面对农业人口老龄化、生产力提升瓶颈等严峻挑战,日本以国家级战略为指引,构建以农业数据协作平台为核心的技术基础设施、推行农机设备开放共享的数据标准、成立跨部门多主体参与的智慧农业创新推进协议会,从平台层、标准层、机制层三个方面系统性地推动农业数智化转型。

日本实践表明,构建一个由政府引导、平台支撑、标准先行、多元共治的开放型智慧农业生态,是释放农业数据价值、加速智慧农业技术创新与应用推广的有效路径。日本构建开放型智慧农业生态系统的经验对于正在致力于推动农业数字化,特别是面临类似小农经济与老龄化问题的国家和地区,具有重要参考与借鉴意义。

 1 日本农业的挑战与开放式创新之路

日本农业正面临着前所未有的结构性挑战,农业从业者数量持续减少且老龄化趋势加剧,传统的生产经营模式难以为继;与此同时,全球气候变化、国际市场波动以及国内对食品安全与可持续性日益增长的需求,都对农业生产效率与韧性提出了更高要求。在此背景下,日本政府深刻认识到,仅依靠个体农户或单个企业的技术改良无法从根本上扭转局面,必须通过系统性的数字化转型,将农业从“经验依赖”的传统产业转变为“数据驱动”的现代产业。为此,日本构建了一条以 “开放创新”为核心的农业数智化转型路径。这一路径打破了传统农业领域内封闭、分散的状态,通过构建开放的技术平台、数据标准和协作机制,汇聚包括技术开发者、农机设备制造商、食品加工企业、科研院校以及农业生产者自身在内的全社会创新力量共同应对行业挑战。这一战略的顶层设计体现在2025年4月日本内阁政府最新修订的《食物、农业、农村基本计划》中,该计划明确将“推进数字化转型 (DX)”置于核心位置。

2 WAGRI:构建智慧农业的“数据基石”与开放平台

农业数据协作平台(WAGRI)是日本智慧农业战略中最具基础性和枢纽性的基础设施,旨在解决农业数字化进程中长期存在的“数据孤岛”问题,为农业数据提供连接、共享与分发的公共数据协作平台。WAGRI平台的架构设计充分体现了开放式创新的思想。平台本身并不直接面向最终用户 (农户)提供具体的应用服务,而是通过提供标准化的应用程度编程 (API)接口,扮演 “平台即服务”(PaaS)的角色,支持 第三方技术企业挖掘、利用数据开发数据服务产品,为农业生产经营主体提供多样化的应用服务。

平台采用 BtoBtoC服务模式,构建了一个多方协作的农业数据生态系统。WAGRI作为核心平台,通过标准化API接口连接两类B端用户。一类B端用户是数据提供方包括民间企业以及公共部门,汇聚了来自政府机构 (如气象厅、农林水产省)、科研机构 (如农研机构自身)以及众多私营企业提供的多元化数据与算法模型。这些资源被封装成统一的 API,形成两大服务体系:一是提供农地数据、气象信息等的“基础数据类”API,二是可进行生育预测、病虫害诊断等的“预测与判别类”API。另一类 B端用户是数据使用方,由农业团体、农机厂商、信息与通信技术(ICT)供应商、农业科技初创企业、种苗公司、无人机服务公司、设施园艺相关企业等农业生产经营服务商组成,它们通过平台获取JSON 格式的标准化数据,开发面向农业生产经营者 (C端)的多样化数字管理软件和专业服务。例如,SERAKU 企业开发了卷心菜、番茄、黄瓜、洋葱等蔬菜的上市量预测模型,Farmship企业开发了市场价格和供求关系预测应用程序。这些程序可以可视化地反映当下特定农产品在某个地区的市场销售量、销售价格等数据及其变动趋势,为流通环节的销售商提供进货定价依据,也为生产环节的农户制定采摘出货计划提供参考。

这种 BtoBtoC的模式的独特之处在于:第一,平台允许会员企业同时扮演数据提供者和使用者的双重角色,在提供从本企业系统输出的某种数据的同时,也在系统中使用其他企业提供的数据;第二,通过农业生产经营服务商的二次开发,将原始数据转化为农户等农业生产经营主体可直接使用的解决方案,既保证了数据服务的专业性,又降低了农户的使用门槛;第三,平台促成企业间的数据共享与协作,充分发挥了各参与主体的专业优势,实现了从数据采集到农业应用的价值传递,最终惠及广大农业生产经营主体。该模式既保证了平台的专业性与中立性,又最大限度地激发了市场侧的创新活力。2019年,WAGRI启动运行时,平台内仅有肥料、农药、农田区划信息、气象数据、作物长势预测等59个API。截至2025年8月末,平台已有商业化API达223个,充分证明了其生态的繁荣度。

