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精准农业:发展效益、国际经验与中国实践

作者:方向明 李姣媛  责任编辑:网络部  信息来源:《农业经济问题》2018年第11期  发布时间:2019-01-05  浏览次数: 1048

【摘 要】当前世界农业生产面临着资源浪费、环境污染、食品质量下降等一系列问题,农业可持续发展面临巨大挑战。在生物、工业、信息等技术高速发展的背景下,精准农业兴起,并成为了世界各国实现农业绿色发展和农业现代化的共同选择。本文首先分析了精准农业发展对生产者、消费者和社会总体产生的效益,接下来总结了世界各国精准农业发展中面临的突出问题和应对策略。之后聚焦中国,发现精准农业在我国发展的技术支持、土地规模保障和人才支撑都略显不足。最后,根据中国国情和国际经验,基于技术、土地和人才三个视角为精准农业在中国的实践发展理清思路。

【关键词】精准农业;发展效益;国际经验;中国实践


一、精准农业的兴起:农业生产的压力和技术进步的动力

当前,世界农业生产面临资源、环境、社会、经济等多重压力。一方面,需要利用有限的耕地为更多人口提供粮食[1],为飞速发展的生物经济提供生物燃料、纺织纤维等生产原料;另一方面,需要减少生产过程中对生态系统造成的负面影响,以应对全球范围内出现的资源趋紧、环境污染、气候变化、生物多样性退化等问题。这向精耕细作但效率低、风险高的传统农业生产经营方式和以市场为导向、以经济效益为中心的产业化农业生产经营方式发起了挑战。此外,随着收入增加和健康意识提升,消费者对食品质量安全及食品可追溯信息高度关注,这也对农业生产提出了更高的要求。基于对传统农业不足之处的认识和对产业化农业所带来问题的反思,借助全球信息化和高度工业化的力量,精准农业(Precision agriculture)这一能够兼顾生产效率提高和生态环境保护的农业生产经营方式,逐渐成为当前许多国家保障食物安全、推进农业现代化、实现农业可持续发展的主要路径(Gebbers等,2010)。

当前中国农业生产也亟需提高农业质量效益竞争力,破解农业资源趋紧、环境问题突出、生态系统退化等重大瓶颈问题。产品质量方面,优质和品牌农产品供给较少,与城乡居民消费结构快速升级的要求不相适应,且农产品质量安全事件时有发生;资源环境方面,人均耕地面积和淡水资源分别仅为世界平均水平的1/31/4,产业化农业高投入、高产出的生产模式,影响了耕地和水资源质量。化肥施用量在1978~2015年间逐年增长,从884.0万吨增长到了6022.6万吨,农药施用量也从1990年的73.3万吨增长到了2015年的178.3万吨[2]。然而,化肥农药的大量投入背后却是利用率低的问题,2017年的化肥利用率仅37.8%,农药利用率为38.8%,低下的化肥利用率不仅造成资源浪费,也会造成水土污染;此外,耕地被超负荷利用,造成了东北黑土地退化,长江以南地区耕地酸化、富营养化,华北平原旱地耕作层变浅、硝酸盐污染,西北地区耕地盐碱化、荒漠化等问题。不难看出,在我国人均资源紧张的状态下,农业所面临的压力更重,提高质量效益、缓解资源环境问题的需要更为迫切,这些显然不是传统农业和产业化农业的生产经营方式所能解决的。

为破解以上难题,基于一系列先进工业和信息技术的精准农业被提出,这为实现农业绿色发展提供了方向。精准农业在已有文献中没有统一的定义,大多数研究中采纳了Pierce等(1999)的定义:“以提高农作物产量和质量、改善生态环境为目的,一系列考虑了时间维和空间维的技术和策略在农业生产各个方面的应用”。Pierce等(1999)认为“精准农业通过技术来判断什么是对的,进而实现在对的时间和对的地点,采用对的方法做对的事情”。

