数字农业模式创新的基本特征与关键问题

2021-12-28杜洪燕

南方农业 2021年29期

杜洪燕，于峰

（北京市农林科学院农业信息与经济研究所，北京 100097）

目前，我国大部分地区仍旧采用传统的农耕方式，对耕地资源及机械资源利用不足。依赖人力进行农耕，难以形成整体性的数字管理，不利于提高农业产业的效率，限制了农业产业的发展。农业科技资源是农业科技创新和农村经济发展的重要战略资源，农业科技资源的开发与利用，是农业信息化发展面临的重要问题［1］。

1 数字农业概述及模式分析

1.1 数字农业概述

数字农业是一项综合性非常强的农业经营模式，它融合了计算机技术、全球地理系统、信息网络技术、自动化技术、遥感系统、全球定位等高科技技术。实现数字化农业，可以提高耕地利用率、节省人力，促进农业产业高质量发展。数字农业模式下，能够实现对农作物生长及土壤变化的实时监测，能够及时知悉农作物病虫害及缺水缺肥问题。数字农业系统还能够利用数字技术对农业生产的整个过程进行模拟，通过模拟计算出最合适的种植方式和管理方式，有助于降低成本，提高土地资源利用率，提高农作物的质量与产量，促进农业生产的进一步发展。总的来说，数字农业就是数字技术与现代化农业技术的结合［2］。

目前，我国在数字农业模式运用方面已取得了一定的成果，如我国山东省和广东省等地区应用了数字农业模式，并取得了良好的成果：实现了农产品公开化、透明化的产销精准对接，为构建更加完善的农产品销售渠道提供了技术支持；在多年的发展过程中解决了“谁来种地，怎么种地”的问题，将大数据及人工技术等转化为知识数据，为职业农民的发展提供了现代化技术支持，化解了农业生产经营及管理方面的问题，加快了农业现代化的步伐。

1.2 数字农业模式分析

随着社会和经济的发展，对农业产业提出了更高的要求，数字农业势在必行。现阶段，数字农业主要有6种模式。

1.2.1 农业智慧园模式

现代化的农业智慧园其主要核心是将现代信息技术与农业生产进行深度融合，利用现代化信息技术实现传统农业的改革与创新。这一模式促进了物联网在农业生产中的应用，通过“互联网+”与农业生产、管理、经营、服务等功能相融合，促进新业态农业的发展，实现农业产业的增效提质［3］。

1.2.2 农业区块链模式

区块链指的是链式的数据结构，将数据块以时间发生顺序进行连接。同时，其中也应用了密码学技术，保证该数据结构不会被伪造和篡改，具备较高的安全性。此技术在农业中的应用被称为农业区块链。

1.2.3 无人机农业模式

无人机农业模式是现代技术在农业中的典型运用。无人机是一种无人驾驶的飞行器，操作人员下达指令后，无人机可以根据指令进行种子播种、药剂喷洒等工作。采用无人机农业模式进行农业作业，能够减少人力成本的投入，提升农业生产和管理效率。

1.2.4 农业气象管理模式

农业气象管理指的是利用现代化信息设备，对当地环境的风速、湿度、温度及气压等气象因素进行检测、记录和储存，并检测土壤的含水量。可以根据气象数据对农业生产工作进行提前计划与及时调整。

1.2.5 数字农贷模式

数字农贷模式是一种支持农业发展的金融服务。以某电商金融服务为例，农贷具有无需担保和免抵押的优势，且平台会通过数字技术在农业生产过程中，精准地进行定时、定量资金投放，且平台会帮助农民进行风险管理。

