目前全球正处于信息化时代，农业信息化的发展已成为现代化农业发展的重要方向，因此有必要探索新一代信息技术对农业信息化的推动作用。总结新一代信息技术在农业领域应用的现状，对新一代信息技术推动农业信息化发展的路径进行分析，提出新一代农业信息技术创新与集成应用的策略。提出通过新一代信息技术创新补齐农业信息化和现代化短板，助力“乡村振兴战略”，实现并加速“四化同步，融合发展”。推动新一代信息技术在农业中的应用必须依赖于技术创新、模式创新、机制创新和*策创新。
在国家*策的有力驱动和“三农”发展的迫切需求下，中国农业信息化基础设施建设已基本完成，开始进入到全方位、多层次的发展阶段，移动互联网在解决农业信息化“最后一公里”问题发挥出了重要作用。年1月，农业农村部、中央网络安全和信息化委员会办公室联合印发了《数字农业农村发展规划（—年）》，提出要大力发展数字农业，实施数字乡村战略，推动农业数字化转型，进一步加强农业信息化建设。
农业信息化是将信息技术应用到现代农业中，利用信息网络化和数字化支持农业生产、经营和管理，其内容涉及农业基础设施信息化、农业科学技术信息化、农业资源环境信息化、农业生产工具信息化、农业经营管理信息化、农民生活消费信息化、农业科研管理信息化等。世界银行认为国家农业信息化战略的主要目标是：提供信息获取能力、加速农业科技创新与农技推广服务、建设农产品供应链与产品可追溯机制、增加农业资本注入。在农业产业发展过程中，美国、欧盟、日本、英国等发达国家都非常注重*府强有力的支持与管理、重视农业信息化体系的建设、注重计算机网络系统的普及与应用，以及开展多元投资机制的构建和相关法律法规的建立健全等。
新一代信息技术产业是中国国务院确定的7个国家战略性新兴产业之一，主要聚焦在下一代通信网络、物联网、三网融合、新型平板显示、高性能集成电路和云计算为代表的高端软件。新一代信息技术是以物联网、云计算、5G、大数据、人工智能等为代表的新兴技术，正在全球范围内引发新一轮的科技革命。因此，在新一代信息技术快速发展的环境下，中国农业信息化如何进一步发展是值得思考与讨论的重要问题。如何通过新一代信息技术创新推动中国农业信息化进程，补齐农业现代化这块短板，助力“乡村振兴战略”，实现工业化、信息化、城镇化、农业现代化“四化同步”发展，并加速融合发展，是本文讨论的核心问题。
1新一代信息技术在农业领域应用现状
未来10～20年，“融合与智能”将是信息技术发展的两大并列主题，面向认知和决策的大规模计算与硬件执行相互融合。物联网的出现，极大拓展了人类感知和获取数据的能力，同时也延伸了人类的动作和执行范围；虚拟化和云计算的成熟，为后端透明化的超大规模数据处理提供了基础设施；大数据、深度学习技术的出现，使人工智能获得跨越式发展。这些技术一直不停地试图进行更深层次地融合，以获得更少的人工干预和更加智能的效果。
新一代信息技术在农业领域中不断应用和融合，加速了农业全行业知识、技术和服务的积累、扩散、分享与创新，让整个农业价值链中的各方可以捕获、追踪和共享数据，推动了农业信息服务范式由细碎零散向规范系统转化，极大提升了各环节效率，引领现代农业发展与转型。物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链、数字孪生（DigitalTwins）等新一代信息技术的迅猛发展，为农业信息化的发展奠定了强大基础，推动农业向智慧化转型升级。
1.1新一代信息技术应用于现代农业全产业链
