德国，位于欧洲的中心位置，经济实力居欧洲之首，对欧洲经济、政治发展具有较大影响。2015年德国在工业4.0的基础上提出农业4.0，在政策和资金的大力支持和引导下，农业农村在工业化、城市化进程中得到了同步发展，农业生产水平大幅提升、科技含量不断增加，生态环境越来越美。现代化生产技术、信息化技术、管理经验在推动德国农业发展的同时也给世界各国农业提供了宝贵的借鉴经验。
中国农业生产虽已实现机械化，生产效率有了一定提高，但农业发展方式仍然较为粗放，产业结构不均衡，产销秩序不规范，农业经济效益和生产效率低下，资源的高效配置和生态环境的保护未得到足够重视，农业现代化发展面临着诸多挑战。从当前农业发展现状来看，农业4.0是农业发展方式转变的主要方向与突破口。因此，借鉴德国农业4.0的成功经验，利用大数据和物联网技术解决生产效率低、资源配置不合理、发展方式落后等问题，对推动中国农业产业化、现代化和信息化发展，助力乡村振兴等具有重要的现实意义。目前，关于德国农业政策法规、生态补偿、特色产业等方面已有大量文献进行了总结和分析。但是，有关德国农业资源禀赋、农业4.0发展特点及对中国农业转型升级经验借鉴的研究较少。
德国森林面积占全国总面积的29.5%，居住和交通用地占全国总面积的12.3%，水域面积占全国总面积的1.8%，农业耕种土地和农业储备用地有限。2015年，德国农用地资源约为1673万hm2，占全国总面积的53.5%，可耕种土地仅为1185万hm2，永久作物用地仅20万hm2，在欧洲属于农业用地紧缺国家。同时，德国地势北低南高，北部多为居住区，农业用地大多位于南部山地和高原，农业再发展可利用的土地资源有限。德国位于欧洲中部北纬47°～55°、东经5°～15°，濒临北海和波罗的海。德国北部平原主要以温带海洋性气候为主，德国南部和西部农耕区主要以大陆过渡性气候为主。夏季日照时间短，气候较为干燥，受海洋的影响冬季温湿多雨，夏季（7月）平均温度在18～20℃，冬季（1月）平均温度则在5～6℃。总体来说，德国主要农业区气候均较为适宜，一年四季均有降水，适宜农业发展。德国境内河流湖泊较多、纵横交错，主要河流有多瑙河、莱茵河、易北河等，主要湖泊有博登湖、基姆湖、阿莫尔湖等。同时，德国降雨量较为丰富，全年平均为500～800 mL，南部山地、高原地区降雨量则可达到年均1000 mL以上。丰富的水资源为德国种植业和渔业的发展提供了优良条件。2017年，德国农业人口仅61.7万人，约占劳动力总数的2%，平均每个劳动力可养活124人。而且，德国劳动力老龄化较为严重，60岁以上的老年人约占总人口的29%，且生育率只有1.5%，就当前而言，德国老龄化问题带来了农业劳动力的相对不足。德国基于工业4.0的条件，基础设施较为发达。2017年，高速公路总里程为1.28万km，铁路总里程为4.82万km，拥有铁路运营牌照的企业超过400家，短途运输服务企业超过100家，客运和货运列车超过5万辆。德国内河航道约0.73万km，全国有104个内河港口，年吞吐量约3亿t。同时德国还拥有欧洲第二大客运机场和第一大货运机场。德国农业发展所需的基础设施较为发达，气候适宜、水资源丰富，但是土地资源和农业劳动力资源相对不足，在此条件下，德国依据农业资源现状提出了农业4.0，利用互联网、物联网、大数据等现代信息技术，实现农业生产、加工、营销服务及产业拓展等全产业链更高层次的集约化、协同化，从根本上解决德国农业资源的限制，最终实现农业产业智能化、精准化、高标准化，农民职业化、富庶化，农村生态化、城镇化。德国农业4.0实现了农业的智能化与精准化。在基础信息数据获取方面，拥有先进的遥感技术、地理信息系统和应用卫星系统，用于完成土地面积、自然环境等的数据采集、贮存、分析、加工，土地资源的管理、规划，作物测产，为制定农业有关的补贴政策、土地利用规划和精准农业提供可靠的技术保证和数据支撑[。在农田生产管理方面，通过室内计算机自动控制系统控制大型农业机械，使其精准完成诸如播种、施肥、除草、采收、畜禽精准投料饲喂、奶牛数字化挤奶等多项功能。此外，政府还建立了完备的农业信息数据库和环境监测数据库，为农业生产的智能化和标准化提供理论支撑，用户通过电脑登录，获取各种农业生产相关信息和咨询服务，并建立各种辅助决策模型。德国的农业4.0不仅减少了大量人工，而且通过数据的实时采集与分析以及全产业链的实时监测与防控，实现了农业生产精准化，有效提高了农业生产率。德国政府把农产品的生产、加工、流通等所有环节的全部内容整体推进，使农业全产业链各个环节连接顺畅，形成系统、完整、高度协同的产业体系，上下游产业增值效应明显。另外，经过长期的发展、调整和整合，德国农业形成了种类多样、遍布农村、服务优良、高度协同的合作社组织，同时配以信息化服务平台、健全的法规、严格的监管审计制度、“民办公助”法制化等一系列举措，保证了合作社组织的相互连接与数据收集、整理、分析和发布，在一定程度上打破了农、工、商、政府之间的界限，加快了信息传递的速度，减少了周转环节，大大提高了商品率和劳动生产率。