从历史的视角来看,精准农业的思想由来已久,可以追溯到久远的“精耕细作”年代。在统一作业的产业化农业实施之前的较长时间里,农民通过观察,把握田间土壤和作物的差异,根据经验和直觉,有针对性地投入生产要素。但这种传统的耕作方式效率较低,在农田规模扩大后难以实现,且严重依靠生产经营者生产经验,容易出现判断偏差。基于现代技术的高级精准农业发展历程并不长。20世纪80年代中期,全球定位系统(Global Positioning SystemGPS)被引入农作物收割过程和产量图的编制过程,高级精准农业出现,并在20世纪90年代初期实现了商业应用(Zhang等,2002)。随着一系列技术发明被引入农业生产,精准农业的内涵不断丰富。从各国实践来看,目前的高级精准农业包括四项基本要素:地理定位、数据采集、数据分析和精准处理,可以实现数据收集、决策支持、精准变量投入的功能。这三项功能构成了一个“最优化”且“可循环”的农业生产经营流程。图1展示了典型的精准农业基本要素及其对应的技术设备种类和功能,也体现了四要素之间的相互关联。

曾福生(2011)认为以专业农户为基础适度规模的精准农业将是未来我国农业经营模式的主导模式。在农业农村部最近印发的《农业绿色发展技术导则(20182030年)》的通知中,精准播种、施药、施肥、灌溉、饲喂等相关技术设备的研发和应用都作为农业绿色发展的主要任务被提出。20世纪末,中国就有不少学者和政策制定者开始关注精准农业,北京、黑龙江农垦总局等率先开展了以技术引进为主的精准农业应用示范工程。2006年,国务院发布的“国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年)”中明确把农业精准作业与信息化列为农业科技发展的重点领域,体现了中国对精准农业未来发展的重视。

二、精准农业的发展:给生产者、消费者和社会整体带来效益

精准农业能够在多个国家蓬勃发展的原因在于它在实践中产生了经济、环境、社会等多重效益,其发展对农业生产经营者、农产品消费者和社会体都是有利的。

(一)生产者角度

精准农业是农业生产经营者应对制度风险、自然风险和增加收入的自利性选择。第一,精准农业能使农民有效应对环境规制等制度风险。产业化农业下,化肥、农药等生产要素的过量投入、农机的过度使用等对水土资源和生态环境等造成了负面影响。农业逐渐开始面临资源环境方面的公众压力和法律约束。不少国家和地区出台政策规制氮肥和磷肥的使用、农药的种类和用量、灌溉时间等(Gachango等,2015)。对农民而言,在靠农药、化肥等投入驱动的“粗放型”增长难以为继的情况下,需要制度变迁或技术进步带来全要素生产率的提高(易纲等,2003)。基于一系列先进技术的精准农业能根据土地特征、农作物需求、天气变化等农作物生长的内外部条件进行精准投入,帮助农民合理利用资源,避免因违反环境管理规定而造成的损失。



1精准农业运作和技术体系


注:此图由作者根据文献资料整理而成。图中GNSS指全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems);GPS指全球定位系统(Global Positioning System);GLONASS是俄语“全球卫星导航系统”的缩写;Galileo指伽利略卫星导航系统

第二,精准农业能增强农民应对农业生产中自然风险的能力。农业生产面临较大的自然风险。我国地域辽阔,气候、物种、资源等具有显著的地区差异性,因此农业风险更加复杂。精准农业可以根据以往的数据进行气候灾害、病虫害的预警和作物产量的预测等,指导农民及时有效地调整生产行为;还可以为购买合适的农业保险提供参考,进而有助于降低灾害给农民造成的经济损失。投保和定损过程中种植区域面积、产量、损失程度核实的准确性都会切实影响农民的利益。目前,投保和定损过程多依靠保险公司人员人工核实,效率较低,且存在信息不对称问题。而精准农业技术中效率高、覆盖范围广、数据客观性强的遥感技术可以解决人工核实存在的不足,有助于保障农民利益。

