農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字轉(zhuǎn)型成為解決“誰來種地，怎么種地”的戰(zhàn)略舉措，也是我國由農(nóng)業(yè)大國邁向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國的必經(jīng)之路
在“無人化”方面，中國已經(jīng)走在了世界前面。目前，我國植保無人飛機(jī)保有量2萬臺(tái)，作業(yè)面積超過3億畝次，均為世界第一
當(dāng)前，能否讓數(shù)字農(nóng)業(yè)從一些地方的“盆景”變成大規(guī)模推廣和應(yīng)用的“風(fēng)景”？數(shù)字農(nóng)業(yè)沖關(guān)，將引發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域哪些變化？數(shù)字化實(shí)用技術(shù)運(yùn)用、機(jī)器替代人等如何助力農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效？
近年來，北斗導(dǎo)航、5G等技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、服務(wù)等環(huán)節(jié)，在一些地方，農(nóng)業(yè)不但改了模樣，還變了內(nèi)涵：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)引領(lǐng)“無人化”農(nóng)業(yè)正逐步替代看天澆水，靠經(jīng)驗(yàn)施肥的傳統(tǒng)耕作模式。
當(dāng)今世界局勢復(fù)雜多變，疫情控制未見明朗，糧食安全成為博弈的焦點(diǎn)。我國糧食安全保障升級，“十四五”規(guī)劃首次將糧食綜合生產(chǎn)能力作為安全保障類約束性指標(biāo)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展主要指標(biāo)中予以明確。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字轉(zhuǎn)型成為解決“誰來種地，怎么種地”的戰(zhàn)略舉措，也是我國由農(nóng)業(yè)大國邁向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國的必經(jīng)之路。
“十四五”是推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)字化的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。當(dāng)前，能否讓數(shù)字農(nóng)業(yè)從一些地方的“盆景”變成大規(guī)模推廣和應(yīng)用的“風(fēng)景”，數(shù)字農(nóng)業(yè)沖關(guān)，將引發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域哪些變化？數(shù)字化實(shí)用技術(shù)運(yùn)用、機(jī)器替代人等如何助力農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效？
01 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“華麗轉(zhuǎn)身”
通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，把氣象、苗情、病蟲等相關(guān)數(shù)據(jù)全部接入到大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中。
——通過衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，加上無人機(jī)掃描，形成了從衛(wèi)星到地面、從宏觀到微觀的全方位、實(shí)時(shí)化的田間農(nóng)情監(jiān)測系統(tǒng)。哪里“營養(yǎng)過?！被颉盃I養(yǎng)不良”用數(shù)據(jù)說話。
——通過高光譜成像儀、植株?duì)I養(yǎng)素分析儀等儀器監(jiān)測，經(jīng)過“算法”換算出作物營養(yǎng)值，實(shí)施精準(zhǔn)施肥，既確保作物產(chǎn)量，又保護(hù)土地。
建設(shè)數(shù)字農(nóng)業(yè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耕、種、管、收全程數(shù)字化、智能化、無人化，并具有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)規(guī)劃、智能裝備信息采集和環(huán)境因素、土壤肥力、作物生長監(jiān)測等功能，可以繪制每一階段作物長勢數(shù)據(jù)圖，進(jìn)而科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)及田間管理。
從全國范圍來看，數(shù)字化正在依靠什么改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)？
——數(shù)據(jù)傳輸通道打通：全國行政村通光纖、通4G比例超過98%。
——“天眼”開啟：農(nóng)業(yè)遙感、導(dǎo)航和通信衛(wèi)星應(yīng)用體系初步確立。數(shù)據(jù)顯示，2020年，中國在軌運(yùn)行應(yīng)用衛(wèi)星數(shù)量超過300顆，有力支撐了各行業(yè)的綜合應(yīng)用。農(nóng)業(yè)對地監(jiān)測能力的大幅提高，加速了天空地?cái)?shù)字農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)和數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。
——作物、機(jī)器“開口說話”：物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測設(shè)施加速推廣，應(yīng)用于農(nóng)機(jī)深松整地作業(yè)面積累計(jì)超過1.5億畝。
中國工程院院士、農(nóng)業(yè)信息化專家趙春江介紹，從全國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)來看，目前單品種大數(shù)據(jù)建設(shè)全面啟動(dòng)，種業(yè)大數(shù)據(jù)、農(nóng)技服務(wù)大數(shù)據(jù)建設(shè)初見成效。
