农业4.0是以物联网、大数据、人工智能、机器人等技术为支撑和手段的一种高度集约、高度精准、高度智能、高度协同、高度生态的现代农业形态，是继传统农业、机械化农业、自动化农业之后的更高阶段的农业发展阶段，即智能农业。目前国内农业面临着土地等资源约束趋紧、劳动力老龄化、农业生态环境压力加剧等突出问题，迫使农业生物技术、信息技术、装备技术创新步伐加快，传统生产方式、经营方式和管理方式转变，充分利用国家实施“互联网+农业”行动计划的契机，扎实推进中国向智能农业时代迈进。
作为一个农业大国，中国用世界10%的耕地、6%的淡水养活了世界20%的人口、提供了世界25%的粮食，但这一成果是由大量资源消耗和生态环境破坏换取而来，中国化肥的利用率仅为发达国家的1/2，单位面积的农药使用量是世界平均水平的2.5倍，水资源的利用率仅为发达国家利用率的1/3。农业现代化短板依然存在，集中体现为劳动生产率低、土地产出率低、资源利用率低，导致生产成本居高不下、农业竞争力低、农民收入增长缓慢。对于资源禀赋本就不富足的中国来说，农业发展并不能依靠无止境的资源消耗，而是明显受到资源的刚性约束，尤其是在城镇化、工业化的大力推进下，传统的生产要素资源如劳动力、耕地、水资源等被剥离至非农产业，而且在资源有限的情况下，中国的人口仍在不断增长，对粮食、资源的需求量将更大。
中国农业在面临资源环境和补贴政策严峻约束、价格“天花板”与成本“地板”双重挤压的形势下，急需走一条以信息技术为核心的网络化、智能化、精细化、组织化的发展道路，提升农业生产效率和增值空间。以智能农业为特征农业4.0发展模式能够促使农业规模化、标准化、产业化发展，升级农业生产、经营、管理、服务的技术装备，将潜在的生产能力挖掘出来并有效提升，这将是未来中国农业生产实现持续健康发展的有效途径。
因此，科学定位当前国内农业的发展阶段，明确中国在农业1.0到农业4.0之间所处的位置，提前谋划、系统布局，制定适合中国国情的农业发展路径，走出一条集约、高效、优质、生态、安全的现代农业道路，具有十分重大的意义。
2.从农业1.0到农业4.0
人类经历了农业社会、工业社会，目前正处在信息社会阶段。人类社会的发展，就是劳动者发挥聪明才智，不断创造新的劳动手段(劳动工具)，去认识自然、适应自然和改造自然(作用于劳动对象)的过程，从青铜器到铁器，从畜力到农业机械，从自动化农业到鼠标种田，都预示一个新时代的开始。在不同的历史时期，人类社会通过使用不同功能的工具，来扩展和增强人类自身的功能，而这些工具本身也成为区分人类社会形态的基本标准之一，因此劳动工具的演变体现了农业1.0到农业4.0的演变。
01. 农业1.0——人力与畜力为主的传统农业
1.0是人力与畜力为主的传统农业，农业1.0是农业社会的产物。在农业社会漫长的发展过程中，人类最重要的劳动工具是用以开发土地资源的各种简单手工工具和畜力，它们是对人类体力劳动的有限缓解，它并没有从根本上把人类的生产活动从繁重的体力劳动中解放出来。纵观人类农业社会的发展，尽管生产工具从早期的石器、青铜器发展到后来的铁器，但从整体来讲，在农业社会，生产工具仍然是初级的工具，生产工具只是人体局部功能的有限延伸。
农业1.0是以体力劳动为主的小农经济时代，依靠个人体力劳动及畜力劳动，人们根据经验来判断农时，利用简单的工具和畜力来耕种，主要以小规模的一家一户为单元从事生产，生产规模较小，生产技术和经营管理水平较为落后，抗御自然灾害能力差，农业生态系统功效低，商品经济属性较薄弱。
农业1.0时代，传统农业技术的精华在国内农业生产方面产生过积极的影响，但随着时代进步，这种小农体制逐渐制约了生产力的发展。这个阶段主要以“产量高”为目标，虽然比起现在动辄成千上万亩的农业项目来说大多还是小打小闹，但却为农业产业化奠定了基础。可以说，农业1.0主要追求的是农业耕种技术的“专”。
02. 农业2.0——隆隆作响的机械化农业
以1765年蒸汽机的发明和使用为标志，人类社会的生产工具得到了革命性的发展，人类发明和使用了以能量转换工具为特征的新的劳动工具，机器代替手工工具，标志着人类工业社会的开始。在300多年的工业社会历程中，能量转换的工具实现了机械化和电气化2次历史性的飞跃，对人类社会生产及生活产生了极为深远的影响。与此同时，伴随着工业革命的发展，农业机械化工具不断出现，这直接催生了农业2.0，与农业1.0的手工和畜力工具相比，农业装备开始在农业广泛应用。
