三 国外农业高新技术产业发展经验借鉴
国际农业高新技术产业发展主要分为北美模式、日本模式、欧洲模式等
（一）美国模式
（二）日本模式
（三）农业产业展现状决定高新技术发展
1日本典型的精细农业
日本人多地少，国土面积占世界陆地面积0.27%，人口1.27亿，世界人口密度最大的国家之一。日本资源贫乏，山地和丘陵占80%，土地贫瘠且大部分冲积土已开垦为水田，主要作物为水稻。二战后，日本经济复兴高速增长，一越成为仅次于美国的资本主义世界第二经济大国。重视科技发展、人才战略是日本经济发展的重要原因。
日本农业为典型的小农经济，耕地面积约500万公顷，户均耕地不足1.2公顷，以家庭劳动为基础的自给型小规模分散经营。日本农业集约化水平高，耕地利用率高，减少肥料、农药使用。日本农业生产服务化体系健全，公司和团体参与农业建设，日本拥有500多个农协组织，服务于农业生产的产前、产中、产后的全过程服务。日本的农户90%以上参加了农协，家庭经营与农协社会化服务相结合，大力促进农业发展。日本粮食自给率低，但农副产品品质优良。2010年至2014年日本粮食自给率连续四年维持在39%，成为世界最大的进口国之一。农业劳动力减少并加速老龄化，2010年农业就业人数为219万人， 2015年农业人口锐减为176.8万，据推算到2025年减至108万人，同时伴随着人数减少，人口老龄化严重，农业人口平均年龄为67.1岁，被称为“老爷爷老奶奶农业”。日本采取工业反补农业政策，逐步增加对农业投入，尤其是利用先进科学技术改造传统农业，促进农业现代化在短时期内实现。日本形成了典型“日式精准农业”。 2日本农业高新技术产业发展农业生物技术产业、农业信息技术产业、设施农业技术产业
日本十分注重农业科技发展，农业生物技术、农业信息技术、设施农业技术世界领先。日本通过成立国家“生物技术战略会议”机构，制定《生物技术战略大纲》，以及将生物技术研发纳入国家科技发展规划，将生物技术产业纳入国家经济发展最重要产业之一的措施，全力推进生物技术研发事业。在农业领域的研发重点主
要有：基因组研究、新型食品开发、环保生物技术开发及生物技术与其他尖端技术交叉研究等。
进入21世纪，日本加快了信息化建设步伐，出台《构建高速通讯信息网络化社会基本法》(简称IT基本法)、制定IT国家战略(e-Japan战略)。针对农村地区IT发展缓慢、可利用的电子信息和相关软件处理系统没备不足，以及农民对IT利用意义缺乏认识等问题，政府制定《21世纪农林水产领域IT战略》，建立和完善农村信息化技术体系、以及推进农业领域信息技术的研究开发和应用。 日本形成典型的植物工厂模式，设施农业技术产业发达。物工厂是指利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、 CO₂浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的对象包括蔬菜、花卉和果树，还有一部分大田作物、食用菌等。日本大多植物工厂为本土电子巨头企业投资建设，从产品层面到农业服务环节，科技巨头的业务布局各有侧重。
3 日本为农业高新技术产业发展提供大力政策支持及法律保障
现状下决定了什么样的高新技术发展
日本人多地少，山地、丘陵多，人均耕地不足0.04ha，日本农业呈现农业经营规模小、专业农户少，兼业农户多、农业集约化水平高等、农业生产社会服务化体系健全、农产品自给率低等特点。因此日本农业高新技术产业主要发展高附加值经济作物，注重农作物品种改良，应用农业物联网技术，形成工厂化生产模式，同时伴有社会资本注入的精细农业。
1 日本农业为典型的精细农业
日本国土面积37.77万平方公里，仅占世界陆地面积的0.27％，人口1.27亿，居世界第7位。日本是世界人口密度最大的国家之一，属典型的人多地少国家。日本资源贫乏，山地和丘陵约总面积80%，土壤贫瘠。日本可划分为北海道、东北、北陆、关东等9个农业区。
日本农业有以下几个特点：（1）小农经济。日本农业是典型的小农经济，和欧美的大规模经营相差甚远。（2）农业规模经营小且兼业农户比重增大。中，专业农户只占16％，其余84％为兼业农户。在兼业农户中，以农业收入为主要生活来源的“第一兼业农户”占14％，以非农收人为主的“第二兼业农户”占压倒多数，达70％。（3）日本农业集约化水平高，耕地利用效率高
。谷物大量进行集
约化生产。大米1年种植两季。蔬菜、水果、花卉等采用塑料大棚和温室栽培。1998年每公顷谷物产量达5849公斤。（4）农业技术进步，肥料和农药使用下降。通过保温育苗、品种改良、农药和化肥改良等技术，日本的农作物亩产量大幅上升，通过塑料大棚、温室技术，使日本的蔬菜1年四季均可耕种。日本注重转基因、植物组培等生物技术应用，开发新品种。1997年日本肥料使用量仅为151万吨。注重培植无农药和少农药作物，农药的使用量大幅度下降。（5）农业生产社会服务化体系健全。日本注重农民互助合作组织建设，即农协，日本的农户90％以上参加了农协。日本农业采取家庭经营与农协社会化服务相结合的方式，日本70％以上的农协从事的业务活动及营农指导为无偿服务。日本拥有500多个农协，服务于农业生产的产前、产中、产后的全过程服务。（6）粮食自给率低，农业劳动力减少并加速老龄化。由于国外农产品价格低廉，日本从海外进口农产品增加，国内生产下降。此外，大豆、小麦、砂糖、牛肉等也大量进口。世界农产品贸易额的1/10是日本进口的。日本农业劳动力减少严重，2010年农业就业人数为219万人， 2015年农业人口锐减为176.8万，据推算到2025年减至108万人，同时伴随着人数减少，人口老龄化严重，农业人口平均年龄为67.1岁，被称为“老爷爷老奶奶农业”。
2 日本农业高新技术产业模式为
