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日本产业经济动态

（2019年第12期）

“智能农业”：日本在学习哪些国家？

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盘古智库高级研究员、东北亚研究中心副主任李玲飞撰写

▍日本农业以技术进步、精耕细作、农品品质高而著称，但无论从整体上的粮食自给，还是个别的劳动生产率， 日本与荷兰、美国、以色列等世界顶级农业强国都有不小的差距。

长期以来，日本的粮食自给率（以热量计算，进口饲料考虑在内）低于50％。2018年，更是降到了近25年来的最低点：37％。除了大米外，几乎其他所有粮食产品均需要大量进口以满足国内需求，尤其是动、植物油（几乎全部需要进口）、小麦（近9成需要进口）和大豆（近8成需要进口）。

以产值计算的粮食自给率反映出日本粮食贸易的基本情况。由于日本农产品品质和价格都比较高，因此在产值自给率上相对乐观，达到了66％。但是，从粮食贸易角度看，日本也难称农业强国。2018年，日本农产品及食品进口超过700亿美元，是世界第5大粮食进口国。同年，日本出口额仅为69.64亿美元，排名第44位。

从粮食自给率和自给能力角度，日本不仅算不上农业强国，甚至在粮食安全方面，也始终存在着信心危机。2014年日本内阁府针对粮食供给做出的舆论结果显示，日本有83％的国民对未来国内粮食生产和供给能力表示不安。从1965年到2018年，日本以热量计算的粮食供给率由73％跌到了37％，与此同时，根据营养均衡、主要谷物热量效率最大化标准计算的粮食供给能力指标也由3,300（ kcal/人·日），降到了2,633。随着日本可利用耕地面积和农业人口逐年减少，农业人口老龄化日趋严重，日本粮食供给能力指标预计将持续处于下滑趋势。

如世界贸易组织（WTO）报告中所指出，日本农业问题的症结主要在于低下的劳动生产率。无论是与其他农业发达国家相比，还是与日本国内其他产业部门相比，日本农业生产率低下的程度，都可谓“非常显著”（remarkable）。

东洋大学经济学部泷泽美帆教授（现学习院大学经济学部副教授）多年跟踪比较日本与其他发达国家的劳动生产率水平。根据她的报告，2010年至2012年，以美国劳动生产率水平为标准（100），日本农林水产业的生产率水平仅为4.7，2015年的数据更是降到2.4。

人多地狭、人均耕地面积较少且资源贫乏，是日本农业地理特征，而美国地广人稀，适合大规模、机械化农业生产，似乎将日美相比较对日本来说并不公平。但实际上，如果换成与日本地理和资源条件相似或者更加恶劣的发达农业国家，差距则更加明显。

以色列的人均耕地面积为0.3公顷，与日本相当，但其国土面积中，沙漠占据一半，加之降雨极少，并不适合发展农业。二战建国后，粮食自给与粮食安全一直是以色列致力于解决的头等大事。结果是，仅仅用了很短的时间，20世纪60年代中期，以色列的粮食自给问题已有相当改善，能量、蛋白质与脂肪供给超过一般日常需求。到21世纪初，以色列依靠发达的农业科技，以3％左右的农业就业人口（世界银行的数据显示，2019年以色列农业就业人口比例为1％，日本则是3％），实现了接近95％的粮食自给，水果、蔬菜生产自给有余并大量出口。

另一个小国荷兰，国土面积仅为日本的十分之一，耕地面积是日本的四分之一，受地理位置所限，贫瘠质地田地相对较多、冬季日照时间很少，但荷兰却是世界第二大粮食净出口国（次于巴西，2018年UNCTAD数据）和第二大粮食出口国（次于美国）。其农业强大的秘密在于超高的劳动生产率，以设施农业西红柿种植为例，1,000平方米西红柿的产量，荷兰为785吨，相比之下，日本产量10.1吨，仅为荷兰的1.3％，1吨产量所需要的劳动时间，日本是114小时，荷兰仅为12.1小时，差距之大，可见一斑。

