农业4.0 即将来临的智能农业时代 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

本书从资源约束、环境压力、劳力老龄化、农产品国际竞争力缺失等我国的基本国情分析入手，系统论述了我国农业4.0发展的必然性和紧迫性；从传统农业、机械化农业、自动化农业和智能化农业（无人化农业）给出了农业1.0到农业4.0的基本定义、本质特征、技术支撑，并指出了农业1.0到农业4.0演变跃升的基本规律以及阶段跃升的大致年代；从种植业、畜牧业、渔业、市场、旅游、管理、农民生活等方面系统分析了农业4.0的基本内涵、技术体系和基本特征；后提出了我国农业到2050年全面实现农业3.0的目标，到2070年前后全面实现农业4.0的发展目标和主要战略措施。本书的很多内容很大程度上是大胆的理论推算和预测，希望本书能对农业领域的同行有所借鉴。

前　言

第1章 我国农业发展的必由之路　/　1

　1.1　耕地资源约束　/　1

　1.2　劳动力约束　/　3

　1.3　环境约束　/　4

　1.4　敢问路在何方　/　6

　参考文献　/　7

第2章 1.0~4.0踽踽前行的农业之路　/　9

　2.1　从社会发展阶段来看农业1.0~农业4.0　/　9

　　2.1.1　农业1.0是农业社会的产物　/　10

　　2.1.2　农业2.0是工业社会的产物　/　10

　　2.1.3　农业3.0是信息社会的产物　/　11

　　2.1.4　农业4.0是智能社会的产物　/　11

　2.2　农业1.0———人力与畜力为主的传统农业　/　11

　2.3　农业2.0———隆隆作响的机械化农业　/　13

　2.4　农业3.0———高速发展的自动化农业　/　16

　2.5　农业4.0———即将来临的智能农业时代　/　19

第3章 前路漫漫———农业4.0的发展路线图　/　25

　3.1　农业代际演进的基本规律　/　25

　　3.1.1　农业代际演进的基本动因　/　25

　　3.1.2　农业代际演进的主要特征　/　27

　　3.1.3　农业代际演进的状态分布　/　28

　3.2　农业代际演进的技术依赖　/　30

　　3.2.1　技术成熟度曲线的基本原理　/　30

　　3.2.2　农业代际演进的技术发展趋势　/　32

　3.3　农业代际演进的动态跃迁　/　36

　　3.3.1　从农业1.0到2.0:虫蠕龟行　/　36

　　3.3.2　从农业2.0到3.0:随风潜入　/　37

　　3.3.3　从农业3.0到4.0:一跃　/　38

　参考文献　/　40

第4章 农业4.0的六个维度　/　41

　4.1　构成农业4.0的六个维度　/　41

　　4.1.1　农业资源要素———农业4.0要优化配置哪些资源?　/　42

　　4.1.2　信息技术———农业4.0的核心技术有哪些?　/　44

　　4.1.3　产业链———农业4.0由哪些产业环节构成?　/　50

　　4.1.4　行业领域———农业4.0能给哪些行业带来改变?　/　55

　　4.1.5　支撑体系———农业4.0建设需要哪些支撑条件?　/　58

　　4.1.6　运行机制———农业4.0如何实现可持续发展?　/　60

　4.2　从六个视角谈农业4.0的先进性　/　60

　　4.2.1　资源高效利用　/　60

　　4.2.2　信息技术深度应用　/　61

　　4.2.3　各行业高度发达　/　62

　　4.2.4　全产业链高度智能化　/　62

　　4.2.5　外部支撑条件强劲有力　/　64

　　4.2.6　运行机制良性可持续　/　65

　4.3　从六个维度构建农业4.0理论体系　/　65

　参考文献　/　67

第5章 种植业4.0　/　69

　5.1　种植业1.0　/　69

　5.2　种植业2.0　/　71

　　5.2.1　蒸汽拖拉机的发明与应用　/　72

　　5.2.2　内燃机拖拉机的发明与应用　/　73

　　5.2.3　各种农具的发展与应用　/　74

　5.3　种植业3.0　/　75

　　5.3.1　高度发展的农业机械化　/　76

　　5.3.2　精准农业　/　77

　　5.3.3　工厂化农业　/　79

　5.4　种植业4.0　/　81

　　5.4.1　种植业农情自动获取及智能处理　/　81

　　5.4.2　农机自动作业及调度　/　82

　　5.4.3　智能植物工厂　/　85

　　5.4.4　全自动无人农场　/　88

　参考文献　/　91

第6章 畜牧业4.0　/　92

　6.1　畜牧业1.0　/　92

　6.2　畜牧业2.0　/　94

　6.3　畜牧业3.0　/　97

　6.4　畜牧业4.0　/　103

　　6.4.1　智能牧场养殖信息系统　/　104

　　6.4.2　互联网 畜牧业　/　105

　　6.4.3　牧场的无人值守化　/　106

　　6.4.4　畜牧业的智能化　/　109

　　6.4.5　畜牧业的多元协同化　/　110

