在工業化、信息化、城鎮化和農業現代化同步推進的過程中，農業作為工業生產原材料的提供行業和工業制成品的使用行業，在“工業4.0”的推動下——

    2013年，德國正式提出了“工業4.0”的概念，明確了信息化在工業化中的重要作用。時隔兩年，2015年，“農業4.0”也喧囂塵上。

    近日，北京市供銷合作總社（以下簡稱“北京供銷總社”）打出的現代農業4.0出現在2015北京國際農業·農產品展覽會上，便引來業內人士的關注。

    其實，“農業4.0”早在年初就有苗頭。當時，有業內專家呼吁將“工業4.0”應用到農業領域。

    《中國科學報》記者在采訪中了解到，“工業4.0”打破了傳統的行業界限，帶來跨行業的重組和融合，而農業作為工業生產原材料的提供行業和工業制成品的使用行業，也必將融入這場時代的變革中。

    一個概念的誕生

    到2015年底，北京市大興區留民營將有這樣種植的500畝西紅柿：它們不是長在土里，而是采用水培的方式；人進去的時候要穿防護服，以防止細菌進入；溫室大棚根據需要自動調整光線，西紅柿需要快速生長時光線是直射的，而需要慢慢生長時則調整到斜射的角度。

    這就是北京供銷總社計劃打造的現代農業4.0，年底將在大興區留民營啟動試點。

    據北京供銷總社合作指導部部長劉甫強介紹，由于全年均可生產，這里的產量相當于普通西紅柿的八至十倍。由于物聯網技術的運用，這些西紅柿將實現全程可追溯。

    對此，北京供銷總社將現代農業4.0定義為：采用現代化工業生產方式和自動化控制系統，將世界最先進的種植技術、結合大數據分析，運用物聯網傳感器和軟件通過移動平臺或者電腦平臺對農業生產進行控制，實現農產品全程追溯，使農業生產更具有“智慧”，從而生產出高效、安全、綠色的農產品。

    而在長期從事農業信息化研究的中國農業大學信息與電氣工程學院教授李道亮看來，這并不算真正意義上的“農業4.0”。

    “農業4.0是以物聯網、大數據、移動互聯、云計算技術為支撐和手段的一種現代農業形態，是智能農業，是繼傳統農業、機械化農業、信息化（自動化）農業之后進步到更高階段的產物。”李道亮在接受《中國科學報》記者采訪時表示。

    信息流“無孔不入”

    2013年，德國政府提出“工業4.0”，在國際社會引起很大反響。工業技術和生產模式，從機械化生產、電氣化大生產、自動化和信息化生產，到網絡化和智能化生產，德國人把它們形象地稱為現代工業模式的四級演變。

    農業也是如此。從1.0的體力和蓄力勞動農業到2.0的機械化農業，再到3.0的信息化（自動化）農業，最后達到現代農業的最高階段4.0。

    “新一輪的工業化帶來的重要變革就是智能制造，而農業作為工業生產原材料的提供行業和工業制成品的使用行業，也必將融入這場時代的變革中，在向智能化時代即‘農業4.0’時代發展。”李道亮說。

    “如果把‘工業4.0’概念，應用到農業領域，有一定的可行性，特別是在畜牧業和種植業等部門。”中國科學院中國現代化研究中心主任何傳啟告訴《中國科學報》記者。

    在何傳啟看來，現代農業的發展，一方面來自農業科技和農業經濟的自身創新，一方面來自工業技術在農業領域的應用。

    而如今，由于物聯網等信息技術的強力滲透，信息流的“無孔不入”以及智能化的快速發展，“農業4.0”的生產、流通、消費三大領域將相互銜接，而勞動者、勞動工具和勞動對象這生產力的三要素也將發生本質性變化。

    中國農業科學院農業信息研究所助理研究員張建華博士向《中國科學報》記者表示，隨著國家“互聯網+”行動計劃的實施，農業需要充分利用現代信息技術，打造我國的現代農業4.0，加快傳統農業向現代農業轉型將成為必然。

    “木桶效應”突出

    在李道亮看來，“農業4.0”是一個新興事物，我國目前還處在“概念的界定、內涵的豐富、示范工程設計”這一階段，“農業4.0”是對現代信息技術的高度集成，投資大，風險也大，具有典型的木桶效應。