第三,精准农业的实施通常能降低成本、提高农产品产量和质量,进而增加农民收益。长期以来,农民根据农地和农作物的特征进行精耕细作,以提高产量。但随着农地规模扩大,农民虽然知道农地的内部差异更大了,但却不再能较好地把握每个地块上土壤质量和农作物的生长情况。在产业化农业下,农作物都被统一处理(Oliver等,2013)。精准农业是在充分了解农地、农作物、杂草、害虫的特征后,有针对性地投入生产要素,降低成本同时让农作物尽可能发挥出生长潜力。农产品更高产量和更好质量的特征使其具备更强的市场竞争力。大量实证研究已经证明了精准农业能提高农产品质量进而提高价格(Gandorfer等,2008),真实记录的可追溯信息也有助于打造农产品品牌、提高农产品市场价值(Zhang等,2012)。但目前来看,成本收益分析的结果因所采用的精准农业技术种类、农作物种类、观测时间长度、农场地理位置、农场面积等因素的不同而有所不同。

(二)消费者角度

精准农业下产出的农产品能满足消费者对食品营养健康的需求,为消费者带来更高的效用水平。食品的功能不只是在于解决人类饥馁之虞,也在于满足人类健康之需,这些对生存与健康的保障,直接关乎消费者的效用水平。Ingebrigtsen等(2009)就曾经指出,随着收入水平总体提升,消费者效用的外延不断扩展,健康、安全、生态环境等因素逐渐被纳入效用的考虑范围。但长期以来,食品质量与安全的问题却一直困扰着人们,农产品营养不足、化学投入品残留等沉疴不断损害消费者的效用。精准农业的实施可以有效地解决这些问题:通过设置农药、化肥等生产要素的最高使用量,限定合理投入范围,最优化地激发农作物的生长潜力;通过机械化、可追溯的生产过程,减少操作不当等人为因素对农产品质量不利影响。通过精准农业的方式生产出的农产品具有低化肥、低农药、营养充分、健康环保等特征,能更好地契合消费者对健康的需求,提高效用水平。

在有效保障农产品质量之外,精准农业可以满足消费者对农产品可追溯信息的需求,解决长期以来消费者和生产者之间的信息不对称问题。在产业化农业体系中,消费者在发生购买行为前通常并不了解食品的真实质量,而精准农业可以记录下“从农田到餐桌”所经历的全过程,帮助消费者进行购买决策。此外,相比一般的绿色食品、有机食品,精准农业生产模式下产出的可追溯农产品成本更低、产出更大、价格通常也更低。多数研究表明,消费者愿意为提供可追溯信息的食品支付更高的价格(Zhang等,2012)。较高的支付意愿和较低的购买价格更能保留更多消费者剩余,增进消费者福利。

(三)社会整体角度

精准农业能产生有利于生产者和消费者之外的溢出效应——对资源环境、食物和食品安全、经济增长产生等正面影响。首先,根据农地土壤特征和种植物长势精准投入生产要素的做法能为农业节本增效。“节本”即较少的投入。可以缓解土壤、水、燃料等自然资源约束给农业生产带来的压力。“增效”即较高的农产品产量和质量。可以增强农业竞争力,保障粮食安全和主要农产品供给。其次,化肥、农药的合理施用有助于提升农产品质量,提高国民健康水平;轻巧节能的农机设备能减少对土质的破坏和对水体、空气的污染,改善农村居民的生产生活环境。同时,精准农业下农产品可追溯,既能降低消费者在食品购买中的信息搜寻成本、增加消费者信任,又有助于降低食品质量监督成本。此外,这种信息化农业生产经营方式下积累的“大数据”还可以为政府提供信息,提高政府对农业这一基础产业所面临的多重风险的管理能力。最后,精准农业的发展需要技术和设备的支撑,农机的研发、制造、销售、维修等能够为经济带来新的增长点。

