摘 要:現(xiàn)實中普遍存在的智慧農(nóng)業(yè)，往往只是智能化農(nóng)業(yè)。智能化農(nóng)業(yè)只有與關(guān)鍵智慧和重要智慧體系結(jié)合起來，才算具備大智慧，才能成為真正的智慧農(nóng)業(yè)。智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵智慧包含綠色智慧和特色智慧，其中關(guān)鍵智慧必須通過智慧體系才能促進智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，才能解決農(nóng)業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵問題。生物農(nóng)業(yè)和物理農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)智慧體系的重要組成部分，將生物農(nóng)業(yè)和物理農(nóng)業(yè)有機結(jié)合，是智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞:智慧農(nóng)業(yè) 綠色智慧 特色智慧 生物農(nóng)業(yè) 物理農(nóng)業(yè)

【中圖分類號】S-1 【文獻標識碼】A

我們通常認為，智慧農(nóng)業(yè)就是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)成果，集成應(yīng)用計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、音視頻技術(shù)、3S技術(shù)、無線通信技術(shù)及專家知識，通過移動平臺或者電腦平臺及傳感器對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行控制，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的智能感知、智能分析、智能預警、智能決策、精準種養(yǎng)、可視管理。但實踐中，如果我們僅停留在這些闡述上，往往只能算得上智能化農(nóng)業(yè)。

智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵“智慧”

綠色智慧

具備綠色智慧，需要從資源、環(huán)境和生態(tài)三方面著手。資源著重于如何利用，環(huán)境著重于如何影響，生態(tài)著重于如何協(xié)調(diào)。

在資源方面，借助智能化手段，既有助于提高資源利用效率，還符合資源承載力，能夠避免農(nóng)業(yè)產(chǎn)生對資源的掠奪性經(jīng)營。要不斷提高資源質(zhì)量以增加資源承載力，同時要加強資源循環(huán)利用，讓資源在循環(huán)中增值，使有限的資源發(fā)揮更大的作用。例如，農(nóng)業(yè)最重要的資源是耕地，而耕地是有生命的，生物群落是其中的重要成分。在耕地利用方面，雖然過度施用化學肥料和農(nóng)藥提高了一時的耕地利用率，但卻嚴重破壞了耕地質(zhì)量，尤其是致使土壤中的生物群落衰竭，酸堿失衡，直接影響植物根系的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)。長此以往，耕地的承載力會不斷削弱。相反，如果我們在智能化檢測分析的基礎(chǔ)上科學投入有機肥料和必需中微量營養(yǎng)元素，會不斷培肥土壤，使耕地資源在利用中循環(huán)增值，承載力不斷提高。

在環(huán)境方面，既要智能化分析并隨時掌控環(huán)境污染存量，還要確定環(huán)境容量，不斷化解環(huán)境污染的負面影響。農(nóng)業(yè)活動造成的環(huán)境污染雖然從表面上看是面源污染（主要由農(nóng)田生產(chǎn)造成）和點源污染（主要由規(guī)?；B(yǎng)殖造成），但本質(zhì)上卻是十分復雜的水、土、氣、生污染鏈條循環(huán)富集的立體污染。例如，水污染不僅涉及到地表水污染，如江河湖塘的污染，更嚴重的是地下水污染；土壤污染主要由不合理的農(nóng)業(yè)化學投入品（如化學肥料和化學農(nóng)藥）以及其他有害物質(zhì)造成；氣體污染也很復雜，農(nóng)業(yè)排放的污染氣體除了農(nóng)藥化肥造成的有害氣體外，還有大量的溫室氣體；生物污染遠不止農(nóng)產(chǎn)品污染，而是整個生物鏈上的污染，不僅包括農(nóng)業(yè)內(nèi)部動植物以及微生物等生物群落間的循環(huán)污染，還包括食品農(nóng)殘在消費鏈上的循環(huán)污染。這種污染治理十分困難，一定要注重運用現(xiàn)代智能化手段源頭防控，而不能僅僅偏重于末端治理。