新一代信息技术在农业中的应用为农业带来革命性影响，技术创新和资本双轮驱动是农业现代化进程的动力。新一代信息技术在农业领域中的应用贯穿于现代农业的整个产业链，具体如下：①在农业生产过程中，新一代信息技术对农业生产系统的核心作用是优化自然资源配置，实现农业生产的全面自动化。通过对农作物的自动管理，实现农作物种植、畜禽饲养的管理信息化，以及病虫害防治信息化等。②在农产品流通过程中，借助新一代信息技术不断扩大市场信息网络，帮助上游和下游企业（如加工商或出口商）更好地管理农产品的运营和产品质量，推动农业产业化的发展。③在农业信息化的管理过程中，借助新一代信息技术建立相应的信息网络和针对农业构建的虚拟模型，帮助*府部门进行农业宏观调控、农业活动智慧管理等。④在农业社会服务信息化过程中，农民可以借助新一代信息技术充分了解天气情况、土壤湿度、病虫害预警信息、农产品价格、农业保险、农业信贷等，帮助农民做出更好的决策。
美国、欧盟等发达地区占据了信息技术高地，不断推动新一代信息技术渗透到农业全产业链中。新一代信息技术在农业产业链和价值链中的应用与作用如图1所示。
1.2物联网、大数据、人工智能等新兴技术驱动农业发展新业态
物联网、大数据、人工智能、区块链等新兴技术的发展，提供了快速收集、整理、存储、分析和共享异构数据的能力，极大地提高农业领域复杂问题的解决能力，将农业、粮食、资源环境等领域的研究成果应用在生产实践中，正在改变粮食的种植方式，促进形成数据驱动的智慧农业发展，新兴技术将引领现代农业进入全新发展阶段，并催生农业产业发展新业态。地面和空中机器人的增加，从种植到收获的一些操作实现了自动化，并且更容易得到土壤信息、天气和污染数据，从而做到对害虫和农药等的精细控制；物联网技术在农业中的应用，改变了粗放的农业经营管理方式，它提供远程监控、虚拟地理信息系统、作物和土壤健康监测以及更好的农场管理技术，在农产品种植、制造、营销等多个环节得到了应用；通过区块链技术可以保证农业生产企业或消费者方便、安全地获取信息，区块链技术已被成功用于检测食品链中劣质食品，为早期有效应对创造了条件，还可以为消费者提供食物来源信息；移动技术、远程遥感服务和分布式计算的推广已在改善小农户获取信息、市场、金融和培训，新一代信息技术为将小农户纳入数字驱动农业食品系统创了新机会。
随着新一代信息技术深入应用于农业领域，精准农业、智慧农业等农业新业态将有更大的技术创新与应用空间。波士顿决策咨询集团开展农业技术预见表明，未来15~20年，物联网、大数据、农业分析软件、智能设备等组成的农业智能系统和分子生物技术将实现大范围应用，并由此引发农业产业价值链与农业商业模式的转变。当前，新型农业发展业态已经引起许多国家重视，欧盟、美国等推出支持新一轮产业数字革命的举措，欧盟投资银行等加大对该领域的投资倾斜。此外，泰国*府也提出积极推进“Agriculture4.0”，实现农业生产与物联网、大数据、电子商务等信息技术相互融合，实现农业产业更加生态化、智能化和自由化。
通过物联网、人工智能、大数据等可以实现作物产量预测、杂草检测、病虫害监测与预防、物种识别、土壤分析、灌溉管理和预防干旱等，帮助农民更好地管理农场以及在危机来临前做出更好的决策，从而提高生产水平，推动精准农业和智慧农业的发展。表1列出了一些面向农民的智能服务平台或工具。
1.3数字孪生技术为农业信息化提供新的发展机遇
