物聯(lián)網(wǎng)是新型事物，無論從學術界、產(chǎn)業(yè)界，還是基層應用部門，其技術發(fā)展模式、技術產(chǎn)品以及運行機制和標準等方面，處于探索與快速發(fā)展階段。在農(nóng)業(yè)領域，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)屬于農(nóng)業(yè)信息化的一個重要的學術方向。所以要說農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，首先要了解國內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化的基本情況，然后研究怎么樣把物聯(lián)網(wǎng)和信息化相結合，來推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。
一、2011年中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村基本形勢
2011年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村基本形勢概括為五個方面。從全國來看，糧食總產(chǎn)8連增，連續(xù)5年超過億噸，實現(xiàn)四個歷史上的創(chuàng)新高。一是總產(chǎn)、單產(chǎn)、人均糧食以及稻麥、玉米總產(chǎn)都創(chuàng)新高。農(nóng)民人均純收入6977元。根據(jù)國外研究，當人均收入超過1000美元的時候，人們對信息的需求就會明顯增強，現(xiàn)在我國農(nóng)民人均純收入實際上已經(jīng)超過了1000美元。另外有三個新的局面：一是所有產(chǎn)品全面增長，民生問題得到全面改善。2011年加快發(fā)展的有這么幾個方面，一是農(nóng)村水利建設；全國機械化水平平均達到54.5%，超過50%。農(nóng)戶參加合作社的比例超過10%。2011年是我國歷史上發(fā)展最好的一年。但是要清楚認識到，在當前大好形勢下，還需要靠科技來進一步從推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，增加農(nóng)民收入，適應市場競爭，抵御市場風險。
建國以來,我國農(nóng)業(yè)雖然發(fā)展很快，但是細分起來，還存在很大問題。雖然近年來糧食總產(chǎn)量在平穩(wěn)發(fā)展，但長期來看，還在下降，所以面臨的壓力還比較大。糧食總產(chǎn)徘徊，但是化學投入品、化肥、農(nóng)藥的用量卻在直線快速上升，帶來了一系列問題。目前，我國四大糧食作物單產(chǎn)，水稻是416公斤，小麥319公斤，玉米359公斤，大豆113公斤，和邊際產(chǎn)量相比還有很大的差距。如水稻邊際產(chǎn)量是750公斤，我們只有416公斤，如果按遺傳產(chǎn)量來算，按光合作用率，產(chǎn)量就更差了。所以如何在有限的土地面積下，提高單產(chǎn)是一個重要課題。
2006年9月7日，云南省永順縣協(xié)優(yōu)品種，畝產(chǎn)達到840公斤?！皾?/span>22”畝產(chǎn)能達789.9公斤，玉米畝產(chǎn)能達1402公斤，新疆大豆畝產(chǎn)能達372公斤。現(xiàn)在，理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量還有很大差距，原因很多，比如中低產(chǎn)田比例比較高，土地質量比較差，災害頻繁發(fā)生等，但也要看到還有很大的潛力可挖，還有很大的空間去做。
從資源來看，目前，我國人均耕地不到1.5畝，18億畝紅線面臨考驗，而且耕地質量并不太好。而且土地的減少趨勢不可避免。2011年，我國城鎮(zhèn)化率超過50%，農(nóng)村人口首次超過了城鎮(zhèn)居民人口，這是一個重大的、歷史性的轉變。這個拐點給農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展帶來了巨大的壓力，其中很重要的一個體現(xiàn)就是農(nóng)村勞動力季節(jié)性短缺，形勢非常嚴峻，導致南方有很多地沒人種。前一段時間，中國工程院啟動在后備耕地資源不足的情況下，怎么改造中低產(chǎn)田課題研究。
另外是水資源的問題。北方易旱，南方易發(fā)生季節(jié)性干旱。如今年云南大旱，它本來是一個多雨的地區(qū)。季節(jié)性干旱對人民生活造成了重大影響，我國農(nóng)用水灌溉效率僅為47%，遠低于發(fā)達國家75%的水平。現(xiàn)在，農(nóng)田水利基本工程建設，搞管道灌水，盡量提高灌溉水的利用率，每斤灌溉水能生產(chǎn)2公斤糧食，而我國現(xiàn)在尚不足1公斤。1977年至2005年，我國化肥用量增長700%，由于大量使用氮肥，個別地區(qū)地下水硝酸鹽含量超標，對飲用者健康非常不利。另外城鎮(zhèn)化過程中，農(nóng)村工業(yè)帶來的環(huán)境污染也非常嚴重。工業(yè)化、城市化、農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)造成的廢棄物，對大氣、土壤和水環(huán)境污染較大，尤其是有很大一部分重金屬污染來自于飼料中的膨化劑。在新形勢下，如何發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，只有依靠新技術。2012年，中央1號文件主題就是建立推廣農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡服務體系。國家戰(zhàn)略進一步明確了未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的愿景，其中用信息科學技術來認知農(nóng)業(yè)、改造農(nóng)業(yè)、發(fā)展農(nóng)業(yè)，是一個非常重要的技術手段。未來農(nóng)業(yè)發(fā)展，必須面對資源短缺、生態(tài)惡化的問題，既要保證未來16億人口的糧食安全，又要實現(xiàn)生態(tài)安全、環(huán)境安全和可持續(xù)發(fā)展，必須大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技技術，提高土地、水、肥、藥等資源利用效率，保護環(huán)境。信息技術是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學技術的重要內(nèi)容，大力推進信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的融合是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。