與資源和環(huán)境相比，生態(tài)是最高層次。生態(tài)文明建設(shè)已上升到國家戰(zhàn)略，農(nóng)業(yè)是生態(tài)產(chǎn)業(yè)，更應(yīng)重視。具體來說，既要借助智能化手段利用好生態(tài)服務(wù)功能價值，還要借助智能化動態(tài)監(jiān)測界定當?shù)氐纳鷳B(tài)閾值，如利用3S技術(shù)，避免對生態(tài)造成系統(tǒng)性的破壞。通過智能化手段加強對農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)空間的整體保護，修復和完善農(nóng)業(yè)生態(tài)廊道，恢復田間生物群落和生態(tài)鏈，建設(shè)健康穩(wěn)定的田園生態(tài)系統(tǒng)。智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)遵循的原則是生產(chǎn)、生活、生態(tài)“三生共贏”，生產(chǎn)和生活不能破壞生態(tài)，同時生態(tài)建設(shè)也要與生產(chǎn)的發(fā)展和生活的改善相適應(yīng)。智慧農(nóng)業(yè)要有利于農(nóng)業(yè)供給側(cè)生態(tài)轉(zhuǎn)型，這是根源問題，不解決這個問題，就沒有高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地，從而很難提供優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。

特色智慧

特色智慧是運用智能化手段建立各地自然稟賦的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)其特點發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，這樣，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系才能具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷姶蟮氖袌龈偁幜Α?/p>

每個地方都有自己特有的自然稟賦，除了大氣候形成的自然稟賦以外，還有小氣候營造的小范圍自然稟賦，另外，地形地貌、林田湖草、土質(zhì)水質(zhì)等因素也能構(gòu)建出特有的自然稟賦。這些因素對形成地理標識、生態(tài)原產(chǎn)地、道地藥材等特色農(nóng)產(chǎn)品有著重要作用，智慧農(nóng)業(yè)必須運用智能化手段開發(fā)這些特色農(nóng)產(chǎn)品以打造特色產(chǎn)業(yè)。

過去我們講農(nóng)業(yè)，只是講一產(chǎn)，也就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而對于農(nóng)產(chǎn)品加工、物流和市場以及社會化服務(wù)等農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈上的其他環(huán)節(jié)，考慮得很少。今后，智慧農(nóng)業(yè)必須在產(chǎn)業(yè)鏈上加長加粗、做大做強，要利用信息收集、處理、反饋等智能化手段打造一二三產(chǎn)業(yè)融合的特色產(chǎn)業(yè)集群。此外，要進行產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，各地可根據(jù)常規(guī)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的廢棄物特性和當?shù)靥赜袟l件，發(fā)展廢棄物資源化利用的靜脈產(chǎn)業(yè)，這類靜脈產(chǎn)業(yè)不僅能進一步挖掘當?shù)靥厣A賦的作用，還能促進生產(chǎn)常規(guī)農(nóng)產(chǎn)品的動脈產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并與之結(jié)合形成高盈利靜動脈產(chǎn)業(yè)集群。我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用一直走不出困境，一個關(guān)鍵性的問題便是沒有抓住特色價值增長點形成高盈利的智慧農(nóng)業(yè)靜動脈產(chǎn)業(yè)體系。

智慧農(nóng)業(yè)除一二三產(chǎn)業(yè)縱向融合外，還要形成農(nóng)業(yè)文化旅游橫向融合。要讓特色農(nóng)業(yè)促進特色文化和特色旅游，反過來特色文化和特色旅游會提升特色農(nóng)業(yè)品牌拉動農(nóng)業(yè)發(fā)展；同時，以特色文化催生特色旅游，特色旅游帶動特色文化，并以特色文化提升特色旅游品牌。這樣，就會完整打造出農(nóng)業(yè)文化旅游三類產(chǎn)業(yè)集聚的特色智慧航母。農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境適合打造全域特色旅游的，要充分開發(fā)旅游資源，并用信息技術(shù)進行整合。此外，智慧農(nóng)業(yè)還要發(fā)揮農(nóng)業(yè)農(nóng)村的多功能性，不僅提供安全的農(nóng)產(chǎn)品，還要提供干凈的水、氣和環(huán)境，促進污染治理智能化。同時，考慮到特色文化對特色農(nóng)業(yè)和特色旅游有著重要拉動作用，一定要充分挖掘當?shù)氐霓r(nóng)耕文化、鄉(xiāng)土文化、歷史文化、民族文化，抓好文化振興，通過智慧型價值鏈形成新型產(chǎn)業(yè)集群。

