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农业信息科技发展研究报告亿欧智库——促进农业发展，推动乡村振兴2前言中国是一个农业大国，农业在国民经济中占有重要的地位。而现在，中国的农业仍然存在着生产效率低、土地产出率低以及化肥、农药使用过量等问题，同时伴随着农村劳动力大量减少，老龄化加剧等现状，中国农业人工成本逐渐增高。而以物联网、大数据、3S技术等为核心的农业信息科技有望改变现有的农业生产方式，促进农业发展，推动乡村振兴。亿欧智库通过桌面研究及企业专家访谈的方式，着重探讨了农业信息科技如何驱动农业发展，提高农业生产效率，解决化肥、农药使用过量、农业水资源短缺等问题，同时能降低人力成本，提高农产品品质，改善农业“看天吃饭”的现状。此份报告总共分为三个部分，第一部分首先阐述了当前中国农业面临的几大问题，包括生产效率低、生产成本高、化肥农药使用过量、农产品质量安全等问题，随后定义了农业信息科技，并框定了报告研究的范畴；第二部分根据中国农业产值占比情况，分别讲述了农业种植、畜牧养殖以及水产养殖等三个领域的信息科技，包括滴水灌溉/水肥一体化、农业物联网、卫星/无人机遥感、农机自动驾驶、畜牧/水产养殖物联网等，以及简单说明了三个领域相关企业的应用场景和商业模式。第三部分从中国的实际情况出发，探讨了农业信息科技未来的发展方向以及发展所面临的问题，并对农业信息科技企业的未来发展提供了几点建议。目录CONTENTSPart1.农业信息科技发展背景综述1.1中国农业正在面临的问题…………………………………..…..051.2农业信息科技的定义及研究范畴…………………..………...10Part2.农业信息科技发展现状及相关企业分析2.1农业信息科技整体概述………………………………………….162.2农业种植信息科技……………………………………….………..222.3畜牧养殖信息科技………………………………………………...392.4水产养殖信息科技…………………………………………………45Part3.农业信息科技未来发展方向及挑战3.1农业信息科技未来发展方向...………………………………….513.2农业信息科技发展面临的挑战…….….……………………….54Part1.农业信息科技发展背景综述4EOIntelligence1.1中国农业正在面临的问题5Part1.农业信息科技发展背景综述EOIntelligencePart1.农业信息科技发展背景综述1.1中国农业正在面临的问题中国人均耕地面积远小于世界平均水平，同时农业人均GDP远低于中国人均GDP，农业生产效率较低6◆根据世界银行以及国家统计局统计的数据，中国人均耕地面积（总耕地面积/总人口）逐年减少，远小于世界平均水平，同时建设占用、自然灾害、生态退耕以及农业结构调整等多种原因导致中国耕地面积不断减少。2017年，中国耕地面积20.23亿亩，占世界总耕地面积的9%；总人口为13.9亿，占世界总人口的19%；中国需要用占世界9%的耕地面积养活占世界19%的人口，人口多耕地少决定了我国必须以提高单位面积作物产量，即单位面积土地产出率作为高效农业发展的基础。◆根据中国2018统计年鉴与亿欧智库整理的数据，2017年中国总就业人口为7.76亿，产值为82.7万亿，人均产值10.65万元；而农业就业人口为2.09亿，产值为6.55万亿，人均产值仅为3.13万元，中国农业就业人口的人均GDP远低于全国就业人口的人均GDP，农业从业人员的生产效率较低。20.2920.2720.2720.2620.2520.2420.231.5061.4971.4901.4821.4731.4631.4552.9852.9702.9402.9252.9102.9002020.120.220.320.420.520.62011201220132014201520162017中国耕地面积（亿亩）中国人均耕地面积（亩/人）世界人均耕地面积（亩/人）来源：世界银行&亿欧智库亿欧（）亿欧智库：中国耕地面积及中国与世界人均耕地面积0.901.091.181.411.741.982.292.562.782.963.133.594.234.605.436.407.047.738.348.909.5810.650.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.0011.0020072008200920102011201220132014201520162017农业人均GDP（万元）中国人均GDP（万元）来源：国家统计局&亿欧智库亿欧（）亿欧智库：2007-2017年中国就业人口人均GDP与农业就业人口人均GDPEOIntelligence7◆根据国家统计局近十年化肥、农药使用数据，2003-2015年化肥、农药使用量几乎逐年增加，并直接促进了中国粮食产量的连续增长，使得中国的粮食总产量实现了“十二连增”。而到2015年，农业部出台《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》，方案中指出，我国农作物化肥用量21.9公斤/亩，远高于世界平均水平8公斤/亩。同时根据公开资料，中国农药单位面积使用量也远高于欧美国家。◆另外，化肥、农药的大量使用使得中国的耕地质量逐渐降低。根据国土资源局2015年统计数据，将耕地质量按照不同级别进行分类，其中优质土地面积仅占总面积的2.9%，将近一半的土地质量属于中等级别。由于随意使用化肥、农药以及大气污染、不科学轮作耕地等原因，耕地质量逐渐降低，严重影响作物产量以及农产品质量。