8 月 30 日，湖南省永州市道縣清塘鎮濂溪大洞蔬菜基地，灌溉系統在給蔬菜澆水 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農場有限公司的一處農業先行示范區，《瞭望》新聞周刊記者發現灌溉系統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測水層深度，數據傳到智能灌溉控制系統診斷后，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等技術應用到農業生產、流通、服務等環節，在一些地方，農業不但改了模樣，還變了內涵：物聯網、大數據引領“無人化”農業正逐步替代看天澆水，靠經驗施肥的傳統耕作模式。
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，在經濟社會發展主要指標中予以明確。
農業生產的數字轉型成為解決“誰來種地，怎么種地”的戰略舉措，也是我國由農業大國邁向農業強國的必經之路。
“十四五”是推進農業農村數字化的重要戰略機遇期。當前，能否讓數字農業從一些地方的“盆景”變成大規模推廣和應用的“風景”，數字農業沖關，將引發農業生產領域哪些變化？數字化實用技術運用、機器替代人等如何助力農業提質增效？
傳統農業“華麗轉身”
紅衛農場的先行示范區占地3600畝，每塊格田15畝，通過物聯網設備，把氣象、苗情、病蟲等相關數據全部接入到大數據系統中。
——通過衛星遙感數據，加上無人機掃描，形成了從衛星到地面、從宏觀到微觀的全方位、實時化的水稻農情監測系統。稻田哪里“營養過剩”或“營養不良”用數據說話。
——通過高光譜成像儀、植株營養素分析儀等儀器監測，經過“算法”換算出水稻營養值，實施精準施肥，既確保水稻產量，又保護黑土地。
隋喜友介紹，紅衛農場有限公司農業先行示范區相比傳統地塊，每畝減少灌溉用水100立方米、節水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，實現每畝節本增效50元以上。
近日，國家統計局根據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，農業結構的調整和種植技術的優化，這里面離不開數字技術的賦能。
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發展部部長李國俊介紹說，公司在七星、二道河、創業、紅衛、勤得利、勝利6個農場建設數字農業平臺，實現了農業生產耕、種、管、收全程數字化、智能化、無人化，并具有農業生產作業規劃、智能裝備信息采集和環境因素、土壤肥力、作物生長監測等功能，可以繪制每一階段作物長勢數據圖，進而科學指導生產及田間管理。
從全國范圍來看，數字化正在依靠什么改造傳統農業？
——數據傳輸通道打通：全國行政村通光纖、通4G比例超過98%。
——“天眼”開啟：農業遙感、導航和通信衛星應用體系初步確立。數據顯示，2020年，中國在軌運行應用衛星數量超過300顆，有力支撐了各行業的綜合應用。農業對地監測能力的大幅提高，加速了天空地數字農業管理系統和數字農業農村建設，為鄉村振興戰略實施提供精準的數據支撐。
——作物、機器“開口說話”：物聯網監測設施加速推廣，應用于農機深松整地作業面積累計超過1.5億畝。
中國工程院院士、農業信息化專家趙春江介紹，從全國農業大數據建設來看，目前單品種大數據建設全面啟動，種業大數據、農技服務大數據建設初見成效。大數據支撐下，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作業試驗區。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鏈大數據建設試點。
世界經濟論壇網站在相關報道中指出，中國數字技術正在改變傳統農業模式，讓農業更賺錢。
深度融合六大趨勢
今年的中央一號文件提出，要發展智慧農業，建立農業農村大數據體系，推動新一代信息技術與農業生產經營深度融合。
信息技術加持農業，具有深刻的應用背景：
農業生產成本持續上升。我國農業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勞動力機會成本的增加，農業生產成本持續上升。
農業資源環境制約加劇。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，高于發達國家的農藥用量水平。
水資源威脅加劇。據測算，我國每生產一公斤糧食，約耗費一噸水。2019年，我國農業用水占全國用水總量的61%。大幅提升農業生產力，特別是全要素生產率，需要加快數字化帶動農業從“傳統生產方式”向“精準高效方式”轉變。
新的模式已經開啟
相較于2020年數字農業2000億元市場規模的“保守”預測，有機構預測2025年農業數字經濟規模將達到1.26萬億元，占農業增加值比重達到15%。這意味著，“十四五”數字農業將大步快跑，呈現六大變化趨勢。
——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農村監測、調查、管理方式不斷創新，加速變革了“上圖入庫”“以圖管地”“到戶到地”等現代農業監管模式。目前衛星遙感在農業資源調查、農業生產過程監測、農業政策效果評價、農村人居環境監測中都發揮著重要作用，有力地支撐政府部門宏觀決策管理。據了解，全國農田建設信息化平臺將于近期推出。
——規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，將加速規模化種植經營的數字化、智能化轉型。有關數據表明，當前市場上一套完整的農業物聯網系統平均每畝地的設備成本為8000元左右，一次性投入成本過高，大多數個體農民無法承受。如果形成規模化經營，增產形成的增收將能夠覆蓋投入，實現收益增長，就會有越來越多的公司化經營單位和規模化經營組織選擇進行數字升級。
——設施農業將從設施規模大向裝備強、數據化能力提升等方向演進。特色農產品種植、畜牧業、水產養殖業等通過數字化，實現更精準的種養；無人農場、樓房養殖等新模式涌現。
——農產品網絡銷售將大幅提升。
農業農村部印發的《全國鄉村產業發展規劃(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劃。
——將農產品產地打造成數字工廠，形成提升農業資源整合利用效率的新能力。