农业2.0是以“农场”为标志的大规模农业，是机械化生产为主、适度经营的“种养植大户”时代。农业2.0也被称作机械化农业，以机械化生产为主，运用先进适用的输入性动力农业机械代替人力、畜力生产工具，改善了“面朝黄土背朝天”的农业生产条件，将落后低效的传统生产方式转变为先进高效的大规模生产方式，大幅提高了劳动生产率和农业生产力水平。
中国农业2.0时代以企业主为主体推动力量，农业产业化一方面保持了家庭联产承包制的稳定，同时又通过延长产业链，发挥一体化组织的协调功能，在一个产品、一个产业、一个区域内形成了产品规模、产业规模和区域规模;另一方面在更大范围内和更高层次上实现农业资源的优化配置和生产要素的重新组合，提高了农业的比较效益，有利于在家庭经营的基础上，逐步实现农业生产的专业化、商品化和社会化。
这个阶段以“产值高”为目标，主要表现在农副产品深加工企业或食品制造企业向产业上游延伸，或者农业生产企业向产业下游延伸，提供给市场的已经不是初级农产品，而是加工后的农副产品或者食品。像中粮集团、北大荒集团、华龙集团、金健集团、汇源果汁、国联水产等都属此类的典型企业。因此，可以说，农业的2.0时代其实就是“一产+二产”的主流时代，农业2.0追求的是农业产值的“大”。中国目前农业机械化水平已经达到65%，接近完成农业2.0，开始向农业3.0迈进。
03. 农业3.0——高速发展的自动化农业
农业3.0是农业专业化整合时代，专业化整合是市场经济的产物，也可以说是全球化的产物。随着计算机、电子及通信等现代信息技术以及自动化装备在农业中的应用逐渐增多，农业步入3.0模式。农业3.0即信息化农业，是以现代信息技术的应用和局部生产作业自动化、智能化为主要特征的农业。通过加强农村广播电视网、电信网和计算机网等信息基础设施建设，充分开发和利用信息资源，构建信息服务体系促进信息交流和知识共享，使现代信息技术和智能农业装备在农业生产、经营、管理、服务等各方面实现普及应用。与机械化农业相比，自动化程度更高，资源利用率、土地产出率、劳动生产率更大。
在“三率”大幅提高的基础上，农业3.0产出的主要是优美的乡村环境和可靠放心的农产品。政府不仅取消了存在了几千年的农业税，而且直接利用财政资金改善了农村的道路、水电、村容村貌等硬件环境，全国范围内的知名新农村、新社区、美丽乡村、五星级农家乐、休闲农业示范点、乡村旅游名村等如雨后春笋般崛起。可以说，农业的3.0时代其实就是“一产+三产”的主流时代，农业3.0追求的是经营模式的“新”。
从国内情况看，农业3.0已经在萌芽，按照70%的覆盖率，预计2050年可完成农业3.0。农业3.0以单一信息技术应用为主要特征，近几年，国内农业互联网、农业电子商务、农业电子政务、农业信息服务取得了重大进展。
04. 农业4.0——以无人化为特征的智能农业
农业4.0是资源软整合的农业，互联网时代，农业通过网络、信息等进行资源软整合，在物联网、大数据、云计算、人工智能和机器人基础之上形成智能农业。农业4.0是利用农业标准化体系的系统方法对农业生产进行统一管理，所有过程均是可控、高效的，真正实现无人化作业;农业服务提供者与农业生产者之间的信息通道通过农业标准化平台实现对等连接，使整个过程中的互动性加强。农业4.0可以通过网络和信息对农业资源进行软整合，增加资源的技术含量，提升农业生产效率和质量。
农业4.0是现代农业的最高阶段。农业4.0中现代信息技术的应用不仅仅体现在农业生产环节，它会渗透到农业经营、管理及服务等农业产业链的各个环节，是整个农业产业链的智能化，农业生产与经营活动的全过程都将由信息流把控，形成高度融合、产业化和低成本化的新的农业形态，是现代农业的转型升级。
土地生产的成果不再是化肥农药超标、普通的农产品，更多的是质量、产量的提高，使其成为更接近自然的无公害产品。因此，农业4.0是现代农业的最高阶段，是无人化智能农业的集中体现，随着技术的进步，可能会出现农业4.0的初级、中级、高级和终级等不同时期。
农业4.0是智能化技术在农业全领域、全产业、全链条的应用，体现的是无人化智能应用的“广”。农业4.0目前全世界范围看，是小荷才露尖尖角，是某个领域、某个环节、某个局部地点开展了科学实验，中国进入农业4.0的时间可能要到2070年之后。
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