Gartner副总裁DavidCearley在GartnerSymposium/ITxpo上强调，自主设备、增强分析、AI驱动的研发、数字孪生、边缘计算、沉浸式体验、区块链、智能空间、数字道德和隐私、量子计算十大战略性技术在未来5年将带来颠覆式创新，在这样一个数字孪生的智能空间里，人、设备、内容、服务、交易将连结成一个不断扩张的网络，各类数据不断被汇聚和计算并产生新的知识——洞察（Insights）。数字孪生是现实世界特定实体（如特定的母牛、田地、甚至特定的农场）的数字表示，数字孪生技术主要是把现实世界与数字世界连接起来，结合感测器、人工智能、机器学习、软件分析，生成存在于虚拟空间中的数字模型，这些模型就像是一个虚拟的孪生体，这样的数字孪生体不仅可以代表实体的实际状态，还可以再现历史状态和模拟未来状态，对这些实体进行预测，甚至可以考虑进行干预，以替代现实世界中的实验，如一头牛的数字孪生体可以根据各种管理和治疗决策来表明其患乳腺炎的可能性。数字孪生技术使农民和利益相关者有能力应对意外情况，通过不断监控从生产到营销和销售的整个过程，它可以帮助事先识别问题，并在适当的时间安排预测性维护以及为复杂问题提供即时解决方案。
农场和农业活动的数字孪生，农业价值链中各个层面的参与者将可以获取更多的信息资源，更有效地预测农作物产量，在有限的资源下，扩大生产的规模。IBM认为，对真正耕作的农场进行数字复制，可以为全球农场打造一个“数字孪生”或“虚拟模型”，实现农作物的健康管理，还可以对农场数据进行共享，让农业各参与方分享想法、研究和材料，交流全球农场和作物生长相关数据，并与食品供应链相互联结。荷兰的Connecterra公司基于数字孪生技术研发了数字奶牛助手服务，通过远程监视母牛并检测母牛何时处于发情期，全面了解母牛的健康状况，进一步预测下一个周期的开始日期，并使用物联网技术向农民发送可行的见解和智能建议；希腊的BeeZon养蜂场监控系统设计了蜂群的数字孪生对蜜蜂的疾病、病虫害感染、农药暴露和*性进行程监控，帮助养蜂人远程控制其养蜂场并做出明智的管理决策。
2新一代信息技术推动中国农业信息化发展的路径分析
技术变迁相适应，由强基础向重应用转变。将新一代信息技术应用于农业产业和农村系统的各个领域，通过有效获取、整合、利用和传播各类涉农信息资源，关联农村地区经济、社会、生态诸要素，推动新一代信息技术在生产、经营、管理、服务的全产业链渗透，形成多主体可互联互通、信息数据可交互和共享的技术应用场景，从而借助信息化手段改变农业发展方式，创新“三农”服务手段，最终实现农业生产经营效率提升和农村社会全面进步。利用新一代信息技术推进中国农业信息化发展的路径主要包括以下几个方面。
2.1创新信息服务模式，填平数字信息鸿沟，推动信息对称及供需平衡
在中国农业信息化进程中，*策演变始终与信息随着移动数据网络和手机的普及，以及农村硬件基础设施建设不断进步，广大农民和农业生产经营新型主体获取和利用农业信息的渠道已经打通。但是，文化素养、信息素养和农业信息供给、传播与互动服务等方面的短板，仍严重阻碍着农业信息的开放传播与充分获取，造成数字时代更大的信息鸿沟，导致农业生产者与*府管理部门和市场的信息严重不对称，严重制约了农业信息服务成为农业生产经营的“耳目、尖兵和参谋”作用的发挥。美国农业部所属的农业技术推广体系中的主要内容之一，就是充分利用网络和信息化手段，由*府资助的农技推广队伍为农场主和农民等提供充分、及时和双向的信息推送、培训和咨询服务，不断提升他们的职业素养和水平。中国农业现代化进程中必然首先需要持续为农民提供充分的农业信息服务，包括农业生产所需的科技信息与知识、农产品市场信息及咨询分析、农业金融、保险、国家农业*策法规等各个方面的信息。同时，信息服务过程和目标不仅仅局限于某个具体问题的解决，更重视通过长期的信息服务发挥继续教育职能，潜移默化地改善和提高农民的信息素养和整体文化水平，支持和引导农民更加科学地从事农业生产经营活动，降低“盲人摸象”式或“盲目跟风”式的生产经营导致的各类风险。农业信息服务供给侧需不断深化改革，建立面向“三农”信息服务的非赢利公益服务机制，并充分利用信息开放共享、自动信息感知以及大数据分析等手段，加强信息技术和信息服务创新，有力支撑不同农业经营主体的生产经营活动过程中的信息需求，显著缓解各类群体信需求与服务供给不充分不平衡的突出矛盾。