數字技術嵌入從田間地頭到消費終端供應鏈管理全過程，以工業思維＋數字農業指導農產品研發與生產制造，形成營銷、物流、技術、資金、人員培養等全方位數字化賦能，提高農業經濟效益。
山東紐瀾地何牛食品有限公司通過“從牧場到餐桌”全鏈條數字化，讓只有十幾年養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”國家級現代農業產業園數字農業產業中心，產品延伸到生鮮蔬果多品類，一頭牛“牽”出了一條數字農業產業帶。
——富農時代加快到來。
隨著數字農業、智慧農業發展，農業產業綜合生產能力和市場競爭力提升，越來越多的地方圍繞優勢、特色產業形成一二三產融合的全產業鏈發展模式，將更大程度提升農業生產效益，產生一批農業工人，獲得比較穩定的收入；從事農業的經營主體收益也呈現多元化趨勢，從農業生產到土地等生產資料入股，獲得更多農業增值收益。農業從業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，農業農村部市場與信息化司、農業農村部信息中心發布的全國縣域數字農業農村發展水平評價報告顯示，2019年全國農業生產數字化水平為23.8%。其中，設施栽培信息化水平為41.0%，畜禽養殖、種植業和水產養殖的信息化水平分別為32.8%、17.4%和16.4%。
農業農村部信息中心主任王小兵認為，數字農業的進程在加快。但一些數字農業、智慧農業的示范區目前更多還處于試點階段，進一步推廣還面臨技術、應用、產業和機制等一系列瓶頸。
黑龍江、湖南等地基層農業干部表示，現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，制約著農業信息化發展前景。
農業信息化建設成本高。“紅衛農場有限公司，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。
生產規模小，數字技術邊際效益偏低，農業生產經營主體應用數字技術的積極性不高。紅衛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
一是高端農業傳感器對外依存度超過80%。農業專用傳感器、動植物生長模型、大數據算法等核心關鍵技術研發和數字技術產業化滯后，推廣應用成本高。
二是復雜的機器系統動力換擋技術、農業機器人的關鍵核心部件等還存在“卡脖子”環節。
三是數據資源建設基礎薄弱，在線自動采集數據渠道狹窄，政務數據、行業數據、社會數據、企業數據尚未形成匯聚、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合作采集制作了全程大數據集合。水稻從催芽播種到最后成為一粒米，全過程共有48個環節，全程進行數據監測、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，生產全過程的數據監測及掌控，需要投入的成本有可能超過應用場景所產生的實際價值。這是目前數字化應用的最大制約之一。因此，多位受訪專家指出，現階段數字農業要走出盆景思維，更多瞄準低成本實用化方向。趙春江院士分析，數字農業的推廣不能脫離現實的農情。當前我國最大農情是，農業經營戶呈現多、散、小狀態。
據國家統計局第三次農業普查數據，我國農業經營單位（具有法人資格的農業企業、協會、專業合作社等）204.36萬個，規模農業經營戶（具有較大農業經營規模，以商品化經營為主的農業經營戶）398.04萬個，農業經營戶總數20743.16萬個。除去規模經營農戶，非商業化經營農戶為20345.12萬個，這2億多個以“自給自足”為主要目的的農業經營戶，難以承受高成本的數字化。
低成本實用化首先體現在減少人力投入
以蔬菜種植為例，傳統農業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。在國家精準農業研究示范基地(小湯山)，露地甘藍人機智能協作采收現場，北京農業信息技術研究中心副主任吳華瑞介紹，人機智能協作與傳統作業相比，無人作業減少人工投入成本90%以上，平均提升生產效率10倍以上。每畝節約成本450元以上，其中移栽環節約295元、植保環節約9元、收獲環節約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，作業面積超過3億畝次，均為世界第一。
其次，發揮大數據采集分析效能。在平谷大華山村大桃產業示范點，趙春江院士團隊采集全村每戶種植棵數、面積、品種、樹齡等基礎數據10000多條，利用平臺數據多維柵格化處理，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，記者看到禽舍內移動的健康巡檢和消毒防疫機器人。據介紹，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，大幅節約勞動力，有效避免禽舍疫病。
第四，互聯網平臺思維解決效率問題。日前，陜西省榆林市榆陽區推出了一項“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，對數字農業的發展不能拔苗助長，對農業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境條件下農業發展規律的認識。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，世界主要發達國家都將數字農業作為戰略重點和優先發展方向，相繼出臺了“大數據研究和發展計劃”、“農業技術戰略”和“農業發展4.0框架”等戰略，構筑新一輪產業革命新優勢。我國“十四五”規劃也明確提出，加快發展智慧農業，推進農業生產經營和管理服務數字化改造。多位受訪專家建議，加快推進農業領域大數據建設。
第一，建設國家和省級農業農村大數據中心。加快構建天空地一體化的農業數字資源體系，抓緊啟動建設國家農業農村大數據中心。
第二，條塊結合推進農業大數據建設。以重點農產品全產業鏈為主線建設“條數據”；以縣域農產品生產基地和現代農業園區為單元，在國家農業農村地理信息平臺的基礎上建設“塊數據”。條塊結合，探索農業大數據應用場景。
第三，培育壯大農業數字經濟。把傳統農業的數字化改造作為農業數字經濟發展的主陣地，大力發展農產品電子商務。
來源：新華社
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