目前,WAGRI仍在持续迭代升级,计划于2026年4月完成系统全面迁移,旨在实现大容量数据高速获取、提升运营效率、优化用户界面,这反映了其对未来数据量激增和用户体验的考量。此外,其在人工智能等前沿技术上的布局也值 得关注。在日本政府“BRIDGE”计划支持下开发的8种AI模型预计将通过WAGRI以API形式提供。这意味着,中小企业甚至个人开发者也能以极低的成本在其产品中嵌入国家级先进AI技术,从而加速 AI在农业领域的普惠化进程。

3 OpenAPI:打破壁垒,实现农机数据互联互通

随着智能拖拉机、无人收割机、环境传感器等设备在农业领域的普及,农业生产环节正产生海量的实时数据。然而,由于不同制造商、不同类型的农机和物联网 (IoT)设备采用各自封闭的数据格式和通信协议, 一个农户如果使用了多个品牌的农机,就需要操作多个不同的软件系统,数据无法汇总分析,严重制约了农场整体管理效率的提升。

OpenAPI标准旨在推动农机数据的标准化与开放共享,打破不同农机制造商和数据系统之间壁垒,实现数据互联互通。其核心目标是让农业生产经营者能够不受设备品牌限制,自由地整合与利用来自各种农机、传感器和软件的数据,从而提升农场管理效率。对于软件开发者而言,也无需再为适配每一种农机而投入大量开发资源,只需遵循统一的 OpenAPI标准,就能获取所有兼容设备的数据,从而可以更专注于开发高附加值的应用功能,赋能农业生产经营者。

相较于强制行政命令的方式,日本农林水产省在 OpenAPI标准推广过程中,通过引导和协调的方式, 推动建立包容性的协商机制来助推行业自律实现。2020年8月,农林水产省牵头成立了由主要农机制造商、ICT 供应商、农业经营者、专家学者共同参与的“农业领域开放 API建设研讨会”。这一形式有助于充分了解利益相关方的需求,为后续标准的可执行性奠定了基础。在充分讨论的基础上,农林水产省于2021年2 月正式发布《农业领域开放API建设指南》。该指南为涉及数据处理的农业机械、物联网设备、农业生产设施等相关的农机制造商和软件开发商提供了清晰的操作指引,核心原则有三方面:一是非歧视性开放,即要求农机制造商不得无理由拒绝ICT供应商的API接入请求;二是标准化的数据格式,即鼓励采用与 WAGRI兼容的 API技术规范,促进数据的无缝流转；三是明确的权责与安全,即规定了数据保管责任、安全措施和发生故障时的应对机制。

这一指南的出台,标志着日本在农机数据互联领域建立了行业公认的“游戏规则”,而OpenAPI与WAGRI并非两条平行线,而是相互促进、深度融合的。通过OpenAPI,农机设备采集的标准化作业数据 (如位置、工时、油耗、产量等)能够作为 “燃料”,进一步利用 WAGRI平台的数据分析工具,生成进一步生产管理建议。例如,Vision Tech株式会社在其农业管理系统 “AgriLook”中就整合了WAGRI的气象数据和生育预测模型,与农机OpenAPI共同结合开发出农机调度系统、农药喷洒调度系统、最佳收割时间地图等功能为农户提供精细化的栽培管理建议。

4 IPCSA:构建协同创新的“社会网络”与治理框架 

WAGRI技术平台和OpenAPI数据标准为智慧农业生态创新提供了可能性,智慧农业创新推进协议会(IPCSA)则是能够有效动员、组织并协调各类创新主体的社会机制。IPCSA 由日本农林水产省和农研机构联合成立,旨在创建一个能够加速智慧农业技术从研发到应用全过程的跨领域协作网络。IPCSA 作为连接政策、技术、市场与人才的枢纽,将分散的社会创新力量编织成一张高效的协作网络,是日本开放型智慧农业 生态持续发展的 “组织保障”。

