关键词：智慧农业；发展模式；资源配置；包容性；组织结构
近年来，智慧农业在我国快速发展，推动其发展的除现代信息技术、物联网技术等快速发展的技术供给因素外，更多地在于我国农业资源禀赋变化及由此产生的农业生产方式、生产关系转变的内在要求。在农业劳动力成本较高与竞争力偏低的背景下，智慧农业通过各类智能装备与智能技术在农业中的应用，解决了减少劳动投入与提高管理水平的矛盾；在资源环境约束趋紧的情况下，智慧农业通过对水土资源的集约利用、对化肥农药的精准施用，兼顾了农业增产与环境可持续双重目标。同时，国内关于智慧农业的理论研究也快速发展，包括对智慧农业发展现状、面临问题、发展路径等做了大量讨论，对智慧农业的微观逻辑、智慧农业与农村经济的融合模式等也做了研究。但现有研究对我国智慧农业发展模式、智慧农业对农业现代化的作用机制仍缺少系统总结，对农户是否能普遍参与智慧农业存在疑问,对智慧农业可能存在的风险和问题缺乏理论探讨。本文试图对这些问题展开分析进而丰富现有研究。
一、智慧农业的特征、发展模式与农户参与
智慧农业以数据为核心要素，具有多主体、多层次的网络化结构。不同类型智慧农业模式协同发展可以构成广覆盖、多层次的智慧农业体系，带动农户普遍参与智慧农业生产经营。
（一）智慧农业的基本特征
智慧农业被认为是重要的颠覆性农业技术之一，但目前对智慧农业的概念和内涵并没有统一的界定。李道亮认为，智慧农业是以农业全链条、全产业、全过程智能化的泛在化为特征，以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支撑和手段，以自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流和电子化交易为主要生产方式的高产、高效、低耗、优质、生态和安全的现代农业发展模式与形态。赵春江认为，智慧农业是以信息和知识为核心要素，通过将互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术与农业深度融合，实现农业信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新的农业生产方式。其他学者对智慧农业的界定也普遍强调以数据为关键生产要素，以及精确管理、智能控制等内容。综合现有研究，本文认为智慧农业是互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能、智能机械等现代信息技术和数字技术装备与农业生产、经营、管理、销售、服务全过程深度融合，通过广泛的信息采集、智能决策与自动控制，实现以数据为核心要素的智能化、精准化、集约化发展的农业形态。概括看，智慧农业有如下特征：
第一，信息技术广泛应用，数据成为关键生产要素。智慧农业在广泛感知、采集、生产、经营及环境等各类数据的基础上，基于数据和人工智能、云计算技术实现智能决策、自动控制。在此过程中，数据成为资源并转变为关键生产要素。一直以来，气候、土壤、作物生长状况等与传统农业投入共同影响农业产出的因素以信息（如生产者的经验、感觉、判断）的形式进入生产决策，因此，不是在智慧农业模式下信息才成为生产要素。但是，智慧农业使这些零碎、模糊、主观、局部、非标准化的信息转变为更加完备、精准、动态、标准化、可编码、可流动的数据，这些数据借助农业模型、云计算和自动化技术等参与到农业生产决策与管理过程中，使农业生产决策和其他传统农业投入都更加精准、农业生产管理过程更加自动化，数据才真正成为农业生产的关键要素。从发展来看，智慧农业所形成和利用的数据包括生产过程管理数据、农业资源数据、农业生态环境数据、农产品与食品安全数据、农业装备与设施监控数据、各种科研活动产生的数据等。