三、精准农业发展的国际经验:现实问题、应对举措及发展趋势

(一)提高技术采用率:评估技术效益、健全推广咨询体系

在美国、加拿大、澳大利亚、德国、英国、丹麦等发达国家,政府非常重视精准农业的发展,先进的信息和工业技术也持续被引进到精准农业生产中。但精准农业技术在引入初期普及率较低,增长率也较慢。从美国不同州和地区的研究结果来看,精准农业技术采用的时间趋势普遍呈“S”型,开始时技术采用率增长较慢,之后会以较快的速度增长,最后稳定在一个较高水平(Yost等,2017)。初期增长慢的原因在于农民采用新技术时,首要考虑的因素是这一新技术是否能够带来要素投入或成本的减少,或产量与收益的增加,因此需要相关专家投入一段时间进行试点和评估,明确技术的经济可行性后再加以推广。技术试点成功后,随着技术成本下降和技术推广工作的深入,技术采用率会以较快的速度增长,当合适的耕地或农场都采用了这项技术后,技术采用率保持稳定。

美国在推广精准农业技术中最注重的是在技术试点示范后由研究者进行效益评估,并由大学负责向农民展示精准农业技术带来的收益,形成了农业科研、教育和推广三位一体的技术推广体系。研究者一般通过对比实验获取数据,对新技术的实施效果进行经济分析。他们会选择两块各方面条件类似的土地(一般是实验基地或者农民的耕地),分别采用精准农业生产方式和传统农业生产方式进行生产,再采用成本类、产量类、收益类的指标评估作为结果指标,并引入敏感性分析方法,综合比较两种生产模式的优劣(Yost等,2017)。这种直接向农民展示精准农业带来的收益是非常有效的技术推广方法(Mondal等,2009)。值得注意的是评估结果具有地域性,宣传和推广时需要保持谨慎。

丹麦则建立起完善的咨询服务体系推广精准农业技术。在丹麦,国家农业咨询中心的专家精通精准农业技术,并向地方农业咨询机构提供一般性的建议和技术推广服务。同时,地方农业咨询机构的专家也会向周边地区推广技术。作物种植专家与农民联系紧密,为农作物种植提供指导。考虑到精准农业的复杂性,各机构的专家开展合作,形成了一条完整的咨询链为农民提供咨询服务,如通过培训给农民介绍精准农业、向农民展示精准农业示范成果等(Pedersen等,2004)。此外,技术开发者与农民之间的交流也可以帮助技术开发者研制出符合农民切实需求的技术设备。

(二)破解小规模农田应用难题:“土地规模化 农民组织化化”、“高附加值农产品 低成本技术”

精准农业诞生于以大规模农场为主的美国。一些学者和政策制定者通常把精准农业和大规模农场相联系。但在实践中,精准农业理念和技术也受到了以小农为主的一些国家的认可。这些国家也在实践中探索出了适合本国国情和农情的精准农业发展路径。例如,日本曾为应对弃农抛荒规模大、食物供给率低的问题引入了精准农业技术。但由于农田面积小且分散,种植品种多样,农户经营型态、经营规模和经营动机不同,导致精准农业技术导入成本居高不下,技术没有真正发挥作用(温佳伟等,2014)。但是,日本经历过最初的摸索后发展成了目前世界上先进精准农业的代表国家之一。

日本主要通过三条途径实现精准农业。其一,通过农业基础设施建设与耕地整理为规模化经营和农业机械的引进创造条件。二战后,日本土地产权割裂、耕地面积小、基础设施不完善等问题导致农业机械难以引入,规模经营难以实现,农业生产效率低。但日本政府很重视农业基础设施建设,20世纪70年代是日本农业基础设施建设最集中的时期。农村地区建成了完善的基础设施体系,包括交通、通信、网络等与经济和生产活动相关的“经济基础设施”,以追求安全环境和高质量生活为目的的“防灾与环境基础设施”、“生活相关基础设施”,以向民众传递法律、制度和知识为目标的“制度基础设施”、“知识基础设施”等(崔成等,2012)。此外,在政府推动、农民协作、土地银行支持的合力下,日本进行了大规模的耕地整理,使耕地连成一片(王文龙,2016)。其二,创建精准农业共同体,提高农户的组织化程度,降低技术引入成本。精准农业共同体包括以懂技术和经营的农户为主体的农业经营团体和由从事精准农业技术研发和推广、农产品销售的企业搭建的技术平台两部分构成。农业经营团体主要负责组织农户学习农业经营的信息技术,技术平台则主要负责提供和推广精准农业技术(温家伟等,2014)。精准农业共同体还负责农田土壤和作物信息,农产品生产、流通、销售和消费信息,技术开发信息等相关信息数据的管理,并基于信息管理体系为农户提供信息。其三,研发成本更低、更轻便的小型精准农业技术设备。由于农田面积小,相应地,要求农业机械设备体积更小,但灵敏度更高。日本也致力于该类技术的研发。比如具有较高的灵敏度和精确性的小型土壤水分实时传感器(Shibusawa2001)、水稻变量施肥机等。