另外，智慧農(nóng)業(yè)還要突破固有思維進行創(chuàng)新。例如糧食方面，除了糧食主產(chǎn)區(qū)的“耕地糧食”，還要有非糧食主產(chǎn)區(qū)的特色“山水糧食”。將來，中國的糧食產(chǎn)業(yè)體系應(yīng)該是智慧型糧食產(chǎn)業(yè)體系，形成以“耕地糧食”為主，“山水糧食”為輔的“立體糧食”戰(zhàn)略格局，改變單一的“耕地糧食”產(chǎn)業(yè)狀況。“山水糧食”在每個地方都不一樣，是典型的特色智慧農(nóng)業(yè)范疇。例如，我國水域遼闊、山地廣袤，但在糧食范疇內(nèi)，水生植物淀粉一直被忽視，如菱角、芡實、芋頭、蓮藕等，山林植物淀粉的生產(chǎn)潛力也沒有充分發(fā)揮，如板栗、核桃、杏仁、榛子、柿子等。這類“山水糧食”潛力巨大，各地如根據(jù)當?shù)刈匀环A賦發(fā)展智慧型的功能性“立體糧食”產(chǎn)業(yè)，將大有可為。

發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的重要體系

體系概述

關(guān)鍵智慧必須借助智慧體系才能促進智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，才能解決農(nóng)業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵問題。長期以來，我們的農(nóng)業(yè)科技體系偏重于高產(chǎn)，而忽略了生態(tài)?，F(xiàn)實中，由于市場不完善，質(zhì)量和價格很難對等，一般只能通過高產(chǎn)得效益，而不是通過生態(tài)得效益，要做到既生態(tài)又高效很難。而智慧農(nóng)業(yè)必須具有高效生態(tài)的智慧體系，否則將不可持續(xù)，更談不上智慧。

高效生態(tài)的智慧體系就是在常規(guī)農(nóng)業(yè)體系中糾正化學投入品的過度使用，增加生物農(nóng)業(yè)科技和物理農(nóng)業(yè)科技的使用力度，從而在為農(nóng)業(yè)帶來更高經(jīng)濟效益的同時，還能產(chǎn)生更大的生態(tài)效益。換句話說，高效生態(tài)的智慧體系是基于生態(tài)理念建立起來的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系，具備大智慧。

生物農(nóng)業(yè)

生物農(nóng)業(yè)是根據(jù)生物學原理建立的農(nóng)業(yè)科技體系，強調(diào)通過促進自然過程和各種生物學過程來促進動植物生長，并建立起有效的生物防疫和生物保護體系，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的生態(tài)平衡。生物農(nóng)業(yè)科技除涉及生物肥料、生物農(nóng)藥、生物飼料和生物獸藥外，未來還將更多地參與到動植物體內(nèi)的代謝系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等生物學過程，使動植物健康生長，農(nóng)產(chǎn)品高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

同時，生物農(nóng)業(yè)科技還將注重動植物等生物群落之間的物質(zhì)與能量交換，以生物高效循環(huán)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，達到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的多維循環(huán)增值。實踐中這種循環(huán)的前提是系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量再利用的資源化費用低于系統(tǒng)外對應(yīng)資源輸入的增加費用，可通過生物農(nóng)業(yè)科技提高循環(huán)轉(zhuǎn)化水平，降低系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量再利用的資源化費用。

生物農(nóng)業(yè)科技在土壤修復方面將發(fā)揮重大作用。當前人們普遍關(guān)注的是地上生產(chǎn)量，今后要更多地關(guān)注地下生產(chǎn)力，“藏力于地”。如果我們充分發(fā)揮生物農(nóng)業(yè)科技修復土壤的重大作用，土壤中的生物群落會得到較快恢復，土壤的理化性狀會越來越好，土壤的有機質(zhì)含量和團粒結(jié)構(gòu)比重會不斷提高，耕地的質(zhì)量問題也就迎刃而解了。在這樣好的土地上，農(nóng)產(chǎn)品供給也必然會穩(wěn)步增長。

中國農(nóng)業(yè)科學院原副院長章力建與筆者通過大量調(diào)研、歷史資料分析以及相關(guān)科研文獻和學術(shù)理論研究后，提出了具有中國特色的智慧型生態(tài)農(nóng)業(yè)的特效模式——“中醫(yī)農(nóng)業(yè)”，這是生物農(nóng)業(yè)的新范疇。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，多省農(nóng)業(yè)基地上施用過以中草藥為原料制成的植物性農(nóng)藥、土壤修復劑、葉面肥的種植業(yè)產(chǎn)品和飼喂過中草藥的畜禽和水產(chǎn)品，不僅口感變好、產(chǎn)量增加，而且官方檢測顯示農(nóng)殘普遍大幅降低。此外，由于大量減少了化學投入品以及抗生素和激素的使用，總體上成本低于對照，而且顯著減輕了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)殘問題。通過查詢相關(guān)學術(shù)研究，可以發(fā)現(xiàn)已有大量科研文獻資料顯示，中醫(yī)的原理和方法對動植物有醫(yī)治病蟲害、促進健康生長的作用，并且能有效地修復農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境污染。在歸納分析的基礎(chǔ)上，我們認為，“中醫(yī)農(nóng)業(yè)”就是將中醫(yī)原理和方法應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，利用中草藥保護動植物生長、利用“中草藥+微生物+天然礦物營養(yǎng)元素”的組合搭配促進動植物生長、利用藥用植物與其他生物群落之間的促進、抑制作用優(yōu)化動植物生長。