1.2.6 精准农业模式

精准农业模式指的是以最小的农业操作单元为单位，精确计算出产量与化肥、农药、种子等投入之间的比例，对农业措施进行精细调整，实现产量及收益最大化。

2 数字农业模式创新的基本特征

2.1 以物联网系统为载体

数字农业模式是建立在现代信息技术、网络技术等基础之上的现代化农业生产、经营、管理、服务等模式，它的基本特征之一即是以物联网系统为载体。通过“互联网+”实现农业产业产量、质量及劳动效率的提高，如无人机在农业作业中的应用，区块链接在农业管理中的应用，都体现了现代技术与农业生产有机结合［4］。

2.2 以农业数字资源为基本要素

数字农业模式的实现需要数字计算技术的大幅应用，不管是在农业生产中，还是在农业经营或管理中，数字计算技术都起到了重要的作用。例如，可以通过无人机、定位系统、云计算技术及传感器等高科技技术实现农业要素的收集，还可将其转化为农业模型形成二进制数字便于计算机对其进行处理。在整个农业生产过程中，主要包括环境要素、生物要素、技术要素及社会经济要素等。在数字农业模式中可以利用数字技术模拟农作物从播种到收获的全过程，并根据此过程精确计算出种子、农药、化肥等资源的投入产出比，实现效益最大化。

2.3 以数据驱动模型及算法为核心

要实现农业要素的数据化，则需利用信息技术对其进行处理，数据的采集、传输、存储、计算与分配等过程中都需要数据驱动模型及算法技术的支持，如此才能有效制定出农业资源数据化方案［5］。此外，物联网农业系统的搭建离不开相关部门的决策支持，而这些决策应该是建立在准确的农业要素数据之上，所以数字农业汇总应以数据驱动模型及算法为核心。

2.4 以精密数字技术为主要手段

数字化农业模式是一种新兴的农业模式，需要信息技术及计算技术的大力支持，在该模式中需要将农业要素转化为计算机能够处理的数据模式，因此对信息技术与数字技术较为依赖。要想提升农业产业的效率，就要对农业生产、经营及管理的各个环节进行精准的管控，做好农业生产的量化管理，这些都需要依赖精密数字技术。

2.5 以优质优价农产品市场机制为依托

要想增加农业产业效益，光实现全产业链交易透明化是不够的，还需要优质优价的农产品市场机制作为依托，促使农场主动加入产业链条，降低流通环节成本，提高收益。

3 数字农业模式创新的关键问题

3.1 数字农业数据技术运用率不佳

数字农业模式的关键技术就是农业数据技术，只有通过物联网接受和处理与整个农业产业链条相关的所有数据，才能对其中的每个环节进行精准的控制，提高农业产业链条的运营效率。但是从目前来看，我国已有的农业大数据平台，仍旧在采用过去传统的方法和技术，设备采集到的数据较为落后，无法为农业产业进步提供支持。另外，农民普遍文化水平不高，对数字技术的应用并不熟悉，难以发挥大数据平台所具有的优势。因此，在数字农业管理中如何有效运用农业数据技术是一个比较关键的问题。

3.2 物联网设备建设不足

数字化农业是依赖于信息网络技术与现代化的农业生产技术实现的，完善物联网设备是其中的关键一环，但目前我国物联网相关的基础设施建设在多种原因的影响下仍不完善。1）现代化设备成本过高，远超农民所能承受的范围。对于经营农场的农业生产方来说，不缺少购买设备的资金，但是我国以家庭为单位的农户的占比达到98%，大部分的农业从业者没有足够的资金条件购置先进设备，影响了数字农业模式的开展，因此应当从政府层面加强对物联网设备建设与完善的扶持与引导。

3.3 技术人员不足

要想发展数字农业模式，需要专业人才的支持，单纯依靠文化水平一般的农户难以实现数字农业发展。1）农户们对数字技术及信息技术的理解和掌握较慢，对数字模式的概念、内容及发展模式缺乏了解。2）数字化模式需要与物联网建立起紧密联系，但农户们大多不会使用物联网进行网上销售，也不懂包装和物流流程。因此，在完善物联网设备的同时，也需要物联网专业人才的支持。