印度、马来西亚等可耕地面积较小且分散的发展中国家为提高本国农业竞争力,也基于自身农情和技术发展水平,通过合理选择农产品和技术,走出了一条“附加值较高的农产品 单项或少数几项精准农业技术”的精准农业技术应用模式。茶叶是印度重要的出口农产品之一,能带来较高的经济收益。印度在茶叶种植中采用精准农业技术。因为茶叶在农田里的种植是高度结构化的,在对每一块地的情况有所了解后就可以很快获得土壤测绘图。根据每一田块的特征,将劳动力分组,通过人工按需投入和作业,弥补技术上的不足。这种操作方式的成本很低,被很多茶农所应用。马来西亚的变量施肥也被用于橡胶、油棕的生产,但没有用于稻田。

此外,有一些成本较低的技术被证明适用于发展中国家的小农,如叶绿素计(Chlorophyll eterSPAD)和叶色卡(Leaf oler chartLCC)是简单便携的诊断工具,可以帮助农民测量农作物的氮元素含量。来自菲律宾、印度尼西亚、越南、孟加拉等国的实践表明叶色卡发挥了明显作用。此外,GIS技术也开始被小农场所用。伊朗的小农通过引入GIS技术定位和测定土壤和枣树的生长情况后,人工对枣树进行有针对性的处理,获得了良好的经济和环境效果(Mazloumzadeh等,2010)。印度尼西亚的小农基于GIS技术对土壤的测定结果确定可耕地范围及其合适种植的农作物种类(Mondal等,2009)。

(三)克服人才短缺困境:注重对青年农民的教育培训和资金支持

城市化进程中,农业劳动力特别是青壮年劳动力受城市“拉力”向外转移,加上人口老龄化趋势的影响,世界上大多国家农业都面临不同程度地优质劳动力短缺和人才流失问题。如日本曾出现过大规模弃农问题,欧洲各国从事农业经营的年轻人数量一直在下降,2012年由35岁以下农民经营的农场数只占6%

欧盟认识到了农业现代化进程中青年劳动力流失这一问题的严重性,在共同农业政策(Common agriculture policyCAP20142020中制定了“青年农场主计划”,鼓励年轻人从事农业生产,并在新建农场的前五年直接为他们的投资提供25%的资金补贴。德国对农业经营者实行准入制度,农民是由大学培养的专业人才,或是通过职业教育和培训获得专业资格的正式农民。其中职业教育还分初、中、高级三个层次,分别以实践操作技能、农业经营管理技能、企业管理和营销技能为重点。德国政府充分利用农村业余大学的资源筹办学习班(徐会苹,2013)。英国农民以农场主和职业经理人为主,他们多数也是经过培训且有职业资格证书的职业农民。

美国面临新一代农民数量不足、从事农业生产经营所需知识技能越来越复杂的问题,实施了“新农民发展计划(Beginning farmer and rancher development program)”,为新农民提供教育培训和技术援助。美国还实施了“新农民个人发展账户试验计划(Beginning farmer and rancher individual development accounts pilot)”。为收入水平在一定标准之下的农户提供商业理财教育,还为他们建立储蓄账户用于购买生产性资产,资金来源于联邦政府与地方政府拨款、农民自身的资金存入和托管人资金配套,由农民和非营利组织托管(夏益国,2015)。