德国农业4.0时代，农民不仅要经过系统教育或严格的职业培训和进修，还要经过考核才具有从事农业的资格。德国政府十分重视对农民的培训和农民素质的提高，构建实用、高效、具有世界先进水平的农业教育培训和技术推广体系，通过教育立法推进培训工作的实施。在农业信息技术培训方面，培训种类多样，并且渗透到包括企业经营、财务核算、补贴申报等在内的农业生产和经营的各个环节。通过教育和培训，德国农民实现了专业化和职业化，是农业企业化经营的全才。在职业化农民的经营下，德国农业生产多功能化特征明显，种粮农民除了可提供粮食、食物外，还利用条件发展生物能源、再生原料等产业，农民经济收益来源广，收入得到很大保证，实现了富庶化。德国联邦统计局统计资料显示，德国农民年收入可达24万元。德国政府高度重视农业、农村的可持续发展，大力发展环境友好型农业。德国农业生产全过程坚持绿色、循环、生态，如采用轮作和间作、无抗饲养、限制单位面积畜禽饲养数量等举措，实现了人与自然、人与人、人与社会的和谐共生。农村地区严格实施《土地整治法》，注重顶层设计和规划，设立欧盟专项资金，制定跨企业的一体化措施和严格的农业环境保护政策，改善农民生活和生态环境。德国具有十分完善的农业生态补偿体系，几乎涉及农业智能生产的各个方面，从有机化肥、有机农业病虫害防治，到生态农产品的加工、运输，都体现出了智能化的特征。德国农业4.0塑造了许多充满人文氛围的乡村风光，成为居住和休闲旅游的宜人场所。中国农业迈入了“高成本”时代，农业劳动生产率、农业生产效率和基础竞争力远不及发达国家，农业智能化水平和农业科技创新方面的短板是其根源之一。借鉴德国农业4.0发展经验，中国政府应不断加大农业科技创新资金投入，重点支持农业技术、智能化设备、信息技术等方面的重大研究及成果应用，支持农业信息统计、数据库建设、信息服务能力等重大基础设施建设，将农业智能化作为国家引导基金重点支持的方向，并吸引大量社会资本，大力支持农业企业率先进行农业生产智能化改造。同时，加强冷链物流基础设施建设，提高农产品流通速率，降低产品腐败率，并形成完备的追溯机制。最终，通过大数据、物联网等技术将农业的生产、流通、消费三大领域相互衔接，从金融、生产、流通、服务等环节彻底升级传统农业产业链，农民能够通过把握市场信息提前做好产前规划、产中精细管理和产后高效流通，实现农业生产效率本质化提升。科技的投入，标准化、个性化的产品需求模式，智能化的农业生产，对农业从业人员素质提出了更高要求。中国农民素质普遍较低，职业培训缺少保障，培训内容较为单一。为了扭转农业职业教育的劣势地位，必须做好顶层规划、加大财政支持，充分调动农业部门、农民专业合作社、涉农企业和农业社会组织等主体参与的主动性和积极性，为新型职业农民培训提供强大的后备支持。同时，政府应采取宣传、引导、补助、奖励等措施，提高农民手机持有量和智能化程度，改变过去“自上而下”的农业技术推广体系，搭建政府、企业、农民“三位一体”的农业技术扩散平台，用现代化、信息化、智能化武装新型职业农民。
培育农产品品牌可以促进农业产业结构优化，保证农产品的质量水平，提高市场竞争力，实现农业增效、农民增收。因此，可加大政策扶持、优化财政涉农资金整合投入，利用物联网技术，开展农产品生产的精准管理以及生产过程可视化、质量安全可溯源等工作，保障农产品质量安全。鼓励和支持新型农业经营主体，发展特色农产品生产、加工、销售及品牌相关配套服务，构建完整的农产品品牌经济链。以龙头企业为主导，以品牌为载体，将分散的千家万户联合成一个利益共同体，实现小生产与大市场的对接。同时，通过制订严格的食品法规和检测标准，做好农产品质量分级、产品标识、企业优质标志等，为农产品品牌培育提供保障，从而实现农业增值与农民增收。中国人口基数庞大，农业资源相对不足，生态环境压力加剧，生态农业是中国农业未来发展的重要战略。未来，加强生态农业的宣传和培训，无论是政府官员、农业生产者，还是农业科技工作者，都要把发展生态农业作为明确理念。加大生态补偿力度，完善农药、农肥施用标准，建立完善的指导体系，做好品质鉴定和标准化工作。完善生态农业的立法体系，成立专门的生态农业执法机构，加强规范监督管理的制度。加强农村基础设施、社会服务、文化环境等方面的基础设施建设，保证农村与城市一体化协同发展，最终达到节约资源、保护环境、人与自然和社会和谐共处的目的。