日本的“智能农业”战略，无论是机器人、自动化、物联网技术，还是农业知识平台，从根本上都是为了在保持原有的高品质优势基础上，解决农业作业效率问题，从而应对老龄化和劳动力急速减少的趋势和危机。在农业领域，日本一直有效仿和追赶的对象国：荷兰、以色列与美国。如今在推进“智能农业”的时代，这三个国家仍是日本的老师。日本对美国农业的借鉴，主要在于规模化和资本推动的农业技术转化上，因此，关于“智能农业”技术发展，这里将主要介绍日本对荷兰与以色列的学习情况。

▍荷兰：先进种植技术提升设施农业生产力的典范。

荷兰是采用大棚温室栽培作物的先趋国家之一。但在70年代中晚期，其1,000平方米西红柿单产也仅为15公斤上下。真正让其产量呈现飞跃式增长的关键，在于此后采取的一系列技术改造：

● 营养液栽培方式的迅速普及。

● 温室设施结构和相应的作物剪枝方式改进，以及合适品种的改良。

●二氧化碳气体肥料的引进。

●（1985年后）电脑控制温室内环境调节技术的引进与普及。

如今，荷兰温室自动化、工业流水线式生产程度已经达到更高层次，最先进的温室设施中，实现温度、湿度、光线、二氧化碳深度、各种养分含量等500个项目实时监测。根据监测数据，电脑按照要求24小时不间断调节温室内光照、温度、通风等环境状态，从播种、定植到采摘、温室内运输、分包等各个过程实现自动化。

荷兰彩椒大棚内部（图片来源：www.sweeper-robot.eu）

瓦赫宁根大学研发的最新一代甜椒采摘机器人，已经通过测试 （图片来源：www.sweeper-robot.eu）

最新一代采摘机器人Sweeper测试过程中 （图片来源：www.sweeper-robot.eu）

从引进荷兰Venlo型温室形式、营养液栽培方法、二氧化碳气体肥料，到复合型环境调节控制系统和完全人工光型植物工厂，日本一直是荷兰设施农业技术发展的追随者。在“智能农业”时代，日本学习的主要对象是：如何通过AI、物联网等技术实现设施农业的高效率与高品质化。

2016年末，日本农林水产省与荷兰经济部签订合作协议，定期展开对话，推进两国在农业创新、技术交流方面的合作，至今已举行6次对话和小组会议，讨论的内容包括：

● 西红柿采摘机器人的开发。

● 高精度植物生长诊断及相关种植、劳作管理系统优化。

●种植、劳作管理开放平台构筑与数据采集系统开发。

● 高效率作物信息解析与精密园艺自动化、机器人技术。

● 温室自动化（摘叶机器人）及其他革新性技术开发，等等。

除政府主导的合作外，农业教育、科研机构乃至民间IT企业、机械制造业与频繁地通过各种形式展开与荷兰的交流与合作。2019年9月，久保田在荷兰瓦赫宁根大学设立分支办公室，派遣新业务与服务开发部门的负责人员常驻荷兰，加速推动数据应用与“智能农业”的研究开发，并以此为开端，积极寻求投资欧、美等国农用机器人领域的初创企业。

▍以色列：全球领先的农业技术创新国与输出国

以色列五成以上国土是沙漠，降雨量极小，而就在追求“沙漠变绿洲”的过程中，以色列发展出全球领先的低压灌溉和海水淡化技术并出口到全球各个国家。以色列的农业产值并不高，2016年仅68.2亿美元左右，但其农产品出口额接近13亿美元。以色列的蔬菜水果总产量有四分之一至三分之一供出口，主要对象是欧盟国家。OECD总结以色列农业成功的主要因素在于：技术进步、专业知识的积累、高层次的研究开发、发达的教育体系、高效的政府行政组织。

以色列自建国以来，一直在开发、推出应对恶劣环境条件的智能、高效的农业科技解决方案，并保持全球领先地位。在“智能农业”时代，以色列政府提出，将引领数字农业革命，利用大数据、AI、IT、物联网等技术，以及机器人、无人机、卫星、传感器、算法和智能手机等各种手段，发展强大的农业生产工具，帮助农民准确、科学地管理种植。得益于雄厚的知识和人才储备、强大的技术研发实力和优秀的创业环境，近年来，以色列“智能农业”领域的公司如雨后春笋，迅速成长并且壮大起来。

