1、運用農業自動化推動農業糧食體系轉型糧食及農業狀況2022泰國：一位農民在綠色稻田中使用平板電腦的鳥瞰圖。封面圖片 Sorapong Chaipanya/S本旗艦出版物系聯合國糧食及農業組織“世界之狀況”系列之一。引用格式要求：糧農組織。2022。2022年糧食及農業狀況：運用農業自動化推動農業糧食體系轉型。羅馬，糧農組織。https:/doi.org/10.4060/cb9479zh本信息產品中使用的名稱和介紹的材料，并不代表聯合國糧食及農業組織（糧農組織）對任何國家、領地、城市、地區或其當局的法律地位或發展狀態，或對其邊境或邊界的劃分表示任何意見。提及具體公司或廠商產品，無論是否含有專利，并

2、不意味著這些公司或產品得到糧農組織的認可或推薦，優于未提及的其它類似公司或產品。地圖中使用的名稱和介紹的材料，并不代表糧農組織對任何國家、領地或海區的法律或構成地位，或對其邊界的劃分表示任何意見。地圖上的虛線表示可能尚未完全達成一致的大致邊界線。ISSN 1020-7619（印刷）ISSN 2664-004X（在線）ISBN 978-92-5-137029-2糧農組織，2022 年保留部分權利。本作品根據署名-非商業性使用-相同方式共享 3.0 政府間組織許可（CC BY-NC-SA 3.0 IGO；https:/creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.

3、0/igo）公開。根據該許可條款，本作品可被復制、再次傳播和改編，以用于非商業目的，但必須恰當引用。使用本作品時不應暗示糧農組織認可任何具體的組織、產品或服務。不允許使用糧農組織標識。如對本作品進行改編，則必須獲得相同或等效的知識共享許可。如翻譯本作品，必須包含所要求的引用和下述免責聲明：“該譯文并非由聯合國糧食及農業組織（糧農組織）生成。糧農組織不對本翻譯的內容或準確性負責。原英文版本應為權威版本?！备鶕S可產生的并且無法以友好方式解決的爭議將通過許可第 8 條所述的調解和仲裁解決，除非文中另有規定。適用的調解規則為世界知識產權組織的調解規則 http:/www.wipo.int/amc/e

4、n/mediation/rules，任何仲裁均根據聯合國國際貿易法委員會（UNCITRAL）的仲裁規則進行。第三方材料。欲再利用本作品中屬于第三方的材料（如表格、圖形或圖片）的用戶，需自行判斷再利用是否需要許可，并自行向版權持有者申請許可。對任何第三方所有的材料侵權而導致的索賠風險完全由用戶承擔。銷售、權利和授權。糧農組織信息產品可在糧農組織網站（www.fao.org/publications）獲得，也可通過 publications-salesfao.org 購買。商業性使用的申請應遞交至 www.fao.org/contact-us/licence-request。關于權利和授權的征詢應

5、遞交至 copyrightfao.org。ISSN 1020-7619聯合國糧食及農業組織羅馬，2022年糧食及農業狀況運用農業自動化 推動農業糧食體系轉型年目 錄前言 iv方法 vii致謝 viii縮略語 ix術語表 x要點 xiv概要 xv第 1章農業自動化：農業自動化是什么，為何如此重要 1要點 1歷史進程 2農業自動化是什么？3我們為什么需要利用農業自動化？了解關鍵驅動因素 7農業自動化進步帶來的挑戰 10化挑戰為機遇 12本報告的重點是什么?13第 2 章了解農業自動化的過去，展望未來 17要點 17全球機動化機械化的趨勢及其動力 18數字革命及其改變機械化和農業實踐的潛力 24農業

6、數字自動化技術和機器人技術的現狀 28結論 36第 3 章投資農業自動化的商業邏輯 39要點 39論證機動機械化在各種情況下的商業邏輯，確認其廣泛的潛力 43探討投資農業自動化的商業邏輯：案例研究提供的經驗 47除了商業價值之外，投資、政策和立法的作用 51農業自動化的未來發展軌跡：包容性采用和環境可持續性的考量 53結論 60第 4 章 農業自動化的社會經濟影響和機遇 63要點 63通過農業糧食體系的視角分析社會影響 64農業自動化對勞動力的影響 67農業自動化帶來了創業和轉型的新機會，也影響著營養狀況和消費者 72農業自動化進程的包容性 73農業糧食勞動力的未來 77結論 78第 5 章實

7、現高效、可持續和包容性農業自動化的政策選擇 81要點 81實現負責任的農業自動化 82創造有利于大環境的一般性政策 84針對農業的政策、立法和投資 87確保農業自動化有利于農業糧食體系的可持續性和韌性的政策 91確保農業自動化進程具有包容性并惠及所有人的政策 93結論 96附件 99附件 1案例研究摘要 100附件 2統計表 128注釋 134|ii|表 1 案例研究數量，按生產者規模、自動化水平和部門分列152 農業數字自動化的部分里程碑29A2.1 每 1000 公頃耕地拖拉機臺數，最新年份數據128 圖 1 自動化系統的三階段循環42 農業自動化的演變53 1991-2019 年農業就業

8、在總就業中的占比，按收入（上圖）和區域（下圖）劃分84 每 1000 公頃可耕地使用的拖拉機臺數205 農業生產系統使用的部分數字技術和人工智能機器人技術306 數字自動化技術推廣條件的成熟程度487 從農業糧食體系的視角看自動化對就業的影響658 負責任地利用農業自動化的政策選擇路線圖838 機械化與人工和畜力牽引的成本效益比較分析：以埃塞俄比亞和尼泊爾的小麥生產為例419 利用農業自動化提高食品安全4310 小型機動機械化提高小規模生產者的韌性4411 埃及機械化壟作提高了生產力和水資源的可持續性4512 在老撾人民民主共和國使用滾筒式播種機省時、省力、省錢4613 機器人擠奶系統商業價值

9、的演變4714 數字化果園噴霧器在歐盟的影響：來自波蘭和匈牙利的證據4915 COVID-19 疫情激發對數字技術的興趣：來自兩個案例研究的證據5116 使用采摘機器人解決草莓農場的勞動力短缺5417 機動機械化對婦女的商業價值：來自尼泊爾的證據5518 低成本自主作物機器人的前景5819 從體面就業的角度分析農業自動化6820 甘蔗機械化收割對巴西勞動力的影響7021 自動化與農村移民輸出社區：加利福尼亞的案例7122 對殘疾人群體的包容性7423 婦女和青年參與自動化進程：案例提供的證據7524 坐在駕駛席上的婦女：通過拖拉機增強婦女權能7625 不同類型的政府支持如何促進農業自動化842

10、6 斯洛文尼亞科門市的免費寬帶網絡8627 國家戰略推動非洲農業采用數字工具8828 因地制宜的數字自動化：來自27個案例研究的證據90 插文 1 克服農業機械使用報告中的數據挑戰192 解讀撒哈拉以南非洲的機械化223 數字工具助力普及機械化服務254 與機械化無關的數字工具 自成一體的解決方案265 畜牧業的數字自動化：拉丁美洲、非洲和歐洲的案例316 新的水產養殖技術：印度和墨西哥的 案例337 林業部門的演變：機械化和數字自動化34|iii|前 言本報告深入解析了農業的現狀 農業部門正在經歷深遠的技術變革，且變革速度不斷加快。幾年前仍無從想象的新技術正在快速涌現。例如，基于電子標簽的畜

11、牧生產技術（包括擠奶機器人和家禽飼喂系統）正在部分國家逐步推廣。全球衛星導航系統使得自動化作物生產成為可能，該過程中會利用自動轉向拖拉機、撒肥機和噴藥機。更為先進的技術也已經在市場上嶄露頭角。在農作物生產領域，除草機器人等自動化機器開啟了商業化進程，無人飛行器（通常稱為無人機）負責收集作物管理和投入品施用數據。在水產養殖領域，自動化飼喂和監測技術正在大行其道。在林業領域，木材砍伐和運輸機械是當前自動化技術研發的主要目標。很多近期開發的技術推動了精準農業的發展，運用信息優化投入品和資源的使用。近年來的技術發展讓人耳目一新，為之稱嘆，激發了更深入研究的熱情。然而，不容忽視的是，技術變革并非另起爐灶

12、；更為重要的是，并非所有的農業糧食體系行為主體都能獲取這些技術。幾十年來，糧農組織對這個問題開展了持續研究。我們今天看到的只不過是農業技術漫長變革過程中的一個整合點。過去兩個世紀以來，這一過程一直在加速發展。變革過程提高了生產力，減少了繁復的農業勞動，使得勞動力可以解脫出來從事其他活動，從而最終改善了 人們的生計和福祉。機械設備得以改進，有時甚至取代了農業作業中涉及的三個關鍵步驟：診斷、決策和執行。技術發展前后經歷了五個階段：手動工具的引入；畜力牽引的使用；1910 年代以來實行的機動機械化；1980 年代以來數字設備的采用；以及近期機器人技術的引用。本報告中所指的自動化實際上是從機動機械化開

13、始的，農業作業的執行部分實現了較高程度的自動化。得益于近期涌現的數字技術和機器人技術，診斷和決策過程也開始逐步實現自動化。正如本報告中所述，技術變革進程從未中斷，但并非所有國家的所有農業生產者都處于同一階段。誠然，人們普遍擔心節省勞動力的技術變革可能會帶來不利的社會經濟影響，尤其是工作崗位被取代及隨之而來的失業。這種擔心至少可以追溯到十九世紀之初。然而，回顧過往便可以看到，對于自動化提高了勞動生產率進而造成大范圍失業的擔心并未成為事實。這是因為，農業自動化是社會結構轉型過程的一部分，農業勞動生產率提升會逐步解脫農業工人，使其得以進入工業和服務業等其他利潤更高的行業。在轉型過程中，農業人口占比一

14、定會 下滑，但其他部門的就業機會則會水漲船高。技術變革通常伴隨著農業糧食體系內部的變革，上下游各部門也在同步發展，創造出新的就業和創業機遇。因此，要認識到農業是更寬泛農業糧食體系的一個重要組成部門。本報告著重指出，農業現代化的潛在效益是多方面的，能夠推動農業糧食體系轉型，增強農業糧食體系的效率、生產率、韌性、可持續性和包容性。自動化能夠提高農業勞動生產率和利潤率；改善農業工人的工作條件；在農村地區創造對農村青年尤有吸引力的新創業機會；減少糧食損失，改進產品質量和安全；另 外，還有助于加強環境可持續性和氣候變化適應。近期開發的解決方案涉及精準農業和小規模設備，比起使用重型機械的機動機械化來更加適

15、宜本地狀況，有助于改善環境可持續性，增強抵御氣候和其他沖擊的韌性。得益于上述|iv|諸多益處，農業自動化有助于實現若干個可持續發展目標。盡管如此，本報告中也探討了農業自動化相關的風險和問題。與任何的技術變革一樣，農業自動化意味著對農業糧食體系的顛覆。若自動化進展過快，不顧本地社會經濟和勞動力市場狀況，就會沖擊就業 這是一定要避免的常見問題。此外，自動化會增加對高技能勞動力的需求，壓縮低技能工人的空間。若是富裕的大規模農業生產者比貧困的小規模生產者更容易獲取自動化服務，則自動化就有可能加劇不平等，這一點是無論如何都要避免的。若管理不當，不考慮本地狀況，則自動化，尤其是依賴重型機械的機械化，還可能

16、危及農業可持續發展。這些風險都是真真切切的，本報告對其進行了分析確認。正如本報告中所述，完全否定自動化并不可取。糧農組織堅信，沒有技術進步和生產率提高，讓數億人擺脫貧困、饑餓、糧食不安全和營養不良就只能是鏡花水月。拒絕自動化只會讓農業勞動力陷入惡性循環，在生產力水平低下和回報率差強人意中止步不前。真正重要的是自動化進程的推進方式，而非是否要推進自動化。我們必須確保自動化的發展過程具有包容性，能夠推動可持續發展。在整篇報告中，糧農組織都在倡導負責任技術變革的理念，只有這樣農業自動化才能取得成功。這意味著什么？首先，農業自動化要成為農業轉型進程的有機構成，與范圍更寬泛的社會和農業糧食體系變革同向而

17、行、相輔相成。故此，自動化要能夠響應真正的需要。勞動力節約型技術若以應對勞動力日漸短缺和農村工資不斷上漲為著眼點，就會進一步推動農業轉型進程。與之相對，若采用自動化或特定自動化技術的動機是人為創造的，例如通過政府補貼，尤其是在勞動力充足的背景之下，則推行自動化就會造成很大沖擊，對勞動力市場和社會經濟產生不利影 響。政府政策不要制約自動化，否則農業生產者和工人就會陷入勞動力水平低和競爭力弱的泥沼。本報告認為，政府的恰當作用是營造有利環境，推動采用適宜的自動化方案，而非在可能不適合的背景下魯莽推出某種解決方案，或以某種方式阻礙自動化的實施。為助力實現可持續發展目標，自動化要具有包容性。自動化進程要

18、為所有人提供機遇，包括小規模生產者和大規模商業農場，也包括婦女、青年和殘疾人等邊緣化群體。要克服各種實施阻力，至少是婦女面臨的阻力。讓各類生產者獲得適宜的技術解決方案需要確保技術呈現規模中性特點，即通過共享服務等制度機制確保各種規模的生產者都能找到適合的技術并采納和使用這些技術。通過教育和培訓培育數字技能也很重要。此舉能夠促進技術采用，避免因為不平等的知識和技能而出現的數字 鴻溝。為增強可持續性并真正具有包容性和變革性，自動化解決方案要因地制宜，不僅要考慮生產者的特點，還要考慮本地的生物物理、地形地貌、氣候以及社會經濟狀況。本報告從實際出發，并不會提供放之四海而皆準的解決方案。最先進的技術解決

19、方案未必最適合所有地方和所有人。正如文中實證顯示，某些情況下，小型機械，甚至是手持設備等簡單技術會給小|v|前 言規模生產者帶來實實在在的好處，能夠支持山地作業。甚至在某些情況下，生產者可以跳躍式前進，直接過渡到更為高級的技術解決方案。簡而言之，農業生產者要自己選擇最適宜自身需要的技術，政府則要營造有利環境，支持生產者做出適當的選擇。最后，本報告還指出，農業自動化必須要有利于增強農業可持續性和韌性。過去大規模重型機械的使用常常給環境可持續性帶來破壞。解決這個問題需要因地制宜地開發以小型輕量機械為特色的機械化方案。同時，助力精準農業發展的數字農業和機器人技術可以提供更加節約資源、更加具有環境可持

20、續性的解決方案。應用型技術和農業研究有助于探索適宜方案，進一步實現環境可持續性目標。本報告細致探究了這些問題，提出農業自動化的發展目標并開展深入分析，驅散了圍繞農業自動化的種種誤解，厘清了不同國家和地方背景下推行農業自動化的方向。本報告提出了政策干預和投資的重點領域，目的是確保農業自動化有助于包容性、可持續發展。糧農組織從戰略層面上堅信，技術、創新和數據，輔以適當治理、人力資本和適宜制度，是所有計劃干預的關鍵跨領域、跨部門加速器，能夠加速實現目標，減少利弊權衡。毫無疑問，這些加速器將促進所有背景下的農業轉型。我希望，本報告能夠以建設性方式推進這一領域的政策討論，因其對于實現可持續發展目標具有重

21、要意義。聯合國糧食及農業組織總干事屈冬玉|vi|方 法2022 年糧食及農業狀況 編寫前成立了一個由糧農組織各相關技術部門代表組成的咨詢小組，負責與外部專家小組協助調研和編寫小組開展工作。報告編寫工作參考了糧農組織和外部專家編寫的六份背景文件和實證分析報告。咨詢小組于2022 年1月24日舉行線上會議討論了調研成果，2022 年 3月對第 1 章初稿提出了意見。各章草稿首先提交咨詢小組和外部專家小組，隨后糧農組織農業食品經濟司副司長于 2022 年 3月31日至 4 月6日主持召開線上研討會。根據這場研討會及后續咨詢小組會議提出的指導意見，本報告經修訂后提交糧農組織經濟及社會發展部門管理團隊。

22、修訂稿還提交糧農組織其他部門以及糧農組織非洲、亞洲及太平洋、歐洲及中亞、拉丁美洲及加勒比和近東及北非區域辦事處征求意見。所提意見均被終稿采納，終稿已經糧農組織農業食品經濟司副司長、糧農組織首席經濟學家和總干事辦公廳審查。|vii|致 謝2022 年糧食及農業狀況 由聯合國糧食及農業組織（糧農組織）跨學科團隊編寫，糧農組織農業食品經濟司副司長 Marco V.Snchez Cantillo 和高級經濟學家、本出版物主編 Andrea Cattaneo 指導編寫工作。糧農組織首席經濟學家 Mximo Torero Cullen 和經濟及社會發展部門管理團隊給予統籌指導。調研和編寫小組 Theres

23、a McMenomy、Fergus Mulligan（顧問編輯）、Ahmad Sadiddin、Jakob Skt 和 Sara Vaz。背景文件Christina Cappello（瓦赫寧根大學及研究中心 下文簡稱瓦赫寧根大學）、Tomaso Ceccarelli（瓦赫寧根大學）、Aneesh Chauhan（瓦赫寧根大學）、Diane Charlton（蒙大拿州立大學）、Thoman Daum（霍恩海姆大學）、Alexandra Hill（科羅拉多州立大學）、Sander Janssen（瓦赫寧根大學）、Inder Kumar（瓦赫寧根大學）、James Lowenberg-DeBoer（

24、哈珀亞當斯大學）、Mariette McCampbell（瓦赫寧根大學）、Giacomo Rambaldi（瓦赫寧根大學）、David Rose（雷丁大學）和 Edward Taylor（加利福尼亞大學）。其他外部支持人員Rabe Yahaya（國際玉米小麥改良中心）。其他參與編寫的糧農組織人員 Veronica Boero、Alban Lika、Madhusudan Singh Basnyat、Atef Swelam 和 Michele Vollaro。糧農組織咨詢小組Maysoon Alzoubi、Huda Alsahi、Marwan Benali、Henry Burgsteden、Azi

25、z Elbehri、Mayling Flores Rojas、Ken Lohento、Magnus Grylle、Karim Houmy、Dejan Jakov Ijevic、Josef Kienzle、Lan Li、Preetmoninder Lidder、Joseph Mpagalile、Ahmad Mukhtar、Eva Galvez Nogales、Santiago Santos Valle、Beate Scherf、Josef Schmidhuber 和 Xinhua Yuan。外部專家小組 Imran Ali（中央昆士蘭大學）、Christina Cappello（瓦赫寧根大學）、

26、Tomaso Ceccarelli（瓦赫寧根大學）、Aneesh Chauhan（瓦赫寧根大學）、Diane Charlton（蒙大拿州立大學）、Thomas Daum（霍恩海姆大學）、Kit Franklin（哈珀亞當斯大學）、Alexandra Hill（科羅拉多州立大學）、Ivo Hostens（歐洲農業機械工業協會）、Sander Janssen（瓦赫寧根大學）、Inder Kumar（瓦赫寧根大學）、James Lowenberg-DeBoer（哈珀亞當斯大學）、Mariette McCampbell（瓦赫寧根大學）、Giacomo Rambaldi（瓦赫寧根大學）、David Ro

27、se（雷丁大學）、Salah Sukkarieh（悉尼大學）和 Edward Taylor（加利福尼亞大學）。附件 Ahmad Sadiddin 和 Sara Vaz 在由 Christina Cappello、Tomaso Ceccarelli、Aneesh Chauhan、Sander Janssen、Inder Kumar、Mariette McCampbell 和 Giacomo Rambaldi 組成的瓦赫寧根大學團隊的協助下編寫。行政支持 Liliana Maldonado 提供行政支持。糧農組織領導機構服務司語言服務處提供翻譯。糧農組織新聞傳播辦公室出版處為所有六種官方語言版本提

28、供編輯支持、設計和排版以及制作方面的協調。|viii|縮略語AI人工智能AMS自動擠奶系統APNI非洲植物營養研究所AUC非洲聯盟委員會CAAS中國農業科學院CEA受控環境農業CIMMYT國際玉米小麥改良中心COVID-192019冠狀病毒病CSAM聯合國可持續農業機械化中心CTA農業和農村合作技術中心DPGA數字公共產品聯盟EDRI埃塞俄比亞發展研究院EID電子標識ESCAP聯合國亞洲及太平洋經濟社會 委員會FAO聯合國糧食及農業組織GHG溫室氣體GIS地理信息系統GIZ德國國際合作機構GNSS全球衛星導航系統GPS全球定位系統GSMA全球移動通信系統GSS一般性服務支持ha公頃ICARDA

29、國際干旱地區農業研究中心ICRISAT國際半干旱熱帶地區作物研究所IFAD國際農業發展基金IFC國際金融公司IFPRI國際食物政策研究所ILO國際勞工組織IoT物聯網ISPA國際精準農業協會IT信息技術ITU國際電信聯盟IVR交互式語音應答LSMS生活水平衡量研究LSMS-ISA生活水平衡量研究-農業綜合調查R&D研究和開發RuLIS農村生計信息系統SDGs可持續發展目標SMS短信息服務UAS無人 飛行系統UAV無人 飛行器UNICEF聯合國兒童基金會USDA美國農業部USSD非結構化補充業務數據VRT可變速率技術WFP世界糧食計劃署WHO世界衛生組織|ix|術語表農業自動化：在農業作業中使用

30、機械和設備，以期改進診斷、決策或執行，降低農業勞動的繁重性和/或提高農業作業的及時性，甚至于精準性。農業自動化包含精準農業技術。農業自動化領域使用的機械和設備包括：拉動、推動或操作各類用于完成農業作業的器具、設備和工具的拖拉機（即執行功能自動化）；傳感器、機械、無人機和衛星，以及智能手機、平板電腦或軟件工具（例如咨詢應用程序和在線農場管理）等設備以及各類平臺，用于監測動物、土壤、水和植物，支持就農業任務做出決策1（即診斷功能自動化）；更為先進的方案，例如根據需要并精準控制用量噴灑除草劑的除草機器人，或遠程監測狀況，并在空中施用化肥、農藥和其他處理材料的無人機2,3（即診斷、決策和執行三項功能全

31、部自動化）。自動化設備：系統中部分（部分自動化）或全部（完全自動化）功能，機械或機械系統的一項特定活動或行為，實現自動化，無需人工 干預。4農業機械化：運用各類技術 從簡單基礎的手動工具到更為精密的機動設備和機械 執行農業作業。6農業機械化有三種動力來源：手動工具技術（以人體肌肉為主要動力來源的工具和設備）；耕畜役畜技術（由動物提供動力的機械、工具和設備）；以及機動技術（由引擎或發動機提供動力的機械化）。7農業機動機械化：使用各類機械發動機或引擎（不論能源來源為何）開展農業相關活動。7 農業生產者：從事農作物和畜牧業生產、漁業、水產養殖、牧業或林業等農業活動的家庭。小規模（農業）生產者是指從事

32、上述農業活動中的任何一種，但由于銷路不暢，以及獲取土地和水、信息、技術、資本、資產和制度等資源渠道有限，因而在生產中面臨更大限制的生產者。8人工智能（AI）：運用算法分析環境并采取行動以期實現具體目標的計算機系統，此類系統擁有一定程度的自主性。人工智能可以完全基于軟件在虛擬世界中運行（例如語音助手、圖像分析軟件、搜索引擎、語音和面部識別系統），也可以嵌入到硬件設備之中（例如高級機器人、自動駕駛汽車、無人機或物聯網應用）。5機器學習：是一類人工智能和一套數據分析方法，運用計算機算法實現自動化分析建模。機器學習的底層邏輯是識別數據模式，在沒有明確人為指令的條件下更精準地預測結果，不斷改進機器績效。

33、大數據：通過工具、傳感器、金融交易、社會媒介以及其他數字化手段生成的大量、多樣和復雜的數據集，通常超出個人電腦和基本分析軟件的存儲能力和處理能力。企業對企業模式：企業之間，而非企業與個體客戶之間的關系和銷售。9企業對客戶模式：企業與作為產品或服務最終使用者的客戶之間的直接關系，以及產品或服務直接銷售。9|x|保護性農業（也被稱作免耕）：是一種耕作體系，旨在促進保持永久性土壤覆蓋、最低程度的土壤耕作以及植物物種多樣化發展。保護性農業加強了地表上下的生物多樣性和自然生物過程，有助于提高水分和養分的利用效率，提高并維持作物產量。10農業數字自動化：在農業機械和設備（例如拖拉機及其附加工具、飼喂系統、

34、擠奶機）上加裝數字化工具，通過智能交互網絡、平臺和農場管理系統提供的數據和數字化服務提升系統效率和精準度，進而加強自動化過程。自成一體 VS 內嵌式數字解決方案：自成一體的數字解決方案主要基于軟件，不依賴農業機械，需要的硬件資源有限，通常為智能手機或平板電腦，或是咨詢應用程序、農場管理軟件以及在線平臺等軟件工具。此類解決方案可以包括遙感和/或無人機，但僅限于用于決策支持和巡查的數據。農業機械和設備加裝數字工具后被稱作內嵌式解決方案；此種方案使得機器能夠通過直接行動與環境互動（執行），而不僅是觀察和決策支持。9電子標識（EID）：使用內嵌在標簽、團塊或植入物中的微芯片或電子應答器識別農場中的個體

35、動物。5農場：生產作物、畜牧、農林或水產產品的集合管理職能的農業生產單位。有償服務：是針對農場機器的一種商業模式，即農民按服務單位（例如每公頃、每小時、每只動物或每噸收獲物）向機器服務提供方支付費用，而無需購置機器。5全球衛星導航系統（GNSS）：使用衛星信號提供方位信息的系統，例如美國的全球定位系統（GPS）、歐洲的伽利略定位系統、俄羅斯聯邦的格洛納斯系統（GLONASS）以及中國的北斗 系統。5自動轉向：是一種 GNSS 支持的技術，為自驅式農業機械（例如拖拉機、聯合收割機、飼草收割機、噴霧機）提供自動轉向和定位。在最先進的自動轉向技術中，計算機幾乎可以完成所有的田間轉向，包括田頭轉彎。自

36、動轉向技術通常需要操作員坐在駕駛室內，以防機器出現故障或其他問題。該技術為精準農業技術的一個典范。5全球定位系統（GPS）：美國的全球衛星導航系統。該系統為第一個民用全球衛星導航系統，故而有些時候全球定位系統被用來指代全球衛星導航系統。5物聯網（IoT）：其中所有設備 包括移動電話、傳感器、無人機、機器和衛星 與互聯網連接的系統。9交互性：機器和設備在圍繞數據內容、背景和意義確定明確、共享預期的前提下，編制、交換和消費數據的能力。9隨機應變：就農機而言，是指無需直接人力干預，利用傳感器數據算法就可以在田間自動調整作業。5操作員輔助系統：為農場機器操作人員提供幫助的系統。此類系統通常使用機器自身

37、多個來源的傳感器數據輔助操作員進行決策；可以|xi|術語表自動調整機器設置來優化操作員的優先需求（例如燃料效率、完成工作的速度、產品質量），最早見于聯合收割機。5精準農業：收集、處理和分析時間、空間及個體數據，并將其與其他信息結合的一套管理策略，目的是精準管理田間變化，支持管理決策和機器精準行動，以期提高農業生產的資源使用效率、生產率、質量、營利性和可持續性。11精準畜牧：一種基于數據的畜牧管理策略，以持續、實時和自動化方式監測控制個體動物或動物群體的生產力、環境、健康和福利。該策略重在提高畜牧生產的資源利用效率、生產力、質量、營利性和可持續性。5設施農業：在溫室或垂直農場中生產高價值蔬菜和其

38、他園藝作物。在這種模式下，農民可在無法從事傳統耕種的細小、邊緣和缺水土地上種植經濟作物。這種模式也被稱為設施栽培或設施作物生產。9遙感：運用飛行器、衛星或其他配置傳感器的平臺遠程收集地球上物體信息的過程。9機器人：無需直接人為干預便能自動作業的機械，12可以是固定的（例如擠奶機器人），也可以是移動的（例如自動駕駛）。這個詞語主要為媒體和大眾所用，機器人常常采用擬人修辭。在技術性較強的討論中，通常會使用自動機械或自動設備這樣的說法。13腿式機器人：是指借助機械肢體而非輪子移動的自動機械。5擠奶機器人：無需人力，能夠實現乳用動物（尤其是奶牛）自動擠奶的擠奶機，也被稱為自動擠奶系統。集群機器人：執行

39、傳統機械化模式下由一臺大型機器完成的任務的若干、較小移動式自動化機器。機器人學：計算機科學和工程的一個跨學科分支，包括機器人設計、制造、運行和使用。該學科融合了若干學科，包括機械工程、電力工程、信息工程、機械電子、電子學、生物工程、計算機工程、控制工程、軟件工程和數學。無人飛行系統（UAS）：是一套大型系統，包括裝載傳感器的飛行器（無人機），飛行員操作的地面控制站，以及用于分析傳感器收集數據的軟件。9無人飛行器（UAV）或無人機：一種能夠飛行的自動機械，可以通過遙控或使用軟件控制設備進行導航。在農業領域，無人機常被用于收集航拍圖像，或用于施灑化肥、種子、農藥或其他作物投入品。5,9非結構化補充

40、業務數據（USSD）：互動性強于短信息的一種信息服務，特點是使用以星號（*）開始、井號（#）結束的編碼（例如*845#）。一條 USSD 信息最多有 182 個字符，可用于獲取農業、衛生、新聞、天氣等信息。14可變速率技術（VRT）：一種將設備與軟件結合的技術，調整田間化肥、農藥、種子和其他作物投入品的使用量，基于作物需要優化單產，這樣就能夠以盡量少的投入獲得盡可能高的產出。5|xii|基于地圖的可變速率技術：以地圖為基礎的可變速率技術，地圖上記錄了田間不同地塊的空間信息。分析人員要事先單獨準備空間信息地圖，用于引導可變速率技術。播種機排種器關閉系統：一種有全球衛星導航系統支持的可變速率技術方

41、法，能夠根據訂制地圖或傳感器數據控制每行的播種裝置。通常用于避免在非耕種區域播種，或在田地兩頭重復播種?；趥鞲衅鞯目勺兯俾始夹g：以傳感器在田間實時讀取為基礎的可變速率技術，引導可變速率技術的信息是自動采集的（不同于基于地圖的可變速率技術）。通常情況下，傳感器位于撒布器前段，通過算法調整速率的計算機裝置在機械之上，施用設備位于機器后部。噴霧機噴桿部分控制設施：一種有全球衛星導航系統支持的可變速率技術方法，能夠根據訂制地圖或傳感器數據控制農用噴霧機的部分噴桿。噴桿寬度可以從幾米到一個噴嘴寬度不等?，F有技術支持以噴嘴不同速率打開、關閉和抖動。垂直農業：處于完全受控環境中的室內農業，用于全年垂直種植

42、作物。9虛擬圍欄：一項基于給動物加裝全球衛星導航應答器來確定動物位置的技術，通過聲音 警報、電擊或其他提醒方式，讓動物待在地理定位邊界之內。這項技術可能會取代實體圍 欄；此外，全球衛星導航技術還能幫助養殖者在大面積開放性牧場中確定動物方位。5|xiii|1農業自動化可以通過增強韌性、提高生產力和資源利用效率，以及提高糧食質量和安全，在實現可持續發展目標方面發揮重要作用，尤其是目標 1（無貧窮）和目標 2（零饑餓）以及與環境可持續性和氣候變化相關的 目標。2但若對小規模生產者，以及青年和婦女等其他邊緣化群體而言始終遙不可及，則農業自動化反而會加劇不平等。某些技術（大型機動設備）會造成種植結構單一

43、和土壤侵蝕，進而產生不利的環境影響。3在數字化革命之前，機動機械化（如拖拉機）是推動全球農業轉型的重要力量；然而，各國之間以及國家內部在技術采用方面差異明顯，撒哈拉以南非洲大部分地區尤為受限。4若能因地制宜并輔以數字化工具，機動機械化仍有潛力提高農業生產率，從而減少貧困和加強糧食安全，并對整體經濟產生積極的溢出效應。5數字自動化技術的應用不斷發展，但大多集中在高收入國家。很多情況下，數字技術的商業邏輯尚未成熟：部分技術仍處于原型階段；還有一部分技術受限于農村基礎設施落后（如通網和通電），故而難以推廣，在低收入和中等收入國家尤為如此。6投資建設支持性基礎設施、提高農村服務可及性（如金融、保險和教

