作者：王元杰，中国农业科学院农业信息研究所 副研究员

          温   靖，农业农村部规划设计研究院 副高级工程师

          曹   琼，中国农业科学院农业信息研究所 副研究员

审核专家：吴才聪，中国农业大学信息与电气工程学院教授

                 刘继展，江苏大学农业工程学院副院长，教授

日本超四成耕地分布在山地、丘陵区域，地块小、分布散、坡度大，不适合大型农机连片作业，山地丘陵区农业占日本农业整体约40%，是日本农业的重要组成部分。日本老龄化严重约束，官方统计显示，当前核心农业从业者平均年龄67.7岁，65岁以上占比接近六成，58.7%的水稻种植经营体规模不足1公顷[1]，因此日本未走欧美规模化路线，摸索出精细管控、多方协同、全链提质的智慧农业发展模式。该模式依托智能农机、农业大数据、农协服务联动，解决了小农户分散种植、人工不足、新技术难落地等问题，保障了粮食供给与高品质农产品产出，对我国南方山区、丘陵地带的农业现代化有现实借鉴意义。

1     日本精细化智慧农业的发展底色

为推动智慧农业落地，日本搭建了完善的政策和法治保障体系。2024年正式实施《智慧农业技术利用促进法》，规范智能设备应用、农业数据共享、基层农技服务等内容；政府配套财政补贴、税费减免、专项技术扶持等政策，覆盖从企业研发到农户设备升级全链条，降低各主体参与成本，推动新技术新设备落地。

产业技术层面，日本依托久保田、洋马等本土农机企业，深耕适配山地、小块耕地的智能装备研发，重点打造小型化、高精度、通用性强的智能农机，针对不同业态推出专用智能化设备，适配零散地块和复杂地形，实现小地块、特色种植标准化、智能化作业（图1）。

图1小地块智能化植保无人机喷药

2    日本精细农业的核心体系

日本精细化智慧农业主要依靠物联网感知、大数据分析、AI智能决策、农业机器人作业四大核心技术，改变传统“靠经验”种植模式，以数据指导田间管理，生产从粗放转向精准可控，资源利用、作业效率、农产品品质、损耗控制均明显提升（图2）。推广实践验证了体系价值：日本全国普及智能农业后，水稻和小麦产量提升10%，无人机喷洒农药速度是人工的5倍，成本降低30%；宫崎县延冈市机器人智能种稻，作业效率提升显著；全国示范项目统计显示，不同智能农机可降低作业时长18%到80%不等，水稻种植面积扩张，出口产量提升2.8倍。

图2 数据指导田间管理

种植生产环节，日本农田基本实现智能监测全覆盖，田间高精度传感器全天候采集土壤、环境、病虫害等数据，经云端分析后为每块田地、每类作物定制专属管理方案。针对日本核心农业从业者七成以上超65岁、2010年以来核心劳动力缩水超一半的用工缺口，大阪南农协建成高附加值作物智慧农业示范园，配套智能监测终端与自动化作业机器人，可减少50%～70%的人工劳作强度，有效缓解用工压力。

智能农机协同作业是日本适配小块耕地的特色。久保田KSAS系统搭载厘米级GPS与智能终端，支持多农机自主导航、避障、无人作业，解决小地块漏耕、重耕问题；收割时可实时检测谷物参数，自动生成田间品质分布图，为分级收获与差异化销售提供支撑。北海道芽室町探索“有人农机统筹调度、多台无人农机协同作业”模式（图3），无需新增劳动力就将单季收获面积提升了20%。

图3 智能农机协同作业

病虫害防控与品质管控上，日本运用无人机巡检和AI图像识别实现精准防控。NTT公司开发的马铃薯AI病害检测系统可快速锁定染病区域，指导精准施药，减少农药浪费和面源污染，还能将种植经验转化为标准化数据流程，缓解农技传承断代问题；智能分选设备自动甄别农产品品质，保障品质统一。

精细化智能管控同样普及到畜禽养殖。阿寒农协推广的智能养殖设备24小时监测畜禽状态，对各生产环节提供智能辅助，推动散户养殖向标准化、智能化转型，降低疫病发生率和养殖损耗（图4）。

图4 猪只智能监控管理

3     多主体协同机制，破解技术落地难题

多数国家智慧农业存在“技术先进、落地困难”问题，核心是缺少配套服务体系。日本智慧农业快速普及，关键是搭建了成熟的多主体协同机制，形成农协主导、科研支撑、企业落地、农户参与的四维模式，打通技术落地堵点。

日本农业协同组合（JA，简称“农协”）是协同体系的核心枢纽，连接政府、企业、科研机构和农户。日本农业以小农户分散经营为主，单独购置智能设备成本高、操作难、利用率低，各地农协集中采购智能农机、搭建区域数据平台、开展技术培训，整合小农户共享智能化服务，依托全域数据统筹种植品类和生产规模，避免盲目种植和产品滞销。实践显示：甘乐富冈农协以产地直供模式稳定供应东京56家超市生鲜，农户收入提高30%~65%；2022年数据显示，经由日本农协销售的水果占日本水果年产值的47%，农协统筹产销作用突出。

科研机构与农机企业的深度合作是日本智慧农业持续迭代的动力。科研院校紧扣本土痛点攻关核心技术，久保田、洋马等企业依托科研成果完成产业化转化，研发适配不同地形、作物的智能装备，形成“科研攻关—成果转化—田间应用—优化升级”循环，并提供设备运维、系统升级等售后服务。

政府与市场协同为智慧农业筑牢制度和资金保障。日本政府负责顶层政策设计、财政补贴、行业标准和产业监管，专门成立协调机构推进智能化转型；2022年划拨约1.4亿美元预算用于智慧农业建设，2024年安排45亿日元预算推广技术，针对智能农机采购提供最高50%的成本补贴，在全国217个区域开展示范项目，示范项目中作业劳动时间最高可节省80%，出口大米产量增长2.8倍[2-3]。地方政府联合多方建设智慧农业示范基地，先试验后推广，逐步全域普及，解决了新技术落地“最后一公里”问题，让普通农户用上好用智能技术。

4     模式优势与发展短板

日本精细化协同智慧农业适配小农户精耕模式（图5），水土资源利用率高，产业稳定性强：可实现20%~35%的水资源节约，化学农药用量降低25%~40%，化肥用量减少15%~20%，智能灌溉农田相比传统方式节水可达30%，推动农业绿色低碳发展；人机协同大幅缓解劳动力老龄化、用工短缺问题；产销数据联动实现按需种植、精准销售，提升农产品附加值，稳定农户收入，目前日本农村居民收入已与城市居民基本持平，智慧农业支撑作用显著。

图5 温室内自动化生产

这套模式也存在明显短板：一是智能设备研发、采购和运维成本偏高，大面积普及存在成本门槛；二是跨区域、跨企业的数据壁垒尚未破除，全域数据资源整合难度大；三是产业高度依赖智能设备与数字系统，偏远农村运维服务薄弱，设备故障容易耽误农时。这些也是全球精细型智慧农业发展中普遍存在的问题。