8 月 30 日，湖南省永州市道縣清塘鎮(zhèn)濂溪大洞蔬菜基地，灌溉系統(tǒng)在給蔬菜澆水 陳思汗攝 / 本刊
在“無人化”方面，中國已經走在了世界前面。目前，我國植保無人飛機保有量2萬臺，作業(yè)面積超過3億畝次，均為世界第一
無人駕駛智能插秧等智能化設備，可以減少人力，還提高了作業(yè)效率和質量，提高了標準化生產。“身邊也有其他種植戶問我，一聽普通農機改成智能農機的成本，他們就打消了念頭。”
在北大荒農墾集團紅衛(wèi)農場有限公司的一處農業(yè)先行示范區(qū)，《瞭望》新聞周刊記者發(fā)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)正少量間歇澆灌著稻田，田間地頭隱約可見傳感器卻不見人。公司副總經理隋喜友介紹，這是稻田里的水位傳感器自動監(jiān)測水層深度，數(shù)據(jù)傳到智能灌溉控制系統(tǒng)診斷后，指令下達到灌溉控制裝置，開啟了澆灌程序，即將進入收獲期，灌水量大大減少。
近年來，北斗導航、5G等技術應用到農業(yè)生產、流通、服務等環(huán)節(jié)，在一些地方，農業(yè)不但改了模樣，還變了內涵：物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)引領“無人化”農業(yè)正逐步替代看天澆水，靠經驗施肥的傳統(tǒng)耕作模式。
當今世界局勢復雜多變，疫情控制未見明朗，糧食安全成為博弈的焦點。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能力作為安全保障類約束性指標，在經濟社會發(fā)展主要指標中予以明確。
農業(yè)生產的數(shù)字轉型成為解決“誰來種地，怎么種地”的戰(zhàn)略舉措，也是我國由農業(yè)大國邁向農業(yè)強國的必經之路。
“十四五”是推進農業(yè)農村數(shù)字化的重要戰(zhàn)略機遇期。當前，能否讓數(shù)字農業(yè)從一些地方的“盆景”變成大規(guī)模推廣和應用的“風景”，數(shù)字農業(yè)沖關，將引發(fā)農業(yè)生產領域哪些變化？數(shù)字化實用技術運用、機器替代人等如何助力農業(yè)提質增效？
傳統(tǒng)農業(yè)“華麗轉身”
紅衛(wèi)農場的先行示范區(qū)占地3600畝，每塊格田15畝，通過物聯(lián)網設備，把氣象、苗情、病蟲等相關數(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)，加上無人機掃描，形成了從衛(wèi)星到地面、從宏觀到微觀的全方位、實時化的水稻農情監(jiān)測系統(tǒng)。稻田哪里“營養(yǎng)過剩”或“營養(yǎng)不良”用數(shù)據(jù)說話。
——通過高光譜成像儀、植株營養(yǎng)素分析儀等儀器監(jiān)測，經過“算法”換算出水稻營養(yǎng)值，實施精準施肥，既確保水稻產量，又保護黑土地。
隋喜友介紹，紅衛(wèi)農場有限公司農業(yè)先行示范區(qū)相比傳統(tǒng)地塊，每畝減少灌溉用水100立方米、節(jié)水15%～20%、減少氮肥用量約10%、減農藥用量10%～30%；畝產量達到600公斤，實現(xiàn)每畝節(jié)本增效50元以上。
近日，國家統(tǒng)計局根據(jù)早稻的實割實測抽樣調查推算，2021年全國早稻播種面積下降0.4%，稻米產量同比增長2.7%。
一增一降的背后，是克服疫情和洪澇災害影響，農業(yè)結構的調整和種植技術的優(yōu)化，這里面離不開數(shù)字技術的賦能。
從大型糧倉北大荒來看，北大荒農墾集團建三江分公司農業(yè)發(fā)展部部長李國俊介紹說，公司在七星、二道河、創(chuàng)業(yè)、紅衛(wèi)、勤得利、勝利6個農場建設數(shù)字農業(yè)平臺，實現(xiàn)了農業(yè)生產耕、種、管、收全程數(shù)字化、智能化、無人化，并具有農業(yè)生產作業(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，進而科學指導生產及田間管理。
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：農業(yè)遙感、導航和通信衛(wèi)星應用體系初步確立。數(shù)據(jù)顯示，2020年，中國在軌運行應用衛(wèi)星數(shù)量超過300顆，有力支撐了各行業(yè)的綜合應用。農業(yè)對地監(jiān)測能力的大幅提高，加速了天空地數(shù)字農業(yè)管理系統(tǒng)和數(shù)字農業(yè)農村建設，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施提供精準的數(shù)據(jù)支撐。