政策支持
http://wenku.baidu.com/view/35fa94106edb6f1aff001fcf.html?from=search
一般来讲这种农业很难融入社会化大市场。而日本却在小土地所有制的小农经济的基础上实现了农业产业化，提升了农业现代化水平。在此过程中，政府的推动作用、农协的组织保障以及“一村一品”模式的成功，对同样人多地少、以分散的小农生产为基础的我国有很大的借鉴意义。
1 以无菌蔬菜为主的经济作物工厂化生产模式 随着日本国民经济的高速增长，国民膳食结构的变化，在政府的组织下，大力发展蔬菜、水果、花卉等行业，全面发展农业经济。日本农业高新技术产业以蔬菜、花卉等经济作物生产为主。日本突出的产业模式为“植物工厂”，植物工厂是指利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、 CO₂浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的对象包括蔬菜、花卉和果树，还有一部分大田作物、食用菌等。根据其研究对象层次的不同，植物工厂可分为：以研究植物为主的狭义的植物工厂，以研究植物组织为主的组织培养系统，以研究植物细胞为主的细胞培养系统。另外根据对太阳光利用形式的不同，狭义的植物工厂又可分为完全控制型、太阳光利用型和太阳光并用型等3种。
2 高新科技科技企业投资建设植物工厂
3 农业物联网技术降低流通成本
以日本、荷兰、以色列为代表的“节约土地型”模式。这些国家耕地少而散，农户经营规模很小（户均耕地1—3 公顷），农业集约化水平高，侧重发展高附加值的经济作物及注重品种改良，发展精细农业为主。
其农业高新技术产业的特点为：生物化学技术现代化，生产高度精确化，发展精细农业，政府对农业投入较多的“保护”资金。
日本的资源禀赋特征与美国等正好相反土地价格与工资价格同步上升，土地和机械替代人力无利可图。所以，日本农业高新技术产业发展突出特点为：生物技术改良农作物品种、农用工业智能化、农业科研、农业技术及科学技术网络化普及和科技推广制度的建立。农业高新技术的发展使日本在农业现代化过程中，在生物、化学科技进步的推动下，迈过小型农业机械对土地精耕细作，为农业资源禀赋先天不足的类似国家树立了农业现代化的典型。
利用全球卫星定位系统实现24小时耕作，
加紧智能农业“路线图”制定， 日本的农户人均耕地面积有限，没有美国那样的大规模农业，而随着日本社会老龄化不断加剧，农业人口正在不断减少，农业就业人口平均年龄已经达到约67岁，日本媒体称之为“老爷爷老奶奶农业”。在这种情况下，利用互联网技术振兴农业的呼声越来越高涨。
利用全球卫星定位系统实现24小时耕作
今后，包括互联网技术在内的信息技术有望引领日本农业新潮流，实现农业的“绿色数字革命”。但利用互联网等技术发展农业，小规模农户难以推动，以法人经营作为主体，效果更为理想。而日本农业领域当前一个有利的迹象是，农业生产法人数这些年不断增加，截至2014年已经达到了1.4333万家。“利用互联网等技术的好处在于，它可以将熟练农户积累的技术和知识数据化，从而有利于让下一代农户或农业企业继承。通过高精度传感器收集的气象大数据以及农作物生长数据等，还可实时发送给农户或管理人员，从而让他们能够合理浇灌和施肥。
此外，通过互联网实时监控消费者动向，能够抓住最佳时机生产和销售畅销的农作物或农产品；利用全球卫星定位系统，无人驾驶拖拉机能够在大规模农场实现24小时耕作，有效解决农业人口不足问题；而利用大数据分析，还能够提取出很多迄今为止尚未弄清的信息，例如能够发现气象条件与病虫害发生的关联性等。
随着智能手机和平面终端的普及，将可以向农业耕作人员提供含有云系统分析的手机客户端服务，从而提高农场管理效率和农业耕作效果。而利用记录农产品生产过程的技术，可以把生产过程的数据作为食品信息的一部分，直接供给消费者参考，从而彻底实现农业的可追溯管理，既有助于确保食品安全和质量的稳定，又能够让消费者感到放心。
利用互联网等信息技术发展农业，能够拉动各个行业参与其中，给很多行业创造了商机。 正加紧制定智能农业“路线图”
日本政府一直注重发展高科技农业，农林水产省把利用机器人和信息技术的农业称为“智能农业”，力争发展节省劳力的高质量农业，并已经在2015年度列出了1153亿日元(1美元约兑换123日元)的专门预算。政府目前正加紧制定实现智能农业的“路线图”。
日本政府今年5月修订的《日本复兴战略》中的《推进科学技术创新与机器人革命》一章，专门介绍了支援农业的“可穿戴机器”，而由众多企业和机构组成的“实现智能农业研究会”，也提出了农业机械自动行走系统、草莓收获和装盒机器人、除草机器人、畜舍自动清洗机器人等项目。
由于日本的农业刚刚开始引进互联网技术等信息技术，因此尚无法全面评估经济效果，但是在提高生产效率和农产品高附加值方面，互联网+农业孕育着巨大潜力。
农业物联网技术发展 智慧农业作为农业发展的趋势，国外各国都十分注重智慧农业的发展，下面就让看一下日本智慧农业发展对我国有哪些借鉴意义。
日本政府高度重视农业物联网的发展。2004年，农业物联网被列入日本政府计划。当时日本总务省提供U-Japan计划，其核心是力求实现人与人、物与物、人与物之间相连，在未来形成一个人或物均可互联、无处不在的网络社会，其中就包括了农业物联网技术。
截至2014年，全日本已有一半以上农户选择使用农业物联网技术，这不仅大幅提高了农产品生产效率与流通效率，也有助于解决农业劳动人口高龄化和劳动力不足等问题。日本政府提出，到2020年，受益于生产效率和流通效率的提高，其农作物出口额有望增长至1万亿日元，同时农业物联网将达到580亿至600亿日元规模，农业云端计算技术的运用占农业市场的75%。此外日本政府还计划在10年内以农业物联网为信息主体源，普及农用机器人，预计2020年农用机器人的市场规模将达到50亿日元。