44、育）是技術獲取的關鍵，特別是對小規模農業生產者和婦女等邊緣化群體而言。7數字自動化技術在提高效率、生產力、可持續性和韌性方面潛力巨大。然而，這個過程需要包容性投資，讓生產者、制造商和服務商都參與進來，并要特別關注婦女和青年，以便進一步開發技術并使其順應最終用戶的需求。8農業自動化對就業的影響取決于具體背景。在工資上漲、勞動力稀缺的情況下，自動化可為有技能的青年工人創造機會，對農業乃至農業糧食體系的雇主和工人都有裨益。9若農村勞動力充足且工資偏低，則農業自動化就會造成失業，尤其是人為補貼導致自動化成本低廉，或者是突然而至的技術突破導致自動化成本快速下降的情況下。10在勞動力充足的背景下，政策制定

45、者不應補貼自動化，而應著力營造有利的大環境推動技術采用，尤其是確保小規模農業生產者、婦女和青年能夠采用技術，同時還要為最可能在轉型中失業的低技能工人提供社會保護。11營造有利的大環境需要采取多方協調行動，包括立法和法規、基礎設施、制度安排、教育和培訓、研究和開發，以及為私營創新進程提供支持。12推動負責任農業自動化的投資及其他政策行動應立足于具體情況，例如網絡連通狀況，與知識和技能相關的挑戰、基礎設施的充足性以及獲取方面的不平等等。要 點|xiv|概 要長久以來，技術變革在提高生產力、收入和福祉方面都功不可沒，不論是在農業糧食體系中，還是在其他部門。如今，在耕地有限、自然資源不可持續和氣候變化

46、等沖擊和壓力不斷增多的大背景下，供養不斷增長的全球人口已經離不開技術解決方案。技術解決方案需要提升各個部門的農業生產力和可持續性，包括農作物和畜牧業生產、水產養殖、漁業和林業，另外還要刺激農業糧食體系內部的生產率提高。技術變革減少了農業對勞動力的需求。提高農業生產力，進而促使勞動力流向非農部門就業的這個過程常常被稱為農業轉型。順利轉型既需要投資建設農業糧食體系，也需要投資改進其他有形和市場基礎設施。農業自動化可以成為轉型的推動力量，創造新的機遇。機動自動化使得農業作業的執行環節實現了自動化，而近年來數字技術的發展則為實際作業前決策過程的自動化創造了新的機遇。人們普遍擔心自動化會導致失業增多；這

47、種想法雖然可以理解，但本質上是杞人憂天?？傮w而言，自動化產生了多種積極影響，包括緩解勞動力緊張，增強農業生產韌性和效率，改進產品質量，提升資源使用效率，推動體面 就業，以及加強環境可持續性。而當自動化進程與本地需求不匹配時，往往會產生不利的社會經濟影響，例如失業增多。防范不利影響可以采取多種措施，包括為農村勞動力提供其他就業機會，清除貧困小規模生產者參與自動化進程的障礙，避免在勞動力充足和農村工資水平較低的背景下對自動化進行補貼。農業自動化：機遇頗多，但不無挑戰所有農業相關作業都包含三個階段：診斷、決策和執行。機動機械化實現了執行自動化，例如犁地、播種、施肥、擠奶、飼喂和灌溉。數字自動化技術還

48、會帶來診斷和決策自動化。這些技術提高了農業作業的精準程度，支持更加高效地使用資源和投入品，在推動環境可持續性和增強面對沖擊和壓力時的韌性方面也有所助益。農業技術沿革是一個漸進的過程，從手動工具進化到畜力牽引，再到機動機械化、數字設備，最后是具有人工智能的機器人技術。在此背景下，本報告提出了農業自動化的定義：在農業作業中使用機械和設備，改進診斷、決策或執行，以降低農業勞動的繁重性，或提高農業作業的及時性，甚至于精準性。農業自動化帶來很多機遇：有助于提高生產率，支持更加細致的作物、畜牧、水產和林業管理；此外，農業自動化還可以改善工作條件，提高收入水平，減少農業工作負荷，創造新的農村創業機會。農場環

49、節之外的技術有助于減少食物損失和浪費，提高食品安全水平，促進實現增值。在很多國家，農村勞動力減少造成農業工資水平提高，這是農業自動化的一個主要驅動因素。此外，消費者對于食品質量、安全、口味、新鮮度以及環境問題的意識不斷加強也刺激了數字技術的投資。隨著畜牧生產養殖規模不斷擴大，牲畜管理和動物福利方面的挑戰也助推了自動化進程。|xv|概 要另一方面，農業自動化也有可能加劇社會不平等，因為教育背景更好的較大規模生產者更有能力（如資金、農村基礎設施、技能）投資新技術，或掌握新技能。婦女和青年面臨的阻力尤大，例如獲得優質教育和培訓，以及獲取土地、信用和進入市場。此外，自動化可能會取代諸如種植、采收等日常

50、性工作，但也會創造更多需要熟練技能（如接受過中學教育）的工作。在農村勞動人口數量龐大的國家中，這種就業結構轉變可能會加劇不平等。應對這些挑戰需要降低技術采用門檻，尤其是對小規模生產者、婦女和青年而言，要確保各種規模的農業生產者都能獲取自動化解決方案。而達成這一目標就需要推動技術創新，讓自動化適應小規模生產者的具體需求。此外，創新的制度 安排，例如共享資產或機械租賃服務，可以突破規模限制，為設備所有者與小規模生產者搭建橋梁，后者通過支付費用獲得自動化服務，而非必須購置農機。依賴重型機械的農業自動化也可能會與環境可持續發展背道而馳，進一步刺激森林砍伐和農田單作，造成生物多樣性損失、土地退化和土壤侵

51、蝕。然而，一些新的自動化進展，尤其是有人工智能加持的小型設備，可以扭轉部分不利影響。了解農業自動化的過去，展望未來全球范圍內，機動機械化發展突飛猛進，但國家覆蓋面較廣的全球可靠數據僅限于拖拉機，且只更新到 2009 年。使用拖拉機作為農場動力是二十世紀最具影響力的創新之一。拖拉機于1910-1960 年間始現于美國，1955 年之后進入日本和歐洲。隨后，很多亞洲和拉丁美洲國家在機動機械化方面勢如破竹；此外，一些國家的農機制造業也開始嶄露頭角。隨著機械租賃市場的發展，拖拉機的使用更加普及，小規模生產者也開始使用。然而，過去幾十 年間，拖拉機的應用在撒哈拉以南非洲裹足不前，輕型手持工具仍是農業設備

52、的主要類型。上世紀 60 年代和 70 年代，政府向農民提供農機補貼，建立國營農場和公共租賃公司，希望以此推動機械化；然而，由于治理不善，這些行動投入不小，但收效甚微。當前，農業在非洲被再次納入發展議程，上述情況正在逐步發生轉變，自動化再度引發關注。自上世紀 70 年代起，數字技術通過各種應用場景在農業領域大行其道。最初應用是簡單的精準畜牧技術，基于電子標識（也稱作電子標簽）對個體動物進行管理；這項技術為 90 年代的擠奶機器人掃清了障礙。同時，嵌套在機械化操作中的數字工具（如安裝全球衛星導航系統的農機）呼之欲出，拖拉機、撒肥機和配藥機的自動轉向成為可能。近年來，智能手機等自成一體的設備通過傳

53、感器、高分辨率攝像頭以及內嵌其中的各類應用為生產者提供了有用的信息。這些技術可以降低成本，提高生產率；然而，技術采用似乎也受到非經濟考量的影響，例如加強工作安排的靈活性，改善生活質量，擠奶機器人便是例證。更加先進的技術仍在不斷涌現，例如借助物聯網解決方案監測作物、牲畜和魚類，某些時候（至少在一定程度上）還支持自動決策。數字化服務還包括共享資產服務，將設備（如拖拉機或無人機）所有者同需要設備的農民聯系起來，有些時候也會聯絡操作人員。數字技術對于非機械化精準農業也有助益。手動定點施肥技術很早以前就開發出來了，|xvi|例如利用可變速率技術對水稻施肥；而若干低收入亞非國家已經在使用手持式土壤掃描儀。

54、此外，無人飛行器服務（即廣為人知的無人機）也在亞非國家的非機械化農民中得到越來越多的應用。全球衛星導航系統則被用于測量農田面積（亞洲）和繪制確定土地權屬所需的農田邊界（非洲）。農業數字自動化技術和機器人技術發展現狀在農業領域，數字自動化和機器人技術的應用情況千差萬別。內置各類傳感器和高分辨率攝像頭的智能手機是中低收入國家生產者最易獲得的硬件（尤其是小規模生產者）。然而，農村地區數字化水平低，缺少適宜小規模生產者的技術，以及數字技術成本相對較高，這些問題仍是技術采用的最大障礙。近年來，自動化作物機器人等先進技術（例如用于采收、播種和除草）已經開啟了商業化進程。例如使用無人機收集信息，自動計算投入

55、品施用量，但此類技術的應用往往受到嚴格的監管。在水產養殖行業，受勞動力緊張和工資上漲因素影響，自動化發展呈上升態勢。在林業部門，移動機器人在虛擬現實和遙感技術的加持下，已經使得很多木材采集工作實現高度機械化，為更高級自動化機械的應用掃除障礙。此外，遙感技術也被用于監測森林砍伐。數字化和自動化在受控環境農業中也可發揮作用，包括室內農業和垂直農業。溫室是最為常見的受控環境農業模式，其本質上易于進行環境監測、控制和優化。目前，面向高收入、中等收入和低收入國家不同情況，已經開發出多種技術解決方案。技術應用方向和采納速度在很大程度上受到政策選擇影響。政府要推動所有人對這些技術的獲取，尤其是針對小規模生產

56、者、婦女、青年以及其他弱勢和邊緣化群體，并確保技術能夠因地制宜地適應生產者的具體需要。另外，政府應為創新技術提供公平的環境，支持私營部門滿足自動化需求。一次一小步：簡單機動自動化仍有一席之地數字技術和機器人技術令人稱道，但機動機械化仍可帶來多重惠益，包括提高收入、降低成本、減輕繁重勞動以及節約勞動力。機動機械化方案能將家庭勞動力解放出來，讓農村家庭把更多的時間放到農業之外的活動中。機動機械化對整體經濟會產生溢出效應。此種效應包括隨著勞動生產率提高，農村家庭的非農物資和服務需求不斷擴大；農業勞動力進入勞動生產率更高的其他行業，推動非農經濟持續發展。此外，機動機械化結合保鮮和儲存技術可以改進食品安

57、全；還能增強農業韌性，尤其是面對氣候沖擊的韌性，支持農民更快速地完成農場工作，以及更靈活地適應天氣變化。因此，機動機械化在某些環境中仍有持續發力的空間。在低收入和中等收入國家，小規模生產者可能更青睞兩輪拖拉機等小型機械，此類機械相比傳統重型機械成本更低，也更具環境可持續性。近年來，根據本地需要調整機動機械方面出現了很多創新做法；創新性地將機械化操作與其他田間操作融合，有助于各國提高資源使用效率，節約稀缺資源（如水資源）。|xvii|概 要因此，農業機械化在很多低收入和中等收入國家的政治議程中仍然占據重要地位。撒哈拉以南非洲尤為如此，而此前，國家主導的機械化項目以失敗告終，農業機械化在相當長的時

58、間內無人問津。手動技術和畜力牽引在很多情況下也仍然發揮著重要作用。畜力牽引可以是小規模、散地塊農場的重要動力來源，而較為先進的手動工具可以減少對人力的需要。耕畜役畜和先進的手動工具動力不及拖拉機，但在很多地區都可以彌補勞動力缺口，有助于提高作物產量，支持農田擴張。很多情況下，這些方法是增加動力供給的最可行方案。放眼未來：投資數字自動化的商業邏輯投資農業技術的商業邏輯在于私營部門能否盈利。相關行為主體，包括生產者、經銷商和服務提供商，通常會做出理性決定，追求利潤和福祉最大化。投資自動化技術會產生成本；若技術在本地應用范圍不大，成本還會進一步提高。只有收益高于成本時，供應商和生產者才會做出必要的承

59、諾。對某些技術而言，特定條件下私營部門的投資成本可能會超過收益；但對整個社會卻是十分有益的。這種情況下，可以借助公共干預讓私營部門收益與社會整體利益協調一致。由于數據匱乏，本文基于對數字自動化服務提供商的訪談，通過 27 個案例研究分析了農業數字自動化的商業邏輯。案例研究涵蓋了所有區域和各類農業生產體系（作物、畜牧、水產和農林），代表了處于不同商業化階段的多種數字自動化解決方案，很多仍處于開發和商業化的初期。分析結果表明，27 家服務提供商中只有 10 家能夠做到盈利和財務可持續。這 10家服務提供商大多集中在高收入國家，所采用的解決方案處于成熟階段（即廣泛采用），且多數服務于大規模生產者。在

60、超過三分之一的 案例中，農民的獲益主要體現為生產率提高、效率提升和新的市場機遇?？傮w而言，分析結果表明，數字自動化技術的商業邏輯尚不成熟，一部分原因是很多此類技術仍處于原型階段，另外也是因為技術采用仍然面臨較高壁壘，尤其是在低收入和中等收入國家。盡管很多技術的開發仍處于初級階段，但案例研究中卻可以汲取很多重要的經驗教訓。推動技術采用的關鍵因素首先是了解一種解決方案在順暢完成農業作業方面的能力，其次是農民對于這種解決方案的掌握能力。采用技術方面常常遇到的障礙包括缺乏數字技能，連通性差，以及電力等其他支持性基礎設施落后。除此之外，還有抵觸變化的心理，通常是年老的農業人口。代際更迭是技術采用的一個推

61、動力量，青年農民在數字化和高級自動化轉型進程中發揮著積極作用。技術采用的另一個動力或障礙是市場環境 生產者之間競爭有力會促使他們承擔更大的風險，采用可能提高生產率和效率的新技術。制約性因素包括對技術進口的監管、數據共享政策缺位，以及公共政策和激勵機制不足。另一方面，若設計得當，法律法規和公共支持可以成為技術采用的強大 動力。|xviii|商業考量之外：農業自動化會帶來環境效益，但需要開展更多的研究在高收入國家，以及低收入和中等收入國家的很多商業化農場中，農業機械化水平已經很高，主要依賴大型農機的使用。然而，此種機械化模式帶來了土壤侵蝕、森林砍伐和生物多樣性損失，而所有這些因素都在削弱農業韌性。

62、自動化技術創新和應用型農藝研究有助于探索應對這些挑戰的解決方案。例如，可從小型、輕量機械著眼，因地制宜地改造機動機械化?？赡苓m于小規模生產者的解決方案包括小型四輪和兩輪拖拉機。小型機械化無需大費周章地清理和改造農田，因而會盡量減少生物多樣性損失。動力除草機和移動式脫粒機等其他小型機動機械也可以對改進性別平等做出貢獻，因為婦女可以便捷地操作這些機械。支持精準農業的數字自動化技術也可能帶來顯著的環境效益，推動采用保護性耕作等可持續生產模式。使用計算機和物聯網進行自動化溫室管理已有很多成功先例，在節水和節約其他投入品方面表現優異。小型集群機器人技術可以實現環境效益，包括減少農藥和除草劑的使用，優化投

63、入品使用，減少土壤壓實。此類機器人技術在某些環境中已具備商業可行性，但還需要開展更多的研究，尤其是對于小規模農業的潛力；相比于大型機械，小型機器人在不規則田地上更加具有優勢。這些環境效益目前只局限在特定區域；此外，很多解決方案仍然處于開發和商業化的早期階段，因此還需要開展包括測試在內的更多研究。若政策制定者和生產者都完全知曉這些技術的利好，那么研發投資就有可能不斷 增加。轉向可再生能源也很重要，能夠為動力自動化創造新的機遇，特別是在農村偏遠地區。但無需贅述，還是要進一步開展研究，摸清哪種離網可再生能源解決方案能夠最高效地為各類農機提供動力。農業自動化對勞動力的影響較為復雜，但消費者可以從中獲益

64、評估農業自動化對就業的整體影響十分困難，這需要收集海量數據，跟蹤所有的轉型過程以及工人的重新配置，不僅僅是農業活動，也要涵蓋上游和下游。隨著農業轉型的推進，很多人離開農業去尋找薪酬更高的就業機會，農業就業人數比重逐年下滑。這個過程重塑了整個農業糧食體系的勞動力供求格局。當農業糧食體系的所有節點同步變化，要厘清農業自動化對勞動力市場和社會經濟狀況產生的具體影響幾乎是天方夜譚。農業自動化對農場就業的可能影響不一而同。隨著很多任務被自動化取代，低技能勞動力需求可能會呈縮減態勢。與此同時，自動化也刺激了對熟練工人的需求。從農業糧食體系整體來看，自動化會減少薪酬較低的季節性農場就業，但會刺激上下游行業增

65、加薪酬高的非季節性就業機會。自動化帶來的影響在不同類型的農場中也有所區別。對小規模和自給自足型農民而言，自動化可以解放家庭勞動力，使其從事非農就業，同時促進擴大生產規模。在商業化家庭農場中，自動化可以解放家庭勞動力，減少對雇傭勞動力的需求；但若商業性農業活動在自動化的助力下有所增多，則對雇傭勞動力的需要可能會不降反增。企業商業化農場自動化水平最高；相應地，農場勞動力的需要也會隨之減少。即|xix|概 要便在此種情況下，若采用自動化的原因是工資 上漲、勞動力短缺，則自動化會促進勞動生產率和工資水平的提高，但不會帶來失業。若推行自動化的背景是勞動力充足，而且是通過補貼人為拉低成本，那么就會面臨引發

66、失業的嚴重風險，產生嚴重的社會經濟后果，而首當其沖的自然是那些技能最低、無法另謀出路的勞動力。農業自動化會對消費者產生顯著的社會經濟影響，因為自動化會降低食物成本。數字自動化還會創造對消費者有益的創業機會。例如，讓難以自動化且富含營養的傳統作物再度煥發活力，以及降低有機食品的生產成本，而目前有機食品的生產需要很多勞動力。農業自動化進程必須具備包容性，且不讓任何人掉隊農業自動化必須包容弱勢以及被排斥和被邊緣化的群體，尤其是小規模生產者、牧民、小規模漁民、小規模林農和森林社區，還包括農業計酬工人、非正式微型企業和工人、失地群體以及流動勞工。婦女、青年和殘疾人群體置身其中尤為重要。農場自動化的性別影

67、響非常復雜。由于在獲取資本、投入品和服務（如信息、推廣、信貸和肥料）方面處于弱勢，某些情況下甚至還有文化規范的影響，女性在農業技術采用方面不及男性。政策制定者和本地實施伙伴需要倡導考慮性別因素的技術研發、推廣和服務。青年農民往往是最先擁抱技術的先行者。農業自動化催生新的就業類型，需要更加扎實的技能。要重視制定完善的人力資本開發和能力建設議程，并重點關注青年。隨著節省勞動力的自動化技術在農場中不斷普及，農業勞動力規模將會縮減，但技能水平也會提高。這方面的一個重要挑戰是推動農業勞動力由低技能的手工活動轉型成為掌握更復雜技術的人才。然而，擔心自動化會讓數百萬農業工人無處謀生顯然是沒有依據的。農業操作

68、自動化，以及與之伴生的農業勞動力結構 轉變，是一個循序漸進的過程，各個地區、各類作物和各種農業任務都會有所差別。對于能夠以低成本自動化輕易替代的勞動密集型農業活動，采用節省勞動力的自動化技術動機最強。隨著部分農業活動實現自動化，其他活動就會需要更多勞動力。若現有自動化技術只迎合大規模作業，則小規模生產者和加工商就有可能因為達不到規模經濟門檻而被排擠在外，很難立于不敗之地。然而，這并不是農業自動化的必然結果；突破規模限制、低成本自動化的關鍵是全面普及。在任何情況下，通過限制自動化發展來保護農業就業和收入的想法都很難自圓其說。事實上，限制自動化的政策只會讓農場在競爭中處于不利，無法擴大生產規模。對

69、于農場而言，提高工人工資、改善工作條件的唯一途徑就是采用新技術，不斷提升生產效率。若無法通過技術變革提高勞動生產率，那么貧困農場工人擺脫貧困、實現糧食安全的前景就會變得十分渺茫。|xx|高效、可持續、包容性農業自動化路線圖：政策、投資和制度 農業自動化在促進包容性、可持續農業，進而推動可持續和包容性農村發展方面具有很大潛力；然而，這種潛力不會自動變為現實，而是會取決于具體的社會經濟背景，以及農業自動化所處的政策和制度環境。一國在此過程中是贏是輸取決于如何管理轉型過程。實體、經濟、法律和社會基礎設施均已到位，能夠支撐數字自動化的國家會占得先機。而對挑戰置之不理的國家可能會因此敗北。同任何技術變革

70、一樣，農業自動化必然會帶來某些顛覆，既會有人坐享其成，也會有人權衡利弊。本報告提出多種政策、制度、法律和投資方案。這些因素綜合在一起，形成一份路線圖，確保農業自動化有助于建設高效、多產、可持續、有韌性和包容性的農業糧食體系。某些方案側重于為農業企業營造有利的環境，尤其是就自動化技術投資而言；此類措施需要輔以法規和其他行動，保證投資活動利于實現環境可持續性和氣候韌性。最后，各項政策和計劃必須就位，確保所有人，尤其是婦女、小規模生產者和青年等邊緣化群體，都能獲益于此 過程。政府還要權衡利弊 經濟、環境和社會目標各有側重，有時甚至是相互矛盾。下文討論了擬議的政策、投資和其他公共行動，將其作為農業自動

71、化路線圖的組成部分，但在不同背景下這些行動的權重也會有所區別。政府必須基于實際挑戰和本國能力對各項行動安排先后次序。政府干預的一個重要跨領域維度是一般性服務支持，即通過政府行動為農業和農業糧食體系營造有利的商業環境，但又不會扭曲激勵機制，或偏向某些行為主體（或某些農業 部門）。以農業為著眼點的政策和干預也會影響自動化技術的采用很多農業政策可以直接支持自動化，幫助克服技術采用的障礙，尤其是對小規模生產者而言。政府可將信貸政策直接與農業自動化掛鉤，影響技術采用進程。投資貸款是最為常見的自動化技術融資方式，例如基于合同的證券、貸款擔保制度、連帶責任小組、租賃以及配套贈款。此外，不會扭曲市場的“明智”

72、專項補貼也可以有一席之地。加強土地權屬保障非常重要，因為若土地權屬沒有保障，生產者就無法用地契作抵押來申請信貸。減少機械、數字設備和零部件的進口關稅，簡化通關程序，也有助于降低自動化技術的交易成本，促進技術 采用。彌合數字技能缺口需要開發人力資本，例如借助職業培訓中心的力量。制造商、所有者、操作者、技術員和農民的知識與技能都要 加強，其中青年是重中之重，因為青年通常是自動化的重要推動力量。改善農業推廣和農村咨詢服務也有助于技術采用。公共推廣服務在確保包容性農業自動化進程中始終發揮著重要作用；然而，缺少訓練有素的推廣人員是多數低收入和中等收入國家面臨的主要瓶頸。人力資本對于使用者（即農民和服務提

73、供商）來說十分重要，而對于參與創新的各方（如研究人員和科學家）也同等重要。政府可資助或開展圍繞自動化技術的應用型研發活動，尤|xxi|概 要其是適應本地需要、適于小規模生產者的自動化解決方案。精準農業解決方案影響評估是一個重要的研究課題，要對方案的營利性、環境可持續性以及包容性開展分析。小型機械和技術門檻較低的數字解決方案要作為研究重點，例如交互式語音應答、非結構化補充業務數據及短信息服務。小型機械可能更適于本地情況和小型農場，而技術門檻較低的解決方案更容易以較低成本惠及所有農民。最后，政府要制定質量保障和安全標準，可以交由公立機構、市場或第三方機構進行管理。自動化安全法律法規要充分征詢所有利

74、益相關方的意見，必須做到透明，確保合規。農業糧食體系之外的政策、制度和投資影響農業自動化技術的采用并非立足于農業糧食體系的一般性政策和投資可以營造有利環境，包括基礎設施。在低收入國家以及撒哈拉以南非洲大部分地區，道路基礎設施尤為落后。改進道路基礎設施可以降低獲取機械、備件、維修和燃料的交易成本，催生服務市場。投資建設能源基礎設施也同樣重要，例如開發可再生資源的離網電力，因為任何自動化技術都離不開電力。利用本地投資開發可再生能源有助于抵御能源市場沖擊和燃料價格波動。改善通訊基礎設施和網絡連通狀況對于農業自動化順暢運轉至關重要。連通性差的問題普遍存在，即便高收入國家的農村地區也是如此。政府可為農村

75、地區的互聯網服務商提供稅收優惠或低息貸款。法律也可發揮重要作用 倡導公立-私營-社區三方合作，改善連通性和相關基礎設施，提供數據服務和支持。投資還應關注相關的支持性基礎設施，例如天氣預報公共數據集，以及農作物和畜牧業生產 日歷。有形基礎設施固然需要作為關注重點，但機構、宏觀經濟狀況和總體制度能力對于農業自動化技術的采用也很關鍵。完善信貸市場對于自動化技術融資非常重要；實際上，小規模生產者通常很難以負擔得起的利率獲得信貸，因而根本無法投資自動化技術。制度和政治能力需要加強，引導自動化技術的開發；而另一方 面，若實力強大的私營技術企業搶占先機，就可能會產生不利影響，進而波及整個社會。另外，透明的國

76、家數據政策（包括數據保護、數據共享和隱私規范）本身也有助于數字自動化的推進。其他有利因素包括建設國家數據基礎設施，推動互聯互通，即機器之間實現精準、可靠的通訊。最后，匯率政策和貿易政策也可能通過機 械、數字設備和備件進口價格影響自動化格局。若實施得法，農業自動化就會助推建設包容性、可持續農業糧食體系即便政府能夠提供公平競爭環境，支持私營部門提供創新技術，農業自動化也仍然面臨挑戰。農業自動化面臨三重挑戰：不讓任何邊緣化群體掉隊；避免失業增多；預防環境損害。相關政策可為應對這些挑戰助一臂之力，確保自動化技術推動包容性、可持續農業轉型。因此，政策制定者需要采取行動。首先，政府要確保婦女、青年和其他弱

77、勢群體能夠從自動化進程中受益。著眼于幫助婦女應對困境的政策（例如改善婦女的土地權利，|xxii|或支持婦女獲取信貸和推廣服務）也有助于增加婦女對自動化技術的獲取。公共研發活動應考慮到婦女的需要，重點攻關性別友好型機械化技術。此外，還需要制定面向農村青年和其他弱勢群體的議程，確保他們掌握必要的技能，能夠從事自動化相關的高技能工作。其次，政府要防范自動化技術對就業造成的不利影響。若自動化進程由市場因素觸發（如農村工資水平提高），且取代的是沒有薪酬的家庭勞動，就不大可能造成失業。與之相反，若自動化進程是由政府行為刻意為之（如補貼機械進口），就會取代某些工作，引發失業，降低農村工資水平。因此，政策制定

78、者不應在時機未到時刻意倡導自動化。反之，政策制定者也不應以自動化會取代勞動力、引發失業為由限制技術采用。通過一般性服務支持提供公共或集體產品 這種政策支持最有利于自動化進程平穩推進，不會引發失業。此類措施包括支持農業研發和知識轉讓服務。再次，政策要確保農業自動化有利于建設可持續、有韌性的農業糧食體系。機動機械化帶來諸多惠益的同時，也給環境造成了不利影響，包括生物多樣性損失、土壤壓實和侵蝕，以及水質退化。精準農業等更為先進的數字自動化技術可以盡量減少甚或完全避免此種不利影響。應用型技術和農藝研究課題應探索最適于本地農業生態條件的自動化解決方案，政府則應促進采用環境友好型技術。農民可以根據當地農業

79、生態條件選擇最為適宜的自動化解決方案，而政府必須要營造有利環境，包括提供可用技術的信息?？偠灾?，若上述挑戰得以妥善應對，農業自動化就會成為助推力量，支持實現可持續發展目標，尤其是目標 1、2、3、9 和 10。技術的適當組合，以及適度的政策、干預和投資，將取決于很多因素，包括經濟發展水平、當前制度安排、本地農業特點以及政策制定者的具體 目標。在綜合運用政策工具實施具體行動之前，政策制定者要了解技術采用的背景特點，評估相關地區面臨的具體問題（如連通性、不平等、貧困、糧食不安全、營養不良）。采用何種技術應由農業生產者自行選擇，而政府要做的是營造包容性的有利環境，為創新提供沃土；另外還要建立必要的

80、激勵機制，確保技術采用進程的 包容性。n|xxiii|中國農民用平板電腦監測辣椒作物。iS 1章農業自動化：農業自動化是什么，為何如此重要 要 點 總體而言，自動化為農業生產者和農業糧食體系帶來了許多機遇，但由于國與國之間以及各國內部獲取和采用自動化的水平并不均衡，其潛力并沒有得以充分發揮。具體而言，農業自動化可以提高生產力，增強韌性，改善產品質量和提升資源利用效率，減少人類繁重勞動，緩解勞動力短缺，加強環境可持續性，并促進適應和減緩氣候變化。農業自動化有助于實現 2030 年可持續發展目標，尤其是目標 1（無貧窮）和目標 2（零饑餓）以及與環境可持續性和氣候變化相關的目標，并通過催生新的創業

81、機會推動農業糧食體系全面轉型。若農業自動化對某些人來說始終然遙不可及，特別是對小規模和女性農業生產者而言，就會導致不平等。若不妥善管理，自動化還會造成種植結構單一等負面環境后果。為了充分釋放農業自動化的潛力，必須保證技術對所有人的可用性、包容性和可及性，技術必須因地制宜以適合不同規模的農業生產，必須有助于改善環境的可持續性。主要的挑戰在于如何確保技術做到因地制宜，如何鼓勵地方的創新進程，以及如何幫助生產者形成采納和使用新技術的能力。創新進程推動和促進技術變革，提高生產力和收入，改善人類的福祉，這是古往今來社會經濟進步的主要動力。這條規律適用于經濟的各行各業，農業糧食體系也不例外。當前，為了養活

82、不斷增長的世界人口，我們需要增加營養食物的產量，同時還要解決諸多難題，例如農業用地緊張，自然資源的使用不可持續，沖擊和壓力此起彼伏，氣候變化加速的后果日益突顯。因此，農業糧食體系必須以可持續的方式應對提高生產力的挑戰?，F在比以往任何時候都更迫切地需要實施新的技術解決方案，提高農業生產所有部門的生產力和可持續性，包括種植業、畜牧業、漁業、水產養殖業和林業，并提高農業糧食體系在初級生產之外其他階段的生產效率。技術變革持續地改變著我們的經濟，數字技術日新月異，計算機速度越來越快，移動電話、傳感器、機器學習和人工智能，各種新技術層出不窮，在此基礎上，突破性的設備應運而生，從根本上改變了機械在農業生產中

83、的使用|1|第 1 章 農業自動化：農業自動化是什么，為何如此重要術鴻溝，促進實現目標 5（性別平等）、目標 8（體面工作和經濟增長）和目標 10（減少不平等）。自動化有可能提供更安全的工作條件和更安全、更高質量的食品，因此有助于實現目標 3（良好健康與福祉）。最后，成功采用增強環境可持續性的自動化解決方案，有助于實現目標 6（清潔飲水和衛生設施）、目標 7（經濟適用的清潔能 源）、目標 12（負責任消費和生產）、目標 13（氣候行動）、目標 14（水下生物）和目標 15（陸地 生物）。本報告的研究內容是，在農業中和食品供應鏈的早期階段采用自動化，如何有助于實現可持續發展目標并確保產生積極影響

84、。本報告分析了農業自動化的采用情況，包括實施的趨勢、這些趨勢的動力及潛在的社會經濟影響。本報告還討論了一系列政策和立法的選項和干預措施，以最大限度地提高自動化技術的效益，并降低其風險。本報告的第 1 章對農業自動化進行了定義，闡述了農業自動化與可持續發展的關系，并介紹了新的自動化技術可能帶來的機遇、挑戰和利弊權衡。本報告的分析遵循一個基本前提：農業自動化的進步有助于人類克服諸多挑戰，實現營養食物的持續增產，但如果我們要使自動化的效益最大化，必須妥善管理可能伴隨著自動化產生的新挑戰。n歷史進程歷史上，技術變革的進程伴隨著農業生產，人類為了減少繁重的勞動，一直在開發各種獨具匠心的工具，并利用火、風