中等地面积占比52.9%高等地面积占比26.5%低等地面积占比17.7%优等地面积占比2.9%注：耕地质量共为15级，1-4级为优等地；5-8级为高等地；9-12级为中等地；13-15级为低等地来源：中国国土资源局亿欧（）亿欧智库：截至2015年，中国四个级别耕地质量占比5107.85239.15404.45561.65704.25838.85911.85995.96022.65984.15859.4162.3167.2170.9175.8178.7180.6180.2180.7178.3175.420072008200920102011201220132014201520162017460051005600610066007100农用化肥施用量（万吨）农药使用量（万吨）来源：国家统计局亿欧（）亿欧智库：2007-2017年，化肥和农药使用量对比10.32.23.6933.7201234567891011中国美国法国英国德国来源：亿欧智库亿欧（）亿欧智库：农药使用量（公斤/公顷）化肥、农药单位面积使用量远高于世界平均水平，致使耕地质量逐渐降低，严重影响作物产量与农产品质量Part1.农业信息科技发展背景综述1.1中国农业正在面临的问题EOIntelligencePart1.农业信息科技发展背景综述1.1中国农业正在面临的问题中国农业用水量巨大，且近47%的农业用水被浪费，受水灾旱灾影响每年中国粮食减产超200亿公斤8◆根据统计局的数据，2010-2017年中国农业用水总量超过了总用水量的60%。同时，根据2016年国务院发布的政策《全国农业现代化规划（2016-2020）》，农田灌溉水有效利用系数仅为53.2%，近47%的农业用水被浪费，如何高效地进行农业灌溉、节约水资源是农业发展的重点。◆而另一方面，在中国农作物自然灾害的四大类中（水灾、旱灾、风雹和冰冻），水灾和旱灾最为严重，这两种灾情使得每年作物受灾面积近2万公顷，粮食减产总量每年达到200亿公斤，近两年减产超过了400亿公斤。以平均每人每天消耗1斤粮食计算，受自然灾害减产的粮食可满足近1亿人2年的粮食消耗。60226107.26131.26183.46094.96103.26040.26043.40.6130.6130.6360.6340.6350.6310.6240.623600060506100615062006250630020102011201220132014201520162017用水总量农业用水占比来源：国家统计局&亿欧智库亿欧（）亿欧智库：2010-2017中国用水总量与农业用水占比来源：中国水利部亿欧（）亿欧智库：洪涝和干旱受灾面积及粮食减产对比1.80.71.11.20.60.60.90.5113.3240.5282.182.1125.0247.9299.70.00.51.01.52.02.53.020102011201220132014201520162017洪涝作物受灾面积(万公顷)洪涝粮食减产(亿公斤)1.31.60.91.11.21.01.01.0232.1116.1206.3200.7144.4190.6133.40.00.51.01.52.02.53.020102011201220132014201520162017干旱作物受灾面积(万公顷)干旱粮食减产(亿公斤)EOIntelligencePart1.农业信息科技发展背景综述1.1中国农业正在面临的问题中国生猪养殖成本高，生猪增重一千克需要使用的饲料更多，且母猪生产的断奶仔猪数更少9◆根据《中国畜牧兽医年鉴2017》与普华永道统计数据，中国猪肉的生产成本高于美国、欧盟等国家，大约是欧盟的1.5倍，美国的2倍。中国规模农场的平均料肉比（即增重一千克所需要的饲料量）也高于美国和欧洲的农场。同时，作为衡量养殖生产效率的重要指标—断奶仔猪数（PSY），中国的该指标也远低于欧盟及美国等地区。除此之外，影响生产成本的其他因素还包括仔畜费、人工费、遗传改良、畜牧兽医防疫和农场管理等。16.111.47.7024681012141618中国欧盟美国亿欧智库：2016年生猪成本估算（元/千克）32.82.701234中国德国美国亿欧智库：规模农场料肉比估算（增重千克/千克饲料）1727.525.7036912151821242730中国欧盟美国亿欧智库：母猪年均提供断奶仔猪数（PSY）估算来源：《中国畜牧兽医年鉴2017》&普华永道&亿欧智库亿欧（）EOIntelligence1.2农业信息科技的定义及研究范畴10Part1.农业信息科技发展背景综述EOIntelligencePart1.农业信息科技发展背景综述1.2农业信息科技的定义及研究范畴以物联网、大数据、人工智能、3S等为主的信息技术助力中国农业发展11◆农业信息科技是农业科技的一种，除此之外，还包括生物科技。生物科技指的是利用基因技术、分子育种技术等对种子、化肥、兽药等农资的基因改良，到现在为止已发展了几十年。农业信息科技指的是以物联网、大数据、人工智能、3S（全球定位系统GPS/北斗、地理信息系统RIS、遥感系统RS）等为代表的信息技术应用在农业的生产过程中，将这些信息技术应用于各个环节，最终实现农业的数字化、精准化、智能智慧化发展。农业信息技术是农业科技的一个核心技术支撑，本报告将主要研究当前农业现状下，信息科技如何指导农业生产。利用计算机视觉、图像识别以及深度学习等为主的人工智能技术实现气候/作物产量预测、病虫害防治等。人工智能通过传感器、摄像头等监测设备，使用无线传感技术，实现动、植物的远程监控、管理等。物联网以天气、土壤、农作物、病虫害以及动物身体特征数据等作为大数据基础，进行数据分析、精准管理等。大数据使用全球卫星定位系统能够对农田、农机进行精准定位，获得农田的位置、农机的作业路径，实现农机具的自动导航、自动驾驶等。全球定位系统使用遥感系统能够实现作物长势监测、农业气象监测、获取作物生长数据，生成归一化植被指数NDVI分布图。遥感系统使用地理信息系统