日本农业体系“分散生产、集中供应”，批发市场主导80%农产品流通。日本农业与中国较为类似，据日本农林水产省统计，97%的日本农户菜田面积在3亩以下，且农产品供应高度依赖进口。上游高度分散背景下80%农产品通过批发市场流通，流通模式为“生产者—农业协会—批发市场—中间批发商—零售店—消费者”，批发市场承担货物集散核心功能。中央批发市场事务所(政府监管机构)、批发股份公司(农产品拍卖活动组织者)、中间批发商(拍卖参加人)共同组成日本农产品批发体系。生产者将产品委托与农协或贸易公司，由农协将蔬菜统一交由批发股份公司在市场内组织竞拍(价高者得)。批发商拍得产品后、向零售终端实现销售。以批发市场为核心的流通模式下，从生产者到消费者经历至少两级批发商，流通成本(包括物流、各级加价)显著高于直销模式。
农超对接模式占农产品流通总量20%。为降低流通成本，20世纪90年代日本下游零售商和上游部分大型农协共同推动农超对接实践。大型超市与农协直接签订产销合同，农产品在超市生鲜配送中心进行分拣、包装、冷链直配至门店。农超对接模式下产品零售价格较批发市场模式低约15%。但日本农业上游分散格局下多数农协规模较小，难以满足下游超市大批量直采需求，因此目前农超对接模式仅占日本农产品流通总量20%。
荷兰农业高新技术主要体现在温室园艺无土栽培的先进性上
荷兰人多地狭，人口密度高达每平方公里435人，提高土地单位面积产量和
种植高附加值农产品为主要特色，荷兰温室园艺无土栽培技术世界领先，其无土栽培面积达4 000 ha， 而中国仅为315ha。温室生产设备和生产过程采用了高科技现代化技术。从20世纪70年代，荷兰开始发展设施农业，利用温室进行农业工厂化生产。该国的蔬菜、花卉、水果等农产品都采用温室无土栽培，室内温度、湿度、光照、施肥、灌溉、病虫害防治均采用智能化调控技术，已形成作物产量高、单位土地效益大的科技成果。其次荷兰注重发展农业生物遗传技术，采用优选世界各地适宜本国耕作的农作物、家畜家禽的良种，依靠生物高新技术进行改良，实现生物防病和遗传防病的目的，替代了农业生产所需的化学药剂，促进了农业的生态发展。此外，荷兰采用农业科研、教育和推广系统三者协同发展形成的“OVO三位一体”的农业科技创新体系，发展生态农业。通过研究产生知识体系，通过推广将体系转化为实践技术成果，通过教育传播知识内容。 荷兰是仅次于美国的全球第二大农产品出口国，蔬菜花卉出口雄踞世界第一，目前全世界70％的鲜花来自荷兰，花卉产业每年可为荷兰创造30亿欧元的价值。荷兰园艺蔬菜温室的科技性主要体现在生物防治技术应用、田间管理自动化及工业自动化等方面上，使得荷兰园艺蔬菜温室呈现以下特点：
1、高产能高效益：荷兰高效农业温室目前大型果类番茄85Kg/㎡年（11.3万斤/亩年）；黄瓜110Kg/㎡年（14.7万斤/亩年）；生菜85Kg/㎡（11.3万斤/亩年）；国内目前西红柿12Kg/㎡年水平。
2、蔬菜食品安全绿色：采用无土栽培，营养液根据植物生长需要定量配制，肥料、营养成分使用量是国内温室化肥的十分之一；采用生物防治技术；杜绝化肥、农药污染土壤、污染蔬菜。
3、工厂田间管理自动化：控温、通风、遮阳网阳光控制、滴灌、补给二氧化碳、营养液配制、植物生长补光都实现计算机中央控制，有效提高工作效率，降低员工劳动强度，使蔬菜生产工厂化、安全化，可保证给客户承诺的交货时间、数量，实现蔬菜的计划式生产。
4、土地利用率高：荷兰现代农业温室技术比国内日光型温室实现提高土地利用率1倍，产量提高7倍以上，综合附加值提高15倍以上；关键在于荷兰采用无土栽培，立体栽培，不需要良田。荷兰是在围海造地上建造温室，这可以解决我国耕地不断减少的局面。
以色列农业高新技术主要体现在节水技术先进、生物技术发达、农业机械水平高几方面上
以色列土地贫瘠，其国土总面积的45％是沙漠，人均水资源仅270m³，只是世界平均水平的3％，有可耕地面积44万hm2，人口630万，人均耕地面积不足1亩，但是，以色列却以这样的自然条件创造了农业生产的新奇迹，以4％的农业劳动力可创造了10％的GDP。色列农业迅速发展，其农业产品已占据了40%的欧洲瓜果、蔬菜市场，并成为仅次于荷兰的欧洲第二大花卉供应国，这是同科学技术的应用和推广分不开的。以色列的农艺师们在农业生物技术、滴灌、土壤日晒和工业废水持续用于农业等方面已开创了先河。这些技术进步成果已经用于畅销的农产品—从遗传工程育种和生物杀虫剂到光降解塑料和计算机控制的灌溉/施肥系统。
以色列节水灌溉技术在世界领先，平均每立方水可产2-3kg粮食，是我国2-3倍，水肥利用率达80%-90%。以色列政府因地制宜，大规模发展作物滴灌技术，目前滴灌技术已发展到第6代，供无土栽培使用的低流量滴灌喷头，每小时供水仅200mm。以色列每公顷农田用水量从1960年的8700m³减少到现在的5250m³，水肥利用率达90％，并有效防止了土壤盐碱板结化。同时微灌方法的采用，带来了施肥技术的巨变——水肥灌溉兴起。依靠滴灌系统进行施肥，直接接触植物的根部，可以避免浪费。目前，以色列使用灌溉施肥技术相结合的地区已达灌溉区的80％。以色列农业的良种化、机械化、化学化、电子化水平都比较高。以色列的奶牛产奶量的平均水平处于世界领先地位，通过沃尔凯尼研究所进行科学育种和基因实验，每头奶牛的平均产奶量已从1970年的6,300升提高到目前的10,000以色列正在采集优良血统牛的精子和卵子，使其牛群能更新换代，并且让其他国家一同分享这一领域的进步成果。以色列将先进的电子技术应用到农业机械，自行设计和制造的计算机正广泛地应用于协调日常农事活动，例如，指导施肥同时监测有关的环境因素；按照经过测试的成本最低产量最高的产出比，为牲畜提供混合饲料，为家禽提供可控温度和湿度的环境。此外，还开发、制造和使用了各种创新的耕作、播种、种植、收割、采集、分类和包装设备。 普遍的科学研究和技术开发提供供了植物组织自动培育、生物杀虫剂、抗病虫害种子和生物肥料，使农业获益匪浅。
