《Smart Agricultural Technology》:Understanding Barriers to the Adoption of Smart Technologies in Agriculture: A Systematic Literature Review
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农业部门是欧盟经济的重要贡献者,2025年创造了约2518亿欧元的总产值。欧洲农业在保障粮食安全和维持农村生计方面至关重要,同时持续对环境产生重大影响,导致温室气体排放,并面临日益增加的气候相关风险。尽管农业劳动力持续下降,农民仍需保持生产力和竞争力,同时减少
农业部门是欧盟经济的重要贡献者,2025年创造了约2518亿欧元的总产值。欧洲农业在保障粮食安全和维持农村生计方面至关重要,同时持续对环境产生重大影响,导致温室气体排放,并面临日益增加的气候相关风险。尽管农业劳动力持续下降,农民仍需保持生产力和竞争力,同时减少环境影响。此外,农业部门还面临环境退化或经济困境等诸多问题。为确保农业系统的长期可行性,必须在保持经济可行性的同时应对关键的环境挑战,包括减少养分污染、最小化排放和保护生物多样性。这一转型需求得到了雄心勃勃的政策议程的支持。欧洲绿色协议旨在到2050年实现气候中和,并包含2030年的中期目标,如农药使用量减少50%以及将有机农业扩展到农业用地的25%。从农场到餐桌战略作为绿色协议的核心组成部分,旨在增强欧盟食品系统的可持续性。新的共同农业政策采用了多项创新策略、农业环境计划和智慧技术,以实现环境、经济和社会的可持续性。尽管这些框架高度重视可持续实践,但其有效性取决于农民在现有经济和运营约束下采用新技术和管理方法的意愿与能力。
智慧技术的应用可作为上述问题的潜在解决方案。农业中的智慧技术是指重新定义耕作策略的新型技术驱动方案,包括物联网系统、传感器、人工智能、遥感技术、无人机、机器人和决策支持系统等数字化和数据驱动工具,能够实现对农业生产过程的更精准监测与管理。这些技术促进了数据驱动的自动化农场管理,提高了资源利用效率,并支持可持续耕作实践的采纳。智慧技术的日益普及正在将农业管理从被动反应转变为主动预测性决策。通过整合来自田间传感器、卫星和无人机影像、气象站以及农业机械等多源数据,这些技术为农民提供了关于作物、土壤和环境状况的全面实时信息,从而实现更精准的规划和及时的干预,提高运营效率,同时减少水、肥料和能源的不必要使用。因此,智慧技术不仅提升了农业生产力,还增强了农业生产系统的环境可持续性和韧性。
随着气温升高、降水模式变化以及极端天气事件频发对农业系统的影响加剧,数字化监测和预测工具可为农民提供应对环境压力的及时信息。例如,智慧农业系统可根据土壤湿度条件和天气预报优化用水,减少缺水期间的损失。同样,基于传感器的作物监测和遥感技术可早期检测干旱胁迫、病害或虫害爆发的迹象,实现及时干预并减少潜在的产量损失。在许多情况下,智慧技术充当了赋能工具,通过更高效的资源管理和农业投入品的精准施用,支持和优化绿色农业实践的实施。
除了提高生产力,智慧技术还有助于气候变化适应和可持续耕作实践。通过持续监测和预测能力,人工智能、遥感和作物监测系统等技术帮助农民在早期阶段检测环境胁迫、疾病爆发和不断变化的气候条件,从而做出更有效的响应并减少潜在的产量损失。与此同时,可持续土壤管理实践,包括堆肥、生物肥料和有机土壤改良剂,补充了数字创新的作用,改善土壤健康并支持农业的长期韧性和可持续性。然而,技术解决方案的可用性本身并不能确保采纳,向智慧可持续农业的转型在不同地区、农场规模和种植系统之间仍然高度不均衡。大量文献表明,这种技术的有限采纳主要并非源于缺乏创新,而是由于持续存在的经济、社会和基础设施障碍。最常被引用的制约因素包括高昂的投资成本和不确定的经济回报、有限的数字技能和培训机会、农村地区连接性和基础设施不足,以及对自动化决策信任度的担忧。此外,推广采纳的一个重大挑战在于人们普遍认为许多技术过于复杂、风险过高或不适合中小型农场的特定需求,这种认知进一步强化了采纳阻力。
以往的文献综述主要关注单个国家或广泛的国际概览,未能充分捕捉不同农业环境和利益相关群体之间障碍的多样性。现有研究还突显了数字农业采纳在区域、农场类型和社会经济条件之间的显著不平等,表明采纳障碍具有高度的情境依赖性。此外,大部分文献以碎片化的方式处理采纳障碍,常常分别考察技术、经济或行为维度,而忽视了采纳过程中复杂且相互关联的本质。因此,仍然需要对能够系统综合影响农业智慧技术采纳的多维障碍进行更全面、综合的文献综述。在此背景下,本研究进行了系统性文献综述,旨在识别、分类并综合欧洲农业中报告的主要经济、技术、社会、基础设施、制度和行为障碍。通过聚焦欧洲农业情境,本综述力求对不同欧洲农业系统和制度环境下农业数字化转型所面临的挑战提供综合性理解。
智慧农业技术采纳障碍的系统性文献综述解读
一、研究背景与研究动机