2.2推进全产业链信息管理，支撑农业生产经营与管理精细化智能化
目前，中国农业信息管理水平仍处于应用领域及范围比较局限和技术手段比较落后的阶段，突出表现为先进信息管理技术与农业产业链的全面耦合不够紧密，过程松散，缺少衔接，环节缺失。主要表现为：①缺乏全局性信息和数据采集机制和先进技术手段；②缺乏即时性客观数据支撑，人工抽样采集和统计方法仍是农业信息采集的主要手段；③缺乏农业产业链信息管理系统的衔接、整合与集成，导致信息流断链和“孤岛”式的信息管理，难以支撑全局性把控与决策。上述问题的存在直接导致农业管理者和生产经营者均存在信息缺失、信息失真等问题，以及相互之间信息不对称等问题。同时，面向农业全产业链的农业管理者与生产经营者均缺乏一个有效的农业知识管理平台，导致在瞬息万变的市场中，在有限的机会窗口期内，大量的时间和精力耗费在面向问题的信息采集、清洗和汇聚过程，严重压缩了分析、洞察和决策的时间，难以产出高质量的洞察和决策。因此，通过新一代信息技术全面开展农业全产业链信息流的垂直整合及与相关产业的信息流水平集成，加强流程、过程和节点信息采集与控制，必将成为中国农业信息化乃至农业现代化的全局性和基础性要求。
2.3开展大数据驱动的智能信息分析，提升农业决策智慧化能力与水平
智慧决策是信息由感知而来、到管理和生产决策中去的中间过程，即依托模型和算法，通过大数据和深度学习，让机器像人一样并超越人去架构、去思维并做出决策。其中，模型和算法既是信息技术领域前沿基础研究的核心，也是推动农业信息化从信息管理向智慧决策，从自动化农业向智慧农业跨越发展的关键。年11月20日，在“中国农业农村科技发展高峰论坛”上，中国农业农村部副部长张桃林表示：“形势逼人，时不我待。我们必须在生物育种、智能农机装备、智慧农业等战略必争的重点领域，在合成生物、基因编辑、人工智能、区块链等受制于人的核心关键技术上，加快重点布局和创新突破。”无论是构建支撑*府农业管理的信息分析和知识管理系统，还是发展支撑智慧农业的农业智能装备、农业生产智慧决策管理系统，都聚焦于复杂场景下的多维大数据挖掘与分析问题，农业分析理论模型、数据模型、机器学习、数据挖掘算法等成为核心关键技术。目前，中国在大数据、机器学习乃至深度机器学习、数据挖掘以及农业分析领域的模型和算法等方面缺乏原始创新，主要在美国、欧洲科学家成果基础上进行优化和应用研究。因此，需要瞄准农业产业和管理问题，引导科研机构和企业聚焦从0到1进行智慧农业领域核心技术创新和模式创新，加强符合中国农业现代化发展的集成应用创新，加强符合中国创新驱动发展战略特色的模式创新。
3加强新一代农业信息技术创新与集成应用的策略
农业信息技术对引领和支撑现代农业发展发挥了重要的作用，农业信息技术创新是中国农业信息化与现代化进程的核心驱动力。合理有效集成科研机构、大学和企业研发力量，构建国家农业信息技术创新体系，是落实农业现代化进程中创新驱动发展战略的关键支撑和可持续发展保障。
3.1前瞻布局并深入推进基础性和战略性农业信息技术研究探索
随着中国创新能力的不断增强和人工智能领域创新水平与美国并跑的趋势，需要更加