（四）西欧模式
以英国、法国、德国为代表的“西欧模式”或者称“中间类型”模式。这些国家的国情界于上述两者之间，既缺乏足够的劳动力，人均耕地又不多，农户经营规模中等户均耕地15—30公顷。为此，其农业高新技术产业发展特点是把把良种化、生物化学化、水利化、机械化和信息化放在同等重要的地位。
法国积极采用先进的农业科学技术，在良种、农机、施肥等农业技术方面都达到了较高水平。法国是欧盟最大的农业生产国，也是世界主要农副产品出口国。粮食产量占全欧洲粮食产量的1/3，农产品出口仅次于美国居世界第二位。2003年，法国农产品总值为650亿欧元，占欧盟15国的23％ ；法国农业以市场价格计算的农产品附加值占农产品总值的50％左右，约320亿欧元。
法国的中央和地方政府、农业行业组织和工业企业都从各自不同的角度共同参与农业技术的推广、普及，在全国形成了农机、农药、化肥、良种和先进农艺的立体推广网络。法国农业科研水平世界领先，1949－1968年间，法国农民自发组织了1300多个“农业技术研究中心”，学习新的农业技术。1959年还颁布了《农业推广宪章》。2005年，法国成立了国家研究局（简称ANR)，优先科研主题包括食品健康、温室气体排放、生物技术、农业生态系统和全球粮食安全，其科研重点是加强生物学预测能力，如基因组学、生物多样性研究等。目前的科学研究中，生命科学占78%，环境科学占14%。从论文引用频次来看，其在农业科学研究领域一直保持着全球第二位，在植物与动物科学位居全球第四位。INRA在微生物学和环境生态学领域也位居全球领先水平。在政府的有效引导和大力推动下，法国形成了完善的、高效的、先进的农业科技体制。法国科研良种技术及化肥工业技术发达，法国在生物固氮技术、牛的胚胎移植和杂交、试管无性繁殖、利用微生物作为蛋白质等方面拥有先进技术。法国农业机械智能化，卫星应用遥感技术绘制地质水文图、及时发现植物病虫害和生长期的营养情况，监视大气层的污染等。高技术在农机制造中应用微电子和机器人技术，使得农机产品质量和寿命显著提高。
案例:日本电子企业转型投资高科技农业
日本农业高新技术应用主要体现为“植物工厂”。1957年世界上第一家植物工厂诞生在丹麦，1974年日本逐步发展起来。植物工厂是指利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、 CO₂浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的对象包括蔬菜、花卉和果树，还有一部分大田作物、食用菌等。根据其研究对象层次的不同，植物工厂可分为：以研究植物为主的狭义的植物工厂，以研究植物组织为主的组织培养系统，以研究植物细胞为主的细胞培养系统。另外根据对太阳光利用形式的不同，狭义的植物工厂又可分为完全控制型、太阳光利用型和太阳光并用型等3种。
截至1997年，日本实际运营中的植物工厂有16个，面积约1.5ha，年产量约550t，主要进行生菜、番茄、菠菜、玫瑰花和部分组培苗的生产，其中太阳光利用型1ha，年产量287t，完全控制型0.5ha，年产量260t，到2001年增加到20个，遍及日本全国各地。 近年来，日本电子产品市场竞争激烈、消费需求下滑，日本高新科技企业在它们传统市场发展遇到瓶颈，高科技农业为最热的突破口。松下、东芝、富士通等电子科技企业纷纷将闲置的工厂改装为高科技温室大棚，种植无菌蔬菜，电子工程师也随之摇身一变，成为新时代“农夫”（如表一所示）。科技巨头希望在农业产业链升级过程中分羹。从产品层面到农业服务环节，科技巨头的业务布局各有侧重。东芝与松下等将目光放在了高效率种植无菌蔬菜所带来的成本优势。在东芝的计划中，未来生菜的年产量将达300万棵， 290万美元的销售额。而松下的福岛工厂计划在2017年3月底前，能够生产出30多种农作物，占据当地蔬菜市场份额的 5% ，这样价格可以降到仅为空运蔬菜的一半。富士通更希望用科技来改造普通农场的种植方式。2013 年，富士通推出了名为“秋彩”的农业及食品云服务，整合了种植前期市场资讯、种植过程中的实时管理。日产量为 3500 棵的秋彩种植基地，主要用来展示现代种植的图景。福岛的富士通津若松秋彩蔬菜基地利用传感器全程监控技术，在无菌无尘室中培育生菜，工人都穿着白大褂和戴着口罩照顾生菜。采用无土栽培方式，工人把肥料和养分滴加到水中，蔬菜吸收后得以健康生长。
表一 不同科技企业在科技农业领域举措与战略
日本植物工厂发展趋于多元化与科技化，主要有以下几个方面：（1）人工补光技术，包括荧光灯近距离高效间歇补光、高压钠灯超广角灯具开发及发光二极管LED、激光二极管LD等新型广元研制；(2)营养液杀菌（热杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌）系统开发；（3）利用图像处理和通讯技术进行远距离栽培管理；（4）封闭系统CELSS的研究；（5）功能性无农药蔬菜及品质评价；（6）植物工厂规划设计的虚拟技术；（7）利用生物技术进行组培、育种和转基因的研究；（8）栽培管理的信息化、网络化和智能化（专家系统、决策支持系统）；（9）种苗工厂和地下植物共产的开发；（10）作物生理信息的监控；（11）植物工厂的自动化技术及Interenet技术在植物工厂方面应用等。日本植物工厂对于解决粮食问题，环境问题，乃至对于宇宙的开发，都开辟了一条新的途径。