大數(shù)據(jù)支撐下，我國已在黑龍江、江蘇、湖南、河南、山東、四川等12個(gè)省份，建立了針對小麥、水稻、玉米等主要糧食作物，以及棉、油、糖、果、菜、茶等大宗經(jīng)濟(jì)作物的無人農(nóng)業(yè)作業(yè)試驗(yàn)區(qū)。蘋果、大豆、棉花、茶葉、油料、天然橡膠等6個(gè)品種開展了全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)建設(shè)試點(diǎn)。
世界經(jīng)濟(jì)論壇網(wǎng)站在相關(guān)報(bào)道中指出，中國數(shù)字技術(shù)正在改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式，讓農(nóng)業(yè)更賺錢。
02 深度融合六大趨勢
2022年中央一號文件提出，要發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，建立農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)體系，推動(dòng)新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營深度融合。
信息技術(shù)加持農(nóng)業(yè)，具有深刻的應(yīng)用背景：
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本持續(xù)上升。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越面臨農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格“天花板”封頂和生產(chǎn)成本“地板”抬升的矛盾，隨著農(nóng)民工工資水平的提高和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力機(jī)會(huì)成本的增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本持續(xù)上升。
農(nóng)業(yè)資源環(huán)境制約加劇。土地基礎(chǔ)地力明顯下降，耕地退化。目前我國耕地基礎(chǔ)地力對糧食生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率僅為50%～60%。
面源污染形勢嚴(yán)峻。以農(nóng)藥使用量為例，盡管已從2013年的峰值180.77萬噸開始持續(xù)下降，到2019年下降為145.6萬噸，但單位用量仍達(dá)8.8公斤/公頃，高于發(fā)達(dá)國家的農(nóng)藥用量水平。
水資源威脅加劇。據(jù)測算，我國每生產(chǎn)一公斤糧食，約耗費(fèi)一噸水。2019年，我國農(nóng)業(yè)用水占全國用水總量的61%。
大幅提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，特別是全要素生產(chǎn)率，需要加快數(shù)字化帶動(dòng)農(nóng)業(yè)從“傳統(tǒng)生產(chǎn)方式”向“精準(zhǔn)高效方式”轉(zhuǎn)變。
新的模式已經(jīng)開啟。
相較于2020年數(shù)字農(nóng)業(yè)2000億元市場規(guī)模的“保守”預(yù)測，有機(jī)構(gòu)預(yù)測2025年農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模將達(dá)到1.26萬億元，占農(nóng)業(yè)增加值比重達(dá)到15%。這意味著，“十四五”數(shù)字農(nóng)業(yè)將大步快跑，呈現(xiàn)六大變化趨勢。
——政府管理更加精準(zhǔn)精細(xì)。
以天地一體化的感知技術(shù)為服務(wù)手段的農(nóng)業(yè)農(nóng)村監(jiān)測、調(diào)查、管理方式不斷創(chuàng)新，加速變革了“上圖入庫”“以圖管地”“到戶到地”等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)監(jiān)管模式。
目前衛(wèi)星遙感在農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)測、農(nóng)業(yè)政策效果評價(jià)、農(nóng)村人居環(huán)境監(jiān)測中都發(fā)揮著重要作用，有力地支撐政府部門宏觀決策管理。據(jù)了解，全國農(nóng)田建設(shè)信息化平臺(tái)將于近期推出。
——規(guī)模化經(jīng)營加速轉(zhuǎn)型升級。
隨著土地流轉(zhuǎn)率的提升，將加速規(guī)?；N植經(jīng)營的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)前市場上一套完整的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平均每畝地的設(shè)備成本為8000元左右，一次性投入成本過高，大多數(shù)個(gè)體農(nóng)民無法承受。如果形成規(guī)?；?jīng)營，增產(chǎn)形成的增收將能夠覆蓋投入，實(shí)現(xiàn)收益增長，就會(huì)有越來越多的公司化經(jīng)營單位和規(guī)模化經(jīng)營組織選擇進(jìn)行數(shù)字升級。
——設(shè)施農(nóng)業(yè)將從設(shè)施規(guī)模大向裝備強(qiáng)、數(shù)據(jù)化能力提升等方向演進(jìn)。
特色農(nóng)產(chǎn)品種植、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等通過數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的種養(yǎng)；無人農(nóng)場、樓房養(yǎng)殖等新模式涌現(xiàn)。
——農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)銷售將大幅提升。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《全國鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2020—2025年)》提出，到2025年，農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)銷售額達(dá)到1萬億元。對比2020年上半年農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)銷售額近2000億元，這并不是一個(gè)難以完成的規(guī)劃。
——將農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地打造成數(shù)字工廠，形成提升農(nóng)業(yè)資源整合利用效率的新能力。