——作物、機器“開口說話”：物聯(lián)網監(jiān)測設施加速推廣，應用于農機深松整地作業(yè)面積累計超過1.5億畝。
中國工程院院士、農業(yè)信息化專家趙春江介紹，從全國農業(yè)大數(shù)據(jù)建設來看，目前單品種大數(shù)據(jù)建設全面啟動，種業(yè)大數(shù)據(jù)、農技服務大數(shù)據(jù)建設初見成效。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、茶等大宗經濟作物的無人農業(yè)作業(yè)試驗區(qū)。蘋果、大豆、棉花、茶葉、油料、天然橡膠等6個品種開展了全產業(yè)鏈大數(shù)據(jù)建設試點。
世界經濟論壇網站在相關報道中指出，中國數(shù)字技術正在改變傳統(tǒng)農業(yè)模式，讓農業(yè)更賺錢。
深度融合六大趨勢
今年的中央一號文件提出，要發(fā)展智慧農業(yè)，建立農業(yè)農村大數(shù)據(jù)體系，推動新一代信息技術與農業(yè)生產經營深度融合。
信息技術加持農業(yè)，具有深刻的應用背景：
農業(yè)生產成本持續(xù)上升。我國農業(yè)生產越來越面臨農產品價格“天花板”封頂和生產成本“地板”抬升的矛盾，隨著農民工工資水平的提高和農業(yè)勞動力機會成本的增加，農業(yè)生產成本持續(xù)上升。
農業(yè)資源環(huán)境制約加劇。土地基礎地力明顯下降，耕地退化。目前我國耕地基礎地力對糧食生產的貢獻率僅為50%～60%。
面源污染形勢嚴峻。以農藥使用量為例，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8.8公斤/公頃，高于發(fā)達國家的農藥用量水平。
水資源威脅加劇。據(jù)測算，我國每生產一公斤糧食，約耗費一噸水。2019年，我國農業(yè)用水占全國用水總量的61%。大幅提升農業(yè)生產力，特別是全要素生產率，需要加快數(shù)字化帶動農業(yè)從“傳統(tǒng)生產方式”向“精準高效方式”轉變。
新的模式已經開啟
相較于2020年數(shù)字農業(yè)2000億元市場規(guī)模的“保守”預測，有機構預測2025年農業(yè)數(shù)字經濟規(guī)模將達到1.26萬億元，占農業(yè)增加值比重達到15%。這意味著，“十四五”數(shù)字農業(yè)將大步快跑，呈現(xiàn)六大變化趨勢。
——政府管理更加精準精細。以天地一體化的感知技術為服務手段的農業(yè)農村監(jiān)測、調查、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)代農業(yè)監(jiān)管模式。目前衛(wèi)星遙感在農業(yè)資源調查、農業(yè)生產過程監(jiān)測、農業(yè)政策效果評價、農村人居環(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，全國農田建設信息化平臺將于近期推出。
——規(guī)模化經營加速轉型升級。
趙春江院士認為，隨著土地流轉率的提升，將加速規(guī)模化種植經營的數(shù)字化、智能化轉型。有關數(shù)據(jù)表明，當前市場上一套完整的農業(yè)物聯(lián)網系統(tǒng)平均每畝地的設備成本為8000元左右，一次性投入成本過高，大多數(shù)個體農民無法承受。如果形成規(guī)模化經營，增產形成的增收將能夠覆蓋投入，實現(xiàn)收益增長，就會有越來越多的公司化經營單位和規(guī)模化經營組織選擇進行數(shù)字升級。
——設施農業(yè)將從設施規(guī)模大向裝備強、數(shù)據(jù)化能力提升等方向演進。特色農產品種植、畜牧業(yè)、水產養(yǎng)殖業(yè)等通過數(shù)字化，實現(xiàn)更精準的種養(yǎng)；無人農場、樓房養(yǎng)殖等新模式涌現(xiàn)。
——農產品網絡銷售將大幅提升。
農業(yè)農村部印發(fā)的《全國鄉(xiāng)村產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2020—2025年)》提出，到2025年，農產品網絡銷售額達到1萬億元。對比2020年上半年農產品網絡銷售額近2000億元，這并不是一個難以完成的規(guī)劃。
——將農產品產地打造成數(shù)字工廠，形成提升農業(yè)資源整合利用效率的新能力。