三 国外农业高新技术产业发展经验借鉴
国际农业高新技术产业发展主要分为北美模式、日本模式、欧洲模式等
（一）美国模式
（二）日本模式
（三）农业产业展现状决定高新技术发展
1日本典型的精细农业
日本人多地少，国土面积占世界陆地面积0.27%，人口1.27亿，世界人口密度最大的国家之一。日本资源贫乏，山地和丘陵占80%，土地贫瘠且大部分冲积土已开垦为水田，主要作物为水稻。二战后，日本经济复兴高速增长，一越成为仅次于美国的资本主义世界第二经济大国。重视科技发展、人才战略是日本经济发展的重要原因。
日本农业为典型的小农经济，耕地面积约500万公顷，户均耕地不足1.2公顷，以家庭劳动为基础的自给型小规模分散经营。日本农业集约化水平高，耕地利用率高，减少肥料、农药使用。日本农业生产服务化体系健全，公司和团体参与农业建设，日本拥有500多个农协组织，服务于农业生产的产前、产中、产后的全过程服务。日本的农户90%以上参加了农协，家庭经营与农协社会化服务相结合，大力促进农业发展。日本粮食自给率低，但农副产品品质优良。2010年至2014年日本粮食自给率连续四年维持在39%，成为世界最大的进口国之一。农业劳动力减少并加速老龄化，2010年农业就业人数为219万人， 2015年农业人口锐减为176.8万，据推算到2025年减至108万人，同时伴随着人数减少，人口老龄化严重，农业人口平均年龄为67.1岁，被称为“老爷爷老奶奶农业”。日本采取工业反补农业政策，逐步增加对农业投入，尤其是利用先进科学技术改造传统农业，促进农业现代化在短时期内实现。日本形成了典型“日式精准农业”。 2日本农业高新技术产业发展农业生物技术产业、农业信息技术产业、设施农业技术产业
日本十分注重农业科技发展，农业生物技术、农业信息技术、设施农业技术世界领先。日本通过成立国家“生物技术战略会议”机构，制定《生物技术战略大纲》，以及将生物技术研发纳入国家科技发展规划，将生物技术产业纳入国家经济发展最重要产业之一的措施，全力推进生物技术研发事业。在农业领域的研发重点主
要有：基因组研究、新型食品开发、环保生物技术开发及生物技术与其他尖端技术交叉研究等。
进入21世纪，日本加快了信息化建设步伐，出台《构建高速通讯信息网络化社会基本法》(简称IT基本法)、制定IT国家战略(e-Japan战略)。针对农村地区IT发展缓慢、可利用的电子信息和相关软件处理系统没备不足，以及农民对IT利用意义缺乏认识等问题，政府制定《21世纪农林水产领域IT战略》，建立和完善农村信息化技术体系、以及推进农业领域信息技术的研究开发和应用。 日本形成典型的植物工厂模式，设施农业技术产业发达。物工厂是指利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、 CO₂浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的对象包括蔬菜、花卉和果树，还有一部分大田作物、食用菌等。日本大多植物工厂为本土电子巨头企业投资建设，从产品层面到农业服务环节，科技巨头的业务布局各有侧重。
3 日本为农业高新技术产业发展提供大力政策支持及法律保障
现状下决定了什么样的高新技术发展
日本人多地少，山地、丘陵多，人均耕地不足0.04ha，日本农业呈现农业经营规模小、专业农户少，兼业农户多、农业集约化水平高等、农业生产社会服务化体系健全、农产品自给率低等特点。因此日本农业高新技术产业主要发展高附加值经济作物，注重农作物品种改良，应用农业物联网技术，形成工厂化生产模式，同时伴有社会资本注入的精细农业。
1 日本农业为典型的精细农业
日本国土面积37.77万平方公里，仅占世界陆地面积的0.27％，人口1.27亿，居世界第7位。日本是世界人口密度最大的国家之一，属典型的人多地少国家。日本资源贫乏，山地和丘陵约总面积80%，土壤贫瘠。日本可划分为北海道、东北、北陆、关东等9个农业区。
日本农业有以下几个特点：（1）小农经济。日本农业是典型的小农经济，和欧美的大规模经营相差甚远。（2）农业规模经营小且兼业农户比重增大。中，专业农户只占16％，其余84％为兼业农户。在兼业农户中，以农业收入为主要生活来源的“第一兼业农户”占14％，以非农收人为主的“第二兼业农户”占压倒多数，达70％。（3）日本农业集约化水平高，耕地利用效率高
。谷物大量进行集
约化生产。大米1年种植两季。蔬菜、水果、花卉等采用塑料大棚和温室栽培。1998年每公顷谷物产量达5849公斤。（4）农业技术进步，肥料和农药使用下降。通过保温育苗、品种改良、农药和化肥改良等技术，日本的农作物亩产量大幅上升，通过塑料大棚、温室技术，使日本的蔬菜1年四季均可耕种。日本注重转基因、植物组培等生物技术应用，开发新品种。1997年日本肥料使用量仅为151万吨。注重培植无农药和少农药作物，农药的使用量大幅度下降。（5）农业生产社会服务化体系健全。日本注重农民互助合作组织建设，即农协，日本的农户90％以上参加了农协。日本农业采取家庭经营与农协社会化服务相结合的方式，日本70％以上的农协从事的业务活动及营农指导为无偿服务。日本拥有500多个农协，服务于农业生产的产前、产中、产后的全过程服务。（6）粮食自给率低，农业劳动力减少并加速老龄化。由于国外农产品价格低廉，日本从海外进口农产品增加，国内生产下降。此外，大豆、小麦、砂糖、牛肉等也大量进口。世界农产品贸易额的1/10是日本进口的。日本农业劳动力减少严重，2010年农业就业人数为219万人， 2015年农业人口锐减为176.8万，据推算到2025年减至108万人，同时伴随着人数减少，人口老龄化严重，农业人口平均年龄为67.1岁，被称为“老爷爷老奶奶农业”。
2 日本农业高新技术产业模式为