农业部门是欧盟经济的重要支柱,2025年总产值约2518亿欧元。然而,欧洲农业在保障粮食安全的同时,也面临着巨大的环境压力,包括温室气体排放、养分污染、生物多样性丧失以及日益加剧的气候风险。欧盟的政策议程,如《欧洲绿色协议》、《从农场到餐桌战略》和新版《共同农业政策》,均强调了通过创新策略和智慧技术实现环境、经济和社会可持续发展的目标。智慧技术,包括物联网(IoT)、人工智能(AI)、遥感、无人机、机器人及决策支持系统等,被视为解决上述问题的潜在方案,能够提升资源利用效率、促进精准农业和可持续实践。然而,尽管技术方案日趋成熟,其在实际农业生产中的采纳率却参差不齐,且进展缓慢。现有研究表明,采纳障碍并非单纯源于技术创新的缺乏,而是受到经济、社会、基础设施和制度等多重因素的复合影响。以往文献多聚焦于单一国家或宽泛的国际视角,或以碎片化方式分别探讨技术、经济或行为维度,缺乏对多维障碍的系统性整合。因此,有必要开展一项针对欧洲农业情境的综合系统性文献综述,以识别、分类并综合影响智慧技术采纳的主要障碍。
二、研究方法与技术路线
研究人员于2026年1月开展了一项系统性文献综述,遵循PRISMA方法论。检索策略应用于两大科学数据库——Scopus和Web of Science,检索词涵盖“精准农业”、“数字农业”、“智慧农业”、“农业4.0”及其与“采纳”、“接受”、“扩散”、“障碍”、“挑战”等术语的组合,限定时间为2016至2025年,语言为英语。初始检索共获得2458篇文献。经过地理筛选(排除非欧洲国家)、去重(254篇)、初步筛查(排除未涉及障碍的研究)后,剩余505篇进入两阶段筛选:第一阶段通过标题和摘要筛除与供应链金融、通用AI等不相关的文献,保留109篇;第二阶段进行全文审读,最终确定109篇出版物纳入分析,其中实证研究72篇,非实证研究37篇。研究人员采用双人独立编码与共识讨论的方式,从全文中提取障碍信息,并将其归类为五大主题组:“社会经济”、“技术”、“政策与制度”、“农场特征”和“市场需求与生态系统”。同时,研究人员还对文献中涉及的特定技术类型进行了分类统计。
三、研究结果
3.1 年度出版物分布
研究发现,超过80%的入选文献发表于2021年至2026年之间,其中2025年为发表峰值年份(占30%)。这表明该领域的研究兴趣呈快速增长趋势,与欧洲绿色协议等政策议程推动的数字与绿色转型密切相关。
3.2 国家分布
地理分布呈现显著不均。意大利(20%)和西班牙(14%)是最常被研究的国家,其次是希腊、德国(各8%)和法国(7%)。同时,25%的文献未指定具体国家,13%采用欧洲整体视角。这揭示了研究集中于南欧和西欧,东欧等地代表性不足,可能无法全面反映欧洲农业系统的多样性。
3.3 技术类别
在技术类别方面,52%的文献笼统地讨论“智慧技术”或“农业4.0”而未明确具体技术。在指定技术的文献中,“传感器与物联网”(39%)和“人工智能与机器学习”(33%)最为常见,其次为“连接性与通信网络”(20%)、“大数据与数据分析”(17%)和“地理信息系统(GIS)”(14%),“区块链技术”最少(4%)。
3.4 主要障碍识别
研究将障碍按出现频率分为五类:技术障碍(40.8%)最为突出,包括系统复杂性、互操作性差、可靠性低、数据治理与隐私问题等;社会经济障碍(33.8%)紧随其后,涵盖数字素养不足、培训缺乏、信任缺失、风险规避、高初始投资成本及不确定的投资回报率(ROI)等;政策与制度障碍(14.1%)包括法规复杂、行政负担重、政策不确定性及咨询推广服务薄弱;市场需求与生态系统障碍(7.1%)涉及技术市场成熟度低、供应链薄弱;农场特征障碍(4.2%)则聚焦于小规模农场、地理约束等结构性限制。
四、讨论与结论
讨论部分总结:
研究人员指出,现有文献存在显著的地理分布不均,南欧和西欧研究集中,而其他区域代表性不足,且大量研究采用笼统的欧洲视角或未指定地域,可能掩盖了地方特异性对采纳行为的深刻影响。研究还发现,随着技术从早期追求“可获得性”转向强调“适用性”,文献关注的焦点也从设备商业化转移到了系统兼容性、用户中心设计和本地化适配等层面。更重要的是,研究人员观察到学界正逐步将农民视为活跃的决策者而非被动的技术使用者,其采纳行为深受主观感知、信任水平、社会网络和过往经验的影响。此外,研究中广泛使用“智慧技术”这一笼统术语可能导致调查结果的偏差,因为不同受访者对技术的理解和预期差异巨大。最后,与早期文献将“缺乏政策”列为首要障碍不同,当前研究中最突出的障碍已转变为“缺乏技术专长和培训”,标志着挑战重心从制度供给不足转向了人力资本和能力建设缺口。
研究结论翻译:
本研究通过系统性文献综述,识别并分类了影响欧洲农业智慧技术采纳的多维障碍。技术障碍(40.8%)和社会经济障碍(33.8%)是最主要的障碍类别,而政策、市场和农场结构层面的障碍虽占比相对较小,但仍构成重要影响。研究结果表明,有效推动智慧农业技术的采纳需要协调一致的综合策略,同时解决财务、技术、知识和制度层面的制约。未来的政策制定应优先考虑加强农村数字基础设施建设、提供针对性的培训和咨询服务、建立清晰的数据治理框架,并为小型和中型农场设计可负担的融资机制。此外,研究人员呼吁未来研究应更多关注技术特定性和区域差异性,避免过度依赖笼统术语,以提高研究结论的精确性和政策相关性。