85、、水和動物的力量。公元前4000 年，美索不達米亞的農民就已經在使用牛耕；2約公元前 1000 年，在中國出現了水力磨坊。3在過去兩個世紀中，由于蒸汽動力的發明（蒸汽脫粒機和蒸汽犁于19 世紀中葉問方式。和其他領域的技術一樣，按照創新的整體規律，新的農業自動化技術可能會補充舊技術的不足，或者取而代之；舊技術和傳統實踐也有可能因為新技術的出現而重新煥發生機，或找到新的用武之地。自動化不僅有可能使農業生產擺脫繁重的體力勞動，甚至有可能使收集和分析信息數據并進行決策的腦力勞動變得可有可無。自動化可以提高操作的及時性以及投入品施用的準確性和效率，推動精準農業1 落地。人類歷史上，技術進步對勞動者的負面

86、影響曾多次引起社會的憂慮，世人曾普遍認為自動化會導致工作崗位減少和失業增加，然而，歷史事實證明這是杞人憂天。本報告認為，恰恰相反，包括數字技術在內的自動化可以增強農業生產的韌性，更好地抵御各種沖擊和壓力，例如干旱和加速的氣候變化。農業自動化可以提高生產力，改善產品質量，提升資源利用效率，緩解勞動力短缺，通過減少繁重的體力勞動促進體面就業，并增強環境可持續性。然而，不容否認的是，引進自動化技術，特別是不考慮當地具體情況盲目引進，可能會給一些群體帶來社會經濟挑戰，包括對勞動力市場造成沖擊，但這些挑戰可以通過適當的政策和立法加以解決，本報告對此進行了論述。另一個重大挑戰是自動化的推廣面臨各種障礙，特

87、別是對貧窮的小規模生產者而言，從而造成獲取自動化的不平等。農業自動化與多項可持續發展目標密切相關，尤其是目標1（無貧窮）和目標 2（零饑餓）。就世界各地農業對自動化的接受程度而言，自動化也可以推動實現目標 9（產業、創新和基礎設施），該目標要求支持和提升技術能力、研究和創新，尤其是在低收入國家。同理，如果采用自動化的障礙能夠被克服，自動化可以彌合技|2|2022年 糧食及農業狀況世），技術變革加快了步伐；隨后又出現了化石能源驅動的拖拉機、收割機和加工機械，新的食品保存技術也得以發明，技術變革進一步加 速。4,5這一系列革新使世界各地的農業生產逐漸變得沒有那么繁重，農民從重體力勞動中解放出來，因

88、此，初級階段的農業生產對勞動力的需求與之前相比大大減少，農民開始流向其他就業部門務工，例如從事工業和服務業。農村兒童有時間上學，婦女可以尋求非農就業機會或操持家務。與此同時，種子化肥等投入品和灌溉等農業操作也取得了巨大進步，引發了綠色革命，在農業勞動力減少和新增農田面積有限的情況下，糧食產量卻大幅提高。6農業生產力提高，農業勞動力開始從農業流向其他經濟部門，這一過程通常被稱為農業轉型。隨著經濟的發展，農業工人被節省勞動力的技術排擠出農場，與此同時，非農部門賺錢的機會吸引他們進入工業和服務業。7,8,9因此，隨著農業轉型的推進，從事農業的人口比例逐漸下降。在工業革命之前，世界上大多數人生活在農村

89、地區，依靠初級農業生產維持生計。對于經歷了深刻農業轉型的國家來說，現在的情況則完全不同。例如，在美國，2020 年只有 1.4%的就業人口從事農業。10其他高收入國家直接從事農業的人口比例也非常低。這樣的農業轉型并不是一個孤立發生的進程，而是涉及整個經濟的轉型。事實上，人口不斷增長，城市化程度越來越高，為了給越來越多的城市人口提供充足、安全和有營養的 食物，不僅需要對農業生產進行投資，還需要對運輸、儲存和食品加工進行投資，建設各類實體基礎設施和交易市場。農民要獲得充足的農業投入品，包括各種物資和人力資本，要進入市場銷售農產品，必須要有良好的道路和交通設施。當前，農業自動化正在進行之中，其背景是

90、不斷演變的農業糧食體系。事實上，農業自動化對農業糧食體系的影響超出了初級生產的范疇，而且農業自動化本身也受到初級生產以外的事態的影響。初級生產的自動化可以推動農業糧食體系轉型，尤其是通過在上下游創造新的創業機會。同樣，上下游的自動化對初級生產的自動化也會產生影響，效果如何取決于農業糧食體系的活力、其各個階段的狀態以及彼此間的雙向聯系。技術被采用也是一個漸進的過程，11需要在各種各樣的現實背景中實踐、測試和調整，其影響要假以時日才能顯現。例如，機動拖拉機的興起無疑帶來了許多好處，但也造成了負面的環境影響，包括毀林、生物多樣性喪失和過度使用化石燃料，這些影響的顯著性經過幾十年才顯露出來。12,13

91、同樣的道理可能也適用于綠色革命中采用的各種技術，毫無疑問，這些技術使產量大幅提高，但一些地方卻為此付出了長期和高昂的環境代價。13 n 農業自動化是什么？機械化貫穿農業發展的歷史，經歷了漫長的演變，終于發展成今天的農業自動化。聯合國糧食及農業組織（糧農組織）將機械化定義為在農業作業中使用各種機械和設備，從簡單和基本的手動工具到復雜的機動機械。14因此，機械化指的是農業工作中的執行環節實現自動化，隨著我們從基本的手動工具過渡到機動機械，自動化程度逐漸提高。在執行任何農業操作之前，必須經過兩個階段：診斷和決策。如圖 1所示，診斷、決策和執行三個環節是一個循環往復的過程，彼此|3|第 1 章 農業自

92、動化：農業自動化是什么，為何如此重要之間有連續的反饋。無論是收割，或是疾病防控，還是灌溉，任何農業操作的實施通常都始于診斷當前面臨的問題，以確定是否需要采取 行動，以及采取什么樣的行動。例如，在灌溉之前，種植戶需要知道植物是否需要水。同樣，養殖戶在使用抗生素之前，需要了解動物的健康狀況。農民可以憑借自己的經驗進行診斷，但也可以通過監控傳感器實現自動診斷。作出診斷后，農民需要決定做什么，例如需要澆多少水或使用多少抗生素，以及何時做，農民可以憑借自己的經驗和知識做出決定，也可以由控制器來進行決策，控制器基于診斷階段傳感器提供的信息發出命令。執行是第三個也是最后一個階段，農民可以直接使用手動工具或動

93、物完成執行，也可以使用各種機器完成執行。最先進的自動化技術能夠實現全部三個階段的自動化，水果采摘機器人就是一個很好的例子，這些機器人可以按順序依次自動完成三個階段的任務，而果農只需監控傳感器和維護設備。任何能使三個階段中的至少一個階段實現自動化的技術都可以歸類為自動化技術。機動機械化15主要用于在三個階段中的最后一個階段：執行，如耕地、播種、施肥、擠奶、飼喂、收割和灌溉等農業操作的自動化，例子不勝 枚舉。就本報告而言，在圖1所示的三個階段中，任何能在一個或多個階段協助農業生產者的技術都被視為自動化技術，例如農民使用傳感器監測植物和動物，從而使診斷階段自動化，但在沒有自動化設備幫助的情況下需要根

94、據自己的經驗做出決策。在某些情況下，執行階段也有可能用到傳感技術（例如在收割期間創建單產圖），然后反饋到診斷階段，因而出現了圖 1所示的循環。圖 1 自動化系統的三階段循環診斷執行決策資料來源：糧農組織為本報告編制。|4|2022年 糧食及農業狀況隨著數字技術和自動化設備的興起，如具備機器學習和人工智能功能的傳感器和機器人，診斷和決策的自動化成為可能。新型自動化診斷和決策數字設備日益成為機動設備的得力助手，甚至取而代之。例如，傳統的拖拉機可以進行改裝，變成大田里的無人駕駛自動播種車。15雖然機械化減輕和減少了繁重和重復性的工作，緩解了勞動力短缺，但數字自動化技術可以更精確地執行農業作業，更高效

95、地利用資源和投入品，從而進一步提高生產力。因此，數字自動化可以提高環境可持續性，增強抵御氣候沖擊和壓力的韌性。然而，本報告接下來提出，需要認真考慮數字自動化可能對勞動力產生的影響。圖 2 展示了數字自動化技術的發展歷程，農業技術如何從只協助執行實際操作演進到協助診斷和決策，每種技術都有相應的實例。技術的演進可以通過以下技術類別進行概括：手動工具：人類進行診斷和決策，用簡單工具輔助執行，如斧頭和鋤頭。畜力牽引：仍然由人類進行診斷和決策，但 圖 2 農業自動化的演變約公元前4000年1910年代機械化數字自動化（精準農業）自動化是本報告的重點約公元前10000年1980年代2000年代手動工具人類

96、進行診斷和決策，用簡單工具輔助執行。畜力牽引人類進行診斷和決策，用畜力牽引輔助執行。機動機械化人類進行診斷和決策，用機動設備輔助執行。數字設備人類使用數字工具改進診斷和決策，數字工具也可以安裝在機動設備上，使執行更為精確。大約出現時期技術類型技術舉例斧頭鋤頭牛牽引犁灌溉系統牲畜傳感器拖拉機無人駕駛拖拉機魚探儀收割機器人水果采摘機自主噴灑機器人擠奶機樹木采伐機動物牽引人工智能機器人 機器進行診斷、決策和執行，人類進行監控和維護。資料來源：糧農組織為本報告編制。|5|第 1 章 農業自動化：農業自動化是什么，為何如此重要是實際操作由動物牽引農業機械（如犁）獨立或者配合人力執行。機動機械化：人類進行

97、診斷和決策，但由機動機械和設備執行操作。這一類技術標志著農場的能量來源從內部（如人體肌肉和動物）轉向外部（如化石燃料和電力）。然而，這種轉變需要相應的基礎設施來確保能源供給源源不斷。數字設備：各種各樣的數字工具通過將腦力勞動自動化或提高動力機械的精確度，協助人類改進診斷和決策。人工智能機器人：人類依賴農業機器人通過人工智能完成診斷、決策和執行，這些機器人可以是固定的（如擠奶機器人）或移動的（如水果采摘機器人）。人類監控傳感器并對機器人進行維護。這一類別包括最先進的自動化技術，其中一些尚未大規模應用或仍在開發之中。遺憾的是，繁多的工具和技術讓人眼花繚亂，導致文獻中對農業自動化的定義并不統 一，收

98、集自動化數據的工作因此也并不順利。11例如，一些人將農業自動化定義為機器人在沒有人類干預的情況下自主導航，提供精確的信息以完善農業作業。16還有人將農業自動化定義為通過移動、自主和有決策能力的機電設備完成生產任務。17然而，這些定義都有明顯的局限性，并沒有涵蓋自動化的方方面面和所有形式，自動擠奶機這樣的固定設備就是一個例子。此外，這些的定義不僅排除了大多數實現農業作業自動化的動力機械，也排除了僅用于自動化診斷的數字化工具，如傳感器。圖 2以簡化的形式呈現了自動化技術發展的真實歷史，盡管各個技術類別之間可能存在重疊和模糊不清的灰色區域，這仍有助于突顯本報告的側重點和對農業自動化進行定義。農業自動

99、化的概念體現在三個藍色陰影框中，這正是本報告的重點內容。在此基礎上，本報告將農業自動化定義為：在農業作業中使用機械和設備，改進診斷、決策或執行，以降低農業勞動的繁重性，或提高農業作業的及時性，甚至于精準性。根據這一定義，農業自動化包括精準農業，這是一種管理策略，通過收集、處理和分析數據改善管理決策（見術語表）。從圖 2 的第一個藍色陰影框講起，機動機械化包括由人類操作機器執行諸如耕地、灌溉和擠奶等任務。然而，人類會基于自己的觀察或通過測量簡單的參數來做出診斷，然后根據自身或他人的經驗知識和可供參考的資料做出決策。圖 2的最后兩個類別涵蓋了數字自動化，這包括各種各樣的工具、設備和軟件，而且往往是

100、多功能和跨學科的，使整個系統的資源管理高度優化、個性化和智能化，并且有很強的可預測性。18隨著數字自動化技術（人工智能機器人）的發展，診斷、決策和執行三個階段都可以實現自動化，而人的作用在很大程度上僅限于監控和維護自動化設備，水果采摘機就是一個例子，機械臂收到來自控制器的命令后，基于從傳感器獲得的信息，就會開始采摘水果。這三個階段相互銜接，自動化可以僅僅涉及其中一個階段，當然也可以涉及任意兩個階段或者全部三個階段。例如，診斷可以由傳感器完成，而決策和執行完全依賴于人；或者診斷和決策都通過數字技術完成，而執行由人來完成。自動噴霧機器人是三個階段完全自動化的例子，系統首先獲得土壤肥力數據，然后決定

101、該次的作業面積和施肥比率，最后按照既定的比率執行施肥。n|6|2022年 糧食及農業狀況我們為什么需要利用農業自動化？了解關鍵驅動因素農業自動化是農業糧食體系全面轉型不可或缺的組成部分，隨著大量勞動力放棄農業投身薪酬更高的其他經濟部門，自動化可以幫助農業生產者維持甚至擴大生產規模。除了緩解農業生產對勞動力的需求，自動化還可以在農業糧食體系的其他環節創造就業機會，進一步推動農業糧食體系轉型。從歷史上看，隨著國民經濟的發展，很多農民被其他工作機會吸引而離開農村。節省勞動力的創新通過降低單位產出的勞動力需求來提高農業生產力。7,8,9在勞動力的供應趨勢和需求趨勢共同作用下，農業就業人口的比例隨著時間

102、推移逐年下降，低收入和中等偏下收入國家也不例外（見圖 3）。伴隨這一轉型進程，創新、技術變革和投資越來越頻繁，這些都是社會經濟發展的重要因素，對農業糧食體系在初級生產之外的各個階段都會產生影響。例如，為了向日益城市化和富裕的人口提供充足、安全和有營養的食物，不僅需要對農業進行投資，還需要對運輸、儲存、食品加工和其他基礎設施進行投資，農業部門與非農部門也因此通過上下游千絲萬縷的聯系緊密結合在一起。20作為農業糧食體系轉型的一部分，農業自動化可以帶來以下多種好處。對于農業生產者的機會農業自動化為初級生產以及整個農業糧食體系帶來了許多機會。例如，自動化可以通過更及時和更精細的作物和牲畜管理，提高土地

103、和勞動力的生產力及經濟回報，21,22,23而這又有助于增加農民收入，24降低風險，提高韌性和增強環境可持續性。隨著數字技術的進步，農業自動化有可能不再受制于經營規模，換句話說，自動化解決方案不僅可以用于大型農場，也可以惠及中小農戶，這可以通過研發小型的機器和設備來實現，也可以通過農機共享數字平臺來實現（見第 3 章）。農業自動化可以創造更好和更安全的工作條件，讓農民賺取足夠的生活費，減少繁重的農活，這有利于促進體面就業。大部分農活是由家庭成員（包括婦女和兒童）承擔的，并沒有 報酬。25,26自動化可以讓成年人騰出時間從事副業或非農工作，照顧家人的起居飲食，27也可以讓兒童騰出時間玩耍和上學。

104、26,28,29證據表明，機器擠奶改變了奶農的生活方式，奶農有時間從事其他工作，有時間與家人相守，日常的工作安排更為靈活，這些是采用擠奶機的奶農最為看重的好處。30,31自動化可以減輕繁重的勞動，這對于農村婦女地位的提升有積極影響，她們有了更多可以自由安排的時間，可以考慮嘗試新的營生，或者擴大現有的農業經營。自動化也有助于吸引年輕人從事農業。農業自動化還有另外一個重要作用，那就是有可能為農村地區帶來創業機會。例如，制約有機農業的主要因素之一是勞動力成本過高和人手短缺。雖然在許多國家，消費者對有機食品的需求很大，但他們并不太愿意為有機食品支付溢價。用機器人完成除草、選擇性收割和其他田地作業，可以

105、顯著降低有機農業的生產成本，從而為更多的從業者創造商機。在過去，為了順利地使用機動機械自動執行某些操作，農業生產的方式需要進行相應|7|第 1 章 農業自動化：農業自動化是什么，為何如此重要 圖 3 1991-2019 年農業就業在總就業中的占比，按收入（上圖）和區域（下圖）劃分低收入中等偏下收入中等偏上收入高收入世界農業就業占比（百分比）800604020199119931995199719992001200320052007200920112013201520172019農業就業占比（百分比）8006040201991199319951997199920012003200520072009

106、20112013201520172019中亞歐洲拉丁美洲及加勒比北美洲北非和西亞世界撒哈拉以南非洲南亞東亞和東南亞大洋洲資料來源：糧農組織，2022。192022年 糧食及農業狀況的調整。例如，隨著番茄收割機在美國被廣泛 采用，一個新的番茄品種被培育出來，這種番茄在藤上均勻成熟，果皮堅韌，哪怕機器收割的動作很粗暴，也不會輕易破裂。32隨著數字自動化技術的進步，更加精細的農業作業成為可能。例如，工程師目前正在開發用于收獲草莓的機器人解決方案，而草莓是最嬌嫩的作物之一，采摘極其耗費人力。在農場之外，加工、保存、儲存和運輸技術有助于減少糧食損失和浪費，提高糧食安全，實現農產品的增值，33建立高效的農

107、業糧食體系，以可持續的方式為所有人提供健康膳食，這些都是必不可少的要素。自動化還可以為從業人員提供更安全的工作條件，例如，通過減少農藥使用降低職業風險。填補勞動力缺口從就業的角度看，農村勞動力短缺是一個極為緊迫的問題，尤其是在高收入國家（見圖 3），而農業自動化被視為是解決這個問題的可行辦法。統計數據顯示，在過去十年中，歐盟已有 250 萬人離開了農業，而且預計農業就業人口在 2030 年前每年會下降 2%。34造成這種局面的主要原因是務農作為一種職業缺乏吸引力（工作條件惡劣、工資低、沒有前途等等）。COVID-19 疫情導致的封鎖和社會隔離加劇了勞動力短缺，而移民法規和政策往往被政治事件左右

108、，會限制使用來自海外的季節性農業 工人。許多農業企業依靠人工完成采摘、包裝和疾病防控等各項任務，這一點在水果和蔬菜生產中尤為突出，畜牧業等其他農業部門也需要大量勞動力。自動化解決方案可以填補勞動力的嚴重短缺，使農業生產者能夠適應擾亂勞動力市場的突發沖擊，從而具有更強的韌性。與此同時，這些解決方案可以創造大量技術崗位，提供合理的收入和工作條件，吸引有技能的青年工人，從而有助于實現體面就業。35需要開展培訓和能力建設，以確保平穩和包容的就業市場轉型（見第 4 章和第 5 章）。隨著經濟持續轉型，全球農村勞動力的數量不斷下降（見圖 3），有鑒于此，維持和提高農業生產力很可能需要借助自動化，至少需要用

109、自動化執行勞動密集型的作業。在世界許多地方，農村勞動力供應的減少導致了農業工人的工資上漲，推動了節省勞動力的技術的進一步采用。3,36 消費模式的變化在全球化的影響下，人們的膳食結構、對食品的偏好和消費需求發生變化，食品安全的標準也日趨嚴格。37消費者越來越關心他們吃的是什么，以及他們吃的東西是如何生產、加工和運輸的，高收入國家的消費者更是如此。38動植物疫情頻繁暴發，農藥和其他化學制劑被濫用，造成了各種健康隱患，也讓人們越來越擔憂。先進的數字自動化技術有助于及時識別疫情爆發點，以便開展及時和精準的治療，這不僅可以保護消費者的安全，還可以減少生產者的經濟損失。這一點對于畜牧業尤為重要，因為約

110、60%的新發傳染疾病源自動物，自動化系統可以在預防和控制人畜共患病方面發揮有效作用。39數字自動化技術可以更精準地瞄準病蟲害，減少作物上農藥和化學制劑的用量，在確保有效植物保護的同時，將對人類健康的風險降至最低。這些精準技術可以以標準化的方式遵循食品安全程序，因此與人工作業相比，能更好地預防和控制病蟲害，從而大幅度改善食品安全。自動化系統不僅能更有效地殺死病原|9|第 1 章 農業自動化：農業自動化是什么，為何如此重要體，阻斷傳播途徑，還能最大限度地減少化學制劑的使用。40 消費者越來越關注食品的質量、口味和新鮮度，這進一步刺激了對數字自動化技術（如傳感器和測繪系統）的投資，這些技術有助于監控

111、溫度和濕度條件。因此，快速變化的消費者偏好和需求是實現農業自動化的主要動力 之一。41環境的可持續性和動物福利圍繞糧食生產和消費產生的環境問題和倫理問題越來越尖銳，突顯了農業自動化對農業糧食體系未來的重要性，其中以數字自動化的諸多優勢最為顯著。集群小型自主機器人（見術語表）可以減少土壤壓實和河流污染，實現生態農業，而受到精心呵護的土地、土壤和生物多樣性有利于糧食生產和農業發展，并改善農業生產中的生態系統服務。42數字自動化技術還可以優化水和其他自然資源的使用，自動灌溉就是一個例子。軟水果行業使用自主機器人，可以減少殺菌劑和能源的使用；此外，如果機器人由太陽能供電，還可以減少碳排放。當然，在計算

112、碳足跡時，必須要考慮機器人和精準農業中使用的其他技術設備在制造過程中所消耗的能源。43農業自動化有助于應對氣候變化帶來的一系列挑戰，促進對氣候變化的適應。數字自動化技術這方面的作用尤為突出。例如在精準農業中應用自動化技術，可以幫助農業生產者在越來越不利的條件下提高資源利用效率。此外，數字自動化技術用于傳感和預警，有助于應對因氣候變化加速而越來越變幻莫測的天氣 條件。養殖動物數量的增加導致動物福利日趨惡化，如何管理牲畜越來越具有挑戰性。44在這種情況下，精準養殖等新型自動化技術可以助農民一臂之力，通過連續、實時和自動化的方式監測和控制動物產量、環境影響以及健康和福利參數。45各種各樣的技術系統使

113、用傳感器、攝像機和麥克風等設備檢測異常情況，并直接向農民發出警報，使他們能夠在早期階段進行干預。這些技術潛力巨大，但使用這些技術引發了倫理問題，因為人與動物的關系有可能隨之改變，這一點很關鍵，會影響到動物福利和產量，特別是動物可能會被物化，農民作為飼養員和看護者的身份可能會喪失。46,47所以在評估不同的技術方案時，必須同時考慮經濟利益和倫理問題。數字自動化能在多大程度上提高農業的效率、生產力、包容性、韌性和可持續性，主要取決于是否能順利克服阻礙技術采用的重重障礙，而這需要有利的大環境和因地制宜的解決方案。n農業自動化進步帶來的挑戰同其他技術進步一樣，農業自動化會帶來負面的社會和環境后果，因此

114、，前文列舉的種種好處并非唾手可得，必須通過妥善管理才有可能實現。農業和整個經濟存在著一些結構性的因素，可能會破壞農業自動化的包容性和持續采用，例如，在許多地區，土地過于分散就是一個嚴重的制約因素，使農業自動化不具有經濟可行性。道路、網絡連接和電力等基礎設施薄弱，也可能影響自動化的采用，并將偏遠地區的弱勢農民排斥在外。在某些情況下，農業自動|10|2022年 糧食及農業狀況化可能會搶走農村勞動力的飯碗，并導致負面的環境后果，如土地退化和生物多樣性喪失。這些挑戰將在以下章節中進行列舉，并在第 2章和第 4 章中詳細討論。能力的不平等農業自動化有可能帶來種種收益，但不見得會在農民和其他利益相關方之間

115、公平分配，社會不平等會因此加劇，甚至有可能偏向糧食生產中的強勢方，進而造成新的不平 等。48,49 例如，本來就很強大并可以支配市場的高科技公司不僅可以截留和擁有數據，還有可能違反數據保護政策任意使用數據，導致數據壟斷。50一些生產者經營規模更大、經濟更寬 裕，受教育程度更高，因而更有實力（如資金、農村基礎設施、技能）投資新技術或通過再培訓學習新技能，不平等也會因此加劇。事實上，許多農民可能并不具備操作數字自動化技術的基本技能，更談不上理解其工作原理。優秀的農民并不一定同時也是數字技術專家，農技推廣和服務人員也是如此。能力建設和因地制宜對于自動化設備的采用和恰當使用至關重要，只有具備相應能力，

116、農民才能充分利用自動化的潛力。15 在這方面，與男性相比，女性在接受教育的問題上往往被邊緣化，18獲得融資也更為困 難。51男性往往包辦農作物的買賣，新設備往往也歸他們所有，由他們操作，而女性對產生的收入幾乎毫無控制權，通常只能從事耗費體力的勞動，如除草和移栽。52同樣，農村青年也面臨重重障礙，很難獲得優質的教育和培訓，土地、信貸和市場也與他們無緣，農村青年女性更是如此。53 對勞動力市場的干擾其他行業涌現的證據表明，自動化可能會增加對高薪工作的需求，而這些職位往往要求中等教育資質，如數據管理和分析，人類從事這些工作比機器更有優勢；但對種植和收獲等按部就班的勞動而言，需求會減少。54,55隨著

117、國民經濟的發展，農業總就業人數會下降；盡管如此，世界上仍有大約 3-5 億農業工人靠賺工資維持生計。56許多國家的農業勞動力的比例仍然很高，如布隆迪（86%）、索馬里（80%）、馬拉維（76%）、乍得（75%）、尼日爾（73%）和烏干達（72%），這些國家的文盲率、貧困率和性別不平等往往也居高不下。在這些國家，降低單位產出的直接勞動力需求可能會造成不平等或加深現有的不平等。因此，農業自動化有時候可能對于政府并沒有吸引力，也不具有可行性。最終，自動化對勞動力和工資的影響將由一系列因素決定，包括在農業部門之外創造新的和更有吸引力的工作機會，讓剩余勞動力有體面就業的選擇。農民通過自動化擴大生產規模并

118、增加收入，產生規模效應，這是否足以抵消勞動力被擠出農業部門的替代效應，這也是一個重要的因素。57 總之，如果有恰當的政策，輔之以恰當的立法和監管環境，農業自動化完全可以創造經濟機會，促進體面就業，提供合理的收入和工作條件，并吸引青年回流到農業部門。環境問題有人擔心，如果管理不善，某些類型的農業自動化，特別是依賴重型大型機械的農業自動化，可能會導致毀林、種植結構單一化、生物多樣性喪失、土地退化、土壤壓實和侵蝕、土地鹽堿化和排水系統失靈，從而危及環|11|第 1 章 農業自動化：農業自動化是什么，為何如此重要境的可持續性和韌性。58這些問題的確不容忽視，但通過適當的政策和立法，許多問題是可以避免或

119、盡量減少的。此外，隨著自動化機械和設備不斷進步完善，特別是具備人工智能的小型設備的開發，舊的自動化機械造成的一些負面環境影響實際上是可以逆轉的（見 第 3 章)。農業自動化的潛在機遇、挑戰和后果取決于使用的具體技術及其設計方案，以及在多大程度上做到了因地制宜。此外，社會經濟發展水平，體制上和政治上的制約因素，這都決定了哪些技術是經濟適用的，有可能會被采用。因此，農業自動化的積極和消極影響因具體環境而異。在提出具體的自動化解決方案之前，必須評估每個國家或區域的環境、社會和政治條件是否適合。并非所有的自動化技術都放之四海皆準，往往需要對現行方案進行調整和 改進。n化挑戰為機遇 為了充分發揮農業自動

120、化的潛力，必須保證人人都能獲得自動化技術，尤其是低收入國家的小規模農業生產者。在低收入國家，農民仍然普遍使用手動工具和畜力，抑制了農業生產力，不利于提高生活水平。換句話說，自動化的進程不能受制于農業經營的規模。如果各方面的情況都很有利，甚至可以實現跨越式的發展，從依靠體力或畜力的低技術農業直接過渡到農業自動化，這需要技術方案在設計的時候兼顧大中小各種規模，在制度安排上進行創新（如合作社和農協），優化市場機制幫助小農戶擺脫經營規模的制約。例如，農民可以臨時雇傭服務商提供機械化服務，從而也能用上昂貴而復雜的農業設備，而服務商其實往往自己也是生產者，只不過他們先前已經購置了耕畜或拖拉機這樣的設備。數

121、字化工具也為租賃服務帶來了巨大的商機，可以通過創新的商業模式幫助小規模農業生產者采用自動化技術。有人就開發了一個共享拖拉機的應用，類似于共享出行的優步，可供農民租借拖拉機。數字技術是機器人和人工智能的基礎，因此，各國需要大力普及數字技術，推動建設關鍵的基礎設施，建立適當的法律框架，傳授基本的數字知識和技能。為了實現這一目標，農業生產者和政府都必須首先認識到，傳播和采用數字技術能帶來經濟、社會和環境效益，其次必須確保數字技術的可用性、包容性、可及性和因地制宜，并積極接觸廣泛的潛在受益者，以避免技術鴻溝因此進一步擴大，導致婦女等弱勢群體和偏遠地區更加邊緣化。2018 年，糧農組織和非洲聯盟委員會發

122、布了 可持續農業機械化：非洲框架文件，列出了需要優先考慮的一系列問題，為各國制定可持續農業機械化戰略提供了參考。59根據這一框架，機械化必須沿著整個農業價值鏈建設，由私營部門主導，兼顧環境問題，適應氣候變化，此外還必須具有經濟可行性，不能過于昂貴，尤其是對占非洲農業生產者大多數的小農而言。同樣重要的是，機械化應關注婦女和青年，特別是要提升農業的吸引力，使其成為體面就業和創業的理想選擇。因此，在鼓勵采用自動化時，必須優先考慮適合當地條件和契合生產者具體需求的技術。簡單地把一個外來技術移植到一個完全不同的環境中，可能根本無法解決實際問題。在這方面，研究表明，農民可以自發地引領創新。例如，在緬甸，3

123、D 打印技術提高了農業的效率，而且在推廣的過程中，貧困地區的農民可以發|12|2022年 糧食及農業狀況揮自己的個性和創造性，參與物料、農機零部件和工具的設計和制作。60農業生產者引領技術開發創新的作用逐漸得到公認，相關的術語和方法也已經發生演變，融入了創新系統的理念，并強調不同層面的利益相關方的參與，包括農民和農業專家。必須重視促進公共和私營部門之間的知識共享、交流協作和聯合參與，以共同開發新思路和解決方案。61自動化解決方案必須考慮特定各國和各區域的農業創新體系，在全球各地采用一刀切的方法是行不通的。一項解決方案哪怕已經經過驗證和測試，如果在新環境或不同的條件下實施，仍然需要謹慎行事。實施

124、的背景至關 重要。n本報告的重點是什么？本報告討論了自動化在初級農業生產（種植業、畜牧業、林業、漁業和水產養殖業）中的 作用。就農業糧食體系整體而言，本報告還涉及價值鏈下游貼近初級生產階段的自動化，如農產品收獲后的處理和加工，然而，本報告的重點是在初級生產。本報告將內容限制在初級生產和價值鏈的初始階段，主要基于兩個考慮。首先，初級生產和其他農場活動的自動化對于實現與改善糧食安全和營養、農村減貧和增強環境可持續性至關重要，能夠推進相關的可持續發展目標。面對此起彼伏的沖擊和壓力，農業自動化也有助于建設有韌性的農村生計。此 外，農業自動化有助于確保農業生產者和農業工人有更安全的工作條件。其次，本報告

125、承認農業自動化不會孤立進行，肯定會與農業糧食體系其他組成部分的類似進程相互交織，但對于一份篇幅有限的單行報告而言，全面探討自動化在初級生產之外的動力和影響會力不從心。因此，本報告的研究重點是糧食供應鏈初始階段的農業自動化，分析農業自動化如何促進農業和整個農業糧食體系實現生產力的提升，并保證可持續性和包容性，推進可持續發展目標。本報告研究了如何克服自動化技術采用的障礙，如何使自動化帶來的變化更具包容性，如何與減貧、改善糧食安全與營養、環境可持續性等目標更加契合。本報告分析了以下問題：采用農業自動化的動力和障礙分別是什么，尤其是在低收入和中等偏下收入國家？自動化能在多大程度上提升效率，從而證明其商

126、業價值？自動化如何適應情況各異的小規模生產者的需求，特別是婦女和青年的需求？自動化對勞動力、體面就業和包容性可能產生哪些影響？自動化如何促進環境的可持續性，提升抵御沖擊和壓力的韌性？本報告整理了27 個案例研究所獲得的證據，如圖 2 所示，這些案例涵蓋了用于不同生產規模（小、中、大）和不同部門（種植業、畜牧業、水產養殖業、林業）的自動化技術。案例展示了來自世界各地的各種類型的服務商，包括私營企業、非營利組織和生產者協會。表 1按照技術類型、服務對象的規模及其生產系統對案例進行了匯總。附件1則是各個案例的摘要，本報告委托的兩個技術研究則提供了更為詳細的案例分析。62,63本報告還參考了對文獻和現