物理農(nóng)業(yè)

物理農(nóng)業(yè)是物理技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機結(jié)合，是利用光、熱、聲、電、磁等物理因子操控動植物的生長發(fā)育及其生活環(huán)境，從而減少對化學農(nóng)業(yè)的依賴，提高自然生產(chǎn)力，最終獲取高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全的農(nóng)產(chǎn)品。常規(guī)的物理農(nóng)業(yè)就是我們常常見到的設(shè)施農(nóng)業(yè)，通過大棚等人為設(shè)施增加植物的光、熱供給，此外還有燈光誘蟲、音樂養(yǎng)殖等。其實，物理農(nóng)業(yè)遠不止這些，用途潛力十分巨大。當前，以下物理農(nóng)業(yè)方式值得高度關(guān)注：

在防疫和植保技術(shù)方面，用物理學方法殺滅病原微生物、害蟲和雜草等不利于畜禽、魚類和農(nóng)作物生長的生物。例如，利用靜電和電擊技術(shù)殺滅螨蟲和蠅類害蟲；使用電磁輻射使禽畜養(yǎng)殖場環(huán)境凈化為禽畜提供衛(wèi)生的生活環(huán)境。

在生長技術(shù)方面，用物理學方法優(yōu)化動植物生長。例如，應(yīng)用空間電場與二氧化碳同補，使農(nóng)作物產(chǎn)量倍增；應(yīng)用光控生殖工藝，調(diào)理家禽、水生動物的生殖生長、排卵、受精等；利用強度適中的聲波，刺激種子中的分子活性，使幼芽容易破皮而出，加快種子發(fā)芽速度；磁化處理種子，提高種子酶活性，使種子有更強的生命力和發(fā)芽率等。

智慧農(nóng)業(yè)還應(yīng)關(guān)注的重點

智慧農(nóng)業(yè)的實現(xiàn)，必將依靠生物農(nóng)業(yè)與物理農(nóng)業(yè)的有機結(jié)合，從而構(gòu)建出智慧型高效生態(tài)農(nóng)業(yè)體系。其實，智慧農(nóng)業(yè)不僅僅是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，這只是智慧農(nóng)業(yè)的第一層次——智能化農(nóng)業(yè)。從深層次方面來看，智慧農(nóng)業(yè)必須構(gòu)建起生物科技與物理科技有機結(jié)合的體系，否則就不具備大智慧。實際上，將生物農(nóng)業(yè)與物理農(nóng)業(yè)結(jié)合起來，由跟蹤型調(diào)控變成預見型調(diào)控，由外在型調(diào)控變成內(nèi)外互動型調(diào)控，是智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。生物農(nóng)業(yè)與物理農(nóng)業(yè)科技的結(jié)合可以加強動植物的次生代謝。次生代謝的不同產(chǎn)物具有不同的效用，在參與生命活動的調(diào)節(jié)、參與光合作用過程、抗擊災害性天氣和對抗病蟲草害等方面都大有可為，可以有效提升我國農(nóng)業(yè)的韌性。生物的次生代謝產(chǎn)物中也含有大量的人類必需的營養(yǎng)成分，如特殊氨基酸、白藜蘆醇、兒茶素、異黃酮、番茄紅素、葉黃素、葉酸、類胡蘿卜素等?；诖紊x產(chǎn)物通常所具有的功能性，相應(yīng)的農(nóng)產(chǎn)品可以對接藥食同源、保健和特殊醫(yī)學用途的三類功能性食品，再對接康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)，可以形成龐大的智慧產(chǎn)業(yè)，未來發(fā)展空間、潛力無限，必須做強做大。

【本文作者為中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與發(fā)展研究所研究員；本文受中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程項目（項目編號：ASTIP-IAED-2020-01）、中國農(nóng)業(yè)科學院協(xié)同創(chuàng)新項目“新時期國家糧食安全戰(zhàn)略研究”（項目編號：CAAS-ZDRW202012）資助】

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責編：李 懿 / 司文君

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