一、发展智慧农业的背景
频发的自然灾害、温室效应、新冠疫情影响,叠加农业人口高龄化严重和新增就业者不足等等,这些令人担心农林水产业会不会就此衰落。
为了强化农林水产业的竞争力,不仅要提高生产效率、解决人手不足的问题,还应兼具环保性。为此,日本十分重视利用机器人技术和ICT(Information and Communications Technology)等尖端技术,实现自动化超省力和高质量生产的新农业——“智慧农业”。
当今世界,农业相关的研发被作为国家战略来推动,智慧农业已成为全球趋势。它对于发展可持续的农业模式来说是极其重要的!
二、发展智慧农业的三大方向
1、大力发挥机器人技术,实现超省力自动化大规模生产
采用GPS自动直行系统等技术的农业机械,让新手也可以轻松操作,节省了劳动力。在2020年10月,日本科研人员在农业从业者实际工作场景中首次实操了“远程监视自动行驶系统在不同耕地板块移动”,该系统突破了“仅一块耕地内作业”、“需有人监视”等现有的使用限制。相信在不久的将来,大规模全自动化耕地机器人的面试会再次给世人惊喜。
除了水田耕种的相关技术研发之外,科研人员还迫切需要研发蔬菜、果树等高收益作物的自动化技术,特别是在作业负担较重的收割方面,例如西红柿、卷心菜、苹果等自动收割机器人的研发以及实证研究。
2、通过ICT实现农业管理数字化,简化信息共享
普通农业从业者通过使用智能手机app对农田、农作物进行记录管理,让工作进度及工作成本可视化,提升工作效率,实现高效农业经营。
3、利用大数据,实现可持续发展
通过传感数据和气象数据,预测农作物的生长和病虫害的情况,可以为每块耕地详细设计虫害防治和施肥方案,用最少的农药和肥料获得最大的产量并提高质量,使高水平的农业经营成为可能。数据的使用对于同时实现高生产力和可持续发展是至关重要的,例如通过使用无人机检查病虫害、通过在关键位置施用农药来减少农药的使用量等。
三、发展智慧农业的安全性
技术变革的推动力在于提高生产力,而制度的作用则是为技术变革提供保障和引导。2016年,日本农林水产省启动了“农林水产业中确保机器人技术安全性的措施探讨工作”,验证机器人技术在工作现场的安全性;2017年3月31日制定了《关于确保农业机械自动行驶安全的指导意见》,明确了相关人员的主要职责及应遵守的事项,同时对机器人的实际应用实施风险评估。今后也将针对工作现场的需求以及研发的情况,由官民合作共同探讨,以确保安全性。
1、机器制造商
厂商通过风险评估和保护措施(如自动停止装置)降低机器人农业机械的风险;如果风险没有降低,应重新审视使用条件或停止商品化;制造商与销售者等合作,对购入主体和使用者进行机器人农机的安全培训。
2、购入企业
农场责任人应检查待使用机器的耕地及周围环境,了解潜在的危险并准备采取对策。还应该认真管理机器人农业机械,随时检查其安全使用情况。
3、实际使用者
农业从业者应该接受安全使用农业机器人方面的培训,正确使用农业机器人。当农业机器人有可能接近第三者或离开目标耕地时,应立即使农业机器人停止工作。
四、智慧农业的试验项目
在各方努力下,农业技术研发取得进展并已投入实际使用,日本农林水产省于2019年启动了“智慧农业试验项目”,旨在推广技术并明确投入产出比,为农业从业者提供经营判断依据。截至2020年底,该项目已在全国148个地区实施,涵盖多种作业、种类和品种,包括水田、田间、蔬菜、花卉、果树、茶叶、畜产等,以及地理条件不利的地区如山区、梯田和偏远岛屿,也在推进技术的导入和实际验证。
智慧农业技术的引入,提高了农人的工作效率,节省了工作时间。但另一方面,使用智慧农业机械的实践区增加了机械费用的成本,降低了投入产出比。因此,国家应将继续因地制宜、合理高效的引进智慧农业,并根据所获得的数据,明确引进智慧农业的经营效果,探讨最适合的技术体系。
五、发展智慧农业的关键点
在推动智慧农业的实际验证工作中,农业自动化和数据共享的效果非常好。但是另一方面,智慧农业机械的引入成本非常高、完善基础设施和学习机会不足等问题趋于明显,因此农林水产省研究了必要的措施,并于2020年10月总结出了“智慧农业推动综合方案”,并于2022年6月进行了修订。如下图
在农业领域,由产业界、学术界和政府共同开发的国家项目——农业数据共享平台(WAGRI)于2019年正式启用。该平台已能够灵活运用有关农地区划、气象、农药等数据预测农作物最佳收获时间,并能够依次推进导入市况信息等有用数据。运用WAGRI,民间企业可在系统上轻松管理每块耕地的农作业计划并记录,还可以根据气象数据预测农作物的生长情况。
此外, "智慧食品链"的研发也在进行中,智慧食品链通过数据合作实现食品链的优化、通过协同物流削减CO2的排放量、通过供需匹配减少食品浪费,从而提高生产力,降低环境压力。
六、2050年之前的目标
2015年联合国可持续发展目标(SDGs)会议探讨了地球极限的概念,评估了物种灭绝速度和氮磷循环的风险,并指出气候变化风险在升高。可持续性在所有领域都变得越来越重要,并与商业直接相关,例如ESG (Environmental, Social, & Governance) 投资的增多。
在全世界,新冠疫情改变了人们的生活方式和社会经济结构。日本内阁总理大臣呼吁实现“50年碳中和目标”,并提出不要将全球变暖视为经济增长的制约因素,应将其视为带动产业结构升级和经济社会改革的契机。为此,农林水产省正在研究“绿色食品系统战略”,以提高食品和农林水产业的生产力和保持可持续性,减轻碳中性等环境负担,推动技术创新。具体目标如下:
1、农林水产业实现CO2零排放,并扩大有机农业面积
2、政府倡导向低成本农业转换,建立并普及综合病虫害管理系统,并在此基础上发展新型农药,代替包括新烟碱类化合物在内的原有杀虫剂,从而减少化学农药使用量。
3、农业从业者以进口原料和化石燃料为原料堆肥,削减化肥使用量
4、生产者通过技术革新,提高食品制造业的劳动生产率
5、在考虑可持续性的基础上,实现进口原材料的采购
七、2050年之前的努力方向
2030年之前,将方案的支援对象集中到可持续性食品和农林水产业从业者中,扩大补助金发放范围,补充减轻环境压力的项目清单,补充交叉合规要件。2040年之前,根据技术开发的情况,辅助实现碳中和目标,并开发创新型技术和生产体系农业。2050年之前,推动“政策性环保措施”,实现全社会推广。
1、经济上大力发展可持续性基础产业,农林水产企业努力实现从进口到国产的转换(采购肥料、饲料、原料);并通过提高国产自有商品的口碑,扩大出口;以及灵活运用新技术,降低成本,扩大对生产者的支持力度。
2、社会上丰富国民的饮食生活,政府主导提升各个地区的就业率和收入;各方通力合作实现健康的饮食生活;并灵活运用地区资源,打造由各种人群参与的可持续性循环社会。
3、环境上发展与环境相协调的食品、农林水产业,从化石原料转变为环保材料,减少化学农药、化肥的使用,努力实现低碳农业,创造未来可放心生活的地球环境。