127、有數據及證據進行總結的四份背景文件。20,64,65,66對于委托的技術研究和案例未涉及的領域，如林業或小規模機械化，本報告援引了文獻中的案例和相關調查數據，即糧農組織農村生計信息系統數據庫和世界銀行生活水平衡量研究。|13|第 1 章 農業自動化：農業自動化是什么，為何如此重要案例的分類反映了在不同背景下采用自動化的主要挑戰、機遇和可能的后果，包括：（1）實施成本（購置價格或運營成本），高昂的成本可能使一些人覺得無利可圖；（2）生產者、青年和其他利益相關方的知識和能力，比如生產者可能缺乏相應的數字技能，不知道如何操作自動化設備；（3）獲取、處理和分享數據所需的數據管理和 IT 基礎設施的可用

128、性；（4）技術維護和售后服務，以修理設備和提供運營支持；（5）健康和安全，自動化可以大幅度降低勞動的繁重，但網絡安全的威脅和工作事故的風險也隨之增加；（6）對可持續性和環境潛在的正面和負面影響，包括能源使用的問題；（7）社會文化和傳統習俗在促進或阻礙技術推廣方面的 作用。本報告其余部分的組織結構如下：第 2 章介紹了農業自動化技術的概況，包括自動化技術推廣的趨勢及動力，以及在不同地區的差異，分析了數字自動化技術如何補充或取代舊的機動機械，研究了對非機械化農業實施數字解決方案的潛力。第 3 章論證了采用農業自動化技術的商業邏輯，分析了生產者和服務商各自面臨的挑戰，探討了政策、立法和投資如何對私人

129、形成激勵，如何克服技術采用的障礙，如何因地制宜打造個性化的自動化解決方案，以及如何利用數字設備改善環境可持續性。第 4 章重點討論了農業自動化對體面就業和勞動力供求關系的積極和消極影響，特別關注婦女、青年和農業工人等弱勢群體。第5章作為報告的收尾，提出了政策、立法和投資的路線圖，以解決技術采用的障礙，確保農業自動化助力實現高效、多產、可持續、有韌性和包容性的農業糧食體系，并指出在這些不同目標之間可能需要進行權衡，各國應如何根據自身經濟發展水平、體制狀況和決策者的目標確定行動的輕重緩急。n|14|2022年 糧食及農業狀況 表 1 案例研究數量，按生產者規模、自動化水平和部門分列自動化進程農業經

130、營規模小規模中等規模大規模機動機械化(3)(2)(1)(1)(1)(1)數字設備(1)(2)(11)(4)(2)(9)(3)(12)(2)人工智能機器人(1)(1)(1)(4)(2)(5)(2)林業 水產養殖業 種植業 畜牧業注：表中括號內的數字表示涵蓋特定部門或生產規模的案例研究數量。一個案例研究可能涵蓋多個維度，因此括號內數字之和大于 27。沒有發現小農戶使用人工智能機器人的案例，但有一份背景文件專門研究了該技術對小農戶的潛力。65資料來源：糧農組織為本報告編制。|15|俄羅斯聯邦喂奶牛的機器人。ANDREY-SHA74/S第 2 章了解農業自動化的過去，展望未來 要 點 機動機械化是農業

131、生產自動化的一種重要形式，其采用程度參差不齊，在撒哈拉以南非洲尤為受限。盡管如此，機動機械化仍然是全球農業轉型不可或缺的組成部分。關注包括婦女、青年和其他邊緣化群體在內的小規模農業生產者，使他們能有機會持續地使用農業機械，這需要技術創新和制度創新，比如依托數字平臺的機械化服務市場。數字技術日益豐富，使用也越來越頻繁，這有可能從根本上改變農業，隨著這些技術逐漸普及，即使是中低收入國家的農業也會隨之 改變。推動自動化被采用的動力因技術和環境而異。例如，采用擠奶機器人，主要是奶農希望有更靈活的工作時間和更高的生活質量；采用作物自動化技術，主要是為了追求更高的利 潤；而林業采用自動化技術，主要是為了實

132、現更安全的工作條件。已經有了一系列技術解決方案，適用于不同發展階段的國家，而且還有更多解決方案正在|17|第2章 了解農業自動化的過去，展望未來兩份背景文件。1,2（共 27 個案例研究，摘要見 附件1）本章采用了歷史的視角，先介紹機動機械化的出現及其在高收入國家的推廣，然后介紹這些技術如何向中低收入國家轉移。本章討論了這些技術在采用過程中獲得的動力和遇到的障礙，并嘗試用這些因素來解釋不同區域技術普及程度的差異。本章還揭示了推動自動化產生時需要權衡的一些利弊，包括機動機械可能造成的負面環境影響。本章也分析了數字技術如何正在改變農業機械的使用方式，并研究了對于非機械化農業實施數字解決方案的可能性

133、。最后，本章描述了世界各地的數字自動化技術的發展現狀，指出數字自動化有可能取代傳統機動化機械化并扭轉其造成的負面影響。n全球機動化機械化的趨勢及其動力不同區域的采用情況大相徑庭機動機械化在世界范圍內大幅增長。證據表明，機動機械化的大規模采用最早出現在美國，當時拖拉機一躍成為農場的主要動力來源，在 1910-1960 年間取代了大約 2400 萬頭耕 畜。3英國緊隨其后，在 1930 年代首次采用拖拉機。日本和歐洲國家（丹麥、法國、德國、西班牙和前南斯拉夫）則要等到大約 1955 年才開始大規模使用拖拉機。之后，機動機械化發展勢頭越來越迅猛，很快就完全取代了畜力牽引。4使用拖拉機作為農業動力是二

134、十世紀影響最深遠的現代化進程之一，因為這引發了其他農業機械和設備的創新，如脫粒機、收割機和各種相關工具。5機動機械化減輕了農業勞動的繁重，使農民能夠更及時地完成任務。后來，許多亞洲和拉丁美洲國家在采用機動機械方面醞釀之中。通過適當的政策和立法，政府可以推廣適合不同生產者具體情況和需求的解決方案。尤其需要關注小規模農業生產者，向他們提供經濟適用的數字自動化技術，使他們能夠采用這些技術并從中獲益。在漫長的歷史中，人類依靠自己的肌肉和動物作為農業生產的主要動力。長期以來，農業自動化在很大程度上是指在用機動設備取代耕畜和人力執行各項農業操作，包括整理土地、除草、收割、灌溉、擠奶和喂食，以及脫粒和碾磨等

135、就地加工活動。近年來，數字自動化技術（見圖 2）已經進入農業領域，出現了各種各樣的應用，有時是嵌入到現有的農業機械中，有時是自成一體，無論是哪種情況，數字自動化技術都有潛力改善農業生產者的診斷和決策。嵌入數字自動化技術的農業機械可以更精確地執行農業操作，進一步提升效率和生產力。因此，數字自動化技術有能力改變農村生計和農業各個部門的面貌，包括種植業、畜牧業、水產養殖業和林業。在種植業中，這些技術可以提高種子、肥料和水等投入品的使用效率。在畜牧業和水產養殖業中，這些技術可以減少繁重的工作，提高作業的及時性，并提高飼料等投入品的使用效率。在農業的所有部門，特別是在林業部門，自動化機械可以改善工作 條

136、件，為工人提供一個更安全的工作環境。本章介紹了全球自動化技術的趨勢，分析了這些趨勢在不同國家和區域之間的差異以及背后的原因。由于缺乏數據，本章的敘述部分主要依賴文獻中的案例和為本報告編寫的|18|2022年 糧食及農業狀況也取得了長足的進展。6 撒哈拉以南非洲是唯一的例外，在過去幾十年間，機動機械化一直裹足不前，7而其他一些非洲國家采用機動機械的進展則非?？?。在分析農業機械采用趨勢時，數據匱乏是一個公認的難題。農業機械化中使用的機械和相關設備種類繁多，這對數據的收集構成重大挑戰（見插文 1，糧農組織計劃如何應對這一 插文 1 克服農業機械使用報告中的數據挑戰2009 年之前，糧農組織統計數據庫

137、定期報告農業機械和設備的使用和貿易（數量和金額）。該項統計開始于 1961 年，但發布的數據僅涉及為數不多的農業機械和設備，包括全農用的拖拉機、收割機和脫粒機、擠奶機、土壤機械和其他農業機械。數據的主要來源是分發給各國對口部門由其填寫的年度問卷，包括使用和貿易兩個方面。問卷收集的一部分數據來自各國的全國農業普查（通常每十年進行一次），并在普查間隔期間盡可能利用統計年鑒、部級單位發布的數據和數據門戶網站進行更新。大多數國家報告了貿易數據，但沒有報告實際投入使用的機械的數量，這引發了對數據的疑慮，說明有必要提高數據的質量和詳細程度。2010 年代初，糧農組織修訂了調查問卷，要求各國提供更為詳細的信

138、息，特別是機械類型方面的信息。聯合國商品貿易統計數據庫中關于貿易數量和金額的數據也提供了有益的補充。其他缺失的數據則通過一系列二手數據源進行補充，其中包括各國的案例。然而，修訂后的調查問卷的答復率不及預期，只有少數幾個國家能夠提供更為詳細的信息，外部渠道獲得的信息總體上不夠可靠。因此，修訂后的調查問卷后來無人過問，本報告的數據目前只能截止到 2009 年（2011 年收集），導致的結果是，人們對過去十年的農業機械和設備的發展知之甚少，這對于我們理解農業體系如何演變是一個主要的空白。糧農組織統計司已開始整合不同的數據來源，以更新農業機械的數據。整合的方法仍在開發中，與以前的方法相比，新方法更加依

139、賴調查和農業普查的數據。在未來幾年，糧農組織在其參與的一系列項目的框架下，可能會開展調查數據的收集工作，包括農業綜合調查計劃（AGRISurvey）和彌合農業數據缺口的“50 x2030倡議”。這些項目旨在提供技術援助，促進一系列專題農業數據的收集，涉及社會經濟變量和環境變量，并通過簡約的模塊化方法涵蓋兩次普查之間的間隔期。關于農業機械獲取和使用的數據就是擬定的模塊之一。此外，農業普查的微觀數據的發布方式越來越系統化。在兩次普查之間的間隔期，關于農業機械使用和存量的數據可從一些調查中獲得，如世界銀行一直在推動的的入戶調查 生活水平衡量研究，還有各國開展的類似調查。糧農組織農村生計信息系統數據庫

140、從此類調查中收集了一系列具有共性的指標和微觀數據，為機械使用提供了另一個數據來源。更新后的數據集將包括機械設備的產量和使用量、以及機械設備進出口的數量和按匯率換算后的貿易金額。糧農組織計劃在 2023 年前，通過收集、處理和開發標準化數據集，盡可能對所有可靠數據來源進行評估。長遠來看，通過向各國分發修訂后的調查問卷收集數據，仍將是更新農業機械數據的主要方法。|19|第2章 了解農業自動化的過去，展望未來挑戰）。這些機械一般可分為兩類：（1）有發動機的機械，如拖拉機、水泵和收割機；（2）沒有發動機但與有發動機的機械相結合的配套設備（例如與拖拉機配套的犁和播種機、灌溉系統 等）。收集的數據往往僅限

141、于有發動機的機械，而且由于各國的農業生態和農業條件差異甚大，即使是這一類數據也很稀少。不同的農業氣候區、土壤條件、地形和生產定位要求使用不同類型的機械和設備。例如，拖拉機有不同的尺寸和參數，有四輪和兩輪拖拉機。此外，畜牧業和水產養殖業需要的機械類型可能差別很大，例如，牲畜生產需要的是飼喂機和擠奶機。分析工作盡可能利用近年來的數據，并承認這些數據有遺漏和仍然偏于陳舊，在此前提下，圖 4 展示了1961-2009 年間世界各區域的機械化進展。應當指出，該項指標（每 1000 公頃可耕地使用的拖拉機臺數）既沒有反映拖拉機的大小，也沒有反映其他配套設備。盡管如此，使用這項指標來體現總體機械化水平還是情

142、有可原，其中一個原因就是缺乏其他效果更好的數據，而且畢竟拖拉機目前是很多農業作業的主要動力來源，如整地、播種、施肥和噴灑化學制劑。除了運輸以外，拖拉機還可以為取水灌溉和擠奶機提供動力。透過每 1000 公頃可耕地使用拖拉機的臺數，現有統計數據（見圖 4）清楚表明，機械化在世界各地進展并不均衡。高收入國家（北美洲、歐洲和大洋洲）在 1960 年代已經高度機械 圖 4 每 1000 公頃可耕地使用的拖拉機臺數8006040201960年代1970年代1980年代2000年代1990年代東亞和東南亞歐洲拉丁美洲及加勒比北非和西亞北美洲大洋洲（不包括澳大利亞和新西蘭）南亞撒哈拉以南非洲注：拖拉機是指用

143、于農業的全輪式、履帶式和鋪軌式拖拉機。截至 2000 年，第四種類型拖拉機（手扶拖拉機）被考慮應用于部分 國家。只統計了在 1961-2009 年間持續提供數據的國家（共 108 個國家）。由于數據缺失，中亞沒有納入其中。完整的國家名單見 附件 2，包括截至 2000 年第四種類型拖拉機（手扶拖拉機）被考慮應用的 33 個國家。資料來源：糧農組織，2021。9|20|2022年 糧食及農業狀況化，但在以中低收入國家為主體的區域，機械化程度仍然較低。1990 年代至 21 世紀初，歐洲的拖拉機使用量有所下降，其中俄羅斯聯邦下降幅度最大（超過 50%），這可能是由于該國在此期間經歷了政治和經濟轉型

144、；其他國家也出現了大幅下降，例如阿爾巴尼亞、丹麥、德國、愛爾蘭和荷蘭，而且背后的原因尚不明了。隨著拖拉機的不斷發展，農場和農田變得更為集中，單臺拖拉機服務的公頃數也增加了。1960 年代后，亞洲和北非經歷了快速的機械化。例如，在東亞、東南亞和南亞，每1000 公頃使用拖拉機的臺數分別增加了56 倍和36 倍，總量從 1960 年代的 270萬臺增加到 2000 年代的 2030萬臺。然而，2000 年后東亞和東南亞地區指數級增長背后的部分原因是測量分析中納入了第四類拖拉機（手扶拖拉機）；例如中國、緬甸和菲律賓，納入手扶拖拉機后，拖拉機總數顯著增加。同一時期，北非和西亞增加了十倍，從每1000

145、公頃 3臺增加到 33臺。拉丁美洲及加勒比地區也經歷了顯著增長，每1000 公頃可耕地使用的拖拉機臺數幾乎增加了兩倍，從 1960 年代的 5臺增加到 2000 年代的14臺。撒哈拉以南非洲是農業機械化沒有顯著進步的唯一地區，拖拉機的使用數量增長異常緩慢，在 1980 年代僅為210萬臺（每1000 公頃耕地 2.8 臺拖拉機），在2000 年代下降到70萬臺（每1000公頃1.3臺）。最近對該地區11個國家農業機械化進行的調查發現，輕型手持工具是當地農民使用的主要設備類型，這證實了當地機械化水平較低。研究表明，該地區只有 18%的抽樣家庭能夠使用拖拉機驅動的機械，而其余家庭要么使用簡單的手持

146、工具（48%），要么使用畜力牽引設備（33%）。8 證據表明，在亞洲和北非，畜力牽引早已廣泛使用，這為 1960 年代向機動機械化轉型奠定了基礎。綠色革命推動了農業集約化，工業化和經濟結構的變化導致農村地區工資上漲，這些現象都進一步鞏固了向機動機械化轉型的進程。6同樣的趨勢在拉丁美洲及加勒比地區也表現得很明顯，當地推動農業機械化的主要力量是私營部門，然而政府也發揮了關鍵 作用，為機械化創造了有利的環境，例如阿根廷、哥斯達黎加、厄瓜多爾和秘魯提供政府低息貸款和稅收減免。10,11一些國家還免除了農業機械的進口稅（如秘魯）。10亞洲（中國和印度）和拉丁美洲及加勒比（巴西和墨西哥，阿根廷在一定程度上

147、也可以算進來）的一些國家發展出強大的農業機械制造業，使全球出口機械更加多元化，11降低了小型設備（如兩輪拖拉機和四輪拖拉機）和其他機械（如淺管井泵、脫粒機和谷物碾磨機）的購置成本，兩輪拖拉機的價格在亞洲下降得尤為明顯。12,13,14還有證據表明，農機租賃市場的興起有助于推廣農業機械化，因為這使小規模農業生產者能夠以可負擔的價格使用農業 機械。6 1960 年代和 1970 年代，在撒哈拉以南非洲地區，為了推廣機械化想了很多辦法，例如向農民發放購機補貼，開辦國營和集體農場，建立公共租賃中心，這些項目往往得到外國捐助者的資助。15,16然而，事實證明這些手段成本過于高昂，而且以失敗告終，原因是基

148、礎設施落后，沒有重視投資進行知識和技能的培訓，不具備維護能力，燃料和備件供應不足，缺少對機械化的實際需求，沒有解決尋租和腐敗等治理問題。6,16在撒哈拉以南非洲和其他機械化程度仍然有限的地區，公共部門似乎并不積極，沒有采取措施為機械化創造一個有利的環境，如提升知識和技能，提供便利的融資，改善農村基礎設施。11在該地區推行任何可持續的農業機械化戰略，建立可自負盈虧的商業租賃市|21|第2章 了解農業自動化的過去，展望未來 插文 2 解讀撒哈拉以南非洲的機械化依賴人力和畜力的農業生產在撒哈拉以南非洲仍然占主導地位，這限制了生產力的發展。盡管世界各地的采用水平參差不齊，拖拉機仍稱得上是過去 70 年

149、中普及程度最高的農業機械之 一。15然而，拖拉機的價格居高不下，大多數農民還是負擔不起。因此，長效的租賃機制是讓農民獲得機械化的關鍵，對小規模生產者更是如此。拖拉機租賃服務在撒哈拉以南非洲得以開展，既包括傳統的四輪拖拉機，也包括兩輪拖拉機（即動力耕作機），但后者的租賃業務開始得比較晚，而且也不如前者活躍。政府經營的拖拉機租賃服務口碑并不好，與之相反，撒哈拉以南非洲擁有拖拉機的個人數以千計，他們可以向農民提供拖拉機租賃服務。加納的 TROTRO Tractor 公司就是一個例子（見插文 3）。下圖反映了撒哈拉以南非洲部分國家四輪（左）和兩輪（右）拖拉機的使用現狀（自有或租賃），這些數據取自生活水

150、平衡量研究中的農業綜合調查項目。拖拉機在農村家庭中的保有量仍然很低，即使是通常更為便宜的兩輪拖拉機，情況也是如此。拖拉機租賃業務的只是略微提高了四輪拖拉機的使用率，而兩輪拖拉機的使用率極低，相應的租賃市場幾乎不存在，這表明供應商亟需建立兩輪拖拉機及其零備件的供應鏈，在農村各地全面開展可持續的租賃業務。15通過私營企業或政府合資建立商業上可自負盈虧的租賃業務，是在撒哈拉以南非洲實施可持續農業機械化戰略的當務 之急。圖 部分國家使用拖拉機的農戶占比擁有的農戶占比租賃的農戶占比0%2%4%6%0%2%4%6%布基納法索（2014年）埃塞俄比亞（2019年）馬拉維（2017年）馬里（2017年）尼日爾

151、（2014年）烏干達（2020年）布基納法索（2014年）馬里（2017年）坦桑尼亞聯合共和國（2019年）坦桑尼亞聯合共和國（2019年）A.四輪拖拉機B.兩輪拖拉機資料來源：世界銀行，2022。17|22|2022年 糧食及農業狀況場都是當務之急（見插文 2）。相比之下，關于非拖拉機機械化的數據更為有限，但證據表明，即使在撒哈拉以南非洲，一些地點固定的作業很早之前就實現了機械化，例如用機械碾磨機完成原來需要耗費大量人力的碾磨。16全球來看，包括收割和除草在內的一系列作業的機械化程度仍然很低。此外，盡管聯合收割機和固定式脫粒機在各國的使用有所增加，但目前只能用于收割和處理谷物。全球水果和蔬菜

152、生產幾乎都沒有實現機械化，只有為數不多的幾個例子是例外。6 平均值掩蓋了顯著的區域內差異，甚至是國與國之間的差異雖然一些區域的拖拉機平均保有量高于其他區域，但由于結構性變化、農業轉型、以及技術變革的差異，區域內部可能存在顯著分化。例如，雖然 1960 年代拖拉機在日本快速普及，但亞洲其他國家（如泰國）直到 1990 年代至 21世紀初才出現了類似的趨勢。9另一方面，在中 國，拖拉機的使用從 1970 年代和 1980 年代開始普及，而在孟加拉國、印度、緬甸和斯里蘭卡，根據最近的統計，多達 90%的農田（主要用于水稻生產）使用機動機械進行整地。18,19,20,21地形條件也限制了機械化，導致了

153、機械化在一些亞洲國家發展并不均衡。6,14例如在尼泊爾山區，只有 23%的農業生產者使用拖拉機和動力耕作機，而在該國平坦的特萊地區，這一比例達到 46%。在拉丁美洲及加勒比地區，大規模農場和小規模農場之間存在顯著差異，大規模農場的機械化程度比小規模農場高得多，因為小規模農場主要分布在偏遠山區。10,11,22,23即使在機械化程度最低的撒哈拉以南非洲，國與國之間和國家內部的采用水平也不均衡。例如，2000 年，博茨瓦納和南非每 1000公頃可耕地使用的拖拉機分別為 8 臺和 5臺，而在馬達加斯加、馬里和塞內加爾等國家，每1000 公頃可耕地使用的拖拉機不超過 0.4臺。在加納，據估計平均有三分

154、之一的農戶使用拖拉機（主要用于耕作），但這一比例在林區只有2%，而在熱帶草原上則高達 88%。6在坦桑尼亞，商業化農業區的機械化水平最高。24在尼日利亞，7%的生產者使用拖拉機，另外 25%的生產者使用自有或租用的畜力牽引整地。25在埃塞俄比亞，只有大約 1%的農田通過使用拖拉機實現了機械化，但主要是用于易于機械化的小麥和大麥生產，而這些作物系統往往由大型 生產者主導，甚至還出現了小麥聯合收割機服務市場。關于畜牧業和水產養殖業的機械化，現有的有限數據告訴了我們 什么？畜牧業和水產養殖業采用機械的數據非常匱乏，也非常零散，甚至根本不存在，林業的此類數據也是如此。對有限數據的分析表明，畜牧機械（如

155、擠奶機）集中在高收入國家。另一方面，低收入和中等收入國家雖然也有一些畜牧設備，但往往僅在大規模畜牧生產中使用。鑒于數據的匱乏和不一致，很難準確評估各種情況下的機械化狀況。此外，到底什么設備才稱得上是擠奶機，每臺擠奶機能服務多少頭奶牛，這些都不清楚。隨著技術的發展，由機器擠奶的奶牛數量會增加，而機器的數量可能會減少。丹麥就是一個很好的例子，丹麥是一個產奶大國，但擠奶機的使用呈下降趨勢，很可能是因為出現了更為先進的工藝或技術，而這并沒有被統計數據捕捉到。9然而，或許一個案例研究（Lely）能提供一個不夠嚴謹的證據：北歐的奶牛場進行了整合，帶來了技術升級和更|23|第2章 了解農業自動化的過去，展望

156、未來大的規模經濟，這是擠奶機數量下降的深層次 原因。2 n數字革命及其改變機械化和農業實踐的 潛力很多人認為第四次農業革命蓄勢待發，在這場革命中，數字技術將發揮關鍵作用，推動農業生產（包括種植業、畜牧業、水產養殖業和林業）轉型，提高效率和可持續性。數字技術包括人工智能、無人機、機器人、傳感器、全球衛星導航系統和其他數字工具，可以在各種農業活動中實現診斷、決策和執行的自動化，從而提高精確度和效率。2其中一些技術已經商業化，而其他技術正在日益接近商業化。26對未來幾年和幾十年的各種農業情境的預測表明，各種數字和自動化技術的使用可能會增加。27,28近年來，手持設備（如移動電話和智能手機、傳感器、物

157、聯網終端）的大規模普及有目共睹，這在很大程度上歸功于移動網絡接入的改善和互聯網覆蓋范圍的擴大，即使在世界上最偏遠的地區也是如此。例如，2020 年，拉丁美洲及加勒比地區69%的人口、亞太地區64%的人口和撒哈拉以南非洲 45%的人口擁有智能手機；到2025 年，預計將分別增加到 81%、79%和 67%。29這是政府和私營部門對基礎設施進行大規模投資的結果。例如，谷歌的 Equiano 計劃正在投資建設非洲第一條海底互聯網電纜。30接下來將介紹和分析這些技術在改變機動機械化和農業作業方面的潛力。數字技術正在改變傳統的農業機械 政策制定者和國際組織越來越相信，數字化將改變農業領域的游戲規則。對于

158、大多數數字技術而言，關鍵問題在于能否實現數據的收集和交換，從而支持農業生產者或其他利益相關方的決策，并最終提高效果和效率。31,32近年來，數字技術和相關服務受到了捐助者、研究機構和發展機構的極大關注。29,33,34,35數字技術越來越多地被內置于機動機械，甚至有可能改變這些機械的用途，提高農業作業的效率和精度，使農業機械的使用范圍擴大到新的地區或社會經濟群體，如小規模生產者。許多數字技術都是通過智能手機的應用程序或語音呼叫/短信息服務進行操作。資產共享服務是數字服務的一個類別，將設備（如拖拉機或無人機）的產權人與需要此類設備的農業生產者聯系起來，有時還有操作員，極有可能擴大機動機械化的覆蓋

159、面，農業生產者按小時或按服務面積向產權人付費，中介收取一定比例的傭金或一筆固定費用作為酬勞。共享資產服務最著名的例子是 Hello Tractor（在七個非洲國家以及孟加拉國、印度和巴基斯坦運營）。1插文 3 介紹了在非洲國家和緬甸的兩個成功案例。資產共享服務的主要好處是優化了成本效益比：農民無需重金購買機械設備，也可以享受所需的機械化，而他們支付的租金降低了產權人擁有機械設備的成本。在撒哈拉以南非洲，自己擁有設備的人極為有限，因此資產共享服務顯得尤為重要（見插文 2）。另一類數字服務是設備監控解決方案，這是一些簡單的應用，可以自動操作灌溉泵，36,37或自動操作全球衛星導航系統，以跟蹤設備或

160、|24|2022年 糧食及農業狀況動物的運動，中低收入國家首次嘗試智能農業解決方案，往往就是這類服務。38物聯網解決方案則是更為高級，例如，對作物、牲畜或水產進行監控，并在一定程度上進行自動化決策，從而優化診斷、決策和執行，這樣做提高了精確度、效率和生產力，同時減少了繁重的勞動。物聯網可以用于精準農業，中國就有具體案 例，在茶葉生產中通過集成系統進行自動遙感、預警和微噴灌溉，系統會探測環境條件的變化，及時發出警報，并在必要時自動啟動灌溉，從而避免高溫、低溫或干旱造成破壞。39對拖拉機和收割設備等機動機械而言，數字技術往往并不能大刀闊斧地對其進行改造，尤其是在低收入和中等偏下收入國家。1,2另一

161、方面，機動機械使用的組織模式正在發生重大變化。在低收入和中等收入國家，人們越來越重視機械共享的價值，而不是個人產權。資 插文 3 數字工具助力普及機械化服務優步共享出行的模式催生了一系列數字工具，有可能降低拖拉機租賃業務的交易成本。加納的 TROTRO Tractor 和緬甸的 Tun Yat 通過數字平臺和移動電話開展機械出租和共享，這些工具表明包容性農業機械化的確具有很大的潛力。TROTRO Tractor 的數字平臺將小規模生產者與他們需要的農業機械（主要是拖拉機）及其產權人進行匹配，生產者可以通過智能手機上的應用程序訪問平臺，沒有智能手機的用戶可以通過非結構化補充業務數據獲得服務。目前

162、，TROTRO Tractor 在貝寧、加納、尼日利亞、多哥、贊比亞和津巴布韋有 75000 名注冊用戶，既面向企業，也面向個人客戶，根據租賃價格收取一定比例的傭金。除了拖拉機（可用于耕地、耙地、種植、播種和噴灑等各種類型作業）和聯合收割機，TROTRO Tractor 提供的平臺還對生產者與無人機的機主進行撮合，無人機機主可以提供測繪和除草劑噴灑服務。農民日漸認識到土地權屬的重要性，知道在向銀行或保險公司申請金融服務時，準確的土地數據至關重要，因此對無人機測繪的需求越來越大。Tun Yat 通過智能手機應用程序提供拖拉機服務，專門面向中小生產規模的農民，尤其重視婦女（占客戶的 30%）和青年

163、（25-30%的客戶年齡在 30 歲以下）。Tun Yat 擁有五臺拖拉機和五臺聯合收割機，為 20000 多名用戶提供一系列機械化和撮合服務，服務項目包括翻耕、整地、播種、針對不同類型的收割使用不同割臺的聯合收割機（如綠豆或玉米）以及采摘（如芝麻或花生）。多數用戶是土地不到 2 公頃的小規模生產者，他們特別需要可靠和價格相對低廉的機械化服務。Tun Yat 的商業模式是多元化經營，其業務包括農資（如化肥）經銷和信貸中介。Tun Yat還開展激光平整，幫助洪澇地區農民平整農田和修建排水系統。Tun Yat 還從農民合作社直接購買食材加工成小吃，在便利店出售?？傮w而言，優步式的商業模式對沒有拖拉

164、機的農民和擁有拖拉機的人都有利，后者可以使拖拉機物盡其用，并能對拖拉機的使用和燃油消耗進行密切監控和籌劃，從而讓更多的人能以低廉的價格用上拖拉機。資料來源：Ceccarelli等人，2022。2|25|第2章 了解農業自動化的過去，展望未來產共享已經存在了很長時間，但是由于種種問 題，例如農民、操作員和出租人之間相互不信 任，以及機械得不到妥善維護，產生的效果并不盡如人意。最近，物聯網和全球衛星導航系統解決方案正在被服務商廣泛采用（包括插文 3中提到的），盡管小規模生產者作為用戶仍然很少見。通過監測機械的狀況，增強了服務商和生產者之間的透明度和信任?；蛟S最重要的變化是傳統機械設備與物聯網設備的

165、相互結合，例如農民租賃收割機，全球衛星導航系統對收割機進行監測并采集傳輸數據，訓練有素的操作員駕駛收割機，這可以更有效地利用機械，并提高產量。1 數字技術在非機械化精準農業中的潛力 上一節描述了數字技術如何正在改變農業機械化的面貌，使機械化變得更精確、更容易為人所用。然而，在許多中低收入國家，尤其是撒哈拉以南非洲國家，機動機械化在農業中的采用仍然很有限。關于非機械化精準農業生產的研究越來越多，實際應用也越來越多。40,41,42基于全球衛星導航系統的手動定點施肥技術很早以前就開發出來了，例如利用可變速率技術對水稻施肥43，而幾個低收入亞非國家已經在使用 AgroCares 的手持式土壤掃描儀，

166、44亞洲和非洲的非機械化農場正在采用無人飛行器（也稱為無人機），非機械化農場可以使用全球衛星導航系統繪制農田邊界和確立土地權屬。45 插文 4 與機械化無關的數字工具 自成一體的解決方案自成一體的數字解決方案（見術語表）與機械化無關，主要是指基于軟件的解決方案，不依賴于農業機械的使用，但需要配備智能手機和平板電腦這樣的基本硬件，還需要一些軟件工具，例如咨詢服務小程序、農場管理軟件和網絡平臺。與之形成對比的是嵌入到機械中的數字解決方案，數字工具需要與機器相結合，才能與環境 互動。自成一體的數字解決方案可以包括遙感，但僅限于用數據支持決策和偵察。下面這些來自世界各地的例子顯示，這些技術在全球范圍內

167、的應用越來越廣泛。南非的 Aerobotics 公司在 18 個國家開展業務，利用無人機和遙感技術為水果和堅果種植者提供獨立的數字解決方案，用于支持決策。這些技術可以及早發現病蟲害，及時監測對水、肥料和養分的需求，并優化產量管理。在摩洛哥，SOWIT 提供的獨立數字解決方案使用了遙感、無人機影像收集和基于實地測量或天氣數據庫的機器學習。這些技術可應用于果樹、谷物和油菜籽，通知農民按要求進行灌溉和施肥，測算產量，監測飼料的干物質含量，并對地塊進行巡查。在尼泊爾，Seed Innovations 向農民提供一個安卓應用程序，讓他們使用基于衛星的分析數據、全球衛星導航系統和人工智能來監控作物表現，識