以Taranis公司为例，这家创立于2015年的以色列农业技术（Agtech）公司，主攻高精度成像和深度学习技术，提供农业技术平台服务。Taranis的农业技术服务平台，同时具有硬件与软件上的优势。硬件角度，在高速无人驾驶航拍（固定翼无人机时速220公里，多轴无人机55公里）条件下，高精度相机能明确发现、区分作物细微部分的昆虫活动或者其他异常情况。

Taranis公司的作物生长航拍分析图 （图片来源：Taranis@Youtube）

Taranis公司的高精度作物航拍以及电脑分析图 （图片来源：Taranis@Facebook）

软件上，该公司利用AI深度学习算法，将作物症状（特征）模型数字化，目前已建立多达1,000万种类的数据库，通过航拍数据与模型对比，给出病虫害预警以及对策建议。

成立4年来，Taranis已在四个海外国家开设分公司，拓展业务至美国、加拿大、巴西、澳大利亚、俄罗斯、阿根廷等国家，近2万农户8万多公顷面积小麦、玉米、大豆等作物耕种使用其平台服务，实现病虫害的早期发现，在前兆阶段便采取适当应对措施。

类似Taranis这样的“智能农业”初创公司大量涌现，它们带动的农业技术研发和推广热潮使以色列进入“第二次农业与食品技术蓬勃期”。

以色列“智能农业”科技的蓬勃发展吸引了日本各界的目光。拓殖大学国际学部的竹下正哲教授在今年9月发布的新书《拯救日本的未来农业——以以色列为师的信息农业耕种法》中，提出日本应当全面学习以色列的灌溉、遥感、物联网等相关农业技术，用10年左右时间实现农业的“AI化”，以拯救由于老龄化、劳动力不足导致危机的日本农业。

实际上，日本从官方到民间都在加大学习以色列“智能农业”的力度。除了常规的技术交流外，“投资”是另一个主要手段。

日本政府定期更新以色列的经济、投资环境、初创企业情况等信息，鼓励日本民间企业以直接投资或风险投资的形式进入以色列。近5年来，日本在以色列相关企业数量成倍增长，而上文提到的Taranis，在2018年年末获得了日本住友商事注资，金额达到数亿日元。

日本农协主导建立的AgVentureLab子项目Pitch Tokyo -Israel Editon-，致力于向日本国内企业介绍以色列农业技术的最新信息，并组织国内企业赴以色列实地考察，以加速两国企业在“智能农业”方面的联手与合作。

2019年9月30日的AgriTech海报（图片来源：AgVentureLab）

日本的农业基础设施先进，农业技术、农机设备的现代化程度很高，制度和市场体系也比较完善，在“现代化”向“智能”推进的农业科技竞赛中，上述优势加上过去的农业知识、人才储备以及扎实的研发基础，使得日本在起点上便占据了有利位置。在这样的情况下，日本花费大量的时间、精力和资金学习、引进和投资其他农业发达国家的“智能农业”技术，源于长远的眼光：不局限和满足于自己已经掌握、短期可以取得成果并收回成本的一流技术，而盯住“超一流”国家或企业的代表着未来发展方向的研发成果。

“智能农业”领域，中国与日本有着类似的需求，即在老龄化和劳动力短缺状况不断严重的条件下，通过尖端信息技术、生物技术提高农业劳动生产率、资源的利用率和作物品质，实现农业的可持续发展，保障国家的粮食与生态安全。不过，相比日本，中国农业发展还处于传统向现代化跨越的过程中，基础设施薄弱、种植方式落后是不可否认的事实。如何在这样的条件下，避免在未来的“智能农业”时代仍旧处于下风，亦或我们能够依靠信息技术的突破性发展得以“弯道超车”，是一个难度很大但必须要面对的问题。在解决这一问题上，既需要艰苦的探索和努力，同时，长远的眼光也必不可少。

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责任编辑：刘菁波

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