和生物科技等新興技術與農業(yè)的深度融合，則可能結合生產性更高的農作物品種和基于數據的決策支持系統(tǒng)來實現農業(yè)的綜合性集成管理，打造系統(tǒng)性的可持續(xù)、集約化的農業(yè)新范式，形成大幅度提供農業(yè)生產力、資源利用效率和實現農業(yè)可持續(xù)性的綜合性解決方案，以產生更好的經濟效益、生態(tài)效應和社會效果。
基于對農業(yè)新技術革命影響的前瞻性預判，全球轉基因種業(yè)巨頭孟山都早已調整公司戰(zhàn)略目標，謀求在傳統(tǒng)農化產品、種子和基因性狀業(yè)務的基礎上成為全球農業(yè)數據科學和服務領域的領導者。2012年，孟山都收購美國伊利諾伊州擅長進行土壤數據分析的農業(yè)種植技術開發(fā)公司；2013年，再次收購精準農業(yè)領域中的主力軍意外天氣保險公司，謀求強化其通過數據分析提升肥料、種子、殺蟲劑、土壤和水資源利用效率最大化的服務能力。2016年3月，孟山都在美國圣路易斯正式發(fā)布2016年度研發(fā)產品線，其中不僅涵蓋作物育種、生物技術、化學、生物制劑，還包括數據科學等公司研發(fā)平臺。
智慧農業(yè)將為全球農業(yè)提供全新的集成性綜合解決方案
隨著全球人口增長、全球消費者對食品需求的增加和質量品種的關注，資源短缺問題以及氣候變化對農業(yè)生產經營活動的多層面影響日益凸顯，全球農業(yè)生產正逼近生態(tài)極限，迫切需要全新的集成性的綜合解決方案。智慧農業(yè)必將成為下一次農業(yè)革命的生長點。
智慧農業(yè)的關鍵技術包括物聯網、大數據、云計算等使能性技術，通過收集土壤、氣象和動植物相關的巨量數據來對整個農業(yè)生產經營過程進行智慧化管理，以精準高效地利用水肥資源和動植物生產潛能，實現農業(yè)綠色發(fā)展和高質量發(fā)展。智慧農業(yè)是數據科技創(chuàng)新的新場景，其與農業(yè)經濟的深度融合不僅會整體改寫農業(yè)創(chuàng)新的新范式，而且將引發(fā)使用數據分析平臺、云連接和多個數據分層模型的數據革命，成為數據科學、人工智能和區(qū)塊鏈等新興技術創(chuàng)新的新動能。世界主要農業(yè)創(chuàng)新國家及其商業(yè)機構正在通過各種科技創(chuàng)新計劃探索將物聯網、大數據等新興技術手段導入農業(yè)新戰(zhàn)略，以期通過“新一輪綠色革命”探索精準種養(yǎng)業(yè)的新模式和新業(yè)態(tài)，改變農業(yè)經營和食品生產方式。
智慧農業(yè)是通過綜合應用包括計算機和移動終端、云計算、互聯網、物聯網、大數據等現代信息通信技術，自動、精準、高效地收集、提取并加工農業(yè)大系統(tǒng)的數據，借助于機器學習等人工智能技術快速形成知識體系，實現優(yōu)質高效、節(jié)能環(huán)保、生態(tài)安全的現代化農業(yè)生產目標?；诖髷祿脚_之上的集約化農業(yè)生產經營體系，讓各類數據“孤島”相互聯通，形成可持續(xù)發(fā)展的綜合效益。智慧農業(yè)起始于農業(yè)機械的信息化，實現的技術手段和基礎平臺也有賴于信息技術和數據科學的不斷突破，但其創(chuàng)新發(fā)展的根本卻在于對動植物生產與水土資源、環(huán)境之間的復雜關系和生態(tài)聯系的理解，這是巨量農業(yè)數據能否成功轉化為農業(yè)創(chuàng)新資源和智慧農業(yè)實踐的知識基礎和關鍵所在。
智慧農業(yè)作為技術密集型的集約化的農業(yè)創(chuàng)新體系，需要信息基礎設施和數據技術手段支撐，更需要農業(yè)科學和生態(tài)科學的基礎研究和理論突破。智慧農業(yè)作為數據科技創(chuàng)新與農業(yè)經濟深度融合的產物，其創(chuàng)新發(fā)展的重要動力有賴于數據科技與農業(yè)科學、生態(tài)科學、基因科技技術、農業(yè)經濟和社會科學知識與理論的集成整合，只有與個體動植物的基因組學、轉錄組學和微生物群等分子信息結合時，新穎的機器學習和數據挖掘技術才可能促進精準農業(yè)目標的實現。推動智慧農業(yè)科技創(chuàng)新必須重視跨學科、跨行業(yè)的知識交流和技術集成，也必須重視跨學科、復合型農業(yè)人才的培育和基于數據科學的農業(yè)推廣服務體系的建設。
智慧農業(yè)創(chuàng)新生態(tài)對實施者和管理者提出新要求
智慧農業(yè)提供了以更少的投入生產更多產品的技術解決方案，將增強食品安全和植物健康，使耕作方式更可持續(xù)，進而引發(fā)更廣泛的社會變革。智慧農業(yè)影響農戶和農業(yè)生產經營者的田間和養(yǎng)殖場的作業(yè)習慣，催生新的農業(yè)生產經營模式，因而需要智慧農業(yè)創(chuàng)新者和管理者具備技術技能、管理經驗和生態(tài)與環(huán)境意識，高度關注并尊重智慧農業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的多樣性。智慧農業(yè)創(chuàng)新生態(tài)既可能包括基于人工智能、云計算和機器人技術形成的地區(qū)性的“大型”智慧農業(yè)綜合體，也可能包括由農戶或鄉(xiāng)村社區(qū)主導的“小型”智慧農業(yè)技術體系等多種形態(tài)，它們都可能成為具有適應性和獨特作用的可持續(xù)的智慧農業(yè)選項和創(chuàng)新網絡。我們只有尊重智慧農業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的多樣性，以及各種智慧農業(yè)系統(tǒng)的共生關系，才可能真正以負責任的創(chuàng)新態(tài)度，為構建人與自然和諧共生的現代化奠定穩(wěn)健而可靠的物質和技術基礎。
智慧農業(yè)正在成為新一輪農業(yè)技術革命的引爆點，其革命性影響正在逐漸超出農業(yè)領域，對鄉(xiāng)村社會發(fā)展、城鄉(xiāng)關系以及食品供應鏈和價值鏈等產生多層面影響，甚至改變農業(yè)的性質以及農民和作物與牲畜的關系，并要求我們重構農業(yè)與自然生態(tài)系統(tǒng)的關系。智慧農業(yè)創(chuàng)新的推動者和管理者必須樹立高度的社會責任感，自覺踐行負責任的智慧農業(yè)創(chuàng)新，通過各種策略包括前瞻性預判和情景構建評估智慧農業(yè)技術創(chuàng)新對各種規(guī)模的農場、農業(yè)生產和食品供應鏈與價值鏈，以及對鄉(xiāng)村社區(qū)和城鄉(xiāng)關系的整體影響，系統(tǒng)考慮智慧農業(yè)創(chuàng)新的包容性和公平性問題，以使智慧農業(yè)創(chuàng)新能夠應對各種挑戰(zhàn)并具有適用性和可持續(xù)性。
【本文作者為中國農業(yè)大學人文與發(fā)展學院教授，北京市科協(xié)前沿科技倫理與公共政策智庫基地負責人、首席專家】
責編：董惠敏 / 楊 陽