數(shù)字技術嵌入從田間地頭到消費終端供應鏈管理全過程，以工業(yè)思維＋數(shù)字農業(yè)指導農產品研發(fā)與生產制造，形成營銷、物流、技術、資金、人員培養(yǎng)等全方位數(shù)字化賦能，提高農業(yè)經濟效益。
山東紐瀾地何牛食品有限公司通過“從牧場到餐桌”全鏈條數(shù)字化，讓只有十幾年養(yǎng)殖歷史的高青黑牛媲美日本和牛；目前全力建設“10萬頭高青黑牛”國家級現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)園數(shù)字農業(yè)產業(yè)中心，產品延伸到生鮮蔬果多品類，一頭牛“牽”出了一條數(shù)字農業(yè)產業(yè)帶。
——富農時代加快到來。
隨著數(shù)字農業(yè)、智慧農業(yè)發(fā)展，農業(yè)產業(yè)綜合生產能力和市場競爭力提升，越來越多的地方圍繞優(yōu)勢、特色產業(yè)形成一二三產融合的全產業(yè)鏈發(fā)展模式，將更大程度提升農業(yè)生產效益，產生一批農業(yè)工人，獲得比較穩(wěn)定的收入；從事農業(yè)的經營主體收益也呈現(xiàn)多元化趨勢，從農業(yè)生產到土地等生產資料入股，獲得更多農業(yè)增值收益。農業(yè)從業(yè)人員收入更快增長的時代逐步到來。
盆景變風景仍在路上
2020年11月，農業(yè)農村部市場與信息化司、農業(yè)農村部信息中心發(fā)布的全國縣域數(shù)字農業(yè)農村發(fā)展水平評價報告顯示，2019年全國農業(yè)生產數(shù)字化水平為23.8%。其中，設施栽培信息化水平為41.0%，畜禽養(yǎng)殖、種植業(yè)和水產養(yǎng)殖的信息化水平分別為32.8%、17.4%和16.4%。
農業(yè)農村部信息中心主任王小兵認為，數(shù)字農業(yè)的進程在加快。但一些數(shù)字農業(yè)、智慧農業(yè)的示范區(qū)目前更多還處于試點階段，進一步推廣還面臨技術、應用、產業(yè)和機制等一系列瓶頸。
黑龍江、湖南等地基層農業(yè)干部表示，現(xiàn)階段無人農場改進成本相比人工成本較高、投入較大。我國無人化農場基礎薄弱，大型農機裝備智能制造整體水平滯后，制約著農業(yè)信息化發(fā)展前景。
農業(yè)信息化建設成本高。“紅衛(wèi)農場有限公司，僅改裝導航設備一項，2020年和2021年就分別支出350萬和468萬元，對農場來說，壓力很大，大面積推廣比較難。”隋喜友說。
生產規(guī)模小，數(shù)字技術邊際效益偏低，農業(yè)生產經營主體應用數(shù)字技術的積極性不高。紅衛(wèi)農場的種植示范戶于海忠今年使用了無人駕駛智能插秧，他說，減少了人力，提高了作業(yè)效率和質量，提高了標準化生產。“身邊也有其他種植戶問我，一聽普通農機改成智能農機的成本，他們就打消了念頭。”于海忠說。
從技術層面來看，受訪專家認為，主要有三大硬骨頭待啃
一是高端農業(yè)傳感器對外依存度超過80%。農業(yè)專用傳感器、動植物生長模型、大數(shù)據(jù)算法等核心關鍵技術研發(fā)和數(shù)字技術產業(yè)化滯后，推廣應用成本高。
二是復雜的機器系統(tǒng)動力換擋技術、農業(yè)機器人的關鍵核心部件等還存在“卡脖子”環(huán)節(jié)。
三是數(shù)據(jù)資源建設基礎薄弱，在線自動采集數(shù)據(jù)渠道狹窄，政務數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、社會數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)尚未形成匯聚、共享、利用的機制；農村勞動力特別是能夠掌握運用數(shù)字技術的農村人才缺乏。
瞄準低成本實用化
江蘇北斗研究院曾與國內水稻農機企業(yè)合作采集制作了全程大數(shù)據(jù)集合。水稻從催芽播種到最后成為一粒米，全過程共有48個環(huán)節(jié)，全程進行數(shù)據(jù)監(jiān)測、掌控，但試驗結果僅能留在實驗室。原因是測算下來實際應用成本要500元/畝，而水稻的種植利潤僅200～300元/畝。趙春江院士認為，生產全過程的數(shù)據(jù)監(jiān)測及掌控，需要投入的成本有可能超過應用場景所產生的實際價值。這是目前數(shù)字化應用的最大制約之一。因此，多位受訪專家指出，現(xiàn)階段數(shù)字農業(yè)要走出盆景思維，更多瞄準低成本實用化方向。趙春江院士分析，數(shù)字農業(yè)的推廣不能脫離現(xiàn)實的農情。當前我國最大農情是，農業(yè)經營戶呈現(xiàn)多、散、小狀態(tài)。