　参考文献　/　111

第7章 水产养殖4.0　/　113

　7.1　水产养殖1.0———粗放的养殖时代　/　113

　7.2　水产养殖2.0———设施化养殖时代　/　115

　7.3　水产养殖3.0———开启自动化养殖新篇章　/　118

　　7.3.1　工程化池塘精准养殖　/　118

　　7.3.2　陆基工厂循环水精准养殖　/　120

　　7.3.3　网箱精准自动化养殖　/　123

　7.4　渔业4.0———跨入无人系统时代　/　125

　　7.4.1　智能生态养殖是池塘养殖未来发展之路　/　125

　　7.4.2　智能化陆基工厂养殖　/　126

　　7.4.3　智能网箱养殖　/　127

　参考文献　/　129

第8章 农业市场4.0———农业的“e”化经营时代　/　130

　8.1　农业市场1.0　/　130

　　8.1.1　地摊式集贸市场成为农业市场主场所　/　130

　　8.1.2　地摊式集贸市场逐渐走向农业市场配角　/　131

　8.2　农业市场2.0　/　133

　　8.2.1　批发市场作为中间商业组织成为交易平台　/　133

　　8.2.2　批发市场为电子商务时代的到来奠定了基础　/　134

　8.3　农业市场3.0　/　136

　　8.3.1　农村电子商务走向时代舞台　/　136

　　8.3.2　农村电子商务异军突起　/　137

　8.4　农业市场4.0　/　140

　参考文献　/　141

第9章 农业休闲旅游4.0　/　142

　9.1　农业旅游1.0———农业旅游的早期形态　/　143

　9.2　农业旅游2.0———以农家乐为主的乡村休闲　/　144

　9.3　农业旅游3.0———“互联网 ”农业旅游　/　148

　9.4　农业旅游4.0———多功能休闲智慧的乡村生活　/　151

　参考文献　/　153

第10章 农业管理与服务4.0———新时代下的管理与服务革命　/　155

　10.1　农业管理与服务的基本内涵　/　155

　　10.1.1　农业行业管理　/　157

　　10.1.2　企业信息服务　/　157

　　10.1.3　面向农民的公共信息服务　/　158

　10.2　农业管理与服务1.0———传统的农民管理和服务　/　158

　10.3　农业管理与服务2.0———基于电子政务的农业管理　/　159

　10.4　农业管理与服务3.0———基于大数据的农业管理　/　162

　10.5　农业管理与服务4.0———基于智能决策的超高效农业管理　/　163

　参考文献　/　164

第11章 农民生活4.0　/　166

　11.1　农民成为令人向往的职业　/　166

　　11.1.1　农民生活1.0———农民是一种身份的象征　/　166

　　11.1.2　农民生活2.0~3.0———完成身份向职业的转变　/　167

　　11.1.3　农民生活4.0———农民成为令人羡慕的职业　/　169

　11.2　农村将变为美丽幸福的智能家园　/　169

　　11.2.1　农村状态1.0———城乡鸿沟巨大　/　169

　　11.2.2　农村状态2.0———城乡差距逐步缩小　/　170

　　11.2.3　农村状态3.0———城乡实现一体化　/　171

　　11.2.4　农村状态4.0———农村是美丽幸福的智能家园　/　174

　11.3　农业4.0时期的农民智慧生活　/　175

　　11.3.1　智慧家居　/　175

　　11.3.2　智慧医疗　/　177

　　11.3.3　电子商务　/　178

　　11.3.4　智慧养老　/　179

　　11.3.5　智慧娱乐　/　180

　参考文献　/　182

第12章 放眼未来———农业4.0发展的战略与对策　/　183

　12.1　总体目标及发展思路　/　183

　　12.1.1　总体目标　/　183

　　12.1.2　发展思路　/　184

　12.2　主要技术路线　/　185

　12.3　对策与措施　/　187

　　12.3.1　组织与机制创新　/　187

　　12.3.2　强化支撑与完善保障　/　189

　　12.3.3　加大投入与政策集成　/　192

　参考文献　/　193

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编辑推荐

1）本书全面阐述了农业4.0的内涵特征，深度洞察了农业4.0的商业模式，深入解读了农业4.0的发展战略，这是一本深刻影响中国未来农业发展的书。

2）本书为推进信息化与农业现代化深度融合，推动中国农业转型升级提供助力。

3）本书作者李道亮，是中国农业大学教授、博士生导师，*长江学者特聘教授，担任中欧农业信息技术研究中心、中国农业信息化评价中心、北京市农业物联网工程技术研究中心主任，国际信息处理联合会农业信息处理分会主席等职。李教授还是农业部“十二五”“十三五”全国农业信息化规划负责人。