IPCSA 突破了传统部门界限,会员不仅包括农林水产省和农研机构这样的官方机构,还广泛吸纳了农业从业者、农协 (JA)、相关团体、民营企业(包括制造商、初创企业、农业服务供应商、食品企业等)、地方政府以及学校等多元主体共同参与。IPCSA 将通过需求收集、信息发布与共享、相关方匹配、人才培养等方式,推动社区形成,促进智慧农业技术的创新应用与产业协同发展。这种“产-学-研-官-农”五位一体的成员结构,确保了创新生态参与者的典型性和丰富度。此外,为了最大限度地吸引参与者,IPCSA实行会费全免,同时建立了动态的准入与退出机制。这体现了其作为国家战略推动的公共平台属性,旨在营造一个低风险、高包容性的创新环境。

IPCSA 并非一个简单的交流论坛,而是一个职能明确、运作系统的“创新催化器”。其七大重点工作构成了一个完整的创新支持链条。一是需求响应。建立常态化需求收集机制,直接对接农业生产一线,设立专项咨询窗口、定期问卷等形式,整合农业生产端与技术研发端的双向诉求,确保技术研发与市场痛点紧密结合。二是知识枢纽。系统性地整合国内外智慧农业技术信息、商业化案例,建立知识库,为所有会员提供信息支持,降低信息搜寻成本。三是产业对接。搭建产学研用资源对接通道,主动为技术供需双方牵线搭桥, 特别是支持缺乏渠道的初创企业与潜在用户或合作伙伴建立联系,促进技术落地与商业化。四是人才培育。 实施分层级、实战型的人才培养计划,派驻技术导师实地指导,提供实操型培训项目,联动农业职业院校开展校企合作,形成从职业院校到生产一线的技术传导网络,弥补农业领域数字人才的缺口,为生态的长期发展储备人力资本。五是技术攻关。针对行业共性技术难题,组织跨领域专家进行联合攻关,解决单个企业无 力或不愿投入的底层技术问题。六是标准推动。积极参与或牵头制定行业标准、数字化评估体系等,为市场 健康发展建立秩序,这也是对WAGRI和OpenAPI标准工作的有力补充。七是生态建设。设立农业科技创 新奖项,探索多元主体协作新模式,营造鼓励创新、容忍失败的文化氛围,促进成员间的信任与合作,促进多元主体协同创新生态的形成。

5 经验与启示

通过对WAGRI平台、OpenAPI标准和IPCSA协议会的深入分析,可以清晰地勾勒出日本构建开放型智慧农业生态系统的“三位一体”战略框架。一是WAGRI作为技术基座的平台层,即以国家力量建设了一个中立、开放、持续迭代的数据与算法平台(目前进一步布局了AI模型),降低创新门槛,激发市场活力。 二是 OpenAPI作为互联纽带的标准层,即通过政府引导、行业协商的方式,制定关键领域的接口与数据标准,打破设备与系统间的壁垒,确保数据流的畅通。三是IPCSA作为创新引擎的组织层,即建立一个跨部门、多元主体的协作网络,系统性解决创新过程中的信息不对称、资源不匹配、能力不足等核心问题。

日本开放型智慧农业生态系统的实践经验,为我们构建具有韧性和创新性的智慧农业创新体系提供了以下三点有益参考。

第一,开放协同是激发创新效能的重要路径。实践表明,技术接口的标准化开放、数据资源的可控共享以及组织架构的多元参与,能够有效汇聚分散的创新要素,形成应对农业系统复杂性的集体智慧。相较于封闭的技术体系与组织结构,这种以开放为特征的智慧农业创新生态,通过降低参与门槛和促进知识溢出,更为匹配当下智慧农业对动态适应性和跨界协作的内在要求。

第二,技术创新与组织创新需形成制度性协同。日本案例显示,即使具备先进的技术平台架构,若缺乏与之匹配的社会化组织机制进行技术推广、场景适配与迭代创新,其技术效能将难以充分释放。WAGRI平台、OpenAPI标准与IPCSA 协议会之间展现的协同互促关系,构成了该模式中颇具研究价值的制度设计。

第三,政府角色应从直接管理者向生态培育者转型。在日本的实践中,政府的角色更多体现在基础平台搭建、标准规范制定与市场环境维护等方面,为多元主体参与创造有利条件。特别是在行业发展初期,政府在公共平台建立、共性技术标准推广和创新生态培育方面的引导作用,展现了其在弥补市场失灵、降低制度性交易成本方面的独特价值。

（来源：世界农业 2025年第12期 作者：国旭 茹蕾 张怀墨 张浩 中国农业农村部对外经济合作中心）