政策支持
http://wenku.baidu.com/view/35fa94106edb6f1aff001fcf.html?from=search
一般来讲这种农业很难融入社会化大市场。而日本却在小土地所有制的小农经济的基础上实现了农业产业化，提升了农业现代化水平。在此过程中，政府的推动作用、农协的组织保障以及“一村一品”模式的成功，对同样人多地少、以分散的小农生产为基础的我国有很大的借鉴意义。
1 以无菌蔬菜为主的经济作物工厂化生产模式 随着日本国民经济的高速增长，国民膳食结构的变化，在政府的组织下，大力发展蔬菜、水果、花卉等行业，全面发展农业经济。日本农业高新技术产业以蔬菜、花卉等经济作物生产为主。日本突出的产业模式为“植物工厂”，植物工厂是指利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、 CO₂浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的对象包括蔬菜、花卉和果树，还有一部分大田作物、食用菌等。根据其研究对象层次的不同，植物工厂可分为：以研究植物为主的狭义的植物工厂，以研究植物组织为主的组织培养系统，以研究植物细胞为主的细胞培养系统。另外根据对太阳光利用形式的不同，狭义的植物工厂又可分为完全控制型、太阳光利用型和太阳光并用型等3种。
2 高新科技科技企业投资建设植物工厂
3 农业物联网技术降低流通成本
以日本、荷兰、以色列为代表的“节约土地型”模式。这些国家耕地少而散，农户经营规模很小（户均耕地1—3 公顷），农业集约化水平高，侧重发展高附加值的经济作物及注重品种改良，发展精细农业为主。
其农业高新技术产业的特点为：生物化学技术现代化，生产高度精确化，发展精细农业，政府对农业投入较多的“保护”资金。
日本的资源禀赋特征与美国等正好相反土地价格与工资价格同步上升，土地和机械替代人力无利可图。所以，日本农业高新技术产业发展突出特点为：生物技术改良农作物品种、农用工业智能化、农业科研、农业技术及科学技术网络化普及和科技推广制度的建立。农业高新技术的发展使日本在农业现代化过程中，在生物、化学科技进步的推动下，迈过小型农业机械对土地精耕细作，为农业资源禀赋先天不足的类似国家树立了农业现代化的典型。
利用全球卫星定位系统实现24小时耕作，
加紧智能农业“路线图”制定， 日本的农户人均耕地面积有限，没有美国那样的大规模农业，而随着日本社会老龄化不断加剧，农业人口正在不断减少，农业就业人口平均年龄已经达到约67岁，日本媒体称之为“老爷爷老奶奶农业”。在这种情况下，利用互联网技术振兴农业的呼声越来越高涨。
利用全球卫星定位系统实现24小时耕作
今后，包括互联网技术在内的信息技术有望引领日本农业新潮流，实现农业的“绿色数字革命”。但利用互联网等技术发展农业，小规模农户难以推动，以法人经营作为主体，效果更为理想。而日本农业领域当前一个有利的迹象是，农业生产法人数这些年不断增加，截至2014年已经达到了1.4333万家。“利用互联网等技术的好处在于，它可以将熟练农户积累的技术和知识数据化，从而有利于让下一代农户或农业企业继承。通过高精度传感器收集的气象大数据以及农作物生长数据等，还可实时发送给农户或管理人员，从而让他们能够合理浇灌和施肥。
此外，通过互联网实时监控消费者动向，能够抓住最佳时机生产和销售畅销的农作物或农产品；利用全球卫星定位系统，无人驾驶拖拉机能够在大规模农场实现24小时耕作，有效解决农业人口不足问题；而利用大数据分析，还能够提取出很多迄今为止尚未弄清的信息，例如能够发现气象条件与病虫害发生的关联性等。
随着智能手机和平面终端的普及，将可以向农业耕作人员提供含有云系统分析的手机客户端服务，从而提高农场管理效率和农业耕作效果。而利用记录农产品生产过程的技术，可以把生产过程的数据作为食品信息的一部分，直接供给消费者参考，从而彻底实现农业的可追溯管理，既有助于确保食品安全和质量的稳定，又能够让消费者感到放心。
利用互联网等信息技术发展农业，能够拉动各个行业参与其中，给很多行业创造了商机。 正加紧制定智能农业“路线图”
日本政府一直注重发展高科技农业，农林水产省把利用机器人和信息技术的农业称为“智能农业”，力争发展节省劳力的高质量农业，并已经在2015年度列出了1153亿日元(1美元约兑换123日元)的专门预算。政府目前正加紧制定实现智能农业的“路线图”。
日本政府今年5月修订的《日本复兴战略》中的《推进科学技术创新与机器人革命》一章，专门介绍了支援农业的“可穿戴机器”，而由众多企业和机构组成的“实现智能农业研究会”，也提出了农业机械自动行走系统、草莓收获和装盒机器人、除草机器人、畜舍自动清洗机器人等项目。
由于日本的农业刚刚开始引进互联网技术等信息技术，因此尚无法全面评估经济效果，但是在提高生产效率和农产品高附加值方面，互联网+农业孕育着巨大潜力。
农业物联网技术发展 智慧农业作为农业发展的趋势，国外各国都十分注重智慧农业的发展，下面就让看一下日本智慧农业发展对我国有哪些借鉴意义。
日本政府高度重视农业物联网的发展。2004年，农业物联网被列入日本政府计划。当时日本总务省提供U-Japan计划，其核心是力求实现人与人、物与物、人与物之间相连，在未来形成一个人或物均可互联、无处不在的网络社会，其中就包括了农业物联网技术。
截至2014年，全日本已有一半以上农户选择使用农业物联网技术，这不仅大幅提高了农产品生产效率与流通效率，也有助于解决农业劳动人口高龄化和劳动力不足等问题。日本政府提出，到2020年，受益于生产效率和流通效率的提高，其农作物出口额有望增长至1万亿日元，同时农业物联网将达到580亿至600亿日元规模，农业云端计算技术的运用占农业市场的75%。此外日本政府还计划在10年内以农业物联网为信息主体源，普及农用机器人，预计2020年农用机器人的市场规模将达到50亿日元。