168、別水和養分的不足或過剩，發現病蟲害威脅，獲取和交流農藝信息。TraSeable Solutions 總部位于斐濟，在太平洋七個小島嶼發展中國家擁有約 2000 名活躍用戶。公司提供兩大解決方案，包括通過移動應用程序向農民提供農業部門的信息，記錄和管理農場數據，實時掌握資源、存貨、銷售和|26|2022年 糧食及農業狀況然而，關于數字技術采用水平的信息很匱乏，我們不清楚有多少農業生產者在實際使用數字技術。46為本報告委托進行的兩項技術研究1,2的結論表明，在生產一線，世界各地的小規模農業生產者和牧民越來越多地使用各種數字工具、遙感和制圖技術（見插文4）。內置各種傳感器和高分辨率攝像頭的智能手機在

169、當今中低收入國家基本上可以說人手一部，智能手機內置了應用程序，結合適當的界面，可以提供非常有用的創新，非常適合中低收入國家和小規模農業生產者，有可能帶來實質性的變化。GoMicro 就是一個例子，通過夾在手機攝像頭上的顯微鏡鏡頭，結合人工智能，可以快速診斷病蟲害，47并協助對谷物、魚類、水果和蔬菜等農產品進行高效、準確的質量控制和分級。1還有一些數字解決方案用算法分析衛星或無人機數據（如產量、土壤條件和植物健康狀況），分析結果可與農業生產者憑借觀察和經驗獲得的信息進行比對，并向生產者提出建議。1數字解決方案值得政策制定者和國際組織關注。需要進行更多的研究，使數字解決方案適應中低收入國家小規模生

170、產者的需求，特別是在機械化程度最低的國家，如撒哈拉以南非洲。1研究和經驗表明，數字技術有助于對作物進行分片區管理，可以提高產量，減少非機械化農場的投入品消耗。然而，有兩個制約因素不容忽視。首先，鑒于目前的設備成本，數字技術對小規模生產者來說可能過于昂貴。例如，手持式氮傳感器的價格在 300-600 美元之間，對于一年只需要使用幾次的小農場主來說過于昂貴，48更為精密的 AgroCares 掃描儀可以提供 插文 4 （續）資料來源：McCampbell，2022；1 Ceccarelli等人，2022。2 費用的情況。該應用程序還可以幫助在農業價值鏈各利益相關方之間建立業務聯系。另一個重點業務是

171、漁業，特別是金槍魚，每一條金槍魚從捕撈上岸到銷售，該解決方案會沿著價值鏈全程對其進行標記和跟蹤。該解決方案還提供有關船員、漁船運營和維護成本的信息，優化船隊管理。此外，該解決方案還能提供金槍魚捕撈的詳細信息，包括行程日志、漁獲量記錄表、漁場分析和自動生成的報告。在秘魯，Coopecan 沿著整個羊駝毛價值鏈全程提供數字服務。一系列技術為牧場管理（衛星圖像）、動物健康（動物標簽）、羊駝毛加工和出口銷售（區塊鏈技術）等環節提供數字解決方案。此外，一些畜牧業生產者可能還需要管理畜群或天然牧場方面的特別支持，例如處理棘手的動物健康問題，或避免過度放牧導致牧場日益退化，他們可以獲得技術人員的幫助。Coo

172、pecan還培訓農民使用這些解決方案，并建立了可追溯系統，從動物健康、纖維質量和環境及社會責任等維度對生產出來的羊駝毛進行認證，從而改善工作條件、實現公平薪酬和提高動物福利。最后，在多民族玻利維亞國、哥斯達黎加、厄瓜多爾、危地馬拉和墨西哥，Agrinapsis 是一個專注于農業的社交媒體平臺，由美洲農業合作研究所運營，旨在促進小規模生產者之間的知識和經驗交流。所有用戶可以在平臺上發布信息，也可以對別人發布的信息進行驗證和打分，如果某條信息被標記為可疑或質量低，平臺的技術團隊會進行檢查和修改。Agrinapsis 也為小規模生產者提供了一個開展電子商務的平臺，生產者可以在平臺上出售產品或購買符合

173、環保要求的投入品。|27|第2章 了解農業自動化的過去，展望未來全面的土壤養分信息，但售價格超過3000 美元。其次，生產者需要學習如何使用這些技術，如果沒有相應的專業知識，不正確的操作會適得其反，例如反而增加了投入品的使用量。世界上還有一些地方，主要是撒哈拉以南非洲，很多小規模生產者和農村人口沒有智能手機。1,2 2020 年的數據揭示，發展中國家在互聯網接入方面存在巨大的城鄉差距：城市地區65%的人口可以接入互聯網，而農村地區只有 28%。49證據表明，高成本是阻礙小規模生產者采用這些技術的根本原因，盡管這些技術對于提高生產力有巨大潛力。這表明，僅靠捐助者提供補貼，降低小規模生產者獲得數字

174、技術的成本，不見得可行。因此，需要另辟蹊徑讓這些技術能夠被更多的人使用，上面提到的資產共享服務就是其中之一，已經有服務商可以提供一系列適用于小型和大型農場的機械。然而，農業生產者的數字技能低下很可能是數字工具采用緩慢的一個重要原因。因此，在許多非洲國家，與小規模生產者的溝通需要借助短信息、交互式語音應答和非結構化補充業務數據。例如，在撒哈拉以南非洲運營的 ICT4BXW 和 Justdiggit 最初采用的是智能手機等先進技術，但由于當地智能手機普及率較低，且民眾數字技能不高，后來改為使用更簡單的方式（即短信息、交互式語音應答和非結構化補充業務數據）。1如果農民數字技能較低，必須提供頻繁和持續

175、的技術支持，講解數字技術的相關信息?，F在幾乎每個人都至少有一部具備基本功能的手機，但在撒哈拉以南非洲，智能手機仍未普及。因此，面向生產者的咨詢業務仍需要結合傳統手機才能開展，根據衛星數據擬定符合生產者需求的建議，通過手機把相關信息傳送給生產者，可能是牧民和牲畜養殖戶需要了解的水源和牧場信息，也可能是香蕉種植戶需要了解的疫情信息。1 n農業數字自動化技術和機器人技術的現狀本章前幾節介紹了農業中機動機械化的趨勢和動力，并討論了數字技術在農業轉型中的作用，尤其是在推動精準農業和擴大農業機械包容性方面的潛力。本節根據現有證據，將深入介紹數字自動化技術在農業中應用的現狀，以及推動其采用的主要動力。一項技

176、術是否被持續使用是一個最有說服力的指標，這能表明這項技術能否至少為一部分農業生產者和企業帶來好處。48相關文獻分析了農業數字自動化進程帶來的效益與挑戰和采用的趨勢?？偠灾?，數字自動化技術在農業中的采用有兩個主要動力：自然資源減少，而對糧食的需求增加；其他經濟部門的發展推動了農業部門的創新。48 由于數據匱乏（特別是在低收入和中等收入國家），為了了解農業數字自動化技術的趨勢，必須從各種來源收集信息。此外，還沒有一個國家或組織系統地收集關于農業數字自動化的使用數據。由于相關技術和國家各不相同，就事論事的個別分析的價值有限。只有把信息進行匯總，規律才會呈現出來。表 2 展示了農業數字自動化的若干里

177、程碑，并列出了每項技術的先行 者。確定每項技術被生產者采用的日期并非易事，因此表中列出的日期、國家和技術僅代表大致情況。事實上，沒有哪項技術從實驗室或|28|2022年 糧食及農業狀況設計工作室出來就盡善盡美，很多改進是在進入田間地頭之后完成的。技術采用是一個迭代的過程，從基礎研究發現潛在的應用開始，然后將科研人員的想法轉化為可以實際使用的商業產品。延續本報告圖 2 的做法，圖 5 提供了本章所介紹的技術的大量實例，并按農業生產系統排列，這不是重復，而是對表 2列出的技術的補充。畜牧業生產的自動化進展如表 2 所示，最早一批數字自動化技術不少是出自畜牧業。通過在動物身上或畜舍設備上安裝傳感器，

178、可以調節環境氣候，監測動物的健康狀況、運動和需求，例如與繁育有關的需求，讓精準養殖成為可能。67已經出現了好幾種精準養殖技術，這些技術通過電子標識來完善對動物個體的管理，最常見的是擠奶機器人，表 2 農業數字自動化的部分里程碑年份技術或行動企業或組織國家索引1974牲畜電子身份證蒙大拿州立大學美國Hanton and Leach,1974501983 允許民用GPS的行政命令 美國政府 美國Brustein,201451Rip and Hasik,200252無人機施用肥料和 農藥雅馬哈日本Sheets,2018531987 計算機控制的VRT施肥機 Soil Teq 美國Mulla and

179、Khosla,201654 1992 擠奶機器人Lely荷蘭Lely,202255Sharipov et al.,2021561997 GNSS農業設備導航 Beeline 澳大利亞Rural Retailer,200257氮素傳感器雅苒挪威Reusch,1997582006 自動噴霧器噴桿部分控制器 天寶美國Trimble,2006592009 分行播種機 Ag Leader美國Ag Leader,2022602011除草機器人EcorobotixNao Technologies 瑞士法國Ecorobotix,202261Nao,202262 2013聯合收割機操作員輔助系統Claas德國C

180、laas,2022632017 首個完全自主的大田作物生產系統 哈珀亞當斯大學 英國Hands Free Hectare,2018642018無人駕駛隨行翻斗車Smart Ag美國Smart Ag 2018652022無人駕駛大型拖拉機約翰迪爾美國John Deere,202266 注：GPS 即全球定位系統；VRT 即可變速率技術；GNSS 即全球衛星導航系統。資料來源：Lowenberg-DeBoer，2022。48|29|第2章 了解農業自動化的過去，展望未來可以在沒有人類直接參與的情況下給奶牛擠奶。傳統的擠奶機使用了真空技術，但是仍然需要操作員將擠奶機放置在奶牛身上，擠奶完畢后再移開。

181、而擠奶機器人利用電子標識技術，可以訪問儲存奶牛乳房坐標的數據庫，從而實現整個流程的自動化。68這種全自動系統適應牲畜生產的需求，可以節約成本和提高生產力，前景非?？捎^。69然而，擠奶機器人到底有沒有帶來經濟回報，相關證據見仁見智：一些研究給出了肯定的回答；70,71,72而其他研究則認為，與傳統擠奶機相比，擠奶機器人并沒有產生經濟收益。71因此看起來，是否采用新技術不僅有經濟因素的考量，也有社會因素的考量，如工作時間更為靈活，生活質量得以提高，中小型奶牛場的經營者對此尤為看重。最近由于勞動力短缺，大型的奶牛場（超過 1000 頭奶牛）加入了中小型奶牛場的行列，開始采用機器人擠奶系統。但是，在大

182、型的奶牛場，決定使用擠奶機器人可能是處于完全不同的考慮。48插文 5展示了非洲、歐洲、拉丁美洲及加勒比地區畜牧業數字自動化的例子。自動擠奶系統的全球銷售額從 2016 年的12 億美元增長到 2019 年的 16 億美元，表明需求在不斷增長，但目前仍主要集中在高收入國 家，德國、荷蘭和英國等國是第一批采用者。73,74 事實上，雖然沒有各個區域和國家的采用統計數據，但有證據表明擠奶機器人的使用局限于高收入國家，主要是北歐。75農村勞動力的缺乏和農業人口新老更替是創造這種需求的原因。表 2 顯示首個商業自動擠奶系統于1992年在荷蘭使用，這種技術隨后傳播到了其他國 家。69而中低收入國家缺乏這方

183、面的數據，這表明中低收入國家幾乎與這種技術無緣。48,76 圖 5 農業生產系統使用的部分數字技術和人工智能機器人技術畜牧業種植業水產養殖業林業GPS導航運輸森林監測電子標簽擠奶機器人自動飼喂機無人駕駛拖拉機噴灑機器人收割機器人自動化水產養殖管理自動飼喂機資料來源：糧農組織為本報告編制。|30|2022年 糧食及農業狀況除了擠奶機之外，還有自動飼喂技術，可以根據產奶量向奶牛投喂不同數量的精飼料。77這同樣適用于家禽養殖，飼喂系統會根據家禽的重量和產蛋數投喂飼料，計算機控制的通風系統會根據溫度和濕度進行自動調節。78然而，關于這些技術的采用趨勢及動力的數據和證據甚至更為匱乏。種植業的自動化進展作

184、物生產自動化需要使用多項精準農業技術，包括可變速率技術、全球衛星導航系統、機器人、無人機和人工智能。這需要在地理信息系統的基礎上收集空間數據，利用作物模擬模型提供的信息確定投入品的用量，從而實現產量和利潤最大化。67這些應用的基礎是傳感器，包括近感（如測量土壤中的氮）和遙感（如衛星成像）。如果網絡條件許可，操作人員可以 插文 5 畜牧業的數字自動化：拉丁美洲、非洲和歐洲的案例Cattler 于 2019 年在阿根廷起步，后來將其業務擴展到其他國家，包括巴拉圭和烏拉圭，最近又擴展到巴西和美國。Cattler 為肉牛養殖場提供基于衛星信息的自動化養殖場管理系統，并提供反饋和建議以改善養殖場的管理。

185、該公司的目標客戶是中型養殖場，而不是那些巨型養殖場。該公司稱，養殖戶有簡化運營和獲得投資回報的需求，這是推動他們采用數字解決方案的主要動力。在布基納法索和馬里，在荷蘭發展組織的支持下，GARBAL 有針對性地向農民提供關于牲畜和作物生產、飼料、牛奶和谷物市場行情的信息和建議，而且很快會把業務推廣到尼日爾。GARBAL的數字解決方案特別關注婦女和青年，幫助薩赫勒地區受氣候變化影響的小規模生產者和牧民做出關于牧場、畜群遷移、天氣和農作方式的決策。解決方案依賴于衛星圖像、手機短信和非結構化補充業務數據，并設立了由講當地方言的話務員組成的呼叫中心，使用手機就可以輕松地利用該解決方案。項目的推進主要得益

186、于政府和私營部門開展合作，并向用戶發放補貼。當地農民和牧民組織積極參與，傳統經驗和現代科學知識相互融合，也起到了積極作用。主要挑戰包括如何確保解決方案契合特定用戶的特定需求，如何應對一些國家國內動蕩不安的局勢。用戶不具備相應的數字技能，能力建設任務極其繁重；網絡基礎設施薄弱，信號接收不好；數據質量低下，這些也是需要解決的問題。Lely 是荷蘭的一個家族企業，為奶牛場提供機器人和管理軟件解決方案，目標客戶是擁有100 頭以上奶牛的大中型奶牛場，目前還沒有服務超大型的奶牛場。Lely 的主要技術是固定式擠奶機器人，其次是糞便清掃機器人和飼喂機器人，此外還有可以優化飼草產量的割草機器人，并且很快會推

187、出有助于減少排放的產品。Lely還提供可用于所有農場作業的管理軟件，其中包括管理動物狀況和福利信息的功能。Lely 的技術可以解決勞動力不足、排放監管和動物福利等問題。推動這些技術采用的主要動力是提高能源效率和減少使用化學制劑的需求，勞動力短缺也是一個助力因素。資料來源：Ceccarelli等人，2022。2|31|第2章 了解農業自動化的過去，展望未來用智能手機與利益相關方共享這些數據，通過簡易的手機應用程序，將數據一目了然地呈現 出來。35 這些技術的采用程度因農產品的種類、設備成本、勞動力成本和其他經濟因素而異。無論如何，小規模農業生產者的采用少到幾乎可以忽略不計，原因是幾乎沒有關于這些

188、技術應用于小規模農業的研究，將這些用于機械化作業的技術拓展到非機械化作業也并非易事。全球衛星導航系統和可變速率技術與機動機械相結合，在作物生產中得到極為廣泛的應用，實現了自動調節和投入品的實時施用?；谌蛐l星導航系統的技術在投入品（例如肥料）施用期間可以避免遺漏和重復，節省了投入品的用量，這是推動這些技術被采用的主要動力之一。其他動力包括減少疲勞，讓家庭成員能夠工作更長時間；可以雇用不太熟練或經驗沒那么豐富的人員作為操作員；減少重復施用對環境的影響；此外還有一些其他難以量化的好處。這些好處往往有助于抵消采用新技術帶來的副作用。全球衛星導航系統的優勢很快得到公認，例如，減少重復施用節省投入品的

189、效果幾乎是立竿見影，農民和周圍鄰居也都有目共睹，例如用傳統的方式施用除草劑難免有遺漏，會留下一蔟蔟斑駁野草讓村鄰指指點點，這種效果的對比也有助于新技術的推廣。48可變速率技術可以減少投入品的施用，優化作物產量，這也帶來了環境效益，如果能遏制過度施用，環境效益將更為明顯。關于可變速率技術施肥機能否增加生產者的利潤，相關證據并不統一，79,80這或許能解釋為什么基于地圖的可變速率技術施肥機在世界范圍內的采用程度只是尚可而已，而且大多是用于盈利比較穩定的作物，如給甜菜施用氮肥。在最先進的自動化技術這一類別中，自主作物機器人直到最近才投入商業應用。作物機器人主要出現在高收入國家（如法國），用于為有機蔬

190、菜和甜菜除草。81 2016 年在英國啟動了Hands Free Hectare（“解放雙手”）項目，旨在開發和展示農業自動化，這是自主作物機器人參與商業作物的生產和收獲的首次公開演示。64 隨后，制造商紛紛宣布生產自主機器人（見表 2），目前有超過 40 家初創企業正在進行研發。自主作物機器人可以節省勞動力，優化操作時間點，更準確施用投入品，減少土壤壓實（尤其是小型集群機器人）。通過分析18個案例，我們發現用于收割、播種和除草的自主作物機器人在特定情況下具有經濟可行性。82 在一些國家，自主作物機器需要始終有人在現場監督，在這種情況下，使用傳統設備反而對農民更有利。83 一項研究發現，自主操

191、作必須相對讓人省心，才能采用遠程監控，例如從農場的辦公室進行監控。84這表明自主機器必須具備更強大的人工智能，能夠在沒有人工干預的情況下解決更多問題。同樣道理，美國目前對自主作物機械進行限速，這有可能讓使用這些機器得不償失。85有人提議為中小型農場開發小型和低成本的自主作物機械，以幫助解決中低收入國家農業勞動力不足的問題，這對農村青年尤其有 利。86,87,88,89遺憾的是，目前還沒有針對中低收入國家的可行性分析。然而，現有文獻表明，在中低收入國家采用自主機器人具有以下潛在好處：（1）在勞動力稀缺的地方，減少 人力需求；（2）降低成本和支持小規模經營，使用傳統機械化的小農場也能獲得自主作物機

192、械技術；（3）能夠以較高的性價比利用不規整的田地，避免農村景觀面目全非，統統變成單調的方塊大田，破壞農村社區的肌理，而傳統的機械化特別適合整齊劃一的大田。|32|2022年 糧食及農業狀況類似于基于地圖的可變速率技術，無人機也可用于收集信息和自動施用投入品。然而，由于擔心濫用投入品、農藥漂移和航空事故，無人機的使用通常受到嚴格的監管。90,91例如，在英國，僅允許無人機去人類無法到達的地點施用除草劑，而且要遵守各種限制條件。而瑞士在這個問題上則更為靈活，可能會被其他歐洲國家效仿。83,92 2021年，美國約有 14%的農業零售商提供無人機施用投入品的服務，預計到2024 年將增加到 29%。

193、92無人機施用投入品在一些中等收入國家也很常見，如巴西和中國。93 鮮為人知的自動化進展：水產養殖業、林業和受控環境中的種植業由于勞動力短缺和工資上漲，水產養殖部門的數字自動化正在興起。盡管投資成本高，但自動投喂和監控的創新技術已被廣泛采用，因 插文 6 新的水產養殖技術：印度和墨西哥的案例水產養殖業在全球糧食安全和營養中的重要作用已經被世人公認，水產是世界上最主要的動物蛋白來源之一，自 1970 年以來產量每年增長7.5%。95鑒于水產養殖有進一步增長的潛力，以及該行業在提高產量時面臨的巨大環境挑戰，必須實施新的戰略，實現水產養殖業的可持續發展。新戰略需要利用飼料、遺傳選擇、生物安全、疾病控

194、制和數字創新等領域的新技術，以提高精確度，改善決策，實現對魚類的自動和持續監測，減少對體力勞動的依賴，改善工作人員的安全、魚類健康和福利，同時提高效率、產量和環境可持續性。96印度的 Aquaconnect 就是一個很好的例子。印度是世界上最大的水產生產國之一，2018 年的產量達到 700 萬噸，95但印度的水產養殖業缺乏透明度，價值鏈極其低效。Aquaconnect 使用人工智能和衛星傳感技術監控水產養殖場的表現，并向魚蝦養殖戶（大多數是中小型規模）提供提高生產力的建議。該解決方案還聯合了一個全渠道電商平臺，讓農民能以實惠的價格采購農業投入品。農民和金融機構之間的隔閡也被彌合，建立了緊密的

195、業務聯系。通過 Aquaconnect，印度各地的 6 萬多名魚蝦養殖戶提高了效率，掌握了水產市場的行情，并有機會申請正規信貸和保險。1與此同時，印度政府已撥款約 30 億美元用于農業現代化，其中包括建設水產養殖業和漁業的價值鏈，并表示有興趣支持實施技術和促進創新的舉措（如初創企業）。另一個雄心勃勃并有望改變水產養殖業的項目是位于墨西哥瓦哈卡的 Shrimpbox，這是世界上首個機器人養蝦場（見附件 1 中的 Atarraya案例研究）。該技術提供了自動化系統，可以通過有學習和決策能力的軟件進行遠程監控。系統集成了基于微生物技術的生物控制手段，可以減少硝酸鹽積累、預防疾病，節約蝦養殖的用水，從

196、而顯著降低水消耗、勞動力需求、疾病風險和損失。2該技術的發明者稱，0.5 公頃的機器人養蝦場的產量與傳統 100 公頃的養蝦場相當，而只需要用 5%的水，并且不含抗生素。97 Shrimpbox 也可以用于寒冷的氣候條件和不靠海的地區，這意味今天只能進口冷凍海產品的地區也可以吃上新鮮和高品質的蝦。Aquaconnect 和 Shrimpbox 只是新技術的兩個例子，這些技術旨在推動水產養殖業變得更可持續、更包容和更高效。然而，在非洲和其他技術落后、存在嚴重糧食不安全和營養不良的地區，當務之急仍然是積極發展水產養殖，提高 產量。95|33|第2章 了解農業自動化的過去，展望未來 插文 7 林業部

197、門的演變：機械化和數字自動化從歷史上看，林業部門的工作既辛苦又危險，尤其是在采伐階段。沒有技術含量的采伐需要組建一支專門的伐木小隊，由一名伐木工和一名輔助工人組成，還需要配一組工人修剪樹枝。樹枝修剪后，還需由一名標記員、一名橫向切割員和兩到三名拖拉員組成另一個專門小隊負責將樹木切割成原木。100由于這套流程需要太多人手，而且對工人來說很危險，現在這樣的人力采伐已經很少見了。1950 年代，伐木業的機械化和半自動化開始啟動，以擺脫對手工勞動的依賴。林業采伐可以分為四個不同的階段：砍倒樹木、牽引出林場、在裝車場分類和裝載、運輸到木材市場。木材采伐機已經能夠進行多種操作（砍伐、牽引、切割和分類）。這

198、種機器大大提高了效率，改善了工作條件。機械化和數字自動化還提升了采伐機操作員的安全性和舒適性。在此過程中，勞動生產率大幅提高。在瑞典，從 1960 年到 2010 年，每個工人的生產率增長了 6 倍（見下圖）。然而，即使已經采用了機械化伐木，人工通常仍占歐洲國家木材企業運營成本的 30%-40%。102而且工作環境壓力很大，因為操作員需要迅速同時做出許多決定，例如操縱復雜的機械，并識別原木質量的差異，因此他們不能長時間工作。為了進一步提高效率，提高自動化水平不失為一種辦法。效率和運營成本的考量推動了自主設備的采用。雖然半自動機器的速度通常慢于操作員操作，但仍更具成本優勢，而且操作員可以同時操作

199、多臺半自動機器。大多數現代林業機械很容易進行改造，以相對較低的成本轉換為遠程控制，可以選擇的功能 圖 瑞典林業每個工作日的木材蓄積量，三年滾動平均值196519751985199520052015第一階段：機動-手動第二階段：機械化1第三階段：機械化2第四階段：停滯m303020101955資料來源：SkogForsk，據麥肯錫公司報告，2020。101|34|2022年 糧食及農業狀況為這些技術能最大限度地降低勞動力成本和其他可變成本，雇傭幾個熟練操作員就足以。94插文6 展示了印度和墨西哥近期在水產養殖上的創新。在林業部門，許多木材采伐作業已經高度自動化，使用的機動機械也逐步升級為數字工具

200、。最近，移動技術與虛擬現實和遙感技術相結合，為在林場采用先進的自動機器鋪平了道路。木材收割機和運送機（用于木材切割和運輸的先進機器）是目前林業自動化的重點。98基于數字的新技術越來越普及。最近的一項研究顯示，森林監測、規劃和管理工作非常重視利用基于遙感的創新技術，其中機器學習技術也在數據收集、處理和分析中發揮了重要作用。數字工具的持續采用可能會對森林生態系統提出新的問題，牽涉到動態性、社會性、生態性和技術性的維度。未來的研究應密切地關注林業研究人員、管理人員和利益相關方的看法和態度，他們將如何預測和適應森林生態系統中的環境和技術不確定性。99插文 7總結了機械化和新興的數字自動化在林業部門的演

201、變歷程。插文 7 （續）也非常多。如上所述，機器操作通常較慢，任務復雜的時候這一缺點尤為明顯，如果僅僅是為了追求效率，這樣的技術在林業中并不會被采用，之所以被采用往往是出于其他考量，例如保護操作員的安全，或全職的現場操作員的工作量并不飽和。目前木材采伐尚未出現完全自主的系統，但是機器人利用全球定位系統導航，對樹干和原木進行牽引然后運輸的技術已經呼之欲出，所需的研發投資并不多，很快就可以實現。從長遠來看，由機器人完成砍倒樹木的作業，在經濟上也是可行的，但這需要大量的投資進行研發。103最后，在木材供應鏈中，砍伐后的木材的公路運輸作為林場經營的一部分，也需要提高效率。無人駕駛卡車技術發展迅速，其優

202、勢在于自動卡車降低了勞動力需求，從而降低了成本。除了公路上的卡車外，自動駕駛技術已經應用在礦山作業中，擴展到林業具有現實可行性。更環保的伐木新技術也正在開發中?，F在，步行式采伐機已經可以在陡峭、敏感或不平坦的地形上作業。研發的目標之一是通過定點觸地減少對森林土壤的負面影響，避免輪式或履帶式采伐機在土地上留下持續的壓痕。103這種系統還遠未達到商用階段，但是在新西蘭，擺動式森林采伐機可以在不接觸森林土壤的情況下運行，不受地形條件（陡度和平整度等）影響，其原理是采伐機懸空，利用樹木本身的支撐從一棵樹移動到另一棵樹，從而減少對土壤的擾動。104 開發這些對環境友好的技術對森林意義重大，因為在機械化砍

203、伐會造成土壤壓實和侵蝕，以及生物多樣性的喪失。最后，人們需要認識到森林的作用遠遠超出供應木材，森林可以儲存碳，提供非木材的森林產品，防止水土流失，凈化水資源，供人們旅游休閑，因此如何通過基于傳感器的數字自動化讓這些效益最大化，相關評估工作勢在必行。一個尤為重要的應用是利用衛星數據監測森林砍伐，特別是非法砍伐。監測毀林的能力已大大增強，數據的精確度不斷提高，每月發布的全球森林數據分辨率目前已經達到 5 米。例如在亞馬遜流域的厄瓜多爾，衛星監測發現油棕櫚種植園肆意擴張，導致土著領地上的森林被毀。105在全球范圍內免費提供這些數據，這是一個很好的做法，充分說明數字解決方案可以用于診斷問題。|35|第

204、2章 了解農業自動化的過去，展望未來另一個極具潛力的數字自動化領域是受控環境農業，包括溫室農業和垂直農業。溫室是受控環境農業最常見的形式，顧名思義，受控環境意味著很容易對環境進行監測、控制和優化。低成本和低功耗的傳感器和儀器、通信設備、數據處理和移動應用不斷創新，設計、模擬建模和園藝工程技術也在不斷進步，推動了傳統溫室轉變為智能控制環境。106一批專門從事受控環境農業的初創企業發展迅猛，顯示這一領域的確具有潛力，如匈牙利的Food Autonomy、大韓民國的 ioCrops 和智利的 UrbanaGrow。2 在進行大規模商業開發之前，鑒于溫室自動化和垂直農業的初始成本較高，需要進行準確的經

205、濟分析。106與本章介紹的所有技術一樣，實施自動化既會增加成本，也會增加利潤，兩者的相對關系如何把握極為關鍵，應在未來的研究中予以充分考慮，以證明進一步提高自動化的水平物有所值。n結論本章介紹了各種農業生產系統中機械化的趨勢并討論了其動力，以及最新的數字自動化技術。報告強調了世界各地在機械化方面的巨大差異：在農業制度演變、結構轉型和城市化的推動下，亞洲和拉丁美洲及加勒比地區在機械化方面取得了長足進展，而在撒哈拉以南非洲卻乏善可陳。本章還討論了數字自動化在農業中成功應用的方式和領域，以及其改變農業機械使用方式的潛力。討論農業機械化和數字自動化的好處，通常都會從節省勞動力講起，但很快就會涉及其他優

206、勢。就機動機械化而言，除了在農業勞動力稀缺和季節性波動的情況下提高作業的及時性之外，最公認的好處是減少了勞動的繁重性。雖然機械化對勞動效率、減貧、糧食安全、營養改善、健康和福祉有積極影響，但也引起了人們對一系列問題的擔憂，包括失業、107生物多樣性喪失、108,109土地退化、15,110大農場和小農場之間的差距日益擴大。111,112以大型四輪拖拉機為代表的大型機動機械主導農業生產是讓很多人產生如上擔憂的主要原因。7,113,114關于數字自動化的文獻聲稱，數字技術可以扭轉機動機械化帶來的上述社會和環境問題。48數字自動化的好處包括：數字設備比較小巧，適合各種規模的現場作業；施用投入品更為精

207、準；小型集群機器人可以減少土壤壓實；能夠在人工或機械技術無法企及的地方進行實地作業，例如潮濕的土壤和陡峭的山坡；耕作不規則的小塊土地并產生經濟效益；以及自動收集作物和牲畜的數據。54,82,115本章表明，已經有一系列技術解決方案，可供處于不同發展階段的國家采用。政府面臨的挑戰是如何促進所有人獲取這些技術，包括小規模生產者、婦女、青年和弱勢群體，實現包容性的采用，并確?，F有技術解決方案適合不同生產者的具體情況和需求。確保包容性采用技術充滿挑戰，但能使各國真正受益于數字自動化技術，并有助于以公平和可持續的方式推動農業糧食體系轉型。本章介紹的案例顯示，小規模生產者可以從機械化服務和數字自動化中受益

208、，并同時減少環境足跡。然而，越來越多的證據表明，政府如何進行政策選擇，將影響這些技術的發展方向以及在不同國家和不同生產者中的采用程度。政府的政策選擇決定了獲得信貸、培訓和相關信息的機會。理想的情況是，各國政府努力為有利|36|2022年 糧食及農業狀況于當地農業糧食體系的創新技術創造一個公平的競爭環境，使私營部門能夠去平衡機動機械化、數字自動化和機器人的供求關系。下一章將介紹這些技術的商業價值及其改造農業的潛力，并重點討論機動機械化（通常與數字解決方案相結合）如何能繼續發揮重要作用，特別是對低收入和中等偏下收入國家的小規模生產者而言，而這些國家的采用速度一直很慢。n|37|塞爾維亞田間的自動收

209、割機。Scharfsinn/S第 3 章投資農業自動化的商業邏輯 要 點 投資機動機械化在商業上有充分的理由，機動機械化可以降低生產成本、實現規?；图s化生產，提高生產力。阻礙其被采用的主要障礙包括無法獲得必要的服務，如貸款和農業技術推廣，特別是弱勢、受排斥和邊緣化的群體，其中包括小規模生產者和婦女；缺乏有利的商業環境；缺乏適合小規模農業的技術；以及基礎設施薄弱。許多中低收入國家采用機動機械化的速度很緩慢，但機動機械化仍然可以讓這些國家受益非淺。中低收入國家應積極利用現有的各種機械，開發多種用途，并根據當地需求定制機械，特別需要關注那些經營不平坦小塊土地的小規模生產者的需求。數字技術可以提高

