农业数字化转型发展的困境及路径探析

近年来，党中央、国务院围绕推动农业数字化转型发展出台一系列相关意见、计划和方案，要求加快数字农业发展步伐，提升农业生产、加工、销售、物流等全产业链的数字化水平。1数字农业：农业现代化的必由之路数字农业就是将遥感技术、计算机技术、通信和网络技术、定位技术、自动化技术、人工智能技术与农学、生态学、地理学、土壤学等学科有机结合起来，实现对农作物从规划、投入、生产到农产品收获、加工、营销全过程的模拟、监测、研判和建议，以提高资源利用率、劳动生产率和产品质量的现代农业生产模式。数字农业通过农业与数字科技的高度融合，推动了农业生产从“体力”到“智力”，从“靠经验”到“靠数据”的根本转型。马克思指出，生产力中也包括科学[1]。数字技术嵌入农业生产，改变了农业生产要素的作用机理，推动了农业生产要素在更大范围、更低成本、更高层次上的优化配置，提高了农业劳动生产率、资源利用率和土地产出率。以人工智能、5G技术、物联网、大数据等为标志的信息技术快速发展，为农业的数字化转型提供了技术支撑。一方面，数字技术赋能农业生产，将影响农业生产的各类气候、自然环境因素、农作物生长自然节点等外部变量纳入到数字监测、分析、研判、预警进程中，使影响传统农业生产的各类变量变成一种可预测、有对策的能动过程，有效提升了农业生产抵御各类风险的能力，减少了农业生产的波动性。另一方面，数字技术应用于农业生产，将影响农业生产的各类要素及变量，以数字化的统一标准界定和管理，有效规避了传统农业生产模式下依靠经验开展农业生产而导致的农业生产效率低、农产品质量难以控制等问题，通过数字技术重塑农业生产流程，深化农业生产专业化分工，优化农业生产要素配置，提高农业生产效益。2我国数字农业发展历程20世纪90年代，国家支持开发计算机“农业智能应用系统”。1990—2004年间，农业科研人员经过研究探索、试验示范、推广应用3个阶段，取得了一系列重大科研成果，包括5个智慧农业专家系统开发平台、200多个智慧农业专家系统、3000多万条数据的数据库、涵盖600多个区域性的知识模型，覆盖全国800多个县，实现累计700多万农户受益。这一阶段的数字农业发展，主要以农业专家系统平台研发为重点，运用数据库、知识模型等手段，将涉及农业生产的各类数据与信息进行有效汇总和建模应用，为各区域农业生产提供了精准对策和科学指导。2003年，“农业数字化技术应用研究与开发”被列为国家重大科技专项。2013年，物联网区域试验工程率先在天津、上海、安徽三省（市）开展试点探索。2014年，“大田种植”“设施园艺”“畜禽水产养殖”等国家物联网应用示范工程相继启动。这一阶段数字农业发展的特点为，借助农业物联网将设备收集到的数据进行系统化集成管理，在农业生产环节凸显精准特点，利用摄像头、传感器等智能设备，运用全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感系统（RS）等高新技术，对农业对象、环境和农业生产流程精准定位、精准定量、精准定时，从而实现大幅度提升农业生产力的根本目的。2015年，伴随农业大数据战略地位的提高，《农业部关于推进农业农村大数据发展的实施意见》发布，指出“随着农业信息化、现代化深入推进，农业农村大数据正与农业产业全面深度融合……日益成为智慧农业的神经系统和推进农业现代化的关键核心要素”[2]。为深入贯彻落实《农业农村大数据发展的实施意见》，各地区结合农业发展实际，在农业生产、经营和管理实践中深化大数据的创新应用，以提高农业生产精准化、智能化水平。这一阶段数字农业发展的特点是将物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与农业生产深度融合，不断提高农业生产全过程的感知、监测、分析、预警和管理的智能化水平。近年来，随着科技研发力度的不断加大，一批数字农业关键技术被攻克，一批实用数字农业技术产品得以研发，农业数字信息标准体系不断完善，农业信息采集技术持续提升，农业数字化监测系统广泛应用，推动了我国农业信息化、现代化向纵深发展。《中国数字乡村发展报告（2022）》显示，2021年我国数字乡村发展水平达到39.1%。3数字农业发展困境3.1数字农业基础设施薄弱近年来，农村新基建发展速度迅猛，农业数字基础设施逐渐完善，推动数字技术与农业融合程度不断加深。尽管如此，我国数字农业基础设施建设步伐与数字农业发展需求相比仍然不平衡，农业数字化基础设施建设仍需进一步加强，具体表现为农业大数据建设、农村数字资源体系建设仍处于“起跑”状态，数据共享开放不充足，数据开发利用不充分，农业生产基地4G信号盲点仍然较多，乡村5G基站、光纤宽带、物联网设施等新基建设施的数量和布局仍需进一步拓展和完善。3.2农业信息数字化采集程度低《数字农业农村发展规划（2019—2025）》明确指出，要“加快发展数字农情，利用卫星遥感、航空遥感、地面物联网等手段……提升农业生产管理信息化水平”[3]。由于我国农业农村数据资源分散，数据采集和监测手段落后，速度慢、精度低、不稳定，公共数据共享不够、开放不足，天空地一体化信息采集能力较弱、覆盖率低，数据整合不充分、数据要素价值挖掘利用程度不高。3.3农业数字人才短缺数字农业发展除了受到数字农业技术本身及应用条件等客观因素制约以外，还与农业生产主体本身的知识水平和能力素养有关。先进数字农业技术能否转化为现实生产力，需大量懂技术、熟管理、善应用的农业数字化人才作支撑。