日本农业体系“分散生产、集中供应”，批发市场主导80%农产品流通。日本农业与中国较为类似，据日本农林水产省统计，97%的日本农户菜田面积在3亩以下，且农产品供应高度依赖进口。上游高度分散背景下80%农产品通过批发市场流通，流通模式为“生产者—农业协会—批发市场—中间批发商—零售店—消费者”，批发市场承担货物集散核心功能。中央批发市场事务所(政府监管机构)、批发股份公司(农产品拍卖活动组织者)、中间批发商(拍卖参加人)共同组成日本农产品批发体系。生产者将产品委托与农协或贸易公司，由农协将蔬菜统一交由批发股份公司在市场内组织竞拍(价高者得)。批发商拍得产品后、向零售终端实现销售。以批发市场为核心的流通模式下，从生产者到消费者经历至少两级批发商，流通成本(包括物流、各级加价)显著高于直销模式。
农超对接模式占农产品流通总量20%。为降低流通成本，20世纪90年代日本下游零售商和上游部分大型农协共同推动农超对接实践。大型超市与农协直接签订产销合同，农产品在超市生鲜配送中心进行分拣、包装、冷链直配至门店。农超对接模式下产品零售价格较批发市场模式低约15%。但日本农业上游分散格局下多数农协规模较小，难以满足下游超市大批量直采需求，因此目前农超对接模式仅占日本农产品流通总量20%。
荷兰农业高新技术主要体现在温室园艺无土栽培的先进性上
荷兰人多地狭，人口密度高达每平方公里435人，提高土地单位面积产量和
种植高附加值农产品为主要特色，荷兰温室园艺无土栽培技术世界领先，其无土栽培面积达4 000 ha， 而中国仅为315ha。温室生产设备和生产过程采用了高科技现代化技术。从20世纪70年代，荷兰开始发展设施农业，利用温室进行农业工厂化生产。该国的蔬菜、花卉、水果等农产品都采用温室无土栽培，室内温度、湿度、光照、施肥、灌溉、病虫害防治均采用智能化调控技术，已形成作物产量高、单位土地效益大的科技成果。其次荷兰注重发展农业生物遗传技术，采用优选世界各地适宜本国耕作的农作物、家畜家禽的良种，依靠生物高新技术进行改良，实现生物防病和遗传防病的目的，替代了农业生产所需的化学药剂，促进了农业的生态发展。此外，荷兰采用农业科研、教育和推广系统三者协同发展形成的“OVO三位一体”的农业科技创新体系，发展生态农业。通过研究产生知识体系，通过推广将体系转化为实践技术成果，通过教育传播知识内容。 荷兰是仅次于美国的全球第二大农产品出口国，蔬菜花卉出口雄踞世界第一，目前全世界70％的鲜花来自荷兰，花卉产业每年可为荷兰创造30亿欧元的价值。荷兰园艺蔬菜温室的科技性主要体现在生物防治技术应用、田间管理自动化及工业自动化等方面上，使得荷兰园艺蔬菜温室呈现以下特点：
1、高产能高效益：荷兰高效农业温室目前大型果类番茄85Kg/㎡年（11.3万斤/亩年）；黄瓜110Kg/㎡年（14.7万斤/亩年）；生菜85Kg/㎡（11.3万斤/亩年）；国内目前西红柿12Kg/㎡年水平。
2、蔬菜食品安全绿色：采用无土栽培，营养液根据植物生长需要定量配制，肥料、营养成分使用量是国内温室化肥的十分之一；采用生物防治技术；杜绝化肥、农药污染土壤、污染蔬菜。
3、工厂田间管理自动化：控温、通风、遮阳网阳光控制、滴灌、补给二氧化碳、营养液配制、植物生长补光都实现计算机中央控制，有效提高工作效率，降低员工劳动强度，使蔬菜生产工厂化、安全化，可保证给客户承诺的交货时间、数量，实现蔬菜的计划式生产。
4、土地利用率高：荷兰现代农业温室技术比国内日光型温室实现提高土地利用率1倍，产量提高7倍以上，综合附加值提高15倍以上；关键在于荷兰采用无土栽培，立体栽培，不需要良田。荷兰是在围海造地上建造温室，这可以解决我国耕地不断减少的局面。
以色列农业高新技术主要体现在节水技术先进、生物技术发达、农业机械水平高几方面上
以色列土地贫瘠，其国土总面积的45％是沙漠，人均水资源仅270m³，只是世界平均水平的3％，有可耕地面积44万hm2，人口630万，人均耕地面积不足1亩，但是，以色列却以这样的自然条件创造了农业生产的新奇迹，以4％的农业劳动力可创造了10％的GDP。色列农业迅速发展，其农业产品已占据了40%的欧洲瓜果、蔬菜市场，并成为仅次于荷兰的欧洲第二大花卉供应国，这是同科学技术的应用和推广分不开的。以色列的农艺师们在农业生物技术、滴灌、土壤日晒和工业废水持续用于农业等方面已开创了先河。这些技术进步成果已经用于畅销的农产品—从遗传工程育种和生物杀虫剂到光降解塑料和计算机控制的灌溉/施肥系统。
以色列节水灌溉技术在世界领先，平均每立方水可产2-3kg粮食，是我国2-3倍，水肥利用率达80%-90%。以色列政府因地制宜，大规模发展作物滴灌技术，目前滴灌技术已发展到第6代，供无土栽培使用的低流量滴灌喷头，每小时供水仅200mm。以色列每公顷农田用水量从1960年的8700m³减少到现在的5250m³，水肥利用率达90％，并有效防止了土壤盐碱板结化。同时微灌方法的采用，带来了施肥技术的巨变——水肥灌溉兴起。依靠滴灌系统进行施肥，直接接触植物的根部，可以避免浪费。目前，以色列使用灌溉施肥技术相结合的地区已达灌溉区的80％。以色列农业的良种化、机械化、化学化、电子化水平都比较高。以色列的奶牛产奶量的平均水平处于世界领先地位，通过沃尔凯尼研究所进行科学育种和基因实验，每头奶牛的平均产奶量已从1970年的6,300升提高到目前的10,000以色列正在采集优良血统牛的精子和卵子，使其牛群能更新换代，并且让其他国家一同分享这一领域的进步成果。以色列将先进的电子技术应用到农业机械，自行设计和制造的计算机正广泛地应用于协调日常农事活动，例如，指导施肥同时监测有关的环境因素；按照经过测试的成本最低产量最高的产出比，为牲畜提供混合饲料，为家禽提供可控温度和湿度的环境。此外，还开发、制造和使用了各种创新的耕作、播种、种植、收割、采集、分类和包装设备。 普遍的科学研究和技术开发提供供了植物组织自动培育、生物杀虫剂、抗病虫害种子和生物肥料，使农业获益匪浅。