據(jù)國家統(tǒng)計局第三次農業(yè)普查數(shù)據(jù)，我國農業(yè)經營單位（具有法人資格的農業(yè)企業(yè)、協(xié)會、專業(yè)合作社等）204.36萬個，規(guī)模農業(yè)經營戶（具有較大農業(yè)經營規(guī)模，以商品化經營為主的農業(yè)經營戶）398.04萬個，農業(yè)經營戶總數(shù)20743.16萬個。除去規(guī)模經營農戶，非商業(yè)化經營農戶為20345.12萬個，這2億多個以“自給自足”為主要目的的農業(yè)經營戶，難以承受高成本的數(shù)字化。
低成本實用化首先體現(xiàn)在減少人力投入
以蔬菜種植為例，傳統(tǒng)農業(yè)人工成本占生產成本的70%以上，其中移栽和收獲用工量最大。在國家精準農業(yè)研究示范基地(小湯山)，露地甘藍人機智能協(xié)作采收現(xiàn)場，北京農業(yè)信息技術研究中心副主任吳華瑞介紹，人機智能協(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，中國已經走在了世界前面。目前，我國植保無人飛機保有量2萬臺，作業(yè)面積超過3億畝次，均為世界第一。
其次，發(fā)揮大數(shù)據(jù)采集分析效能。在平谷大華山村大桃產業(yè)示范點，趙春江院士團隊采集全村每戶種植棵數(shù)、面積、品種、樹齡等基礎數(shù)據(jù)10000多條，利用平臺數(shù)據(jù)多維柵格化處理，進行大桃分時分品種上市產量預估，截至目前依據(jù)平臺預估產量模型和市場信息比往年服務農超對接效率提高36%，成功率增加50%，有效緩解了因預期產量未知帶來的大桃產品過剩消耗。
第三，利用防疫機器人，減少病疫傳染。在平谷縣峪口禽業(yè)，記者看到禽舍內移動的健康巡檢和消毒防疫機器人。據(jù)介紹，通過突破可見光與熱成像雙模圖像融合、自主移動導航作業(yè)等關鍵技術，機器人不但可以及時捕獲異常亞健康和患病雞只的實時位置，還可以進行日常精準帶禽消毒，大幅節(jié)約勞動力，有效避免禽舍疫病。
第四，互聯(lián)網平臺思維解決效率問題。日前，陜西省榆林市榆陽區(qū)推出了一項“共享拖拉機”服務，這也是中國西北首個農機社會化服務平臺，村民通過手機就可以預約拖拉機下地干活，閑置的拖拉機也能得到充分利用。另一方面，對數(shù)字農業(yè)的發(fā)展不能拔苗助長，對農業(yè)基礎研究的重視不能拖延。多位受訪專家指出，要重視對我國當前環(huán)境條件下農業(yè)發(fā)展規(guī)律的認識。以西紅柿種植為例，國內一般的溫室大棚，西紅柿產量每平方米為15公斤左右，而荷蘭能達到60至70公斤。產量上去了，就相當于單位成本下降。“由于地理、氣候、農藝和經濟差異較大，照搬照抄荷蘭先進技術的路子行不通。”吳華瑞說，必須加強自主基礎研究。
日前，世界主要發(fā)達國家都將數(shù)字農業(yè)作為戰(zhàn)略重點和優(yōu)先發(fā)展方向，相繼出臺了“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計劃”、“農業(yè)技術戰(zhàn)略”和“農業(yè)發(fā)展4.0框架”等戰(zhàn)略，構筑新一輪產業(yè)革命新優(yōu)勢。我國“十四五”規(guī)劃也明確提出，加快發(fā)展智慧農業(yè)，推進農業(yè)生產經營和管理服務數(shù)字化改造。多位受訪專家建議，加快推進農業(yè)領域大數(shù)據(jù)建設。
第一，建設國家和省級農業(yè)農村大數(shù)據(jù)中心。加快構建天空地一體化的農業(yè)數(shù)字資源體系，抓緊啟動建設國家農業(yè)農村大數(shù)據(jù)中心。
第二，條塊結合推進農業(yè)大數(shù)據(jù)建設。以重點農產品全產業(yè)鏈為主線建設“條數(shù)據(jù)”；以縣域農產品生產基地和現(xiàn)代農業(yè)園區(qū)為單元，在國家農業(yè)農村地理信息平臺的基礎上建設“塊數(shù)據(jù)”。條塊結合，探索農業(yè)大數(shù)據(jù)應用場景。
第三，培育壯大農業(yè)數(shù)字經濟。把傳統(tǒng)農業(yè)的數(shù)字化改造作為農業(yè)數(shù)字經濟發(fā)展的主陣地，大力發(fā)展農產品電子商務。
來源：新華社
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