13 2020 05 第3期 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展研究所研究員 朱立志 智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵 智慧 和重要體系 我們通常認(rèn)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(jì)算機(jī)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(jìn)行控制 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的智能感知 智能分析 智能 預(yù)警 智能決策 精準(zhǔn)種養(yǎng) 可視管理 但 實(shí)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(shí)要加強(qiáng)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(xué)肥料和農(nóng) 藥提高了一時(shí)的耕地利用率 但卻嚴(yán)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(xué)投入有機(jī)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(shí) 摘 要 要 現(xiàn)實(shí)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(jìn)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(jī)結(jié)合 是智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向 關(guān)鍵詞 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(xiàn)標(biāo)識碼 A DOI 10 16619 10 1264 d 2020 19 003 14 國家治理 Governance 智慧農(nóng)業(yè) 從理論到實(shí)踐 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(fù)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(diǎn)源污染 主要由規(guī) ?；B(yǎng)殖造成 但本質(zhì)上卻是十分復(fù)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(yán)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(xué)投入 品 如化學(xué)肥料和化學(xué)農(nóng)藥 以及其他有害 物質(zhì)造成 氣體污染也很復(fù)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(yuǎn)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?jiān)谙M(fèi)鏈上的 循環(huán)污染 這種污染治理十分困難 一定要 注重運(yùn)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(jià)值 還要借 助智能化動態(tài)監(jiān)測界定當(dāng)?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(qiáng)對農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)空 間的整體保護(hù) 修復(fù)和完善農(nóng)業(yè)生態(tài)廊道 恢復(fù)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(shí)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(yùn)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(diǎn)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?qiáng)大的市場競爭力 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(biāo)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(yùn)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(qiáng) 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(jìn)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(dāng)?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(jìn)一步 挖掘當(dāng)?shù)靥厣A賦的作用 還能促進(jìn)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(jià)值增長點(diǎn)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 15 2020 05 第3期 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(jìn)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(shí) 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(jìn)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(jìn)污染治理智能化 同 時(shí) 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(dāng)?shù)?的農(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(jià)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(jìn) 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(shí) 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(dāng)?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(jìn)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) 現(xiàn)實(shí)中 由于市場 不完善 質(zhì)量和價(jià)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(xué)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(jì)效益的同時(shí) 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(xué)原理建立的農(nóng)業(yè) 科技體系 強(qiáng)調(diào)通過促進(jìn)自然過程和各種生 物學(xué)過程來促進(jìn)動植物生長 并建立起有效 的生物防疫和生物保護(hù)體系 實(shí)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(xué)過程 使動植物健康生長 農(nóng) 產(chǎn)品高產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 同時(shí) 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(dá)到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 16 國家治理 Governance 智慧農(nóng)業(yè) 從理論到實(shí)踐 的多維循環(huán)增值 實(shí)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(fèi)用低于 系統(tǒng)外對應(yīng)資源輸入的增加費(fèi)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(fèi)用 生物農(nóng)業(yè)科技在土壤修復(fù)方面將發(fā)揮 重大作用 當(dāng)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(fù)土壤的重大作用 土壤中的生物群落會得 到較快恢復(fù) 土壤的理化性狀會越來越好 土壤的有機(jī)質(zhì)含量和團(tuán)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(xué)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(xiàn)和學(xué)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(fù)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(xué)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(xué)術(shù)研究 可以發(fā)現(xiàn)已有 大量科研文獻(xiàn)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(jìn)健康生長的作 用 并且能有效地修復(fù)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(rèn)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(hù)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(jìn)動植物生長 利用藥用植物與 其他生物群落之間的促進(jìn) 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(jī)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(xué)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(shí) 物理農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)不止這些 用途潛力十 分巨大 當(dāng)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(xué)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(xué)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(bǔ) 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(qiáng)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(qiáng)的生命力和發(fā)芽率等 17 2020 05 第3期 智慧農(nóng)業(yè)還應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn) 智慧農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn) 必將依靠生物農(nóng)業(yè) 與物理農(nóng)業(yè)的有機(jī)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(shí) 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(jī)結(jié)合的體系 否則就不具 備大智慧 實(shí)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(yù)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(qiáng)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(zāi)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 基于次生代謝產(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(xué)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(qiáng)做大 本文受中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目 項(xiàng)目編 號 ASTIP IAED 2020 01 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院協(xié) 同創(chuàng)新項(xiàng)目 新時(shí)期國家糧食安全戰(zhàn)略研究 項(xiàng)目 編號 CAAS ZDRW202012 資助 參考文獻(xiàn) 1 朱立志 我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展 的內(nèi)涵 挑戰(zhàn)與戰(zhàn)略思路 理論探 討 2014年第4期 2 朱立志 糧食持續(xù)增長后的冷思 考 農(nóng)民日報(bào) 2013年1月22日 3 張莉 生物農(nóng)業(yè)引領(lǐng)農(nóng)業(yè)發(fā)展新 前景 中國城市金融 2018年第 2期 4 章力建 朱立志 王立平 發(fā)展 中醫(yī)農(nóng)業(yè) 促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的思 考 中國農(nóng)業(yè)信息 2016年第 22期 5 朱立志 加快步伐發(fā)展 中醫(yī)農(nóng) 業(yè) 農(nóng)民日報(bào) 2017年4月29日 6 唐靜 物理農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 中的應(yīng)用研究 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技 2018年第16期 7 朱立志 對新時(shí)期我國生態(tài)農(nóng) 業(yè)建設(shè)的思考 中國科學(xué)院院刊 2013年第3期 8 朱立志 三型 農(nóng)業(yè)是新時(shí)期 農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向 理論探討 2015 年第6期 9 朱立志 秸稈綜合利用與秸稈產(chǎn) 業(yè)發(fā)展 中國科學(xué)院院刊 2017年 第10期 10 劉立新 梁鳴早 植物次生代 謝作用及其產(chǎn)物概述 中國土壤與肥 料 2009第5期 責(zé)編 李 懿 司文君