    在國外，根據區位差別，美國學者把現代農業分為都市農業、郊區農業和鄉村農業。在廣大農村地區，現代農業的重點是機械化和信息化，發展規模化的“生態農業”和“精準農業”，提高農業土地生產率和勞動生產率。

    何傳啟向記者表示，在都市和郊區，現代農業借鑒“工業4.0”的理念是可行的，“但必須與有機農業相結合”。

    “農業是高風險的產業，既與季節性和保鮮期有關，也與氣候和市場變化有關。”何傳啟表示，要減少農業風險，就需要把先進技術、先進管理和先進經營模式聯系起來。單純采用高技術，也許可以帶來高產出，但未必有高效益和高回報。

    眾所周知，經濟和市場是“物以稀為貴”。農業效率很高，農產品很豐富，農產品價格可能會下降。

    “控制農產品成本的關鍵是控制‘相對成本’，而不是絕對成本，就是要作投入產出分析，或者成本效益分析，把農產品的相對成本（相對于產品價格的成本）降下來，效益最大化而不是效率最高化。”何傳啟說。

    協同發展是關鍵

    “農業4.0”的發展以互聯網、物聯網、大數據、云計算技術為關鍵，“突破涉及農業物聯網的核心技術和重大關鍵技術，迎合現代農業的發展需求是‘農業4.0’走向現實的必經之路。”李道亮說。

    目前我國信息技術在農業的應用領域還不是很大，當這場跨行業的變革拉開序幕，一、二、三產業融合的步伐開啟時，傳統農業如何有效地應對信息化帶來的機遇和挑戰？

    毋庸置疑，涉及信息產業的投入前期成本巨大，一旦建成，為單個使用者提供服務的邊際成本幾乎為零，這一特點使得未來產業進入的門檻越來越高。“農業生產想要發展壯大，就要學會合作和信息共享。”一位業內專家指出。

    李道亮認為，我國農業專用傳感器技術的研究相對還比較滯后，特別是在農業用智能傳感器、rfid等感知設備的研發和制造方面，許多應用項目還主要依賴進口感知設備。

    在張建華看來，在農業物聯網方面，相關的傳感器技術、無線傳輸技術都已經獲得了較大的發展，基本能夠適合現代農業4.0建設的需求。“但要注意物聯網與大數據分析、與農業生產實際、與農產品市場流通等相結合。”

    據了解，目前中國農業大學、國家農業信息化工程中心、中國農科院等單位已開始進行農用感知設備的研制工作，“但大部分產品還停留在實驗室階段，其產品和國外產品存在不少差距，離產業化推廣還有一定的距離。”李道亮表示。

    “‘農業4.0’是現代農業的最高階段，隨著技術的進步，也可能會出現農業4.0的初級、中級、高級和終級等不同時期。”李道亮補充道。

    延伸閱讀

    農業發展的“三部曲”

    農業1.0：依靠個人體力勞動及畜力勞動的農業經營模式，人們主要依靠經驗來判斷農時，利用簡單的工具和畜力來耕種，主要以小規模的一家一戶為單元從事生產，生產規模較小，經營管理和生產技術較為落后，抗御自然災害能力差，農業生態系統功效低，商品經濟較薄弱。農業1.0在我國延續的時間十分長久，傳統的農業技術的精華在我國農業生產方面產生過積極的影響，但隨著時代進步，這種小農體制逐漸制約了生產力的發展。

    農業2.0：即機械化農業，是以機械化生產為主的生產經營模式，運用先進適用的農業機械代替人力、畜力生產工具，改善了“面朝黃土背朝天”的農業生產條件，將落后低效的傳統生產方式轉變為先進高效的大規模生產方式，大幅度提高勞動生產率和農業生產力水平。

    農業3.0：隨著計算機、電子及通信等現代信息技術以及自動化裝備在農業中的應用逐漸增多，農業步入3.0模式。農業3.0，即信息化（自動化）農業，是以現代信息技術的應用和局部生產作業自動化、智能化為主要特征的農業。通過加強農村廣播電視網、電信網和計算機網等信息基礎設施建設，充分開發和利用信息資源，構建信息服務體系促進信息交流和知識共享，使現代信息技術和智能農業裝備在農業生產、經營、管理、服務等各個方面實現普及應用。與機械化農業相比，自動化程度更高，資源利用率、土地產出率、勞動生產率更大。