引言
德國，位於歐洲的中心位置，經濟實力居歐洲之首，對歐洲經濟、政治發展具有較大影響。2015年德國在工業4.0的基礎上提出農業4.0，在政策和資金的大力支持和引導下，農業農村在工業化、城市化進程中得到了同步發展，農業生產水平大幅提升、科技含量不斷增加，生態環境越來越美[1]。現代化生產技術、信息化技術、管理經驗在推動德國農業發展的同時也給世界各國農業提供了寶貴的借鑑經驗。
中國農業生產雖已實現機械化，生產效率有了一定提高，但農業發展方式仍然較為粗放，產業結構不均衡，產銷秩序不規範，農業經濟效益和生產效率低下，資源的高效配置和生態環境的保護未得到足夠重視，農業現代化發展面臨著諸多挑戰[2,3,4]。從當前農業發展現狀來看，農業4.0是農業發展方式轉變的主要方向與突破口。因此，借鑑德國農業4.0的成功經驗，利用大數據和物聯網技術解決生產效率低、資源配置不合理、發展方式落後等問題，對推動中國農業產業化、現代化和信息化發展，助力鄉村振興等具有重要的現實意義。
目前，關於德國農業政策法規、生態補償、特色產業等方面已有大量文獻進行了總結和分析[5,6,7,8]。但是，有關德國農業資源稟賦、農業4.0發展特點及對中國農業轉型升級經驗借鑑的研究較少。
1 德國農業資源稟賦
1.1 農業用地相對不足
德國森林面積佔全國總面積的29.5%，居住和交通用地佔全國總面積的12.3%，水域面積佔全國總面積的1.8%，農業耕種土地和農業儲備用地有限[9]。2015年，德國農用地資源約為1 673萬hm2，佔全國總面積的53.5%，可耕種土地僅為1 185萬hm2，永久作物用地僅20萬hm2，在歐洲屬於農業用地緊缺國家[10]。同時，德國地勢北低南高，北部多為居住區，農業用地大多位於南部山地和高原，農業再發展可利用的土地資源有限。
1.2 氣候適宜農業發展
德國位於歐洲中部北緯47°～55°、東經5°～15°，瀕臨北海和波羅的海。德國北部平原主要以溫帶海洋性氣候為主，德國南部和西部農耕區主要以大陸過渡性氣候為主。夏季日照時間短，氣候較為乾燥，受海洋的影響冬季溫溼多雨，夏季（7月）平均溫度在18～20℃，冬季（1月）平均溫度則在5～6℃。總體來說，德國主要農業區氣候均較為適宜，一年四季均有降水，適宜農業發展。
1.3 水資源豐富
德國境內河流湖泊較多、縱橫交錯，主要河流有多瑙河、萊茵河、易北河等，主要湖泊有博登湖、基姆湖、阿莫爾湖等。同時，德國降雨量較為豐富，全年平均為500～800 mL，南部山地、高原地區降雨量則可達到年均1 000 mL以上。豐富的水資源為德國種植業和漁業的發展提供了優良條件[11]。
1.4 勞動力相對不足
2017年，德國農業人口僅61.7萬人，約佔勞動力總數的2%，平均每個勞動力可養活124人。而且，德國勞動力老齡化較為嚴重，60歲以上的老年人約佔總人口的29%，且生育率只有1.5%，就當前而言，德國老齡化問題帶來了農業勞動力的相對不足[12]。
1.5 基礎設施較為完善
德國基於工業4.0的條件，基礎設施較為發達。2017年，高速公路總里程為1.28萬km，鐵路總里程為4.82萬km，擁有鐵路運營牌照的企業超過400家，短途運輸服務企業超過100家，客運和貨運列車超過5萬輛[13]。德國內河航道約0.73萬km，全國有104個內河港口，年吞吐量約3億t。同時德國還擁有歐洲第二大客運機場和第一大貨運機場[1]。
2 德國農業4.0發展概況