210、農業經營的精準性和及時性，使農業咨詢服務更加有效，并解決過去機械化帶來的環境挑戰（如土壤侵蝕），同時建立抵御沖擊和壓力的韌性。數字技術使機械租賃服務變得可行，在低收入國家也是如此，這使小規模生產者和女性|39|第3章 投資農業自動化的商業邏輯生產者等經常被排斥的群體能夠用上農業機械。青年農民值得特別關注，他們是家庭農業向自動化農業轉變的主要動力。采用數字自動化技術的商業邏輯還沒有得到充分論證，特別是在低收入和中等偏下收入國家，原因是網絡連接和電力供應沒有保障，相關服務（如金融、保險和教育）很難獲取。對于人工智能機器人來說，情況更是如此，預計主要是高收入國家的大規模生產者會加速采用這些技術。充分

211、發揮數字自動化技術的潛力，需要解決阻礙采用的各種因素：基礎設施薄弱，農民數字技能低下，新技術價格高昂，大環境不夠有利，同時還需要在全球范圍內投資研發和測試，因地制宜地開發數字自動化技術。第 2 章討論了農業自動化的趨勢和動力，包括機械化和支持精準農業的新數字自動化技術。機動機械化已在世界各地被廣泛采用，盡管在國與國之間和各國內部發展并不均衡。撒哈拉以南非洲大部分國家仍然落在后面。其他區域的機械化普及程度也并不平等，小規模生產者和婦女等弱勢群體往往與之無緣。世界當前正處于農業數字自動化浪潮的初期，傳感器、機器人、人工智能和其他數字工具可以使農業運營的一項或多項任務實現自動化：診 斷、決策和執行。

212、許多國家已經廣泛采用機動機械化，但就數字自動化而言，農民和農業企業仍保持謹慎，他們會考慮當地條件和已經在使用的技術，對數字自動化技術進行篩選，希望找到物有所值和適合自己需求的解決方案。推廣數字自動化的一個主要障礙是購置或運維成本過高，即使考慮當前的人力成本，這樣的投資也很難讓人覺得會有好的回報。阻礙推廣的其他因素包括：缺乏適合小規模生產的技術，無法及時獲得維護和修理，用戶數字化水平低，網絡連接時斷時續，以及人們對創新懷有疑慮。本章分析了這些因素對農業自動化商業邏輯的影響，并提出如何才能讓推廣農業自動化更有理有據。投資農業技術的商業理由是否充分，取決于農業生產者以及參與技術設備制造、經銷、維護或

213、修理的相關各方有可能獲得多大的收益。有一個基本假設作為前提：農業生產者、經銷商、維護人員和提供售后服務的商家都是理性 的，他們的決策是為了實現自身利潤和福祉的最大化。投資自動化技術需要成本，如果這些技術在當地并不普及，成本往往會居高不下。農業生產者和技術供應商只有在收益大于成本的情況下才會主動接受自動化。對于某些技術而言，在某些條件下，投資成本可能會超過潛在收益，至少在短期內是如此，這可能會阻礙投資的積極性，盡管這些技術對未來整個社會極為有利，這時往往需要政府進行干預，使私人利益與全社會的利益相一致，通過激勵機制使新技術具有商業前景。本章還探討了與機動機械化相關的問題（主要是環境問題），并分析

214、了如何通過新的數字自動化技術（包括仍在研發中的技術）解決這些問題（至少是部分解決）。這對于一些低收入和中等偏下收入國家意義尤其重大，在這些國家，機動機械化的采用一直以來進展緩慢，但數字技術的興起有可能改變局面，推動可持續、高效和包容的機動機械化。|40|2022年 糧食及農業狀況在為本報告編寫的案例研究和其他文獻的基礎上，本章提出并總結了推廣機動機械化和數字自動化技術的商業依據，然后討論了政策和投資會如何強化這些商業依據，形成推動自 插文 8 機械化與人工和畜力牽引的成本效益比較分析：以埃塞俄比亞和尼泊爾的小麥生產為例在埃塞俄比亞，與使用手動工具或畜力牽引的傳統技術相比，農民在小麥生產中使用兩

215、輪拖拉機分別將播種、收獲和脫粒這些基本操作的成本降低了 46%、65%和 48%（見下圖）。運輸成本也下降了。平均總收入從傳統做法的 1964 美元增加到機械化作業的 2567 美元。機械化和傳統耕作系統的平均總可變成本分別為 526 美元和818 美元。因此，機械化運營將毛利潤提高了 78%，達到 2041 美元。這些結果表明，小麥的機械化生產比非機械化生產具有更高的效率和利潤。同樣，在尼泊爾，小麥生產使用機動機械，包括施肥機、收割機和拖拉機驅動的脫粒機，使農場總運營成本降低了近一半，毛利潤增加了 81%，達到 514 美元（見下表）。圖 小麥生產中使用機動和非機動設備的農業運營成本 以埃塞

216、俄比亞為例美元/公頃200015010050人力和/或畜力牽引兩輪拖拉機播種收割脫粒資料來源：Yahaya，即將出版。15|41|第3章 投資農業自動化的商業邏輯 插文 8 （續）表 小麥生產中使用機動和非機動設備的農業經營成本 以尼泊爾為例項目手工操作成本機械化操作成本美元/公頃 美元/公頃 糞肥6834種子7171化肥8787總投入成本226192整地、播種和施肥8525灌溉3611收割 10248脫粒 174116農場經營總成本396200運輸1313總可變成本635405糧食生產 868868秸稈生產 5151總收入919919毛利283514收益-成本比率1.452.27注：截至 2

217、021年 4 月6日，根據尼泊爾中央銀行匯率，1美元（USD）=117.57盧比（NPR）。資料來源：糧農組織，2022。16動化技術采用的激勵機制。最后，本章分析了各種技術的未來發展軌跡，指出這些技術有可能推動農業轉型，解決各地生產者面臨的不同挑戰，實現農業的可持續發展。n|42|2022年 糧食及農業狀況論證機動機械化在各種情況下的商業邏輯，確認其廣泛的潛力關于機械化給農業和農村發展帶來的好處，有大量和豐富的文獻進行了論述。機械化讓生產者更快、更有效地開展農業經營，提高農業生產力，增加收入，節省勞動力和成本，減少繁重的工作。例如，在亞洲的集約式濕地水稻生產系統中，用動力耕田機替換畜力犁，極

218、大地節省了用于整地的勞動力成本。通過機械共享的方式實現整地和脫粒的機械化，提高了水稻種植密度和產量。1給稻谷脫殼或把谷物磨成粉非常耗費人力，而且極其單調枯燥，使用小型機械磨完成這些任務，大大增加了人們的閑暇時間，對婦女尤其意義重大。1機械化有助于減少作物破損和損耗，例如在印度，聯合收割機減少了水稻損耗，將產量提高了24%。2插文 8 是近期的兩個案例，表明在埃塞俄比亞和尼泊爾投資機械化有充分的商業 依據。即使在沒有廣泛采用機械化的撒哈拉以南非洲（第 2 章），也有證據表明機械化帶來了巨大的好處。在科特迪瓦，拖拉機的使用促進了現代投入品的施用和作物管理的優化，提高了土地和勞動力的生產率。一項針對

219、 11個非洲國家的研究發現，拖拉機的使用使玉米單產增加了約 0.5 噸/公頃。3在埃塞俄比亞和加納，使用拖拉機的農戶可以通過耕種更多的土地提高產量，而非費力提高單產。4,5在贊比亞，使用拖拉機的農戶通過擴大耕種面積實現收入幾乎翻番，農業勞動的每小時毛利潤是其他農戶的兩倍。6盡管每公頃的勞動力需求減少了一半，由于耕種面積擴大，非機械化勞動對人手的需求實際上有所增加，需要雇傭幫手。從使用家庭勞動力轉變為使用雇傭勞動力，減輕了婦女和兒童的負擔，兒童能夠去學校接受教育。插文 9 利用農業自動化提高食品安全新技術的引入極大地改善了食品的保存條件和安全性，包括食品冷藏、冷鏈運輸、脫水和熏制的新工藝。例如，

220、在畜牧業中，屠宰場中用于酮體修整的垂直肉軌系統簡單而有效，能防止肉被污染。糧食收獲、分揀和包裝實現自動化，可以大大降低食源性病原體從工人傳播到食品的風險。對花生進行機械分類，可以剔除被真菌深度感染的果仁，極大地改善了公眾的健康。但是，遵守恰當的設備衛生和個人衛生習慣，以防止機器本身傳播食源性風險也很重要。例如，用于收集農作物的機器可能會將過敏原引入供應鏈，必需進行適當的清潔。機器還可能會通過機油泄漏、液壓油、廢氣和其他方式造成食品安全風險。數字自動化的進步也有助于快速檢測食品中的污染物，為及時調查食源性疾病暴發提供更好的工具，并增強監督和監測系統。精準農業中的遙感技術可以及早發現蟲害，有針對性

221、地及時施用農用化學品，防止濫用。但是，這些好處并不見得都能兌現。例如，在某些情況下，為了達到預期的目標，自動化反而可能會增加農用化學品的投入，這對人類和環境都是有害的。同樣重要的是，要確保農民獲取技術的公平性，并解決數據隱私和權屬的相關問題。資料來源：糧農組織，2022。17|43|第3章 投資農業自動化的商業邏輯因此，農業機械化的好處遠遠超出提高農業生產力本身。機械化可以解放家庭勞動力，農業家庭能夠將時間從農業勞動中抽出來做其他事情，如精心準備餐食改善家庭營養，或從事有助于提高生活水平的非農工作。7,8,9機械化還可以進一步創造新的就業機會，例如維護和修理設備的技工。由于對非農業商品和服務的

222、需求增加，可能會對經濟的各行各業產生溢出效應。10,11機械化還包括保存和倉儲技術（如干燥機和冷庫），在實施得當的情況下可以改善食品安全，減少食品變質。12插文 9展示了農業自動化在改善食品安全方面的作用。機械化也能加強農業生產的韌性，尤其是提高抵御干旱等氣候沖擊的能力，因為機械化使農民能夠更快地完成耕作活動，并根據不斷變化的天氣靈活地調整工作，例如，在降雨沒有規律和長期干旱的地方（近東和北非）13使用灌溉泵可以增加或穩定產量。1機械化還有助于農業家庭和農業雇工抵御疾病的沖擊，而健康問題往往會嚴重干擾農業生產。14 根據當地需求定制機械化解決方案是強化商業邏輯的關鍵現有證據表明，機動機械化的使

223、用仍有持續增長的空間，特別是在目前機動機械化程度低或完全不存在的地區?？缭绞桨l展是有可能的，跳過機械化階段，直接采用具有人工智能的數字自動化和機器人技術，但這只有在少數 插文 10 小型機動機械化提高小規模生產者的韌性為應對 2015 年緬甸若開邦的熱帶氣旋和隨后于 2016 年發生的旱情，糧農組織與緬甸政府啟動了一個由日本政府資助的為期一年的項目（2016/2017 年），目標是改善家庭糧食安全，提高沖突和自然災害易發地區小規模生產者的韌性。作為項目的一部分，糧農組織提供了雙輪拖拉機和水泵等小型農業機械，機械化在若開邦受洪水和沖突影響的 7 個鄉鎮和 73 個村莊展開。項目總計分發了 55

224、臺兩輪拖拉機和 94 臺水泵，并開展了關于使用和維護小型機械的培訓。此外，146 名村民接受了拖拉機操作培訓。結果顯示，農民和整個社區受益良多，土地整理的成本降低（1.6 美元/公頃），并大大節省了時間（兩輪拖拉機比畜力牽引快 7 倍）。及時的土地整理進一步轉化為更強的韌性，因為農民能更從容地應對變化無常的天氣、勞動力短缺和其他災害。機械化的其他好處還包括提高了農民收入和糧食安全，因為在旱季安裝的水泵讓農民可以種植豆類和蔬菜，既可以供家庭食用，也可以在集市上銷售。烘干機、脫粒機和收割機等其他小型機械也可以對小規模生產者的韌性產生積極影響，同時創造農村就業機會，并減輕工作負擔。然而，選擇哪種技術

225、取決于當地實際情況和需求評估。此外，機械化服務要長期保持下去，有必要在村莊或周邊地區設立維修網點，配備技術人員提供技術支持。最后，項目得出結論，如果項目能更多地關注婦女和青年，效果會好很多。資料來源：糧農組織，2019。24|44|2022年 糧食及農業狀況高收入國家才有現實可行性（見第 2 章）。相比之下，低收入和中等偏下收入國家可以嘗試各種各樣的機動機械化解決方案。推廣機動化機械化的商業理由是否充分，主要取決于當地條件和考慮采用的機械類型。對于位于平原的大型農場，聯合收割機和四輪拖拉機等大型機械有用武之地，可以為農業生產者帶來效益。然 而，對小規模生產者而言，小型四輪和兩輪拖拉機等小型機械

226、可能更合適，小型機械成本更低，而且可以照顧到環境的可持續性。18事實證明，小型的機械化解決方案是縮小亞洲機械化差距的關鍵。2,19,20小型機械更適合小農場，可以繞過樹樁和石頭，而且更容易操作、維護和修理，申請小額貸款也更容易成功。此外，小型機械還可用于牽引松土機和操控播種機，實現生態農業的機械化，從而提高適應氣候變化的 韌性。21,22插文 10 展示了一個實例，說明小型機械有助于提高緬甸小規模生產者的韌性。根據當地需求定制機動機械，近期在這方面涌現了一系列創新，而這不僅僅是為適應當地需求簡單地調整機械的尺寸。近東和北非國家水資源日益短缺，農業產量難以提高。插文 11展示了埃及機械化壟作種植

227、協同創新的案例，使用機械化工具，結合投入品施用和大田農藝的改良，不僅提高了產量，也節約了稀缺的自然資源。目前許多低收入國家將農業機械化作為施政重點，特別是在撒哈拉以南非洲，在之前政府主導的機械化方案失敗后，農業機械化曾被擱置了一段時間。23關于政府和發展伙伴應支 插文 11 埃及機械化壟作提高了生產力和水資源的可持續性機械化壟作種植是行之有效的方法，可以提高生產力和作物產量，節約稀缺的水資源，優化排水從而避免土壤積水。埃及將機械化壟作用于小麥生產，改進了單產，生產力提高了 25%，種子成本降低了 50%，用水量減少了 25%，勞動力成本也得以降低。因此，機械壟作現在已成為埃及全國小麥運動的重要

228、組成部分。據測算，到 2023 年，埃及將利用機械壟作技術種植大約80 萬公頃小麥。據進一步測算，為期 15 年的項目將產生超過 40 億美元的經濟效益，其中大部分將惠及埃及的 100 多萬戶小麥生產者。其他好處包括減少對進口小麥的依賴（到 2025 年減少 50%以上），提高 20 多萬公頃干旱土地的水資源使用效率。要取得好的效果，機械化壟作必須因地制宜，技術方案的具體構成也要根據具體情況而有所調整。在埃及，經過長期評估形成了一套明確的技術方案，包括使用改良的小麥品種，播種量為 108 公斤/公頃，11 月 15 日至 30 日期間為播種期；使用機械犁/播種機進行整地和種植，氮肥施用量為 1

229、68 公斤/公頃。機械化壟作技術經過恰當調整后，特別適合中小型農場，因為成本相對低廉，很容易用小型拖拉機實施，適合當地現有的作物，包括單作作物（如小麥或水稻）和多作間種作物（如玉米、甜菜和蠶豆）。資料來源：Alwang 等人，2018；25 Swelam，2016。26|45|第3章 投資農業自動化的商業邏輯持哪種技術路線，尤其是在尚未引進自動化的地方應如何選擇，例如撒哈拉以南非洲的大部分地區和許多山區，目前正在就這些問題進行探討。沒有放之四海而皆準的方法，相反，適合當地條件的方案才是最好的方案。18農業自動化的決策應考慮當地的條件，包括面臨的機遇和障礙，以及市場對相關機械化技術的需求。人力和

230、畜力仍然不可或缺盡管機械化帶來了種種好處，但證據表 明，手動技術和畜力牽引仍然有重要意義。對于規模很小和分散的農場來說，畜力牽引可能是一種重要的動力來源，特別是在有草場、有水源和動物疾病可控的情況下。18 畜力牽引可以將畜牧業和種植業結合起來，優化資源利用，例如，將動物糞便作為作物的肥料，用作物殘茬飼養動物。對許多生產者來說，這也是在過渡到機械化之前克服動力短缺最直接和最好的 辦法。21,27對大多數非洲小規模生產者來說，過渡到畜力牽引已經是實實在在的進步。18同樣的道理也適用于高級手動工具，即主要依靠人力但通過智能設計能事半功倍的工具。這種工具特別適用于機械難以操作的農場，可以節省勞動力，讓

231、勞動力可以騰出時間休息或從事副業，降低成本，減少繁重的工作，增強韌性。插文 12 的案例分析了手動滾筒播種機對老撾人民民主共和國和尼泊爾的收入、效率、環境可持續性和韌性的積極影響，展示了高級手動工具的優勢?？偠灾?，耕畜和高級手動工具的潛在用途取決于具體情境。雖然耕畜和手動工具沒有拖拉機強大，但仍然有助于克服勞動力瓶頸，提高作物產量，擴大耕作面積。在許多情況下，先進的手動工具和畜力牽引可能是增加農業動力供應的最佳選擇。政府和發展伙伴在思考應推廣哪些技術路線時，可以用最優匹配框架進行篩選，并結合相應的機制建設和投資，同時要考慮到本國農業生態的現狀和社會經濟條件。農業機械化的創新進程應反映這些不斷

232、變化的條件，技術路線需要適時進行調整和改進。n 插文 12 在老撾人民民主共和國使用滾筒式播種機省時、省力、省錢在老撾人民民主共和國的沙耶武里，在糧農組織的支持下，政府和小規模生產者實施了一個項目，對滾筒播種機進行實地測試，以實現水稻的可持續集約化生產。滾筒播種機是一種用于播種水稻秧苗的手動工具，比傳統的人工移栽和撒播等種植方式更具優勢。事實上，滾筒播種機讓種植時間縮短了 90%，勞動效率提高了 40%以上，生產成本降低了 20%，種子用量也節省了 60%以上。滾筒式播種機不需要化石燃料，是一種環保技術，可用于生態農業，如魚稻共生系統。滾筒式播種機提高了農民面對氣候變化的韌性，使他們能夠更靈活

233、地選擇種植時間，及時進行種植。此外，如果自然災害毀壞了新播種的水稻，農民可以迅速而輕松地用滾筒進行補種。資料來源：Flores Rojas，2018。28|46|2022年 糧食及農業狀況探討投資農業自動化的商業邏輯：案例研究提供的經驗上一節討論了推廣機動機械化的商業依據，強調機動機械化可以提高韌性、生產力和資源使用效率，減少繁重的人力勞動，緩解勞動力短缺；同時還指出，在某些情況下，人力和動物牽引力仍然有其價值。本節將探討投資數字自動化技術的商業依據。提高生產力和資源利用效率，節省勞動力，這是采用數字自動化技術的主要動力。然而，數字自動化技術并非免費的午餐，往往需要大量的前期投資，并且要求用戶

234、掌握特定的技能和知識才能有效運行。如果創新脫離傳統，與文化和社會習俗格格不入，農民會對投資這些創新產生疑慮。在這種情況下，政府和服務商可能需要進行干預，大力宣傳投資新技術的預期收益，還可能需要開展試點、實驗和成本效益分析，幫助農民建立 信心。評估農業數字自動化技術商業價值面臨一個難題：關于數字自動化創造的經濟效益的信息非常匱乏。不同于機動機械化，數字自動化技術是全新的事物，關于其采用程度的數據零零散散，而且缺乏一致性(見第 2 章)。同樣，關于數字自動化的經濟效益的信息也莫衷一是，經濟效益的高低在一定程度上取決于各種技術在農業中的普及程度。29因此，本節的討論主要基于本報告委托的兩項技術研究的

235、發現。30,31這兩項研究基于 27個案例研究，而這些案例是通過采訪世界各地相關人員獲取的信息形成的。因 此，案例研究提供的證據大部分是定性的，主要是數字自動化服務提供商分享的經驗，也有一小部分是農業生產者分享的經驗。27個案例研究涵蓋了世界所有地區和所有農業生產系統（種植業、畜牧業、水產養殖業和林業），代表了機動機械化和數字自動化的新型農業解決方案，規模有大有小，在大中小各種類型的農場上都有應用。這些案例反映的是服務商的視角，而不是作為最終用戶的農業生產者的視角。（關于這些案例及其研究方法的簡要說明見附件1a）a 詳情見 McCampbell，2022 30和 Ceccarelli等人，20

236、22。31 插文 13 機器人擠奶系統商業價值的演變畜牧業自動化技術的采用正在增加，尤其是高收入國家的機器人擠奶系統。32節省勞動力（測算為 18-30%）33和增加牛奶產量（每頭奶牛10-15%）33,34,35可以帶來經濟效益。證據表明，中小型奶牛場（100-300 頭奶牛）率先采用機器人擠奶，工人不需要每天給奶牛擠兩三次奶，工作條件和時間更為靈活，尤其受到青年農民的歡迎。擠奶機器人的商業價值更多體現為靈活的工作時間和更高的生活質量，而不是純粹的經濟效益。然而，最近有證據表明，大型奶牛場（超過 1000 頭奶牛）正在采用機器人擠奶系統以應對勞動力短缺。29機器人擠奶機的購置成本較高，對于規

237、模很小的農場往往不具經濟可行性，這些小農場主要位于低收入和中等收入國家。這項技術可能對擁有相對較大畜群的商業畜牧場更有吸引力。|47|第3章 投資農業自動化的商業邏輯 圖 6 數字自動化技術推廣條件的成熟程度推廣條件成熟程度無人機和遙感用于數據服務（具備分析、建模功能和人工智能）數字解決方案（手機短信息、遙感、咨詢平臺）無人機和遙感用于數據服務（測繪和偵察）租賃平臺、全球衛星導航系統、可變速率技術、物聯網施肥、噴灑、授粉等收割機器、機器人、機器數據、機器視覺、人工智能機器人、物聯網、數據分析、人工智能與農場管理信息系統集成的若干數字設備機器人、物聯網、人工智能、儀表盤機器人、物聯網、建模、分析

238、、生物技術水產養殖業自動化設施農業作物種植全農場數字化（種植業）完全自動化（畜牧業）完全自動化（種植業）活躍的無人機系統（種植業）拖拉機和其他機械（種植業）自成一體的解決方案（種植業和畜牧業）原型即將上市推廣成熟注：UAS 即無人飛行系統；IoT 即物聯網；AI即人工智能；FMIS 即農場管理信息系統；MV 即機器視覺；GNSS 即全球衛星導航系統；VRT 即可變速率技術；RS 即遙感；DS 即決策支持。商業化程度分為四個階段：（1）原型 概念已經在有限的試驗中得到測試和 驗證；（2）即將上市 解決方案在真實生產環境下可以發揮功能，服務提供商正在研究一種或多種商業模式以開發客戶；（3）推廣 解

239、決方案已被多個最終用戶/客戶采用，并且形成了一個或多個盈利的商業模式；（4）成熟 解決方案有專門的客戶 群，形成了一個或多個盈利的商業模式，并且需求在不斷增長。資料來源：Ceccarelli等人，2022。31農業自動化技術是否準備好大規模推廣：一個分析框架這 27個案例研究來自世界各地，就商業推廣是否準備就緒而言，案例研究中的技術彼此差異很大。圖 6 展示了一種技術在可以商業推廣前需要經歷的四個階段。處于成熟期的解決方案大多為與畜牧業自動化和全農場數字化有關的技術。全自動設備和機械用于動物生產，在節約成本和提高效率方面的確前景廣闊（見插文 13）。圖 6 展示了正在普及的各類技術，包括自成一

240、體的數字解決方案（見術語表）、無人飛行|48|2022年 糧食及農業狀況系統（俗稱無人機）和遙感、配備全球衛星導航系統的機械化解決方案、可變速率技術和設施農業解決方案。早在 1990 年代，大量文獻論證了使用全球衛星導航系統的商業價值，36促進了這項技術的推廣。相比之下，可變速率技術的情況卻不容樂觀，因為關于其是否能產生經濟效益，目前的證據眾說紛紜（見第 2 章）。29 一些技術還未真正進入市場，或仍停留在原型機階段，包括用于傳感和投入品施用的無人機、用于大田農業、設施農業和水產養殖的高級自動化技術和機器人。一些技術的商業回報已經得到證明，并正在取代高收入國家的體力勞動，執行灌溉、蟲害偵察、收

241、獲、除草和水果選擇性采摘等一系列任務，而沒有證據表明這些技術在低收入和中等收入國家得到采用。許多解決方案仍處于研發和商業化的早期階段，商業邏輯尚不明確。在 27 個研究案例中，一些只是初具雛形（GRoboMac 和 Seed Innovations），而其他解決方案很快就可以上市（如 Atarraya、Food Autonomy、GroboMac、Harvest CROO Robotics、Hortikey 和UrbanaGrow)。有幾個解決方案正在逐步推廣（如 Aerobotics、Cattler、Cropin、ioCrops、SeeTree、SOWIT、TROTRO Tractor 和

242、Tun Yat）或日益成熟（Lely、ZLTO、ABACO、Egistic和 Igara Tea）。有關各項技術所處的商業化 階段，詳細信息見附件1。深入審視案例研究的結論從服務提供商的角度來看，案例研究反映出的最為重要的一點是，27 家企業中只有 10家表面上是盈利的，具有財務可持續性。這些企業處于成熟階段（見圖 6），大多位于高收入或中等偏上收入國家，主要為大規模生產者服務，但也有例外，例如烏干達的一家茶葉企業以小型茶農為目標客戶。這些企業大多數在高收入國家經營，也有幾家位于中等偏上收入國家，如南非的 Aerobotics、墨西哥的 Atarraya和阿根廷的 Cattler。這一事實表明

243、，投資這些技術的商業邏輯或許在高收入國家更有說 服力。插文 14 數字化果園噴霧器在歐盟的影響：來自波蘭和匈牙利的證據歐盟已向SmartAgriHubs投資2000萬歐元，旨在實現歐洲農業的數字化。項目包括智能果園噴灑應用程序，利用內置物聯網設備的智能噴灑技術，優化果園的運營效率和處理質量。支持物聯網的噴霧器可以根據果園特定的區域和單棵果樹的條件自動啟動，顯著減少農藥的使用。智能果園噴霧應用云與農民現有的作業流程和應用軟件進行集成，進一步提高了水果生產的效率、利潤和可持續性。由于具有可追溯性，這項技術還可以提高食品安全和質量。決策的優化使果農每年每公頃可節省 517 歐元的燃料費，農藥成本也降

244、低了 25%，利潤得以增加。資料來源：IoF，2019。37|49|第3章 投資農業自動化的商業邏輯從用戶的角度來看，超過三分之一的案例表明，解決方案提高了產量和效率，并帶來了新的市場機會，農民因此從中受益。例如，在烏干達，通過 Igara Tea 這個旨在提高茶葉產量和生產效率的數字解決方案，7000名農民在五年內將產量提高了57%。緬甸的農機租賃公司（Tun Yat）讓使用其服務的農民每人每年大約能多掙 240美元，主要是因為租用的農機提高了脫粒的質量，機械化操作也減少了收獲后的作物損耗。31在另外三個案例中，GARBAL 用于畜牧業，TROTRO Tractor從事種植業機械化租賃業務，

245、SeeTree用于果樹種植，盡管目前還沒有充分的證據證明采用這些技術的經濟可行性，但農民既然愿意花錢購買這些解決方案，說明這些技術的確具有商業價值。在缺乏商業價值信息的情況下，某種解決方案吸引的用戶或投資數量也可以用來說明財務可持續性。例如，五個案例的服務商提供了使用其服務的生產者數量信息（Aerobotics、Cattler、Egistic、Lely 和 SOWIT），兩個案例的服務商提供了 公司所獲得的投資信息（Atarraya和 Harvest CROO Robotics）。這些技術很多仍處于開發的初級階段，商業價值尚不明確。需要開展進一步的成本效益分析，從而搜集證據，以便更好地對技術進

246、行因地制宜的調整（插文 14為歐洲的案例）。解讀目前已經收集到的信息，有助于了解影響數字自動化采用的動力和障礙。首先，解決方案采用率上升不僅表明技術可以成功地執行農業操作，而且表明農民掌握了這些技術的使用方法。一個關于作物和牲畜數字化應用的案例（ZLTO）表明，農業生產者往往沒有時間去學習和熟悉新的解決方案，如果數字解決方案沒有內置于農業機械內，難度會進一步加大。相反，如果新款的農業機械已經配備了全球衛星導航系統，農民就很容易上手，能在作業過程中對機器進行精確的定位。31農業生產者采用數字自動化技術舉步維艱，其中一個主要原因是農民普遍缺乏數字技能，并且對這些解決方案的潛力沒有充分的認識。此外，

247、人們都想安于現狀，尤其是老齡化嚴重的農業人口。各國的案例都體現了這些因素的影響（歐洲的 AbacoAbaco、大韓民國的 ioCrops、尼泊爾的 Seed Innovations、美洲及歐洲和南非的 SeeTree、斐濟及其他太平洋島國的 TraSeable Solutions，以及緬甸的Tun Yat），這些因素并非僅僅在低收入或中等收入國家才存在。出于這個原因，人口的代際更替可能會推動新技術的采用，青年農民被寄予厚望，他們可能是實現家庭農場向數字化和先進自動化轉型的關鍵。來自大韓民國（ioCrops）和美國（Atarraya 和 Cattler）的三個案例表明，青年農民更容易被創新所吸引

248、。因此，能力建設對于推動新技術的采用至關重要。影響新技術采用的另一個動力或障礙是對風險的態度。兩個案例（Aerobotics 和Cattler）表明，南非和阿根廷的大型生產者通常比美國的同行更為主動，對數字自動化解決方案的態度更為開放。這主要是因為美國的生產者承受的市場風險較小，而阿根廷和南非的生產者需要在國際市場上進行激烈競爭。事實上，阿根廷和南非的生產者銳意進取，敢于 冒險，很可能是迫于國際市場上的競爭壓力，才導致他們更踴躍地采用新技術。第 2 章中也提到了推動新技術采用的其他動力，包括勞動力短缺（例如季節性短|50|2022年 糧食及農業狀況缺，GroboMac、Igara Tea、SO

249、WIT 和 TROTRO Tractor），以及對安全工作條件和減少的繁重勞動的訴求（Lely 和 SOWIT）。TROTRO Tractor 的案例反映出一個有趣的現象，勞動力短缺是推動女性農民采用新技術的強大動力，因為她們比男性農民更難雇到工人。此外，婦女通常只有等男性使用完機器后才能自己用，等輪到她們的時候天已經黑了。TROTRO Tractor 的解決方案讓女性自主地使用機器，而不受男性的支配。30另一個有趣的現象是，COVID-19 疫情在兩種情況下可能推動了新技術的采用，因為疫情期間需要盡量避免或減少身體接觸，數字解決方案的價值得以突顯（見插文 15）。n除了商業價值之外，投資、政

250、策和立法的作用上一節回顧了論證農業自動化技術商業價值的相關證據。研究表明，機動機械化總體上給農業生產者帶來了可觀的回報，而且如果能因地制宜進行調整，機動機械化還可以提高資源利用效率，節約稀缺資源，產生環境可持續性的效益。盡管相關證據比較有限，人們已經積累了一些重要的經驗，能更好地認識到數字自動化技術的商業價值。最重要的信息是，采用數字自動化的商業理由仍不夠充分或不夠成熟，原因有很多，包括農民不愿承受采用新技術的風險，或者缺乏基本的數字技能來操作新技術。本節的分析更進一步，研究除商業價值之外的其他因素對自動化技術采用的影響，包括政策、立法和公共投資，這些結構性的因素如 插文 15 COVID-1

251、9 疫情激發對數字技術的興趣：來自兩個案例研究的證據在為本報告編寫的 27 個案例研究中，有兩個案例研究提到了 COVID-19 疫情推動新技術采用的特殊作用。TROTRO Tractor在幾個撒哈拉以南非洲國家開展業務，而疫情是其業務得以推廣的重要動力。盡管疫情限制了人員流動，由于有 TROTRO Tractor提供的平臺，作物生產并沒有中斷，平臺發放電子代金券也促進了采用。TraSeable 提供一款帶有簡單數字工具的移動應用程序，讓太平洋島國的農民能夠及時了解最新的農業行情。COVID-19 疫情也推動了TraSeable 的采用。該應用于 2020 年發布，據受訪者稱，疫情暴發后，應用