前言

2013年，德国政府提出“工业4.0”的概念在国际社会引起很大反响。工业技术和生产模式，从机械化生产、电气化生产、自动化和信息化生产，到网络化和智能化生产，德国人把它们形象地称为现代工业模式的四级演变，即“工业4.0”。新一轮的工业化带来的重要变革就是智能制造，而农业作为工业生产原材料的提供行业和工业制成品的使用行业，必将融入这场时代的变革中，也在向智能化时代发展。从次听到“工业4.0”，笔者就开始思考农业是不是也有类似工业发展的一般规律，有没有类似“工业4.0”的发展经历，如果有，应如何划分？每一个阶段的特征是什么，每个阶段跃升的条件是什么，发展规律是什么，我们国家现代农业应该推进的路径是什么，要注意哪些问题和关键要素等一系列问题。

2015年，国务院出台了《关于积极推进“互联网 ”行动的指导意见》，把“互联网 ”现代农业作为第三大行动领域，笔者有幸受农业部委托，牵头起草《“互联网 ”现代农业三年行动实施方案》。在该方案起草的过程中，本人及所带领的团队针对“互联网 ”农业，从物联网、大数据、云计算、移动互联网、空间信息技术、人工智能及智能装备等新一代信息技术与农业资源、劳动力、农业装备、市场、信息等要素融合，粮经饲作物种植、设施园艺、畜禽和水产养殖业态跃升，农业生产、加工、流通、市场、经营、管理、服务一体化演进，生产体系、经营体系、产业体系、科技支撑体系、市场体系构建和运营等方面开展了大量的地方调研，多次与政府、企业和高校科研院所的专家进行探讨，力图把“互联网 ”对农业转型升级的动力、步骤、过程搞清楚。这一系统的调研，对形成农业4.0的基本思路起到了关键的助推作用，也基本形成了“互联网 ”农业阶段也就是农业4.0的基本结论。

从2010年开始，充分利用笔者主持的3个欧盟第七框架项目和德国科学基金、国家留学基金等资助，有幸对德国、比利时、荷兰、挪威、丹麦的猪场、牛场、渔场、鸡场，蔬菜、花卉设施农场，大麦、玉米、甜菜、菜花等大田种植农场进行了系统深入的现场参观考察，从生产体系、经营体系、产业体系、市场体系、科技体系进行了详尽、系统、深入、全面的考察研究，对欧洲典型的农业生产模式、经营模式、支撑体系和发展历程等方面与农场主进行了深入访谈。总的结论就是欧洲农业已经历了传统农业、机械化农业和自动化农业这三个阶段，现在基本已经实现现代化。对于现代化农业而言，农业规模化和集约化是前提，设施化和装备化是支撑，在线化和数据化是特征，市场化和信用化是本质，产供销一体化和标准化是保障。信息化和智能化是目前欧洲农业发展的引擎，通过信息化和智能化使农业更加精准、更加高效、更加安全。这些考察活动和系统的分析与思考对从全球的视野、前瞻的视角系统地分析农业4.0的基本特征、发展阶段、演变条件和支撑体系起到了根本的保障作用。

通过对欧洲和国内农业的调研可看出，世界各国农业的发展历程基本是：从以体力和畜力劳动为主的农业1.0阶段，到以农业机械为主要生产工具的农业2.0阶段，再到以农业生产全程自动化装备支撑的农业3.0阶段，后达到以无人化为主要特征，以物联网、大数据、云计算和人工智能为主要技术支撑的全要素、全链条、全产业、全区域的智能农业阶段，即农业4.0阶段。

随着物联网等信息技术的强力渗透，信息流的“无孔不入”以及智能化的快速发展，农业逐渐转变为以物联网、大数据、云计算、人工智能等技术为支撑和手段的一种现代农业形态，是继传统农业、机械化农业、信息化农业之后的更高阶段的农业发展阶段，即智能农业阶段，将农业多功能性所内含的教育文化、历史传承等非经济功能彰显出来，带动农业生产回嵌资源环境，达到“人类回嵌自然”的生态文明新时代。在农业4.0阶段，人们充分运用物联网、大数据、云计算、移动互联网、空间信息技术、人工智能(以机器人为代表)等新一代信息技术，对土地、劳动力、资金、技术、市场、信息等各种农业要素进行重新配置与优化，实现对大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖、农产品物流等农业行业的数字化设计、在线化处理、智能化控制、精准化运行、无人化作业和科学化管理，使农业实现大区域范围内整体优化配置，使农业的生产方式、经营方式、管理方式和服务方式跃升到一种新的形态。在这种形态下，农业高产、高效、优质、生态、安全、智能，这也代表了农业发展的方向。

2015年7月笔者撰写了《“互联网 ”农业导论》一书，开始了“互联网 ”农业的理论体系、生产体系、技术体系、产业体系、运营体系的梳理工作，从那时开始就在思考的生产、流通、消费三大领域将相互衔接，而劳动者、劳动工具和劳动对象这生产力的三要素也将发生本质性变化。2015年12月机械工业出版社特邀笔者撰写《农业4.0———即将来临的智能农业时代》，从那时起，我就一直在思考“互联网 ”农业与农业4.0是什么关系，它们之间能画等号吗？随着《“互联网 ”农业导论》的成稿，《农业4.0———即将来临的智能农业时代》也逐渐清晰，农业4.0是“互联网 ”农业的阶段或高级阶段的基本定位决定了两者