德國農業發展所需的基礎設施較為發達，氣候適宜、水資源豐富，但是土地資源和農業勞動力資源相對不足，在此條件下，德國依據農業資源現狀提出了農業4.0，利用互聯網、物聯網、大數據等現代信息技術，實現農業生產、加工、營銷服務及產業拓展等全產業鏈更高層次的集約化、協同化，從根本上解決德國農業資源的限制，最終實現農業產業智能化、精準化、高標準化，農民職業化、富庶化，農村生態化、城鎮化。
2.1 生產智能化與精準化
德國農業4.0實現了農業的智能化與精準化。在基礎信息數據獲取方面，擁有先進的遙感技術、地理信息系統和應用衛星系統，用於完成土地面積、自然環境等的數據採集、貯存、分析、加工，土地資源的管理、規劃，作物測產，為制定農業有關的補貼政策、土地利用規劃和精準農業提供可靠的技術保證和數據支撐[14]。在農田生產管理方面，通過室內計算機自動控制系統控制大型農業機械，使其精準完成諸如播種、施肥、除草、採收、畜禽精準投料飼餵、奶牛數字化擠奶等多項功能[15]。此外，政府還建立了完備的農業信息數據庫和環境監測數據庫，為農業生產的智能化和標準化提供理論支撐，用戶通過電腦登錄，獲取各種農業生產相關信息和諮詢服務，並建立各種輔助決策模型[16]。德國的農業4.0不僅減少了大量人工，而且通過數據的實時採集與分析以及全產業鏈的實時監測與防控，實現了農業生產精準化，有效提高了農業生產率。
2.2 農業全產業鏈協同化
德國政府把農產品的生產、加工、流通等所有環節的全部內容整體推進，使農業全產業鏈各個環節連接順暢，形成系統、完整、高度協同的產業體系，上下游產業增值效應明顯[17]。另外，經過長期的發展、調整和整合，德國農業形成了種類多樣、遍佈農村、服務優良、高度協同的合作社組織[1]，同時配以信息化服務平臺、健全的法規、嚴格的監管審計制度、“民辦公助”法制化等一系列舉措[18,19,20]，保證了合作社組織的相互連接與數據收集、整理、分析和發佈，在一定程度上打破了農、工、商、政府之間的界限，加快了信息傳遞的速度，減少了週轉環節，大大提高了商品率和勞動生產率。
2.3 農民普遍職業化、富庶化
德國農業4.0時代，農民不僅要經過系統教育或嚴格的職業培訓和進修，還要經過考核才具有從事農業的資格[21]。德國政府十分重視對農民的培訓和農民素質的提高，構建實用、高效、具有世界先進水平的農業教育培訓和技術推廣體系，通過教育立法推進培訓工作的實施[22]。在農業信息技術培訓方面，培訓種類多樣，並且滲透到包括企業經營、財務核算、補貼申報等在內的農業生產和經營的各個環節。通過教育和培訓，德國農民實現了專業化和職業化，是農業企業化經營的全才[23]。在職業化農民的經營下，德國農業生產多功能化特徵明顯，種糧農民除了可提供糧食、食物外，還利用條件發展生物能源、再生原料等產業，農民經濟收益來源廣，收入得到很大保證，實現了富庶化。德國聯邦統計局統計資料顯示，德國農民年收入可達24萬元[24]。
2.4 農村生態化、城鎮化
德國政府高度重視農業、農村的可持續發展，大力發展環境友好型農業。德國農業生產全過程堅持綠色、循環、生態，如採用輪作和間作、無抗飼養、限制單位面積畜禽飼養數量等舉措，實現了人與自然、人與人、人與社會的和諧共生[25]。農村地區嚴格實施《土地整治法》，注重頂層設計和規劃，設立歐盟專項資金，制定跨企業的一體化措施和嚴格的農業環境保護政策，改善農民生活和生態環境[26]。德國具有十分完善的農業生態補償體系，幾乎涉及農業智能生產的各個方面，從有機化肥、有機農業病蟲害防治，到生態農產品的加工、運輸[27]，都體現出了智能化的特徵。德國農業4.0塑造了許多充滿人文氛圍的鄉村風光，成為居住和休閒旅遊的宜人場所。