（四）西欧模式
以英国、法国、德国为代表的“西欧模式”或者称“中间类型”模式。这些国家的国情界于上述两者之间，既缺乏足够的劳动力，人均耕地又不多，农户经营规模中等户均耕地15—30公顷。为此，其农业高新技术产业发展特点是把把良种化、生物化学化、水利化、机械化和信息化放在同等重要的地位。
法国积极采用先进的农业科学技术，在良种、农机、施肥等农业技术方面都达到了较高水平。法国是欧盟最大的农业生产国，也是世界主要农副产品出口国。粮食产量占全欧洲粮食产量的1/3，农产品出口仅次于美国居世界第二位。2003年，法国农产品总值为650亿欧元，占欧盟15国的23％ ；法国农业以市场价格计算的农产品附加值占农产品总值的50％左右，约320亿欧元。
法国的中央和地方政府、农业行业组织和工业企业都从各自不同的角度共同参与农业技术的推广、普及，在全国形成了农机、农药、化肥、良种和先进农艺的立体推广网络。法国农业科研水平世界领先，1949－1968年间，法国农民自发组织了1300多个“农业技术研究中心”，学习新的农业技术。1959年还颁布了《农业推广宪章》。2005年，法国成立了国家研究局（简称ANR)，优先科研主题包括食品健康、温室气体排放、生物技术、农业生态系统和全球粮食安全，其科研重点是加强生物学预测能力，如基因组学、生物多样性研究等。目前的科学研究中，生命科学占78%，环境科学占14%。从论文引用频次来看，其在农业科学研究领域一直保持着全球第二位，在植物与动物科学位居全球第四位。INRA在微生物学和环境生态学领域也位居全球领先水平。在政府的有效引导和大力推动下，法国形成了完善的、高效的、先进的农业科技体制。法国科研良种技术及化肥工业技术发达，法国在生物固氮技术、牛的胚胎移植和杂交、试管无性繁殖、利用微生物作为蛋白质等方面拥有先进技术。法国农业机械智能化，卫星应用遥感技术绘制地质水文图、及时发现植物病虫害和生长期的营养情况，监视大气层的污染等。高技术在农机制造中应用微电子和机器人技术，使得农机产品质量和寿命显著提高。
案例:日本电子企业转型投资高科技农业
日本农业高新技术应用主要体现为“植物工厂”。1957年世界上第一家植物工厂诞生在丹麦，1974年日本逐步发展起来。植物工厂是指利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、 CO₂浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的对象包括蔬菜、花卉和果树，还有一部分大田作物、食用菌等。根据其研究对象层次的不同，植物工厂可分为：以研究植物为主的狭义的植物工厂，以研究植物组织为主的组织培养系统，以研究植物细胞为主的细胞培养系统。另外根据对太阳光利用形式的不同，狭义的植物工厂又可分为完全控制型、太阳光利用型和太阳光并用型等3种。
截至1997年，日本实际运营中的植物工厂有16个，面积约1.5ha，年产量约550t，主要进行生菜、番茄、菠菜、玫瑰花和部分组培苗的生产，其中太阳光利用型1ha，年产量287t，完全控制型0.5ha，年产量260t，到2001年增加到20个，遍及日本全国各地。 近年来，日本电子产品市场竞争激烈、消费需求下滑，日本高新科技企业在它们传统市场发展遇到瓶颈，高科技农业为最热的突破口。松下、东芝、富士通等电子科技企业纷纷将闲置的工厂改装为高科技温室大棚，种植无菌蔬菜，电子工程师也随之摇身一变，成为新时代“农夫”（如表一所示）。科技巨头希望在农业产业链升级过程中分羹。从产品层面到农业服务环节，科技巨头的业务布局各有侧重。东芝与松下等将目光放在了高效率种植无菌蔬菜所带来的成本优势。在东芝的计划中，未来生菜的年产量将达300万棵， 290万美元的销售额。而松下的福岛工厂计划在2017年3月底前，能够生产出30多种农作物，占据当地蔬菜市场份额的 5% ，这样价格可以降到仅为空运蔬菜的一半。富士通更希望用科技来改造普通农场的种植方式。2013 年，富士通推出了名为“秋彩”的农业及食品云服务，整合了种植前期市场资讯、种植过程中的实时管理。日产量为 3500 棵的秋彩种植基地，主要用来展示现代种植的图景。福岛的富士通津若松秋彩蔬菜基地利用传感器全程监控技术，在无菌无尘室中培育生菜，工人都穿着白大褂和戴着口罩照顾生菜。采用无土栽培方式，工人把肥料和养分滴加到水中，蔬菜吸收后得以健康生长。
表一 不同科技企业在科技农业领域举措与战略
日本植物工厂发展趋于多元化与科技化，主要有以下几个方面：（1）人工补光技术，包括荧光灯近距离高效间歇补光、高压钠灯超广角灯具开发及发光二极管LED、激光二极管LD等新型广元研制；(2)营养液杀菌（热杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌）系统开发；（3）利用图像处理和通讯技术进行远距离栽培管理；（4）封闭系统CELSS的研究；（5）功能性无农药蔬菜及品质评价；（6）植物工厂规划设计的虚拟技术；（7）利用生物技术进行组培、育种和转基因的研究；（8）栽培管理的信息化、网络化和智能化（专家系统、决策支持系统）；（9）种苗工厂和地下植物共产的开发；（10）作物生理信息的监控；（11）植物工厂的自动化技术及Interenet技术在植物工厂方面应用等。日本植物工厂对于解决粮食问题，环境问题，乃至对于宇宙的开发，都开辟了一条新的途径。