随着我国城镇化速度加快，城镇人口数量不断攀升，农业人口数量大幅度下降，农村人口结构日益呈现出老龄化特征，农村剩余劳动力文化水平普遍偏低，对新生事物和科技能力的掌握程度较低，难以适应数字农业发展需求。《产业数字人才研究与发展报告（2023）》显示，当前我国数字人才缺口在2500万～3000万人，其中农业数字人才缺口约1100万人。3.4数字农业产业链不完整近年来，农业数字化转型稳步推进，数字技术在农业生产经营活动中的渗透率不断提升，但是与国内第二、第三产业相比，农业数字化渗透率仍然偏低。据统计，截至2022年，数字经济在第二、第三产业中的渗透率分别达到21%、41%左右，但数字经济在农业中的渗透率仅为8.9%，与发达国家12.5%的水平相比存在较大差距。我国农业数字化转型仍处于探索之中，还存在着重视农业生产，忽视全产业链经营统筹；重视产业链，忽视价值链；重视农业本身，忽视三产融合等问题。4数字农业发展对策4.1加快数字农业基础设施建设步伐《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》明确提出：“到2025年，农业数字经济占农业增加值比重提升至15%，并基本建成天空地一体化观测网络、农业农村基础数据资源体系、农业农村云平台。”为此，要加快信息网络基础设施建设步伐，建设数据标准规范、数据采集通道、网络安全体系和资源数据库等基础硬件设施，积极稳妥推进空间信息基础设施升级，加快卫星通信网络布局，推动卫星互联网建设。完善立体化、广覆盖、高性能的网络布局，打造云、数、智、安、平台一体规划的泛在算力体系，不断夯实数字农业发展的物质基础。4.2提升数字化采集与应用能力开发和运用传感器技术、计算机视觉技术、物联网技术、航空监测技术、RFID技术、3S（GPS、RS、GIS）技术，采用人工标注、网络抓取等方式，提高信息获取质量。运用大数据、云计算等技术，选取适当的数学模型、信息学模型对已获取的数据进行技术化处理，由局部到整体、由经验型到机理型、由功能化到可视化地构建农业决策和管理系统，推动农业生产与管理的数字化发展。4.3加快农业数字化人才的培养《“十四五”农业农村人才队伍建设发展规划》提出，要建设一支规模宏大、结构合理、素质优良、作用凸显的农业农村人才队伍[4]。首先，要加大农业数字化人才培养的政策支持力度。紧紧围绕加快农业数字化人才培养这一主题，制定长期培养的顶层设计和选人育人的人才建设方案，打造分级、分类农业数字化人才培养模式，坚持不懈、久久为功[5]。其次，要拓宽农业数字化人才培养渠道。构建线上线下相结合的数字化人才培养模式。围绕数字农业发展中急需的人工智能、大数据、云计算等数字技能，阶段化、定期化、持续化地开展农业数字化人才技能职业培训班[6]。再次，要实施信息进村入户活动，大力研发适合农业特点的信息终端、技术产品、移动互联网（APP）软件，完善面向农民的信息终端和服务供给，防止出现“数字鸿沟”。要通过“智慧农业”“智慧医疗”“智慧金融”“智慧治理”等场景应用，让广大农民在共享“数字红利”中跟上数字技术发展步伐[7]。最后，要健全农业数字化人才优绩优酬保障激励机制。要健全农业数字化人才优绩优酬工资合理调整机制、人才待遇长期保障激励机制，建立注重创新、能力、贡献的人才评价导向，激励农业数字化人才扎根一线、建功立业。4.4健全数字农业全产业链1958年，赫希曼在《经济发展战略》一书中对产业链概念进行了相关阐述，即产业链是基于纵向关系的增值链条[8]。全产业链是建立在纵向产业基础上的价值增值链条。数字农业全产业链，是建立在纵向农业产业基础上，以数字技术为支撑的价值增殖链条。数字农业全产业链，涉及到农业生产、加工、流通各环节上的数字化建设水平，需要将农业资源、农业生产、农业管理、农业服务统一纳入到数字化改造升级框架之中。数字农业全产业链的运行机理，是利用现代数字技术对全产业链条内外部数据的采集分析、互动反馈、精准控制、智能决策，优化从农产品生产到农产品消费全流程的各个环节，实现了农产品生产到农产品消费全流程的精细化管理。健全和完善数字农业全产业链，要以培育和壮大农业龙头企业为抓手，构建链首、链中、链尾紧密衔接、一体协同的完整农业全产业链，并运用数字技术对农业全产业链进行改造升级，提高农业全产业链运行效率。支持链首企业打造全产业链数字化平台，通过构建与完善全产业链数字信息系统，充分发挥数字信息系统在全产业链内部各企业间的信息沟通、数字管理中的功能，提升全产业链整体运行效率和产业链上下游协同效率。充分发挥链主企业在农业全产业链中的核心作用，运用数字技术手段，协调和管理全产业链的内部资源，联通全产业链的外部资源，实现农业全产业链内、外部资源之间的互联互通、价值互换、联动优化。4.5提高关键核心技术创新能力不同于传统技术，数字农业技术以大数据、物联网、人工智能、遥感等技术为支撑，以抽象无形的数据为关键要素，以软、硬件结合为手段。要提高关键核心技术创新能力，首先，要围绕战略性前沿技术布局攻关关键共性技术难题、技术集成应用示范、研发应用农业人工智能。其次，要瞄准与数字农业相关的数字科技领域，围绕数字农业现实需求整合相关资源、统筹多方力量、强化规划引领，充分发挥科技人才和企业家的创新主体作用，以时不我待的紧迫感和危机感加强技术攻关，努力取得原创性突破。再次，推进数字技术创新链与产业链融合发展，鼓励支持农业龙头企业整合科研院所、高等院校力