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)只有與關鍵智慧和重要智慧體系結合起來，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)的關鍵智慧包含綠色智慧和特色智慧，其中關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)有機結合，是智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

關鍵詞: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)就是應用現(xiàn)代信息技術成果，集成應用計算機與網(wǎng)絡技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、音視頻技術、3S技術、無線通信技術及專家知識，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)模化養(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)文明建設已上升到國家戰(zhàn)略，農(nóng)業(yè)是生態(tài)產(chǎn)業(yè)，更應重視。具體來說，既要借助智能化手段利用好生態(tài)服務功能價值，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，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，建設健康穩(wěn)定的田園生態(tài)系統(tǒng)。智慧農(nóng)業(yè)應遵循的原則是生產(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)建設也要與生產(chǎn)的發(fā)展和生活的改善相適應。智慧農(nóng)業(yè)要有利于農(nóng)業(yè)供給側生態(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。當前人們普遍關注的是地上生產(chǎn)量，今后要更多地關注地下生產(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)含量和團粒結構比重會不斷提高，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科研文獻和學術理論研究后，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。通過查詢相關學術研究，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。在歸納分析的基礎上，我們認為，“中醫(yī)農(nóng)業(yè)”就是將中醫(yī)原理和方法應用于農(nóng)業(yè)領域，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)是物理技術和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機結合，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施農(nóng)業(yè)，通過大棚等人為設施增加植物的光、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)方式值得高度關注：

在防疫和植保技術方面，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。

在生長技術方面，用物理學方法優(yōu)化動植物生長。例如，應用空間電場與二氧化碳同補，使農(nóng)作物產(chǎn)量倍增；應用光控生殖工藝，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)還應關注的重點

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)的有機結合，從而構建出智慧型高效生態(tài)農(nóng)業(yè)體系。其實，智慧農(nóng)業(yè)不僅僅是應用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術，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)必須構建起生物科技與物理科技有機結合的體系，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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