數(shù)字技術(shù)嵌入從田間地頭到消費(fèi)終端供應(yīng)鏈管理全過程，以工業(yè)思維＋數(shù)字農(nóng)業(yè)指導(dǎo)農(nóng)產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)制造，形成營銷、物流、技術(shù)、資金、人員培養(yǎng)等全方位數(shù)字化賦能，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
——富農(nóng)時(shí)代加快到來。
隨著數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和市場競爭力提升，越來越多的地方圍繞優(yōu)勢、特色產(chǎn)業(yè)形成一二三產(chǎn)融合的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式，將更大程度提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，產(chǎn)生一批農(nóng)業(yè)工人，獲得比較穩(wěn)定的收入；從事農(nóng)業(yè)的經(jīng)營主體收益也呈現(xiàn)多元化趨勢，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到土地等生產(chǎn)資料入股，獲得更多農(nóng)業(yè)增值收益。農(nóng)業(yè)從業(yè)人員收入更快增長的時(shí)代逐步到來。
03 盆景變風(fēng)景仍在路上
2020年11月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部市場與信息化司、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心發(fā)布的全國縣域數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展水平評價(jià)報(bào)告顯示，2019年全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化水平為23.8%。其中，設(shè)施栽培信息化水平為41.0%，畜禽養(yǎng)殖、種植業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖的信息化水平分別為32.8%、17.4%和16.4%。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心主任王小兵認(rèn)為，數(shù)字農(nóng)業(yè)的進(jìn)程在加快。但一些數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)的示范區(qū)目前更多還處于試點(diǎn)階段，進(jìn)一步推廣還面臨技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)和機(jī)制等一系列瓶頸。
黑龍江、湖南等地基層農(nóng)業(yè)干部表示，現(xiàn)階段無人農(nóng)場改進(jìn)成本相比人工成本較高、投入較大。我國無人化農(nóng)場基礎(chǔ)薄弱，大型農(nóng)機(jī)裝備智能制造整體水平滯后，制約著農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展前景。
農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)成本高。僅改裝導(dǎo)航設(shè)備一項(xiàng)，每年支出350萬~468萬元，對農(nóng)場來說，壓力很大，大面積推廣比較難。
生產(chǎn)規(guī)模小，數(shù)字技術(shù)邊際效益偏低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的積極性不高。使用無人駕駛智能插秧，減少了人力，提高了作業(yè)效率和質(zhì)量，提高了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。但是許多種植戶一聽普通農(nóng)機(jī)改成智能農(nóng)機(jī)的成本，他們就打消了念頭。
從技術(shù)層面來看，專家認(rèn)為，主要有三大硬骨頭待啃。
一是高端農(nóng)業(yè)傳感器對外依存度超過80%。農(nóng)業(yè)專用傳感器、動(dòng)植物生長模型、大數(shù)據(jù)算法等核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和數(shù)字技術(shù)產(chǎn)業(yè)化滯后，推廣應(yīng)用成本高。
二是復(fù)雜的機(jī)器系統(tǒng)動(dòng)力換擋技術(shù)、農(nóng)業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵核心部件等還存在“卡脖子”環(huán)節(jié)。
三是數(shù)據(jù)資源建設(shè)基礎(chǔ)薄弱，在線自動(dòng)采集數(shù)據(jù)渠道狹窄，政務(wù)數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、社會(huì)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)尚未形成匯聚、共享、利用的機(jī)制；農(nóng)村勞動(dòng)力特別是能夠掌握運(yùn)用數(shù)字技術(shù)的農(nóng)村人才缺乏。
04 瞄準(zhǔn)低成本實(shí)用化
生產(chǎn)全過程的數(shù)據(jù)監(jiān)測及掌控，需要投入的成本有可能超過應(yīng)用場景所產(chǎn)生的實(shí)際價(jià)值。這是目前數(shù)字化應(yīng)用的最大制約之一。
因此，現(xiàn)階段數(shù)字農(nóng)業(yè)要走出盆景思維，更多瞄準(zhǔn)低成本實(shí)用化方向。數(shù)字農(nóng)業(yè)的推廣不能脫離現(xiàn)實(shí)的農(nóng)情。當(dāng)前我國最大農(nóng)情是，農(nóng)業(yè)經(jīng)營戶呈現(xiàn)多、散、小狀態(tài)。
據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局第三次農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)，我國農(nóng)業(yè)經(jīng)營單位（具有法人資格的農(nóng)業(yè)企業(yè)、協(xié)會(huì)、專業(yè)合作社等）204.36萬個(gè)，規(guī)模農(nóng)業(yè)經(jīng)營戶（具有較大農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模，以商品化經(jīng)營為主的農(nóng)業(yè)經(jīng)營戶）398.04萬個(gè)，農(nóng)業(yè)經(jīng)營戶總數(shù)20743.16萬個(gè)。