252、的下載量顯著增長，因為疫情防控要求減少人員面對面接觸。資料來源：Ceccarelli等人，2022。31|51|第3章 投資農業自動化的商業邏輯何形成激勵機制，鼓勵農業生產者和提供自動化技術的商家承擔采用新技術的風險。例如，非洲的農業機械化落后于其他區域，而需求卻很大，且不斷高漲。然而，農民缺乏基本的知識，也不掌握操作和維護機械的技能，貿易法規和海關政策又施加重重限制，再加上基礎設施薄弱，機械化的推廣舉步維艱。19許多非洲國家的基礎設施很落后，很難通達城市市場，機械化服務的價格因此居高不下。38特別是對只擁有小塊土地的小規模生產者而言，9他們沒有投資新技術的積極性。19,39改善運輸基礎設施和

253、道路網絡可以降低生產者獲取技術、零備件、維修服務和燃料的成本，并促進租賃市場的出現。40通過改善電力和可再生能源供應，政府可以推動機動機械化技術的采用，如太陽能灌溉水泵和用于農產品加工和保存的 機械19,41,42。同樣，落后的基礎設施阻礙了數字自動化技術的采用，特別是在低收入國家。30,31在大多數低收入和中等收入國家，包括在前面的一些案例中（例如墨西哥的 Atarraya 和西非的GARBAL），網絡連接和其他必要的基礎設施（如電力和數據基礎設施）極為落后，甚至根本不存在，一直是妨礙數字自動化推廣的主要障 礙。就互聯網和智能手機而言，農村人口普遍處于弱勢，因此很難獲得有價值的服務。反之，如

254、果基礎設施投資到位，會極大地促進新技術的采用，兩個案例（斐濟的 TraSeable 和緬甸的Tun Yat）表明，移動通信技術的快速滲透可以為數字自動化解決方案的推廣創造有利環境。31土地權屬對新技術的采用也很重要，因為是否擁有土地會影響貸款發放，還會影響生產者對承擔風險的態度。農業機械化往往首先被大型農場采用，大型農場的土地權通常有更好的保障，也更容易獲得貸款、農技推廣服務和市場商機，大型農場承擔風險的能力也更 強。43全球各地的證據表明，大型農場通常比小型農場更早實現機械化。4,44,45,46然而，如果能專門為小型農場設計機械化的技術和制度解決方案，農場的規模不一定會成為采用的障礙。巡回

255、式機械化服務就是一個例子，農業機械長途巡回，甚至跨越不同的生態區和國界，供沿途有需要的農民租用，這種模式在許多亞洲國家和一些非洲國家很受歡迎，但很多非洲國家基礎設施落后，還存在未決的邊界問題，影響了效果。4,19,47,48現有文獻和本報告委托的 27 個案例研究顯示，30,31立法往往是一個不利因素，對新技術施加各種限制，官僚主義嚴重，這影響了各種解決方案在低收入和中等收入國家的推廣和采用，如無人機、傳感器和氣象站。在一些中等偏上收入和高收入國家也是如此，例如歐盟和南非對飛行執照有嚴格的限制（見Aerobotics），美國對自主機器進行限速，31,49一些國家還限制進口無人機和物聯網設備（烏

256、干達的Igara Tea 和北非及西亞的 SOWIT)。立法也會影響特定部門對數字自動化技術的采用，如設施農業下的作物種植和水產養殖。人們普遍認為這樣的做法違反自然規律，因此很多部門的公共政策會對其加以限制。例如，歐盟的立法認為不使用化學品的有機食品生產并不屬于設施農業的范疇。31 制約數字技術采用的其他重要因素包括：缺乏關于數據共享和相關基礎設施的政策和立法（西非的 GARBAL），缺乏支持創新（北非的 SOWIT）和公私伙伴關系（哈薩克斯坦的|52|2022年 糧食及農業狀況Egistic）的公共政策、立法和激勵措施。而在一個案例中（墨西哥的 Atarraya），受訪者認為沒有監管反而是件

257、好事，因為監管會導致人浮于事的官僚主義。在其他案例中，立法被認為是推動新技術采用的主要動力。在大韓民國，ioCrops 案例提供的證據表明，政府投資高科技農業系統，牽頭進行試驗、示范和能力建設，有助于促進農業數字自動化的普及。在尼泊爾，關于保險的公共政策積極支持數字和自動化解決方案的推廣（見 Seed Innovations 案例）。政府的投資、政策和立法可以發揮重要作用，促進形成一個有利于創新的環境，讓所有人都可以獲得和使用新技術，并確保新技術有助于實現眾所期待的社會目標，如包容性和環境可持續性。許多情況下，公共政策、立法和政府投資是必要的，可以解決私人無法克服的制約因素，第 5 章將對此進

258、行詳細討論。n農業自動化的未來發展軌跡：包容性采用和環境可持續性的 考量 本節討論了農業自動化技術在不同類型的國家和農場的未來發展軌跡，分析了可能影響這些技術傳播和采用的結構性因素。本節還探討了實現機械化農業可持續發展的前景。機動機械化在帶來種種好處的同時，也帶來了一些負面的環境影響，特別是犧牲森林和非洲熱帶草原的草場換取更多的農田。50此外，本節還討論了小型農業生產自動化的潛力，以及自動化進一步發展可能會造成的經濟和社會 影響。高度機械化農業增強可持續性的 前景在高收入國家，農業已經高度機械化，在低收入和中等收入國家的許多商業化農場上也是如此，這主要是為了應對農業勞動力的稀缺或季節性短缺。為

259、了實現規模經濟，機械化主要使用大型機械，然而，證據表明這導致了土壤侵蝕、毀林、溫室氣體排放增加和生物多樣性喪 失。51在許多國家，服務提供商往往使用大型機械，服務對象通常是那些已經清除了地塊上的樹木和樹樁的農場；40,52但是，清除農場上的樹木，再加上機械化導致的種植結構的變化，往往會引發水土流失。7此外，重型大型機械造成的土壤侵蝕和退化也會導致產量下降。38,53大型拖拉機的使用從根本上改變了農村的景觀面貌，生產者往往會擴大地塊，改變地塊的形 狀，為了生產糧食和發展農業，不惜讓農田整齊劃一，犧牲生物多樣性。50,52機動機械化也導致作物多樣性降低，因為更容易機械化生產的作物會成為首選，如小麥

260、、玉米和水稻。4遺憾的是，農民往往不會采用增強生物多樣性的做法，如生態農業、間作和輪作，因為這些做法非常耗費人力。54機械化往往導致專業化程度提高，種植結構變得越來越單一，這可能會破壞農業生產者的韌性。55 為了應對這些挑戰，機動機械化亟需創新，開發小型的輕便機械，從而減少土壤壓實并減輕對環境的負面影響，因地制宜的自動化契合|53|第3章 投資農業自動化的商業邏輯 插文 16 使用采摘機器人解決草莓農場的勞動力短缺自動化采摘機可以自動采摘、檢查、清洗 和 包 裝 作 物。美 國 開 發 了 Harvest CROO Robotics，通過機器人采摘解決草莓行業勞動力短缺的問題。每臺采摘機有 1

261、6 個獨立工作的機器人，它們在農場中巡視，檢查草莓的質量和成熟度，然后進行采摘、清洗和包裝。因此，這項技術完全取代了診斷、決策和執行中的人力。Harvest CROO Robotics 是美國目前為數不多的草莓采摘解決方案之一，吸引了全美約 70%的草莓種植者（通常是大規模種植者）的投資，以解決勞動力缺乏和成本的問題。采摘機采用先使用后付費的模式，種植者根據草莓的采摘量 付費。這項技術得以大規模采用后，計劃組建一支可以從操作中心遠程控制的采摘機機隊，除了采摘、檢查、清洗和包裝外，還可以收集數據與種植者分享。資料來源：Ceccarelli等人，2022。31當地農業生產的規模，可以減少這些負面影

262、響。由可再生能源驅動的自主機器人可以減少化學制劑的使用、能源的消耗和溫室氣體的排放。56開展應用技術和農藝研究，有助于找到最適合當地農業生態條件的機械化解決方案。政府還可以制定政策，推廣經過驗證的更加環保的機械和設備。38,40生態農業使用松土機或直接播種機代替犁鏵，可以減少土壤侵蝕。結合作物輪作和永久土壤覆蓋，這些盡量避免擾動土壤的做法可將土壤侵蝕降低 99%。57生態農業似乎是農業的一大發展方向，但需要因地制宜的解決方案才能避免相應的阻力。58在此背景下，2019 年5月，聯合國可持續農業機械化中心（聯合國亞洲及太平洋經濟社會委員會下設的區域性機構）和在柬埔寨的各合作伙伴共同舉辦了關于適用

263、于生態農業機械化的區域培訓。59 向可再生能源過渡不僅是保護環境的要求，也是企業財務的要求。加納的 TROTRO Tractor和緬甸的 Tun Yat 的案例表明，燃料價格的上漲和波動是妨礙新技術采用的重要障礙（見附件1）?？稍偕茉匆矠檠刂鴥r值鏈推動自動化提供了新的契機，對偏遠農村地區可能特別有吸引力。60然而，當前可用的可再生能源并不足以保證所有的農業操作都能高效運行，比如電力并不適合動力密集型的整地作業。需要開展研究，篩選出適當的離網可再生能源解決方案，最有效地為價值鏈上的各類機械提供動力。51第2 章表明，解決勞動力短缺，提高效率，增強應對氣候沖擊和壓力的韌性，這些訴求正在推動高度機

264、械化的農場采用數字自動化和人工智能機器人。證據表明這些技術對環境有益，并可用于進一步引領未來的創新。然而，鑒于數據有限，以及許多解決方案仍處于開發和商業化的早期階段（見圖 6），無法對其潛在的好|54|2022年 糧食及農業狀況處一概而論。隨著這些技術在世界范圍內得到進一步開發和更廣泛的采用，包括通過共享或租賃服務，采用范圍可能會擴大到小農戶。31 在高收入國家，機器人正在取代人的體力勞動，從事灌溉、偵察蟲害、收獲、除草和水果 選 摘。例 如，在一 個案 例（Harvest CROO Robotics）中，服務提供商指出，美國已經有70%的草莓生產者購買了其開發的草莓收獲機器人技術（見插文 1

265、6）。機器人技術如果能減少或避免殺蟲劑和除草劑的使用，將會給環境帶來好處。自主作物機器人可以節省勞動力，改善作業時間，優化投入品的用量，減少土壤壓實，小型集群機器人減少土壤壓實的效果尤為明顯。根據對18 項研究的分析，在特定情況下，用自主作物機器人進行采摘、播種和除草具有經濟可行性。61,62,63集群機器人用于小型不規則田地具有明顯的成本優勢。64政策制定者和生產者需要更清楚地認識到這些好處，以便增加對相關技術開發的投資。自動化對未機械化或機械化程度很低的小規模農業的潛在好處小規模農業生產者彼此不盡相同，有些可能已經高度商業化并采用了現代技術，包括機 插文 17 機動機械化對婦女的商業價值：

266、來自尼泊爾的證據機動機械化可以通過三種方式為女性賦能，滿足她們的需求。婦女可以是：（1）機械化服務的客戶，機械化減少了繁重的農業勞動，讓婦女可以騰出時間休息或從事其他社會或經濟活動；（2）機械和設備的操作員或租賃企業的雇員，她們可以利用自己的技能賺取收入；（3）創立和運營農業機械租賃業務的企業家，向其他農民提供機械化服務并創造收入。糧農組織最近發布了一份報告，匯總了尼泊爾可用于作物種植和收獲后作業的機械設備的信息，這些都是經過了市場檢驗行之有效的機械設備。此舉是為了促進和支持婦女作為操作員和管理人員參與農業機動機械化。婦女采用的機動設備包括：幾種類型和尺寸的動力除草機，可以對蔬菜、玉米和甘蔗等

267、寬行距作物進行除草和行間種植。報道稱，與人工勞動相比，一臺動力除草機可以清除大片土地上的雜草。來自當區種植玉米的女農民稱，通過使用大功率除草機，她們省去了 人工除草的費用，每比嘎（相當于 0.66 公頃的面積）可以節省 10000盧比（84 美元）。移動式脫粒機是一種發動機驅動的機械，用于成捆的水稻或小麥，可以讓人擺脫手工脫粒的苦差，不僅節省了時間，而且大大增加了脫粒的谷物量（比手工脫粒多8-10 倍）。脫粒機效率很高，農民可以購置脫粒機以個人的身份提供脫粒服務，農機租賃中心也可以對外出租脫粒機。玉米剝粒機用于從穗軸上把玉米粒剝離，可以讓人擺脫手工剝玉米的枯燥和疼痛，節省了時間，并大大增加了單

268、位時間內脫粒的谷物量（比手工脫?？?0-40 倍）。脫粒后的玉米去掉了玉米棒，節省了空間，更容易儲存。資料來源：Justice、Flores Rojas 和 Basnyat，2022。66|55|第3章 投資農業自動化的商業邏輯動機械化，而有些則僅僅使用最簡單的工具勉強自給自足。但總體而言，他們都嚴重依賴家庭勞動力，哪怕已經采用了機械化，也僅僅是對部分農場作業的機械化。在許多地方，擴大機械租賃市場可以讓小規模生產者受益。租賃市場往往主要提供大型機械，這些機械在國內和跨越國境巡回，覆蓋各種農業生態區。為了利用這樣的農機服務，生產者不得不調整自己的農場和生產方式，向大規模農業生產靠攏。因此，迫切需

269、要開發量身定制的機械化方案，首先解決機械化過去造成的負面影響，其次促進機械化的推廣，從而以可持續的方式提高生產力。小型機械更適合小規模農業兩輪拖拉機和小型四輪拖拉機等技術是亞洲提高其機械化水平的關鍵。2,19,20兩輪拖拉機的經濟效益可能更好，更適合小型農場。兩輪拖拉機可以繞開樹樁和石頭，不需要大刀闊斧地清理場地，從而最大限度地減少了生物多樣性的損失。兩輪拖拉機也更容易操作、維護和修理，更容易申請到小額貸款。22,65同樣的道理也適用于其他各種小型農業機動機器，使用這些機器不需要大規模改造或清理場地，更有利于生物多樣性。此外，小型機械也有可能促進性別平等（見插文 17尼泊爾婦女使用小型機動機器

270、的成功案例），通過節省勞動力和資源提升婦女地位。數字自動化技術好處多多，但小規模農業采用數字自動化面臨重重挑戰關于低收入和中等偏下收入國家實施精準農業的研究越來越多，深刻表明必須挖掘數字自動化技術用于小規模農業的潛力。67,68,69為了推動數字自動化技術的采用，一些服務提供商表示愿意向小規模生產者提供免費咨詢服務，其商業模式是通過出售從農民那里收集的數據賺取收入。31這種模式有可能帶來發令人鼓舞的變化，但前提是必須符合關于數據共享和隱私的標準。此外，相鄰的農民往往傾向于種植同樣的作物，以分攤無人機咨詢服務的費用（例如在布基那法索70、加納71和盧旺達72）。數字技術有力地推動了面向小規模生產

271、者的農業咨詢業務。30 在低收入國家，自成一體的數字工具因為成本較低，是部署得最多的數字解決方案，但其對生產力和環境可持續性的影響基本上還沒有定論。此外，現有數據仍然很匱乏，還不足以生成小規模生產者所需的個性化建議。此外，用戶數字技能低下導致數字解決方案難以推廣，數字鴻溝仍然觸目驚心，婦女和其他弱勢群體往往與數字解決方案無緣。許多國家缺乏數據隱私和保護的立法，這也是一個新問題，可能導致第三方濫用數據。73關于使用無人機在小型農場施用化肥和化學制劑等投入品也有相應的研究，其中包括非洲。74,75商業化應用已經起步，但大多數解決方案都是基于地圖的應用，幾乎沒有自主決策的能力。通過無人機施用投入品有

272、許多優勢，包括提高精確性，減少農藥暴露，在普通機械無法企及的場地中作業（因為場地過于潮濕或地形崎嶇），避免機械移動對直立作物造成 損害。采用無人機的經濟效益取決于設備成本、施用的效果、點施模式節約的投入品，以及避免地面機械對作物的破壞而挽救的產量。小規模農業生產者通常自己并不擁有無人機，因此是否有無人機可供租賃，租金是否合理，這對于他們很重要。使用無人機也帶來了許多技術|56|2022年 糧食及農業狀況挑戰，例如如何重新填充噴霧罐、肥料箱或種子料斗，如何給電池充電，局部施用時如何根據不同片區使用不同的農藥，如何培訓用戶，以及如何預防偏航進入非目標區域?？朔@些問題需要相應的技術能力和機構能力，

273、而對許多低收入和中等收入國家來說，這又構成了一個重大挑戰。76 妨礙小規模生產者采用數字自動化的因素之一是成本，因此改進技術、調整規模和開發創新的商業模式尤為重要，這有助于降低用戶的經濟負擔。計算機和智能手機這樣的設備原來高不可攀，但一旦大量生產，價格就大幅度下降，可以在精準農業中廣泛使用。31一些地方的農業生產面臨缺水的挑戰，馬里有一個自動化溫室的成功案例，用計算機控制灌溉和農藥施用，表明數字自動化可以提高水和農藥的使用效率。77精準畜牧業精準畜牧業的解決方案主要應用于高收入國家的集約化生產系統，通過傳感器監測動物的健康、繁殖和行為。為了提高產品質量，電子標簽和區塊鏈越來越多地被用于對大型農

274、場銷售的牲畜進行追蹤。29然而，對于低收入國家的絕大多數畜牧業生產者來說，這樣的先進技術仍然過于昂貴，在這些國家，精準畜牧業解決方案更多地體現為虛擬圍欄系統，通過音頻警報、電擊或其他提示，將牲畜限制在一定范圍內，這有助于減少繁重的勞動和對勞動力的需求，改善動物繁殖管理，促進信息收集和集約管理，實體圍欄也因此有可能變得可有可無。此外，全球衛星導航系統可以幫助生產者確定動物在大型開放牧場上的位置，還可以與傳感器相連，監測動物體溫、運動軌跡及其他與健康和生殖狀態有關的指標。然而，目前對于大面積牧場來說，對每只動物都使用全球衛星導航系統的成本過于高昂。與用于種植業的解決方案一樣，這些畜牧業解決方案需要

275、重新設計，以降低成本和實現批量生產，并需要開發創新的商業模式，使這些技術可用于低收入國家的大型畜牧業生產系統。29開發應用程序，用于訪問牲畜管理的相關信息，這是發展精準畜牧業極具潛力的領域。78來自肯尼亞的經驗表明，牧民越來越多地使用這種應用程序來了解草原的狀態，并相應地帶著畜群四處移動以找到足夠的飼草。79基于衛星數據的應用程序可以幫助發現和報告動物疾病，使牧民和養殖戶能夠迅速采取有針對性的措施。78 通過資產共享實現機械化數字工具也可以有力地支持資產共享，幫助小規模生產者實現農業機械化。例如，類似于優步的共享出行模式，利用全球衛星導航系統跟蹤農業機械，再配合車隊管理軟件，有望大幅降低小規模

276、生產者與機械租賃公司之間的交易成本，并能讓機械主人對機械使用情況進行監督。29這方面的案例包括非洲的 TROTRO Tractor 和亞洲的 Tun Yat。當然這些解決方案仍面臨著各種挑戰，如道路破敗和網絡連接時斷時續。需求的季節性也是一個問題，在特定時期會供不應求。租賃公司正在考慮利用制度創新來克服這一系列挑戰，例如通過中介預訂將小農戶聚在一起，降低與農民打交道的交易成本，并避免機械閑置。80資產共享有可能逐步推動全球衛星導航系統的采用，實現精確定位和對機械的高度掌控，也有可能推動可變速率技術用于中低收入國家的精準農業。問題|57|第3章 投資農業自動化的商業邏輯在于，在大型機械上使用全球

277、衛星導航系統，要求場地必須是方正的，而許多小規模生產者的土地往往并不規整。人工智能機器人為高收入國家的農場設計的機器人通常并不適合低收入和中等收入國家。在這些國家，農業仍然以小規模生產者為主，主要依靠家庭勞動力手工完成各項操作。例如，高收入國家的自動棉花采摘機效率很高，但只適用于同時成熟的棉花，因為機器在采摘時會損毀棉花植株。這種解決方案并不適合印度或西非的傳統農場，當地的棉花品質很高，但分批開花，開花季持續約150-160 天，期間需要進行三到四次采摘。31 高昂的成本是采用機器人的另一個障礙，特別是對于低收入和中等收入國家的小規模 插文 18 低成本自主作物機器人的前景 對于小規模生產者來

278、說，小型輪式自主作物機器人值得關注，這種機器人可以播種、除草和收割，價格與一輛摩托車相當（500-1000美元），而低收入國家許多農業家庭都擁有摩托車，因此容易接受這個價格水平。腿式機器人因為可以跨越各種障礙，在田地中也很有用，但是價格要貴得多。自主作物機器人有通過人工智能進行學習的能力，有可能大幅度提高糧食產量，甚至遠遠超過當前的產量極限。然而，如果為每種作物和特定的農業生態條件專門生產機器人，成本會過于高昂，而且產量也上不去。因此，更為合理的商業模式似乎是，制造商生產一種通用的自主機器，并配備一系列適合不同任務的工具，其中一些工具可以是由各地自行制造。自主機器可以安裝全球衛星導航系統，從而

279、能夠通過繪圖體現各種信息，例如土壤顏色、基于鋤地所需力量的土壤硬度、單產數據。自主機器人可以使用各種能源作為動力，例如化石燃料、太陽能和甲烷。農民可能會因為自主機器人高昂的價格而望而卻步，尤其是在早期階段，為此，自主機器人可以對外出租，或者按次向農場收取服 務費。有了通用的自主作物機器人，各種各樣的數字自動化也成為可能。例如，通過結合作物傳感器，自主機器人可以利用先前記錄的土壤、植物和產量圖，確定肥料需求，84 并識別害蟲、疾病和雜草，根據需要施用殺蟲劑、殺真菌劑或除 草劑。雖然對小規模生產者來說，實現數字自動化是一項挑戰，但與此同時，數量龐大的生產者意味著巨大的商機和誘人的新市場。在非洲和南

280、亞，密封儲糧技術的研究、開發和商業化歷程可以給我們提供一些啟示。85在普渡大學推出改進作物儲藏袋之前，制造商認為小規模生產者沒有購買力，不愿意投資為他們開發糧食儲藏的新技術。后來，普渡大學發明的改進作物儲藏袋暢銷30多個國家，銷量已數百萬計，原來對此不屑一顧的制造商紛紛效仿，加入到競爭的行列中。資料來源：Lowenberg-DeBoer，2022。29|58|2022年 糧食及農業狀況生產者而言，這些國家采用機器人解決方案的例子非常少。在這些國家，傳統種植的作物和相應的種植方式都以手工勞動作為前提，體現了當地的條件和制約因素，現有的農業結構無需進行大幅調整，甚至完全不需要調整。社會經濟因素可能

281、是推動采用機器人技術的動力，其中勞動力季節性短缺是一個突出因素。其他因素也在發揮作用，例如人們有了更好的受教育機會，農村人口流向城市，社會認為體力勞動低人一等，政府向失業人口發放救濟金，這些都會導致人們對低收入體力工作逐漸失去興趣。73,81,82,83 文獻表明，根據低收入和中等收入國家的國情專門設計的自主機器人可以帶來以下好處：（1）減少對人力的需求；（2）降低成本和支持小規模經營，確保使用傳統機械化的小型農場也能使用機器人；（3）在形狀不規則的田地中高性價比地使用機器人，避免傳統機械化導致農村景觀變得單調和整齊劃一。遺憾的是，目前還沒有對這些國家投資機器人技術的可行性分析，無法論證這些技

282、術的商業價值，29原因之一是開發機器人解決方案的企業往往是小型企業，面臨大企業的競爭，很難吸引或留住能夠進行這種分析的人才。31插文 18展示了為小規模生產者開發機器人的潛在機遇和挑戰。數字自動化技術對農業的其他影響農業技術的經濟、社會和環境影響往往遠遠超出農場本身的收益和成本。例如，農業機械化往往導致農場規模擴大，田地形狀發生改變和農村人口減少。如前所述，應對高度機械化農業造成的環境問題，數字自動化技術極具潛力。如果能做到因地制宜，特別是與經過改造的機動機械相結合，數字自動化在小規模農業中也有巨大的潛力。展望未來，如果本章討論的數字自動化技術（包括機器人和人工 智能）能得到很好的開發和廣泛采

283、用，可能會產生極為廣泛的積極影響，包括以下內容：農場結構：小型集群機器人不受制于農場經營規模，生產者不必擴大農場規模，從而避免擾亂社會組織結構和破壞環境。小型集群機器人可以減少繁重的勞動，提高經濟效益，提升農業作為高科技產業的形象，讓年輕人愿意留在農村，并吸引其他部門的工人投身農業（詳見第 4 章關于青年的內容）。機械化農業導致了形狀不規則的小塊農田被荒廢，集群機器人可以實現對這些荒廢土地的商業利用，這些土地通常土質良好，降雨充沛，鄰近市場。集群機器人有助于提高這類農田的經濟收益，從而降低政府對小規模農場進行補貼的經費開支。此外，小型農場和仍然依賴畜力牽引的大型農場都有可能跳過機動機械化，直接

284、采用數字自動化，無需改變農村景觀，從而保持豐富的生物多樣性。農業設備市場結構：確保中小型農業（包括種植業、畜牧業和水產養殖業）獲得各種數字自動化技術，可能會導致相關設備市場發生結構性的變化，有技術能力的創業者因此會迎來商機，開發價格合理和性能可靠的自主機器和設備，并結合創新的商業模式推向市場。作物保護作為一個服務項目：作物保護市場目前主要是依靠銷售大量農藥。有針對性的噴灑可以減少多達 90%的農藥用量，具有顯著的環境效益，而利用機械或激光控制雜草可以完全替代除草劑。29這對于地方上的創業者來說是一大商機，他們可以提供標準化|59|第3章 投資農業自動化的商業邏輯的自主機器來識別雜草和有害生物。

285、這些機器可以按次收取服務費，或者直接賣給農民。更安全、更高效、更有韌性的畜牧業和水產養殖業：數字自動化可以極大地促進遠程作業，最大限度地減少工作負荷，同時改善 管理。86越來越多的研究表明，數字技術用于水產養殖業極具潛力，可以推動行業商業模式和養殖場實現重大轉型。87例如，物聯網技術可以自動監控水體狀況，便于養殖戶立即采取行動。88在畜牧業中，生物傳感器的使用越來越普及。生物傳感器可以監控動物個體的健康和行為，讓生產者獲得實時信息，從而采取有針對性的行動，這可以帶來諸多好處，包括減少抗生素的使用。傳感器還支持區塊鏈技術，可以保證動物產品從農場到餐桌的可追溯性，在監測疫情和預防相關經濟損失與食源

286、性流行病方面極具 優勢。89隨著技術的發展和日益普及，其他的影響也會相繼顯現。具體會有什么影響取決于多種因素，包括技術特征、網絡連接、法律和監管 框架、企業和創業者的商業決策、社交媒體上的反響，以及對農業數字自動化的社會態度。政府可以通過建設數字基礎設施，制定適當的法律和監管措施，開展研究和教育培訓，促進數字自動化的采用，實現正面的效果（見 第 5 章）。n結論本章通過證據論證了各種自動化技術的商業價值。農業機動機械化的商業價值已經得到公認，包括減少勞動力使用，提高農業作業的時效性，減少繁重的勞動，實現農業生產的規?；图s化，增強應對氣候變化和疾病的韌性，從而節省大量成本。此外，機械化有助于

287、解放農戶的家庭勞動力，他們可以從農活中騰出時間，從事改善生計的非農工作。未來十年，在機械化進展緩慢的國家，特別是撒哈拉以南非洲，機械化仍有可能在農業轉型中發揮重要作用，但必須審慎評估當地需求，并制定有針對性的戰略。不同類型和尺寸的機械可用于不同的地形和農業氣候區，滿足小規模生產者的需求。小型四輪拖拉機、兩輪拖拉機以及眾多其他小型機械用于糧食生產和農業，更有利于農業生物多樣性，可以在機械化水平低的地區重點推廣。盡管機械化有可觀的潛力，但由于結構性因素，如基礎設施落后、技術技能低下，商業環境不夠給力，世界上仍有很多地方機械化水平偏低。許多地區和社會經濟群體仍然與機械化無緣，原因是缺乏資金或受結構性

288、因素的制約，如限制性的政策或落后的基礎設施。政策需要支持一般性公共服務，提供公共或集體產品，其中包括開展農業研發并傳遞知識（如培訓和技術援助），以及建設和維護基礎設施（如改善農村道路、灌溉系統和倉儲）。以這兩種公共服務作為切入點，可以在不扭曲市場機制的情況下營造有利于自動化的大環境，而且這兩點往往也是論證自動化商業價值的必要條件，特別是在低收入和中等收入國家。90 相比之下，數字自動化技術，特別是作物機器人和水產養殖業的數字自動化，仍處于研發和商業化的早期階段，對農業生產者的經濟|60|2022年 糧食及農業狀況影響仍只能靠推測。另一方面，精準畜牧業相對更為成熟，但其應用主要集中在高收入國家。

289、其他技術也在逐步普及，如自成一體的數字解決方案、自主無人機和遙感、使用全球衛星導航系統和可變速率技術的機械化解決方案，以及設施農業解決方案。本章分析了來自世界各地的 27 個案例研究，結果顯示這些技術對高收入國家和大規模生產者的商業價值已經得到證明。顯然，需要進一步收集關于這些技術成本與收益的證據，以判斷哪些技術也適用于其他類型的生產條件。與機械化一樣，結構性因素影響了數字自動化技術的商業價值，包括落后的網絡連接和電力基礎設施、低下的數字技能和對新技術的淺薄認知。文獻和案例提供的證據表明，青年農民在家庭農業向數字化和先進自動化轉型方面發揮著重要作用。推動數字自動化采用的其他主要因素包括國際市場

290、競爭的加劇、勞動力短缺、以及減少繁重勞動和改善工作條件的訴求。在一些地方，數字平臺幫助婦女獲得機械化服務，這有助于克服社會對婦女的偏見，增加女性獲得服務的機會（見第 4 章）。數字工具大幅度降低了交易成本，擴大了機械租賃市場，改變了機械化的格局。此外，一些數字自動化技術有可能扭轉之前機械化造成的環境破壞。為了應對破壞環境的問題，機動機械化的創新工作有必要進行調整，以鼓勵研發更小巧和輕便的機械，從而減少土壤壓實，減輕對環境的負面影響。開展應用技術和農藝研究，有助于發現最適合各地農業生態條件的機械化解決方案。本章還介紹了公共政策、立法、投資和創新的作用，這些方面的工作有助于解決妨礙新技術采用的結構

291、性障礙，并確保干預措施有針對性地解決小規模生產者面臨的挑戰和環境問題。第 4 章和第 5 章分別對自動化的社會影響和公共政策的作用進行了更深入的討論。n|61|肯尼亞一名從事保護性農業的農民在馬庫尼縣的卡通茲韋尼駕駛拖拉機。糧農組織/Luis Tato第 4 章農業自動化的社會經濟影響和機遇 要 點 農業自動化進程可以提高農業和整個農業糧食體系的生產力，并創造新的就業崗位，為青年工人、婦女和殘疾人等邊緣化群體帶來機會。為了理解農業自動化的所有社會影響，我們必須超越初級生產，看到自動化對整個農業糧食體系的影響。在工資上漲和勞動力短缺的情況下，自動化對生產者和雇傭工人都有利。特別是，自動化可以幫助

292、小規模農業生產者克服勞動力短缺，從農業中騰出時間從事其他活動，從而改善生活。另一方面，如果勞動力充足，而且補貼降低了采用自動化的成本，就存在工作崗位被機械取代的風險，農業工人可能會因此失業，尤其是那些貧困的和沒有一技之長的人。包容性的自動化要求采取自下而上的方法，優先提升技能和能力，讓婦女、青年以及所有相關利益相關方參與設計技術開發方案，考慮他們的關切、需求和知識水平。政府不應當實施有增加失業風險的扭曲性補貼，也不應以保護就業和收入為由限制自動化，這樣做會降低農業的競爭力和生產力。相反，政府應關注如何創造一個有利的環境，確保婦女、青年、小規模生產者和其他弱勢與邊緣化群體的充分參與，讓自動化惠及