第二，贯穿农业产业链全过程。农业生产的智慧化是智慧农业的基础，但智慧农业不局限于此。数据作为生产要素不仅使远程监测、远程控制成为可能，还将智慧农业产业链中的生产、管理、市场、研发创新等连接成为有机的整体。消费者能更透明地掌握产品信息和产品生产过程，甚至通过个性化定制参与到生产管理过程中；生产、加工、流通、消费等各个环节的数据都成为创新的重要依据，不但促进更优的品种开发、更智能的装备研发，而且品种、装备、工艺与需求等可以实现更紧密地衔接和匹配。因此，发展贯穿全产业链的智慧农业是充分发挥农业产业链潜能的必然要求。正如美国国家科学院等机构在《2030年促进食物与农业研究的科学突破》报告中强调的，农业系统是复杂的巨大系统，已经很难再依靠“点”上的技术突破实现整体提升，整体思维和系统认知分析技术已成为实现农业科技突破的首要前提。
第三，具有多主体、多层次的网络化结构。贯穿农业产业链的智慧农业由不同的子系统组成，包括智慧生产、智慧流通、智慧销售、智慧社区、智慧组织及智慧管理等，其中的智慧生产子系统又涉及设施、农情、植保、灌溉等不同环节。在智慧农业体系中，除了生产者、消费者外，还会有各个环节和子系统的生产服务者及品种、装备等的研发者参与其中，形成多主体参与、多层次分工协作的网络化结构。
（二）智慧农业主要实现模式与差异
第一，农业企业自主型智慧农业。通常是农业龙头企业或产加销一体化企业内部通过加强信息化技术的应用形成智慧农业体系。龙头企业与产加销一体化企业发展智慧农业,一方面是因为具有规模优势，有更强的投资能力和创新能力，根据技术供给、要素价格与资源条件变化做出反应的能力更强;另一方面是因为有更强的根据市场需求加强生产管理、优化产需匹配，提升要素效率的内在激励。
第二，加工流通企业带动型智慧农业。加工流通企业围绕产业链构建数字链，主要是在加强企业自身信息化和数字化服务能力的基础上，利用其在加工、流通等方面的优势，基于“加工企业+农户”“加工企业+合作社+农户”等组织模式，在订单农户生产中强化传感器、数字化农机等智能装备与技术的应用，强化智能决策的指导作用。
第三，专业化服务企业主导型智慧农业。专业化的社会化服务企业利用其在数字资源、农业数据模型、智能决策及生产服务能力等方面的优势，通过生产托管、作业服务或“订阅信息”方式，推动数据链向生产环节延伸，构建起以服务为纽带的智慧农业体系。生产托管与作业服务通常伴随着更多智能装备在生产环节的应用，生产环节原始数据的收集与智能决策和生产服务的输出形成互动，农户（更准确地说是生产环节）是数据的产生者，服务企业是数据的收集者、使用者，最后农户成为输出的智能决策的应用者。“订阅信息”下，服务企业基于遥感数据等生成有关气候环境、作物生长、病虫害等信息报告，生产者通过信息化平台获取这些信息及相应的作业指导意见，农户成为智慧农业网络输出信息的接收者和应用者。
第四，数字化农机企业主导型智慧农业。传统农机企业通过数字化升级现有农机、创新推广新型智能农机、构建智慧决策与服务的云平台，形成广泛收集农业生产数据与提供精准作业、无人作业、智能化决策和管理服务的能力，并利用其用户基数大、分布广、服务网络健全等优势，迅速将传统的农机产供销服体系转变为以智慧农机为载体的智慧化农业生产服务体系。在此过程中，实现企业从传统装备制造企业向现代高科技农业生产服务企业的转变。
第五，农技推广体系依托型智慧农业。通常是地方政府发挥农技推广体系专业技术人才资源和基层站点全面覆盖优势，利用智能化装备和遥感等数字化技术，加强对本区域作物生长、土壤养分、墒情、旱情、病虫害等的全面、动态监测，并基于这些数据通过云平台提供经智能决策优化的生产指导与技术服务信息。
除主体构成和主体间关系不同外，五类智慧农业实现模式间还存在以下差异：一是资源基础不同。从各类模式所依托的优势因素看，除农技推广体系依托型智慧农业以公共资源优势为基础，其他四类智慧农业模式都依托主导企业不同的优势和资源。二是数据链的形态不同。农业企业自主型与加工流通企业带动型智慧农业的数据链与所依托的“三链”一样，通常呈现纵向结构，而专业化服务企业主导型和数字化农机企业主导型智慧农业的数据链通常聚焦于“三链”的特定环节，呈横向结构。三是面向的需求与解决问题的深度不同。农业企业自主型与加工流通企业带动型智慧农业都是面向企业需求发展形成的智慧农业模式，这两种模式除要解决资源集约、效率提升问题外，更多是面向企业自身在发展过程中对多元化、质量提升、可追溯与企业社会责任等方面的需求。另外三种模式则更具有通用特征，主要面向基础性问题，以提高管理水平和生产效率、实现资源集约为主要目的，其中农技推广体系依托型智慧农业又主要提供最基本的具有公共产品性质的智慧化服务。从这个意义上说，五类智慧农业模式在不同层次上实现了农业的智慧化。