(四)实践模式和发展趋势

各国、各地区在发展精准农业时会充分考虑要素禀赋、主产农作物、农业机械化程度、农业生产经营制度等农业发展特征,“因地制宜”形成了自己的精准农业实现路径。例如以美国、加拿大、澳大利亚为代表的由先进现代农业管理系统和农业机械设备支持的、以大规模农地播种、施肥、喷药、除草、收割等多环节精准作业为特征的大型高级精准农业模式;以荷兰、以色列为代表的、侧重自动化温室控制、精准化节水灌溉、水肥一体化等技术的小型工厂化精准农业模式;以日本、新西兰为代表的、以信息平台和技术平台为支撑的数字化精准农业模式等(杨盛琴,2014;温佳伟等,2014)。精准农业在阿根廷、巴西、印度、马来西亚等发展中国家也方兴未艾,主要是将单项或少数几项精准农业技术应用于茶叶、油棕、甘蔗等经济类作物的种植中(Mondal等,2009)。

Rabbinge等(2012)认为虽然各地区农业发展水平不一,但总体来看农业发展有六大趋势:农业生产力不断提升、农业发展中融入先进的产业和信息技术、食品供给链的衔接、农业多功能性的发挥、社会对食品和健康问题的关注度增加和对生物技术及其成果的应用。可见,精准农业与农业未来发展的重要趋势相契合,实践中也逐渐成为了许多发达国家和发展中国家推进农业现代化的共同选择。

2014年IBISWorld咨询公司的研究认为,未来5年,美国精准农业市场将以每年5.3%的速度增长,到2019年市场规模将达到15亿美元。普渡大学发布的2015年第17次全美精准农业技术应用调研报告显示,GPS导航/自动控制技术和精准农业服务技术的应用在过去十几年呈现出迅速增长的趋势,在被访者中应用率均超过了80%Market Data Forecast咨询公司的研究表明,亚太地区精准农业市场在2018年的市值为8.7亿美元,并预测市值会以18.9%的比率增长,到2023年达到20.6亿美元。随着精准农业技术成本降低和精准农业在实践中取得的成效逐渐为人所知,会有越来越多国家和地区的政策制定者和农业生产者认可并接受这种能够节本增效的农业生产经营方式。

四、精准农业的中国实践:发展现状、制约因素和政策建议

(一)我国精准农业发展现状

精准农业解决了“怎样种好地”的问题,在美国、加拿大、德国等发达国家的现代化农业生产中发挥重要作用。在我国,虽然精准农业的发展理念受到了学界和政界的广泛认可,信息技术也迅猛发展,但由于长期以来农业技术研发和装备制造水平相对落后、土地细碎化问题严重、农业高素质劳动力缺乏等现实因素的制约,精准农业生产经营模式发展较慢,目前仍主要处于试点示范阶段。

目前精准农业的试点示范主要在新疆、黑龙江、吉林等较大规模的农地上开展,取得了较好的成果。从示范效果来看,我国自主开发的北斗卫星定位导航系统能提供高精度位置服务,是精准农业实践中重要的技术支撑。举例来说,在新疆,多处农机站利用北斗卫星定位信号,实现了农机自动驾驶、无人机高精度航测和智能规划作业等(王海涛等,2017)。在国家发展和改革委员会战略新兴产业北斗导航发展专项资金的资助下,哈尔滨航天恒星数据系统科技有限公司于2014年实施哈尔滨北斗精准农业综合应用示范项目,构建了包括基础云平台、农机管理与指挥调度系统、农情监测与决策支持系统等软件系统的精准农业综合服务平台,实现了测土配方、自动驾驶等。项目研发成果哈尔滨市呼兰区平坊合作社和五常市农业互联网中心的应用示范提高了作业精度和农产品质量(龙珂等,2017)。此外,配方施肥技术已发展成熟,无人机在农药喷洒中发挥了较好的作用,杂草和病虫害识别技术也取得了进展,但遥感技术和变量施肥播种技术与发达国家还存在较大差距。