293、所有人。與此同時，必須解決造成貧困、脆弱性和邊緣化的根本原因，以確保自動化不會加劇對最弱勢和邊緣化群體的排斥。第 2 章和第 3 章研究了機動機械化和數字自動化技術的趨勢和動力，以及對生產力、效|63|第4章 農業自動化的社會經濟影響和機遇率、韌性和環境可持續性的潛在影響。本章探討了農業自動化對包容性的影響，具體而言，就是辨別自動化進程中的贏家和輸家。本章首先概述了農業糧食體系的特點以及自動化如何影響其中的勞動力，然后討論了農業自動化對體面就業的影響，以及對參與自動化進程的不同社會經濟和人口群體的影響，包括大規模生產者與小規模生產者、無地農民與自營農業工 人、婦女和青年。本章進一步指出，農業和

294、結構轉型程度不同的國家將承受不同的影響，因此在自動化問題上面臨不同的政策挑戰。n通過農業糧食體系的視角分析社會影響農業生產正在迅速變化，從低收入和中等收入國家采用拖拉機、脫粒機和收割機，到高收入國家采用高科技人工智能解決方案，都體現了農業轉型和農業糧食體系持續演變的進程。了解農業糧食體系的發展動態，對于分析和預測體系中任何節點的自動化效果至關重要，同時要權衡可能的利弊，考慮意料之外的后果。要理解自動化對農業生產、農產品價格、農產品貿易和體面就業的影響，也必須要關注上游和下游做出的反應。這一切也取決于農業糧食價值鏈的類型，如 2021年糧食及農業狀況1中所述：（1）傳統型，主要是小規模自給自足的

295、農業生產；（2）過渡型，主要是中小型農戶從事商業化農業生產；（3）現代型，主要是大型企業從事商業化農業生產。三種類型的價值鏈在許多方面都不盡相同，包括對勞動力的需求。把握農業糧食價值鏈的雙向聯系對于理解自動化技術的影響至關重要，包括農業糧食體系不同環節的勞動力需求如何變化，以及工人在這些環節之間轉移的可能性。自動化的影響還取決于性別角色、農業工人的類別（例如是遷徙工人還是本地工人，是季節性工人還是非季節性工人）和農業工人的技能水平。拆解農業糧食體系圖 7 提供了一個概念框架，可用于分析自動化如何影響農業糧食體系各個構成部分的就業問題?？蚣荏w現了上述三種典型的農業糧食價值鏈各自的主要特征，區分了

296、上游、中游和下游市場，并列出了在每個市場開展的主要活 動?？蚣苓€揭示了不同市場之間的聯系，并強調自給自足、家庭商業化和企業商業化三類農業生產者，哪怕從事一樣的市場活動，彼此的差異也是十分明顯。不同的社會經濟和人口群體（圖左側）都被視為是農業糧食體系中的關鍵主體，其中包括小規模生產者、婦女、青年和其他邊緣化群體（如殘疾人和移民），而他們往往是最受排斥、最被邊緣化和最弱勢的群體。農業自動化進程有可能推動實現包容性，通過增加機會、提供生產資料和自然資源、增強權能和能動性，以及尊重人們的權利，確保所有人都能參與自動化進程并從中受益，特別是弱勢、受排斥和邊緣化群體。包容性既是提供更好和更公平的自動化服務

297、的手段，也是自動化的目 的，以確保不讓任何人掉隊。2 圖 7 的底部列出了各個市場的主要勞動力類型，用向上和向下的箭頭標明自動化技術對每類勞動力需求的影響，需要指出的是，具體的影響取決于具體情況，必須通過實證研究進行驗證。雖然自動化技術減少了相應任務的勞動力需求，但同時也催生了需要新型勞動力的|64|2022年 糧食及農業狀況新任務，如設備維護和操作。以圖7作為參考點，接下來進一步討論了農業自動化對包容性的影響。本節探討了農業糧食體系內各個市場的相互聯系，這對于勞動力在農業糧食體系各組成部分之間轉移就業有重大影響。農業生產的類型農業生產（中游）是核心，包括上述三種類型（見圖 7）。在自給自足農

298、業生產中，農業生產是家庭謀生的基本策略，農民很少購買投入品，生產的大部分農產品供自己一家人消 費。4自給自足的農業生產在低收入國家尤為 圖 7 從農業糧食體系的視角看自動化對就業的影響上游投入品無需購買（如留存/培育的種子、降雨）需要購買（如化肥、設備、牲畜、保險）識別關鍵的社會經濟特征小規模生產者女性青年其他群體（如移民、農村貧困人口、殘疾人）下游物流中游農業生產分配和消費加工家庭和當地儲存當地中間商自給自足的農業生產商業化家庭農業生產家庭消費本地銷售家庭和本地小型商業全球中間商商業化企業農業生產全球銷售大型商業勞動力需求的變化 司機 倉庫工人 機器操作員 和機械師 辦公室職員 和銷售人員

299、財務人員 家庭勞動力 受雇的大田工人 監工和承包商 機器操作員 和機械師 農場經理 和銷售人員 技術人員 司機 倉庫工人 物流人員 辦公室職員 和銷售人員 分揀工人、加工 工人和包裝工人 機器操作員 和機械師 質保人員 辦公室職員 和銷售人員 技術人員 倉庫工人和司機 客服人員 質保人員 辦公室職員 和銷售人員 技術人員資料來源：糧農組織根據 Charlton、Hill 和 Taylor 編制，2022。3|65|第4章 農業自動化的社會經濟影響和機遇常見，但也同樣適用于高收入國家農村地區的小塊自留地。5這種模式的特點是生產的糧食供自己和家人消費，但這并不意味著一定可以生產出家庭所需的所有糧食

300、，事實上，所謂的自給自足往往非常依賴從外界購買糧食。6,7,8在商業化家庭農業生產中，農業生產是家庭創收的基本策略，大多數投入品需要從外界采購，生產出來的農產品在當地、國內和全球市場銷售。商業化家庭農場包括高收入和低收入國家的小規模農場，以及高收入國家由家庭擁有和經營的中型和相對大型的農場。最后，企業化農業生產的主體是大型農業企業，在高收入國家很常見，但也存在于低收入國家，而且往往以種植園和大型莊園的形式出現。9在生產環節，農業糧食體系的活動直接體現為種植業、畜牧業、漁業和水產養殖業，以及林業和農林業。相關操作包括土壤維護和土地整理、種植、除草和植物管理、修剪和收獲，以及育種、飼養、日常護理和

301、健康監測。生產環節某些農業任務實現自動化，可以提高產量，并對下游活動產生影響，包括運輸、包裝、儲存、加工和經銷，下游活動將需要更多的各類工人，這樣才有能力處理增加的產量。上游和下游活動上游活動包括為農業生產提供投入品的所有相關活動，總體上包括生產和經銷種子、肥料、機械、動物飼料和灌溉設備，以及提供 保險、技術援助和資金。對于自給自足的農業而言，投入品無需購買，例如農民可以自己留種，自己種植作物作為動物飼料，澆水依靠降雨而不是人工灌溉。10對于商業化家庭農場而言，使用的投入品可以購買，也可以自己生產，或兩者兼而有之，具體情況取決于其規模、位置和其他特點。在農業糧食體系上游（見圖 7），農業技術創

302、新通常體現為投入品的進步，例如種子、飼料、肥料和設備機械得到改良或成本 降低，其中也包括自動化技術的推廣。新技術一旦被采用，農業生產（中游）使用投入品的方式也將隨之改變。下游活動包括收獲、屠宰和捕撈后的各項作業，如儲存、運輸、加工、包裝、批發和零售，以及最終的家庭消費和餐飲經營。在自給自足的農業中，這些操作在家庭或村莊內進 行。11,12在商業化家庭農場中，物流活動可能在家庭或村莊內進行，但也可能會借助當地或全球的中間商。另一方面，大型農業企業則會從不同的地點采購物資，并將其儲存在指定的大型倉庫中，運輸包括海運、空運、鐵路和公路等各種形式，經銷活動則是向加工企業或批發商供應大宗農產品。自動化技

303、術往往導致中游的農業生產增加產量，這進一步又可能導致下游的擴張、增長和進一步的技術創新。例如，機動番茄采摘機投入使用后，需要加工的番茄的數量激增，這刺激了加工部門的技術創新。13 反過來，下游的創新也會影響對上游和中游產品的需求，進而影響農業生產者對技術的采用。例如，罐裝番茄的加工成本降低，可以刺激番茄消費，從而誘導番茄種植者通過采用相關技術（如改良品種、灌溉設備和采摘機）提高番茄產量，滿足日益增長的消費需求。批發商和零售商，包括不太正式的微型企業，以及家庭消費和餐飲業消費，構成了農業|66|2022年 糧食及農業狀況糧食體系的最終節點。批發、零售、餐廳和供餐服務的自動化減少了對勞動力的需求1

304、4，提高了生產力和銷售額。15電子商務是全球經銷環節最為重大的技術進步，16進一步推動了上游的技術創新，特別是注重可持續性的創新，如更具有可持續性的包裝17，也進一步推動了低收入國家的交通基礎設施、物流和互聯網服務的改善。18,19,20在印度，電子商務平臺激增使農民能夠與更廣闊的市場建立聯系，并賣出更高的價格。21中國的一些案例研究表明，在農村發展電子商務，可以為全國各地的農村人口和社區創造機會，實現多元化經營，開辟新市場，惠及婦女和青年等弱勢群體。22 n農業自動化對勞動力的影響自動化可以通過多種方式影響農業生產和體面就業。在種植業中，自動化使擴大耕作面積或提高每公頃單產成為可能，產量因此

305、得以增加。在畜牧業中，自動化可以提高勞動生產率，工人能夠以最少的人工干預完成擠奶或動物飼喂，繁重勞動大幅減少。漁業、水產養殖業和林業（見第 2 章）的情況也很類似。就林業而言，推動自動化的另一個重要考量是提高工作的安全性。自動化的種種優勢有助于大幅度改善勞動力的福利。當自動化用于大規模經 濟，大規模生產者廣泛采用自動化有時會使小規模生產者破產，并加速農業部門的整合。隨著對農業勞動力需求的減少，新技術的采用會使一些技能變得可有可無，一些農業工人可能會因為自動化失去工作，而且往往是最貧窮的農業工人首當其沖，他們可能很難再找到其他工作。必須制定適當的政策和立法，進行相應的投資，以避免、減輕和解決自動

306、化造成的負面社會影響，尤其是要關注自動化對最弱勢群體的 沖擊。以下章節分析了農業自動化在不同地區對農業糧食體系中就業崗位的影響。本報告從體面農村就業的這一視角出發，探討了農業自動化的影響，體面就業指的是提供足以謀生的收入且具有合理工作條件的工作。插文 19 介紹了體面就業的標準，用于評估農業自動化技術的影響。農業自動化對就業的影響很難衡量，因為通常會涉及農業生產各項活動的變化，而且上游也會因為對投入品的需求不斷變化而發生變化，下游的運輸和物流、加工、經銷和零售也會發生相應變化。如第 1 章所述（見圖 3），隨著農業轉型的展開，人們離開農業部門去尋找收入更高的工作，農業就業人口的比例持續 下降。

307、這一過程會重新塑造整個農業糧食體系的勞動力供求關系，因為糧食和其他農產品的生產、加工和經銷都會受到影響。當農業糧食體系中的所有節點或多或少同時發生改變時，很難甚至不可能將社會影響歸因于農業自動化的某個具體事件，例如體面就業形勢發生的變化，或者是性別關系、青年和小規模生產者處境發生的變化。理解農業糧食體系的轉型，是把握自動化的社會影響最基本的一步，特別是對就業的影響。請注意，本章并不涉及采用自動化技術的潛在間接影響，例如對開發和改進技術的科研人員需求增加，也不涉及對整個國民經濟的影響，而實際上宏觀經濟的變化也可能導致重大的社會后果。一系列潛在影響最終|67|第4章 農業自動化的社會經濟影響和機遇

308、如何在現實生活中體現出來，這仍然是一個需要實證研究才能回答的問題，也取決于不同國家和社會的具體情況。圖 7 說明了兩點。首先，農業自動化可能產生的影響是多方面的，對農業就業的影響也可能是多種多樣的。隨著許多任務實現自動化，對低技能勞動力（無論是家庭勞動力還是雇傭勞動力）的需求可能會下降。一些任務的自動化可以解決勞動力瓶頸問題，通過擴張規?；蚣s化增加產量。自動化也可能會增加對熟練工人的需求，以操作和維護新技術。第二，就農業自動化對體面就業的影響而言，整個農業糧食體系與個別農業經營區受到的影響可能大不相同。自動化往往會減少農場上低收入的季節性工作，但往往也會增加上游和下游的高收入非季節性就業崗位

309、。收入較高且不受季節影響的就業機會增加，的確會產生積極的社會影響，但問題在于這是否足以抵消低收入季節性工人就業機會減少帶來的負面影響，后者是否有可能另謀出路。就業的季節性是全球農業都面臨的一個問題。種植業和畜牧業天然具有季節性，這意味著在某些季節，失業率和半失業率會很高，而在其他季節則可能出現嚴重的勞動力短缺。對于農業生產者來說，在關鍵時期（如作物收獲期和牲畜剪毛期）無法獲得勞動力，可能會對農場經營產生嚴重影響，可能導致經濟損失，甚至導致放棄農業生產。理論上，在某些季節 插文 19 從體面就業的角度分析農業自動化 體面農村就業是指農村地區的女性和男性、成年人和青年為了薪酬或盈利而從事的任何活動

310、、職業、工作、商業或服務，23且（1）尊重國際勞工組織各項公約中界定的核心勞工標準（即反對童工和強迫勞動及歧視，并保障談判自由）；（2）提供足以謀生的收入；（3）確保充分的就業保障和穩定性；（4）采取安全和健康措施；（5）避免工作時間過長；以及（6）促進培訓。為了從體面就業的角度分析農業自動化，有必要考察農業自動化對以下方面的影響：童工。最近一項對七個發展中國家的實證研究表明，拖拉機的使用（以及在印度聯合收割機的使用）將使用童工的概率降低了 5%-10%，同時兒童的入學率得以提高。然而，在受教育機會有限的地方，引進農業機械可能只會導致兒童從農業童工轉變為非農業童工。24足以謀生的收入。在某些情

311、況下，自動化可能有助于提高收入、改善生計、增加盈利和創造就業機會。25,26例如，在烏干達，移動電話的普及改善了進入市場、獲得服務和信息的機會，促進了家庭收入的提高和家庭內部的性別 平等。27職業安全和健康。新技術可以減少繁重的工作，降低健康風險，例如減少除草劑和殺蟲劑的使用。28 縮短工作時間。農業自動化節省的時間可以讓人們有更多的時間休息和娛樂，也可以使小規模生產者參與非農就業，獲得更穩定的收入，并提升生計的韌性。|68|2022年 糧食及農業狀況有助于緩解勞動力緊張的自動化可以在其他季節維持就業水平。這也提出了一個重要的問題，在哪個季節哪些種植任務最容易自動化，是否恰逢農場勞動力短缺？反

312、過來說，一旦農業企業啟動自動化，貧窮和沒有一技之長的工人變得冗余，失業會對他們造成什么影響？哪些政策可以確保自動化進程不僅提高生產力和效率，也可以實現可持續性和包容性？對于勞動力最密集的作物（主要是水果和蔬菜），需要在勞動力最緊張的季節完成的任務往往最難以自動化，因為機械可能會造成植物或水果破損。一個現象很能說明問題，在高收入國家的農業區，農場工資相對較高，自動化解決方案也最為普及。在美國加利福尼亞州，土地整理普遍實現了機械化，包括犁地、翻土和平整土地。作為原材料的作物（如西紅柿或釀酒葡萄）采摘也實現了自動化。然而，采摘供最終直接消費的新鮮水果和蔬菜仍然依賴于人工，自動化難度要大得多。但是在采

313、摘工人短缺和工資快速上漲的刺激下，農產品采摘機器人呼之欲出。這些新的就業機會包括各個工種，駕駛員、庫房工人、機器操作員和機械師并不需要接受正規教育，但就薪酬水平、工作穩定程度和技能要求而言，他們的情況各不相同。29,30這些工作也可能是季節性的，尤其是在小型加工企業，但大型商業化加工企業提供的工作往往是穩定的。不管怎樣，這些崗位都沒有農業生產崗位的季節性強，而且這些工作大多數由男性承擔。31,32辦公室職員、銷售人員和技術人員往往需要具備更正規的教育和培訓背景，并擁有一定的從業經驗，他們的收入也更高，其中女性雇員的比例通常也較高。33 對小規模和自給自足生產者的影響對勞動力需求的影響取決于工作

314、和生產類型。自給自足的生產者使用家庭勞動力從事農業生產。34在多民族玻利維亞國，高達 83%的小規模生產者是貧困人口，而全國平均貧困率約為 61%。在埃塞俄比亞，30%的人口生活在國家貧困線以下，而小規模生產者的貧困人口比例為 48%。在越南，一半以上的小規模生產者是貧困人口，而在整個國家只有大約 20%的人生活在貧困線以下。這種情況說明，從事農業的人貧困率較高，至少一部分原因是生產力低 下，因為他們從事的是自給自足或半自給自足的農業，只能勉強維持生存。如果采用自動化，他們有可能通過擴大生產規模來提高生產力，改善收入和生計，甚至有可能發展成為商業化家庭農場。例如，贊比亞的家庭小農場獲得拖拉機后

315、，生產者的收入增加了一倍多，主要通過擴大耕種面積和施用更多的投入品（主要是化肥）把產量提高了25%。35采用自動化可以讓農民騰出時間從事其他活動，農村兒童也可以去學校接受教育，為家庭帶來長遠的經濟效益。自動化還可以讓家庭成員有可能在非農部門找到 工作。農業自動化還可以讓生產者進入利潤更高的市場，自動化有助于保證產品質量和產量的穩定，農戶因此可以與超市或外國買家簽訂購銷合同。參與這種高利潤的市場可以極大地改善農業家庭的生活。在肯尼亞，小菜農通過與超市簽訂供貨合同使家庭收入增加了40%以上，貧困家庭的各項多維貧困指標大幅下降。36 向超市供貨的農戶的卡路里、維生素 A、鐵和鋅的攝入量也明顯增加。3

316、7|69|第4章 農業自動化的社會經濟影響和機遇即使在勞動力相對豐富、生育率較高的非洲其他地區，也有證據顯示，農業勞動力的短缺限制了農業生產。因此，自動化為提高生產力和家庭收入帶來了希望。研究東部和南部非洲四個國家的農場數據，可以發現目前非洲致力于實現農業機械化的確有其道理，因為在抑制非洲農業生產力的各種因素中，勞動力和農業所需的其他動力不足似乎是一個主要因素。38 農業自動化的許多潛在好處既不是立竿見影的，也不是理所當然的。小規模生產者和自給自足的農民缺乏管理經驗和技術能力，很難把握住農業自動化帶來的機遇。他們還需要調整和創新商業模式，以符合當前市場的要求和標準。這突出了能力建設和建立有效的

317、農村咨詢服務體系的重要性，這可以幫助他們及時獲得技術信息和了解市場行情（見第 5 章）。對大中型商業化生產的影響商業化家庭農場是農戶自己的產業，由家庭勞動力經營，但也可能使用雇傭勞動力（如雇傭大田短工、監工和承包商）。自動化可以減少對這三類勞動力的需求，也可以促使生產者擴大經營規模，如果生產者選擇將家庭農業擴張為農業企業，家庭勞動力很可能會被雇傭的專業人員取代，包括農場經理、銷售人員、機器操作員和維護人員。工資上漲和勞動力短缺在現實生活中屢見不鮮，這將刺激新技術的采用。農業自動化可以提高勞動生產率和雇傭工人的工資，生產者和雇傭工人的福利將得到改善。然而，自動化也會讓工人失業，特別是貧窮和沒有技

318、能的工人，他們將被迫去尋找其他工作，這可能會壓低非熟練工人的工資水平，因為他們沒有一技之長，很難找到其他工作（見插文 20）。另一種可能性是，商業化農場采用新技術直接導致小農場不斷被兼并，也就是所謂的行業整合，自給自足的農業生產銷聲匿跡。在這些情況下，政策、立法和投資必須到位，以確保自給自足的小規模生產者和低技能工人不會被自動化淘汰，必需讓農業自動化也惠及他 們。在過渡期間，往往有必要提供有針對性的社會保護和培訓。插文 20 甘蔗機械化收割對巴西勞動力的影響 為了保護環境，巴西制定了一系列法律法規，從 2020 年起禁止在收割前焚燒甘蔗林，這終結了人工收割，因為焚燒是人工收割前的一道必要工序。

319、甘蔗種植者因此加大了對機械化收割技術的投資。這些立法減少了污染，帶來了環境效益，也提高了生產力。但據測算，甘蔗生產對勞動力的需求也減少了 52%-64%，資質最低的工人（教育程度不足三年）受到的影響最為嚴重，而對熟練勞動力的需求預計將會增加。這種就業格局的變化要求政府立即采取行動，保護最弱勢群體免受自動化的負面影響。資料來源：Guilhoto 等人，2002。39|70|2022年 糧食及農業狀況商業化的大型農業企業會雇用各種類型的勞動力，家庭勞動力除外。這些農場技術最為先進，自動化程度通常很高。這些農場擁有龐大的規模經濟和充裕的資本，也愿意進一步投資機器人技術，從而大幅減少對勞動力的 需求，

320、這可能對工人（尤其是低技能工人）產生負面影響。農場所需的勞動力類型可能也會發生改變，例如實施數字自動化后，拖拉機駕駛員轉崗成為自主作物集群機器人的監控員，或者接受再培訓后成為維修員。然而，對于大多數農場來說，機器人往往并不具有經濟可行性，除非勞動力極度短缺。例如，雖然機器人擠奶技術幾十年前就投入商業使用，但美國很少有奶牛場采用這種技術，因為奶牛場的勞動力相對來說仍然比較便宜。40相比之下，西歐自1990 年代就開始推廣商業擠奶機器人?？傮w而言，在勞動力并不短缺的地方，自動化技術的成本可能因為政府補貼等人為因素降低，在這種情況下，采用自動化有取代工人和造成失業的風險。被自動化取而代之的農場工人會

321、陷入困境，受影響的程度總體上取決他們能否在上游或下游產生的新工作崗位上找到工作（見圖 7）。另一方面，隨著工資上漲和對緊缺勞動力的競爭日益加劇，農業技術的采用有可能提高工資和總體生產力，使生產者和雇傭工人都從中受益。高收入國家或高收入地區的農場實施自動化，可能會沖擊外來的農業務工人員，他們可能會失業，無法繼續向祖國或故鄉匯款。如果對沒有技能的移民工人需求減少，他們的祖國或故鄉的失業水平可能因此上升，匯款收入也 插文 21 自動化與農村移民輸出社區：加利福尼亞的案例 隨著作物產量的增加，而國內農場勞動力的供應減少，一些國家將外國移民作為新的農場勞動力來源。例如，在美國加利福尼亞州，90%以上的農

322、業勞動力是外國移民。在當今的高收入國家，依賴外國農場工人是一個普遍現象。自動化似乎會對移民輸出社區產生負面影響。然而，加州的農業自動化并不是在真空中發生的。墨西哥是加州大多數外國移民的祖國，而墨西哥的生育率逐年下降，入學率也大幅提升，非農就業機會日益增加，國內農村勞動力的供應日益萎縮。墨西哥農村地區大力興建中學，男童和女童在上完小學后可以繼續學業，無須進入農場務工，這一切都加快了墨西哥的農業轉型。事實上，受教育程度較高的人更有可能在非農部門工作，即使他們移民到國外也是如此。44因此，加州的農業勞動力供應大幅下降，2008-2018 年間，農業工資的增速比非農部門快 18%。在來自墨西哥的農業勞

323、動力供應下降之前的 1990 年代，加州幾乎沒有任何動力采用和開發節省勞動力的新技術。如今在美墨兩國，自動化進程和農業勞動力日益減少的趨勢在相互角力。自動化進程通常始于勞動最為密集和最容易自動化的操作，但隨著更為先進的解決方案的開發和商業化，特別是在美國，更為復雜的操作也紛紛開始自動化，如水果和蔬菜的采摘。資料來源：Charlton、Hill 和 Taylor，2022；3 Taylor 和 Charlton，2018。45|71|第4章 農業自動化的社會經濟影響和機遇可能會減少。41在巴西，咖啡豆采摘實現自動化 后，對非熟練工人的需求大大降低，他們主要是來自巴西貧困地區的國內移民，但同時對高

324、技能工人的需求又有所上升。42出現這種情況 后，需要立即采取包容性的社會政策，幫助這些失業的非熟練工人找到其他工作。在移民輸出地區，農業勞動力逐漸減少，工資逐漸上漲，而這種現象似乎通常會伴隨自動化出現。插文 21的案例表明，墨西哥移民輸出社區的勞動力日益短缺，推動了美國的農業自動化。美國的另一項研究發現，溫室自動化增加了園藝企業的總收入，這些企業因而能用更高的工資挽留移民工人長期工作，同時減少雇傭不熟練的新手。43 n農業自動化帶來了創業和轉型的新機會，也影響著營養狀況和消費者農業自動化的新進展可以創造新的創業機會，有機農業和芳香、藥用和營養成分的高價值植物就是很好的例子。自動化也有助于富含營

325、養的古老品種的復興，而這些品種往往難以機械化生產。一些高收入國家已經開始行動 了。2018 年，法國使用了150 個機器人為有機蔬菜和甜菜除草。46在勞動力成本高昂的地區，有機農業或生物動力農業的發展受到制約，使用自主除草機控制雜草，并使用人工智能識別植物疾病，可以快速擴大有機農業的生產規模，從而大幅降低有機農產品的價格。這對于那些青睞有機農產品但又囊中羞澀的消費者來說是個好消息。47另一個例子是玉米。隨著玉米生產的機械化，為了便于機械收割，雜交玉米的穗經過培育具有大約相同的高度，然而雜交育種導致玉米丟失了一部分營養成分和風味?，F在這些性狀有可能失而復得，因為具有人工智能的自主機器能夠收割更美

326、味和更有營養的傳統玉米品種，哪怕傳統品種的穗高度各異。同樣，番茄采摘的機械化要求品種成熟均勻，但這一要求會導致營養價值和風味的損失，用自主機器進行選擇性采摘可以使風味濃郁的傳統品種實現商業化生產。47除了 上面提到的創業機會，自動化可以給消費者帶來諸多好處，因為自動化有可能實現糧食的低成本生產。從消費者的角度來看，自動化的主要風險是引發食品行業的集中，少數大企業占據主導地位后，可以設定壟斷價格，損害消費者利益，并故意降低產量以維持高價。另一方面，大型企業享有規模經濟，相較于較小的競爭對手，能夠以更低的成本生產商品，如果能避免過度集中和壟斷的問題，與由眾多小生產者組成的完全競爭市場相比，大型企業

327、的存在有利于提升消費者的福利。在美國的大洛杉磯地 區，與小型食品零售商不同，大型超市并不會因市場集中或占有很高市場份額而隨意提高食品價格。超市之間的競爭使壟斷價格無法達成，因此消費者能受益于規模經濟帶來的效率提升，享受更低的價格。48促進市場競爭的政策對于限制企業合并和保護消費者利益極為重要。3 還存在另一種風險，如果自動化技術要求一定的規模，小型生產者和加工者可能會因為|72|2022年 糧食及農業狀況不具備保持競爭力的規模經濟，被排擠出市場，但這并不一定是在農業中采用數字自動化的必然結果。為了避免發生這種情況，需要普及低成本（即規?？纱罂尚。┖透咝У臄底肿詣踊夹g，讓其變得像手機一樣隨手可

328、得。一旦有了合適的數字基礎設施以及法律、監管和社會環境，集約化但又可持續的農業生產就會成為可能，這將推動農村經濟的可持續發展。農業自動化是福是禍，取決于一個國家如何妥善管理轉型的進程，在中低收入國家尤其如此。那些建立了必要的實體、經濟、法律和社會基礎設施的國家必將從數字自動化中受益。而忽視這一挑戰的國家可能會錯失良機，一方面會喪失現有的低工資農業體力勞動崗位，另一方面又與自動化帶來的高工資農業就業崗位無緣。歷史表明，國際合作對做好轉型的準備至關重要，認識到機會所在并愿意采取相應行動的政治意愿也同樣重要。3,47,49 n農業自動化進程的包容性本報告認為，農業自動化既是一個機會，也是一種責任，可

329、以將那些在農業糧食體系中謀生的弱勢群體及被排斥和邊緣化的人納入其中，其中包括小農戶、牧民、小漁民、林業工人和林業社區、農業雇傭工人、非正規微型企業及工人、沒有土地的人和移民。2他們生產了大量的糧食，是自然資源和生物多樣性的看護人。然而，他們一直被邊緣化，很難公平地獲得資源。他們沒有土地權，也無法參與政策和決策的制定過程。在氣候變化和極端氣候事件中，他們首當其沖受到影響。他們往往缺乏安全和有營養的食物，沒有資源，無法進入市場，享受不到最基本的公共和社會服務、基礎設施、工具技術和社會保障，經濟創收的機會更是與他們無緣。2解決這些人面臨的重重障礙和制約因素，對于實現農業自動化進程的包容性至關重要，這

330、將促進可持續、有韌性和多產高效的小規模農業。農業自動化進程應該關注貧困和極端貧困，因為上述各個群體都深陷其中。每五個生活在國際貧困線以下的人中，就有四個是農村地區的居民，完全或部分依靠農業糧食體系維持生計。50對于大多數農村貧困人口而言，他們的利益遭到侵害，個人和集體的基本人權被剝奪。法律框架可以發揮重要作用，確保承認、保護和促進所有人的人權。政府應采取措施，在決策過程中保證邊緣化和弱勢群體（如土著人民和殘疾人）得到充分代表，分析自動化對人權特別是上述群體的人權的潛在不利影響，并采取特別行動來預防、終結或減輕自動化的負面影響。性別和青年是包容性問題的另外兩個關注重點。糧農組織 2022-203

331、1年戰略框架 將性別和青年視為獨立而又貫穿各個領域的綜合性問題，突顯其重要性，以確保相關議題得到特別關注。2政策、立法和投資應采用基于人權的方法進行監測，包括收集分類數據，以衡量對青年和婦女的生計、權利和機會的影響。以下各節分別討論了性別和青年問題。不僅是青年和婦女，其他許多人群也因種族、性別、貧困和社會經濟地位、語言、民族、宗教、年齡、殘疾、種姓和其他各種原因被排斥和邊緣化，無緣于|73|第4章 農業自動化的社會經濟影響和機遇農業自動化。土著人民和殘疾人就是一個例子（見插文 22）。農業自動化對性別問題的影響農業自動化對性別問題的影響復雜多樣，取決于采用自動化之前手工農業各項任務的勞動力性別

332、比例，也取決于農業糧食體系以及家庭內部的性別分工，如資產的分配。在許多地方，農場上的性別界限相當嚴格。例如，在摩洛哥，種植藏紅花幾乎由男性包攬，而枯燥且極其耗費人力的藏紅花加工則幾乎完全由婦女 承擔。52因此，如果藏紅花種植實現自動化，解放的勞動力大部分是男性，不僅如此，種植的自動化將增加藏紅花的產量，進而增加對女性勞動力的需求，或許這對雇傭女工來說可能是個好消息，但對家庭女性勞動力來說卻意味著勞動負擔的加重。贊比亞的一個案例表明，男性和女性可以分擔勞動密集型任務，如除草。土地整理采用拖拉機后，耕種面積增加了，但并沒有給婦女或兒童帶來不公平的額外負擔。相反，所有家庭成員都能夠享受更多的閑暇時間

333、。35來自東部和南部非洲的更多證據表明，在許多情況下，土地整理實現機械化后，男性和女性的勞動量都減少了，但對女性的好處尤為明顯，因為除草之前是她們的主要任務，而除草的工作極其繁重累人。38在肯尼亞西部，機動機械化讓男性和女性都有了空余時間，可以投入精力關心子女的教育。53這些例子表明，評估自動化對女性的影響，必需首先了解具體的性別角色，尤其 插文 22 對殘疾人群體的包容性 殘疾人由于社會心理、身體、感官或智力方面的缺陷，往往被排除在發展進程之外，不能公平和平等地獲得社會經濟機會。貧困、糧食不安全和營養不良往往是造成殘疾的原因，而且殘疾人更容易遭受貧困、饑餓和營養不良。農業是三大高風險工作部門之一，有各種各樣的隱患，而且勞動時間長，工作條件差，保障職業健康和安全的政策和立法也往往缺位。自動化有助于確保體面的工作機會，消除勞動過程中的危險因素，打破貧窮、營養不良和殘疾之間的必然聯系。讓殘疾人