基于信息和智慧，管理好復雜的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，轉變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，提高勞動生產(chǎn)率對未來，對物聯(lián)網(wǎng)技術提出了迫切的需求。在從傳統(tǒng)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉變的過程當中，解決方案很多，其中發(fā)展以物聯(lián)網(wǎng)為支撐的智慧農(nóng)業(yè)是其中一個方面。智慧農(nóng)業(yè)內(nèi)涵豐富，是一個完整用信息科學技術，基于現(xiàn)代科學決策和自動化實施的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術系統(tǒng)。
二、農(nóng)業(yè)與農(nóng)村信息化基本情況
談到農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化，必須談到信息科學技術自身的飛速發(fā)展。1943年IBM創(chuàng)始人，說5臺計算機就能滿足全世界的需要，1977年DEC創(chuàng)始人說普通家庭不需要使用電腦，1987年微軟創(chuàng)始人比爾蓋茨說PC不需要超過640K的內(nèi)容，現(xiàn)代科學技術的發(fā)展遠遠超過了他們的預期和決策。信息科學技術軟件和硬件的發(fā)展異常迅速，現(xiàn)在計算機的處理速度每18個月就翻一番，存儲密度，移動U盤容量每12個月翻一番。網(wǎng)絡速度每幾個月翻一番，無限傳感器價格每18個月降低50%。一方面速度、質量在提高，另外產(chǎn)品價格在大幅度下降，信息領域稱之為“摩爾定律”。如1兆的存儲空間，1973年，需要7500元，1977年需要5000歐元，相當于一個小汽車，1984年相當于一輛自行車，120歐元，1987年僅需30歐元。后來越來越少。這就是信息技術發(fā)展，是目前所有領域當中最活躍、發(fā)展最快的一個領域，目前正在進入廣泛普及階段。除了技術性能提高外，信息化更加注重成本、應用、安全和標準化。由信息技術驅動，人類社會正在逐步向信息社會邁進。在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村領域，三網(wǎng)融合、移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算與云服務，這四種技術是該領域四大核心技術。
信息化發(fā)展得到高度關注，“比特”作為信息DNA，正迅速取代原子成為人類社會基本要素。在全球糧食會議上，有人提出因特網(wǎng)在加快全球經(jīng)濟增長的同時，也使那些不能有效獲取信息的地區(qū)進一步面臨經(jīng)濟孤立的危險。我國有研究院提出，未來中國城鄉(xiāng)之間、工農(nóng)之間、貧富之間的差距將因信息資源占有程度不同而進一步擴大，而聯(lián)合國也將不能運用信息技術列入文盲行列。
2003年，聯(lián)合國召開信息技術峰會，提出減小農(nóng)村數(shù)字鴻溝與信息扶貧的計劃，包括在農(nóng)村地區(qū)建立互聯(lián)網(wǎng)和郵件系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共享，中國代表亞洲作為一個組長單位。日本現(xiàn)在年投入農(nóng)村信息化近100億日元，主要用于建立農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)協(xié)生產(chǎn)技術和市場信息服務體系。日本重點扶持兩個方面，一個是生產(chǎn)體系，一個是市場服務體系。生產(chǎn)技術體系就是怎樣做到高產(chǎn)、高質、高效，減少環(huán)境污染，市場服務體系就是如何讓產(chǎn)品變成商品，變成貨幣、變成資本，這就是市場服務體系。它有兩大特點，一是因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)。二是大力發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品電子商務，推動農(nóng)產(chǎn)品流通方式根本變革。日本農(nóng)產(chǎn)品電子商務形式多樣，農(nóng)產(chǎn)品電子商務、綜合性的網(wǎng)上超市、農(nóng)產(chǎn)品的電子交易所等都是日本農(nóng)業(yè)重要的技術方式。現(xiàn)在英國、美國、日本、韓國在農(nóng)產(chǎn)品電子商務領域發(fā)展都很快，且都很有特點。
現(xiàn)在，我國提出要積極推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化，可以從以下幾方面考慮。一是農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化是實現(xiàn)農(nóng)村現(xiàn)代化的基礎與保障，農(nóng)村社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎，是與城市發(fā)展銜接和協(xié)調的紐帶，是實現(xiàn)農(nóng)村和城市生產(chǎn)要素、經(jīng)濟要素雙向流通的重要手段。統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，把城市好的資源向農(nóng)村流動，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力、促進經(jīng)濟發(fā)展，改善農(nóng)民生活質量。
2006年至2020年，國家提出了信息化發(fā)展戰(zhàn)略，其中推進三農(nóng)信息服務，強調三個方面。一是利用網(wǎng)絡，采用多種介入手段，以農(nóng)民接受的價格提高農(nóng)村網(wǎng)絡普及率。二是整合涉農(nóng)信息資源，建設城鄉(xiāng)統(tǒng)籌的信息服務體系。三是為農(nóng)民提供適用的市場、科技、教育、衛(wèi)生、保健等信息服務，支持農(nóng)村富裕勞動力的合理有序流動。