3 德國農業4.0對中國農業發展的啟示
3.1 加大農業智能化全面建設，提升農業生產效率
中國農業邁入了“高成本”時代，農業勞動生產率、農業生產效率和基礎競爭力遠不及發達國家，農業智能化水平和農業科技創新方面的短板是其根源之一。借鑑德國農業4.0發展經驗，中國政府應不斷加大農業科技創新資金投入，重點支持農業技術、智能化設備、信息技術等方面的重大研究及成果應用，支持農業信息統計、數據庫建設、信息服務能力等重大基礎設施建設，將農業智能化作為國家引導基金重點支持的方向，並吸引大量社會資本，大力支持農業企業率先進行農業生產智能化改造。同時，加強冷鏈物流基礎設施建設，提高農產品流通速率，降低產品腐敗率，並形成完備的追溯機制。最終，通過大數據、物聯網等技術將農業的生產、流通、消費三大領域相互銜接，從金融、生產、流通、服務等環節徹底升級傳統農業產業鏈，農民能夠通過把握市場信息提前做好產前規劃、產中精細管理和產後高效流通，實現農業生產效率本質化提升。
3.2 重視農業技術推廣與培訓，培育新型職業農民隊伍
科技的投入，標準化、個性化的產品需求模式，智能化的農業生產，對農業從業人員素質提出了更高要求。中國農民素質普遍較低，職業培訓缺少保障，培訓內容較為單一。為了扭轉農業職業教育的劣勢地位，必須做好頂層規劃、加大財政支持，充分調動農業部門、農民專業合作社、涉農企業和農業社會組織等主體參與的主動性和積極性，為新型職業農民培訓提供強大的後備支持。同時，政府應採取宣傳、引導、補助、獎勵等措施，提高農民手機持有量和智能化程度，改變過去“自上而下”的農業技術推廣體系，搭建政府、企業、農民“三位一體”的農業技術擴散平臺，用現代化、信息化、智能化武裝新型職業農民。
3.3 加快農產品品牌培育，實現農業增值與農民增收
培育農產品品牌可以促進農業產業結構優化，保證農產品的質量水平，提高市場競爭力，實現農業增效、農民增收。因此，可加大政策扶持、優化財政涉農資金整合投入，利用物聯網技術，開展農產品生產的精準管理以及生產過程可視化、質量安全可溯源等工作，保障農產品質量安全。鼓勵和支持新型農業經營主體，發展特色農產品生產、加工、銷售及品牌相關配套服務，構建完整的農產品品牌經濟鏈。以龍頭企業為主導，以品牌為載體，將分散的千家萬戶聯合成一個利益共同體，實現小生產與大市場的對接。同時，通過制訂嚴格的食品法規和檢測標準，做好農產品質量分級、產品標識、企業優質標誌等，為農產品品牌培育提供保障，從而實現農業增值與農民增收。
3.4 發展生態農業，推動農業結構調整
中國人口基數龐大，農業資源相對不足，生態環境壓力加劇，生態農業是中國農業未來發展的重要戰略。未來，加強生態農業的宣傳和培訓，無論是政府官員、農業生產者，還是農業科技工作者，都要把發展生態農業作為明確理念。加大生態補償力度，完善農藥、農肥施用標準，建立完善的指導體系，做好品質鑑定和標準化工作。完善生態農業的立法體系，成立專門的生態農業執法機構，加強規範監督管理的制度。加強農村基礎設施、社會服務、文化環境等方面的基礎設施建設，保證農村與城市一體化協同發展，最終達到節約資源、保護環境、人與自然和社會和諧共處的目的。
作者：肖紅利 王斯佳 許振寶 李哲敏
中國農業科學院農業信息研究所 新希望集團有限公司 中國農業科學院研究生院
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