(二)我国精准农业发展的制约因素和政策建议

1.精准农业技术水平落后且对新技术的评估

不足,在注重研发的同时应及时开展技术设备的经济和环境效益评估。目前,我国占市场需求90%以上的国产农业装备为中低端产品,核心技术和高端设备主要依赖进口,不能全面满足精准农业发展的需要。近年来,企业和科研院所都致力于精准农业关键技术设备的研发和突破。需要注意的是,在新技术设备的自主研发中,应提高不同生产商提供的技术设备的兼容性。长期来看,这样才便于农业生产经营者因地制宜、因时制宜地引进技术设备,构建符合需求的精准农业运作系统。与此同时,应借鉴发达国家经验,在完成技术研发之后、进行技术推广之前,由专家对新技术、新设备应用的经济效益和环境效益进行科学评估。其中,经济效益评估结果能为农业生产经营者技术采用决策提供重要支持,环境效益评估结果能为精准农业技术应用的补贴政策提供参考。国外已在精准农业技术效益评估方面积累了不少经验。我国精准农业技术评估还在起步阶段,大多数只评估了单项技术的实施效果,对多项技术集成的效益评估很少见。研究者应注重田间试验数据的积累和评估方法的改进,并进一步分析土地规模、土壤条件、作物种类等对评估结果的影响。

在完成好技术设备研发和效益评估后,应基于评估结果,有针对性地进行技术推广。其次,精准农业技术推广工作要求各种社会力量广泛参与,分工协作合力为精准农业技术采用者提供培训教育、咨询指导、技术设备维护修理等服务。一般来说,精准农业技术既具备“经营性农业技术”的特征,能给农民带来经济回报,又具备“公益性农业技术”的特征,能对生态环境和社会经济产生正面溢出效应,因此,农业企业和政府、高等院校、科研机构应共同承担起精准农业技术的推广工作,其中政府部门应加强基层技术推广队伍建设。此外,一些针对某些地区、某些作物的特点而研发的精准农业技术属于“俱乐部型农业技术”,其推广主体则主要是农村专业技术协会、农民合作经济组织和村集体。

2.土地流转增速下降,应在推动规模化经营

的同时,创新小农与精准农业发展有机衔接的机制。从世界范围内来看,规模经营是很多发达国家实现精准农业,迈向农业现代化的必经之路。长期以来,我国政策也支持土地流转和规模经营。土地流转面积从2007年的0.64亿亩增长到了2016年底的4.71亿亩,土地流转面积占家庭经营承包总面积的35.1%。目前,普通农户主要通过土地租赁和股份合作的方式进行流转。但近年来土地流转增速呈现下降趋势,从20134.5%下降到了2016年的1.8%(魏后凯等,2017)。为了推进土地流转,不仅需要建立健全土地流转市场体系,还应从农民的角度出发,解决好农业剩余劳动力转移、进城务工人员和农村人口社会保障等相关问题,减少农民对土地的依赖,增强农民流转土地的意愿。

尽管土地流转比例不小,但我国土地总体经营规模仍然较小。2015年土地经营面积在10亩以下的农户占全国农户总数的79.6%,土地经营面积在30亩以上的农户仅占3.9%[3]。在较长的一段时期内,我国土地可能仍将以小规模经营为主(孔祥智等,2018)。如何实现小农与精准农业发展的有机衔接成为了重要课题。一方面,可以借鉴印度、马来西亚等国家的经验,先通过“附加值较高的农作物 单项或少数几项精准农业技术”的模式实现初级精准农业。在茶叶、甘蔗、棉花、花果等附加值较高的经济作物生产中采用一些成本较低的精准农业技术来辅助农业生产决策,设计投入方案,最终通过人工劳作来投入要素。另一方面,可以以服务带动规模化经营。具体来说,应引导农民合作社、龙头企业和家庭农场等新型农业经营主体从事农业生产性服务,同时也鼓励工商资本合理投资农业生产性服务业。实践中,小农户在不流转土地经营权的前提下,委托农业生产性服务组织完成农业生产中的部分或全部环节的“农业生产托管”方式在河南、河北、浙江等省份取得了较好的成效(冀名峰,2018)。