（三）不同智慧农业模式下智慧农业体系的特点与农户参与方式
在不同智慧农业模式协同发展下构建的智慧农业体系中，农户参与的方式是多元的,可以是利用智能装备收集信息实现生产的智能化管理，或主动利用订单企业和社会化服务企业的数字化服务实现智慧化决策，也可以是非主动、不自觉地获取经过优化、智能决策的生产管理或市场销售等信息。也就是说，智慧农业对信息化技术的系统应用并不需要体系中每个农户都要部署完备的智能装备，都能熟练掌握和应用先进的信息化技术。
二、智慧农业对农业现代化的推动作用
智慧农业对农业现代化的推动作用可以从要素配置、组织结构与产业绩效三个维度去认识。
（一）促进要素配置优化
适宜的生产方式和生产技术以一定的要素供给和资源约束为条件，同时因后者的变化而变迁。信息技术供给与成本的变化改变了要素条件，在数据转变为关键生产要素的同时，必然发生数据要素对其他生产要素的替代及生产方式、生产技术的相应转变。同时，面对其他要素供给与资源约束的变化，以数据为关键要素的智慧农业技术也使农业生产方式与农业技术实现更优的变迁路径。
第一，通过智能装备对劳动投入的替代，智慧农业可以促进农业生产方式与要素供给关系的匹配。近年来，我国农业发展面临的突出变化是农业劳动供给减少和劳动成本大幅上升。2010—2021年，三大主粮平均雇工工价从60.7元/日增至139.7元/日，增长了130.1%；生猪、肉牛和肉鸡三畜种养殖平均雇工工价从49.6元/日增至120.5元/日，增长了142.9%。在此情况下，同时实现劳动节约与提高管理精度、管理水平成为农业生产方式转变、农业技术进步的主要方向，而智慧农业技术通过智能装备、信息技术的应用不仅可以实现对劳动的替代，还使对生产过程、生产环境的监测无时无处不在、生产经营管理高度自动化，为破解双重目标之间的矛盾提供了可能。因此，智慧农业是劳动力高成本背景下农业现代化的必然选择。
（二）推动组织结构升级
农业产业链是生产、服务、流通、加工等不同主体分工合作、不同活动交互协同的整体。但是，产业链上不同主体、不同活动的关系并不是确定和不变的。智慧农业是贯穿农业全产业链的网络，在借由数据要素改变生产方式与资源配置的同时，也对不同主体、不同活动之间的关系产生重要影响。
第一，智慧农业促使更多主体参与到农业分工合作网络。首先，智慧农业的发展必然伴随农业分工的深化，促使农业生产进一步服务化且社会化服务进一步分化。一方面，农业生产活动更多地由社会化服务完成；另一方面，除传统的机械作业和供销服务外，信息服务、数据分析与智能决策服务等各种新型服务主体都将参与农业分工，科技型人才、科技型服务企业都成为农业分工体系的重要组成部分。其次，智慧农业促使农业产业链进一步延伸。一方面，农业大数据的构建和完备有助于农业金融、保险的创新和发展；另一方面，智慧农业促进农业生产标准化与差异化的有机统一，标准化使产品质量更加透明、统一，差异化即产品种类、性状的差异和按需生产，标准化和差异化的统一有利于定制农业数字化新业态、新模式的发展，使直接联结产需的平台化农业企业成为农业分工网络的重要主体。
第二，智慧农业促使生产者与其他主体实现更紧密的合作。在生产者与流通企业、加工企业之间，从单纯的产品交易关系转为双向互动关系，生产者通过精准化的管理定向满足流通企业和加工企业对产品的需求，流通企业和加工企业对生产过程提供指导和实施监督。另外，由于数据积累存在的规模效应及智能装备投资存在的资产专用性，生产者与流通企业、加工企业之间也将趋于构建更加稳定的契约关系。在生产者与消费者之间，由消费者主要通过购买数量和价格变化的市场行为间接影响生产转变为消费者直接传递需求，也通过监督等直接参与到生产经营管理过程中。在生产者与社会化服务者之间，从简单的作业服务转变为更深入的生产指导服务，从一次性服务转变为连续性服务，社会化服务主体基于对作物生长与环境的持续监测为生产者提供动态变化、相机抉择的生产经营管理服务和指导。