除去規(guī)模經(jīng)營農(nóng)戶，非商業(yè)化經(jīng)營農(nóng)戶為20345.12萬個(gè)，這2億多個(gè)以“自給自足”為主要目的的農(nóng)業(yè)經(jīng)營戶，難以承受高成本的數(shù)字化。
第一，低成本實(shí)用化首先體現(xiàn)在減少人力投入。
以蔬菜種植為例，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)人工成本占生產(chǎn)成本的70%以上，其中移栽和收獲用工量最大。人機(jī)智能協(xié)作與傳統(tǒng)作業(yè)相比，無人作業(yè)減少人工投入成本90%以上，平均提升生產(chǎn)效率10倍以上。每畝節(jié)約成本450元以上，其中移栽環(huán)節(jié)約295元、植保環(huán)節(jié)約9元、收獲環(huán)節(jié)約146元。
在“無人化”方面，中國已經(jīng)走在了世界前面。目前，我國植保無人飛機(jī)保有量2萬臺(tái)，作業(yè)面積超過3億畝次，均為世界第一。
第二，發(fā)揮大數(shù)據(jù)采集分析效能。
利用平臺(tái)數(shù)據(jù)多維柵格化處理，進(jìn)行作物分時(shí)分品種上市產(chǎn)量預(yù)估，依據(jù)平臺(tái)預(yù)估產(chǎn)量模型和市場信息比往年服務(wù)農(nóng)超對接效率提高36%，成功率增加50%，有效緩解了因預(yù)期產(chǎn)量未知帶來的產(chǎn)品過剩消耗。
第三，利用防疫機(jī)器人，減少病疫傳染。
在平谷縣峪口禽業(yè)，記者看到禽舍內(nèi)移動(dòng)的健康巡檢和消毒防疫機(jī)器人。據(jù)介紹，通過突破可見光與熱成像雙模圖像融合、自主移動(dòng)導(dǎo)航作業(yè)等關(guān)鍵技術(shù)，機(jī)器人不但可以及時(shí)捕獲異常亞健康和患病雞只的實(shí)時(shí)位置，還可以進(jìn)行日常精準(zhǔn)帶禽消毒，大幅節(jié)約勞動(dòng)力，有效避免禽舍疫病。
第四，互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)思維解決效率問題。
日前，陜西省榆林市榆陽區(qū)推出了一項(xiàng)“共享拖拉機(jī)”服務(wù)，這也是中國西北首個(gè)農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)平臺(tái)，村民通過手機(jī)就可以預(yù)約拖拉機(jī)下地干活，閑置的拖拉機(jī)也能得到充分利用。
另一方面，對數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展不能拔苗助長，對農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究的重視不能拖延。多位受訪專家指出，要重視對我國當(dāng)前環(huán)境條件下農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識。
以西紅柿種植為例，國內(nèi)一般的溫室大棚，西紅柿產(chǎn)量每平方米為15公斤左右，而荷蘭能達(dá)到60至70公斤。產(chǎn)量上去了，就相當(dāng)于單位成本下降。
“由于地理、氣候、農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)差異較大，照搬照抄荷蘭先進(jìn)技術(shù)的路子行不通?！眳侨A瑞說，必須加強(qiáng)自主基礎(chǔ)研究。
日前，世界主要發(fā)達(dá)國家都將數(shù)字農(nóng)業(yè)作為戰(zhàn)略重點(diǎn)和優(yōu)先發(fā)展方向，相繼出臺(tái)了“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計(jì)劃”、“農(nóng)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略”和“農(nóng)業(yè)發(fā)展4.0框架”等戰(zhàn)略，構(gòu)筑新一輪產(chǎn)業(yè)革命新優(yōu)勢。我國“十四五”規(guī)劃也明確提出，加快發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和管理服務(wù)數(shù)字化改造。
多位專家建議，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)建設(shè)。
第一，建設(shè)國家和省級農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心。加快構(gòu)建天空地一體化的農(nóng)業(yè)數(shù)字資源體系，抓緊啟動(dòng)建設(shè)國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心。
第二，條塊結(jié)合推進(jìn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)。以重點(diǎn)農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈為主線建設(shè)“條數(shù)據(jù)”；以縣域農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)為單元，在國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村地理信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上建設(shè)“塊數(shù)據(jù)”。條塊結(jié)合，探索農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景。
第三，培育壯大農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)。把傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化改造作為農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主陣地，大力發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)。（轉(zhuǎn)自農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資訊）
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