3.农村劳动力持续外流,应加快构建新型职

业农民队伍,并完善农村信息化基础设施以吸引人才从而支持精准农业发展。随着工业化、城镇化程度的加深,越来越多的青壮年劳动力,特别是男性劳动力,选择离开农村从事非农工作。《农民工监测调查报告》数据显示,2008年至2017年,我国外出农民工数量逐年增长,2017年总量为17185万人。这导致农业生产中的人力资本水平下降,农业生产者受教育水平低、老龄化、兼业化。劳动力转移不能以农业衰退为代价,应贯彻落实《国家中长期人才发展规划纲要(20102020年)》、《全国农业现代化规划(20162020年)》的部署和《“十三五”全国新型职业农民培育发展规划》的要求,并借鉴发达国家经验,以青年农民的培训为重点,加快建立起结构合理、素质优良的新型职业农民队伍,为支持精准农业的发展提供人才支撑。

从日本的发展经验来看,完善的农村基础设施能增加农村对人才的吸引力。为实现精准农业,信息化基础设施建设最为关键。2016年底,我国接入固定宽带和移动宽带的家庭占比分别为52.6%58.1%,其中农村家庭宽带普及率低于城市。农村信息化建设投资规模大,单靠政府财政投入无法满足现实要求;同时由于建设周期长,电信运营商参与动力不足。借鉴日韩经验,在农村信息化基础设施建设中以政府与工商资本合作(Public-private partnershipPPP)项目的形式发挥民间资本的作用。具体来说,政府应鼓励电信设施向民间资本开放,支持民间资本以资本入股、业务代理、网络代维等多种形式与基础电信企业开展合作,参与农村信息化基础设施建设。

五、结论

农业生产经营方式会随社会发展、技术进步、制度和市场环境变化而不断演进(Rabbinge等,2012)。精准农业是由社会对生态环境保护的诉求和对高产量、高质量食品的需求所诱致,由生物、工业、信息等技术迅速发展所促成的农业生产经营方式创新结果,并在许多国家的实践中被证明是实现农业绿色发展和农业现代化的有效途径。精准农业的发展尊重了生产者和消费者的利益,并能在节约自然资源、保护生态环境、保障食物供给和食品安全、提高政府对农业生产经营的信息化管理能力等方面发挥作用。

精准农业自20世纪80年代中期诞生以来,已在很多发达国家和发展中国家的农业生产经营中被付诸实践。各国在对精准农业的实践中也曾遇到过一些问题,突出体现在以下三个方面:精准农业技术设备引入初期采用率增长慢,以小规模、分散农田为主的国家精准农业引入成本高,精准农业发展面临劳动力素质、技能不高和老龄化的人才短板。各国根据自身问题和资源采取了相应的解决办法,探索出了适合本国精准农业发展的道路。

精准农业在世界范围内的发展是大势所趋。我国精准农业试点示范项目取得了较好的成果,但总体仍处于精准农业发展的初步阶段。我国在精准农业发展中面临精准农业技术水平落后且对新技术的评估不足、土地流转增速下降、农村劳动力持续外流的问题,精准农业发展的技术支持、土地规模保障和人才支撑都略显不足。借鉴国际经验,应明确“技术研发和评估推广并重”、“大规模农场和小农双赢”和“人才队伍和基础设施共建”的实践方针,以推进精准农业的发展,加快农业现代化的实现。


参考文献:

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注释:

1、FAO2009)预测,世界人口数将在2050年达到92亿人左右

2、数据来源于国家统计局农村社会经济调查司编《中国农村统计年鉴(2017)》

3、数据来源于农业部农村经济体制与经营管理司、农业部农村合作经济经营管理总站编《中国农村经营管理统计年报(2015)》