第三，智慧农业促使创新体系与农业产业的融合。一方面，智慧农业具有大数据时代农业研发创新所需的重要资源。智慧农业促进了生产环境与动植物生长等各类数据的采集，甚至是具体到动植物个体全生命期的生长、疫病及环境影响的数据，这些数据为生产经营管理提供了依据，也为动植物育种、疫病防治、生长模型分析等提供了数据资源，使各领域基于大数据和人工智能的研究成为可能。另一方面，智慧农业需要利用创新活动解决其异质性问题。各种动植物及其生产过程都有各自的特点，而品种、环境、装备、需求等各种因素耦合才能实现产出的最优，这意味着同一种动植物的不同生产者、面向不同消费需求的生产活动都会有很大差别。智慧农业要实现生产经营的精准化、自动化和最优化，就必须从智能装备到决策模型等的研发和应用都面向这些异质性，那么研发创新就必须融入智慧农业创建过程中。智慧农业下，由于产业活动与创新活动的相互需求，农业创新体系与农业产业必然相互融合。
由于以上变化，智慧农业下农业产业中的不同主体、不同活动的关系将更加紧密，分工合作与交互协同更加高效。不同主体分工合作、不同活动交互协同的关系代表了农业产业的组织结构，因此智慧农业推动了农业产业的组织结构从低水平向高水平的演进。
（三）加快产业绩效提升
三、智慧农业发展的潜在问题
受传统农户素质不高、数字资源高度集中、投资具有较高的资产专用性等因素制约，智慧农业在理论上可能面临包容性不高、数字垄断与强者通吃风险等问题。
（一）包容性不高问题
（二）数字垄断问题
（三）强者通吃风险
从组织结构的比较看，不同智慧农业模式面临不同的强者通吃风险，一定程度上会阻碍智慧农业发展。在以上五种智慧农业发展模式中，农业企业自主型智慧农业是主体构成、组织结构最简单的智慧农业发展模式。在该模式下，企业同时是数据的产生、收集和使用者，智慧农业建设的增值收益是内部化的，农产品生产的效率提升、质量改进都能在企业收益上得到充分反映，不会因专用性资产的投资而面临强者通吃风险，因此企业投资的风险可控，积极性也能更好发挥。但是，在加工流通企业带动型智慧农业、专业化服务企业主导型智慧农业和数字化农机企业主导型智慧农业模式下，数据的产生、收集和使用者，以及智慧农业增值收益的受益者会产生分化，收益分配影响投资的价值实现和积极性，而资产专用性的存在也会在产业链上下游之间导致不同程度的强者通吃风险，具体体现在价格与租金谈判等不同环节，并对智慧农业投资产生抑制作用。
四、促进智慧农业发展的对策建议
目前，虽然智能技术（装备）已在很多农村地区得到应用，但农户层面应用比例依然不高，而且小农户相对于规模经营农户应用智能技术的比例更低；智能技术的应用主要集中在打药和耕地环节，得到应用的技术仍以无人机和GPS装备为主，其他如环境监测、自动化控制等技术的应用非常有限。为加快智慧农业发展，需要着力做好以下几方面工作。
（一）加快智慧农业技术的创新和供给
（二）分类施策，促进不同模式协同发展
（三）依托智慧农业发展，加快农业生产体系、产业体系、经营体系现代化
转变生产体系就是要转变生产方式和资源利用方式，围绕智慧农业发展加快生产工具、投入品、农业设施、农艺技术等的变革，全面提高农业劳动生产率、土地产出率和资源利用率。转变产业体系就是要转变农业产品结构、产业结构、产业链构成，依靠智慧农业实现农业产出与技术发展、经济社会需求的更优匹配，如多元化供给与差异化需求的匹配、标准化生产与精深加工需求的匹配等。转变经营体系就是以数字链、数字化社会化服务的发展等为依托转变农业组织模式、完善产业利益联结机制、加快一二三产业融合发展，包括智慧农业生产与现代育种体系等的融合及智慧农业与信贷、保险等现代服务业的融合。
（四）加强数字标准建设和数字安全治理
（本文原载于《经济纵横》2023年第8期，编发时有删减）
引用格式：刘长全.关于智慧农业的理论思考：发展模式、潜在问题与推进策略[J].经济纵横，2023（8）：63-70.