数字农业赋能乡村振兴高质量发展

庄家煜

（1.中国农业科学院 农业信息研究所，北京 100081；2.农业农村部 农业监测预警技术重点实验室，北京 100081）

一、引 言

数字农业主要指利用数字技术，如物联网、人工智能、大数据等，来提高农业生产效率和质量的一种新兴农业发展方式［1］。它应用数字技术对农业对象、农业过程、农业结果进行数字化监测、表达、控制、分析、预测、管理，从而实现高效、低耗、高质量的农业发展方式转变，是网络化、信息化、数字化条件下加快农业现代化建设的重要途径。

数字农业概念起源于20 世纪90 年代。21世纪初，随着互联网技术的广泛应用，基于云的数据存储和分析平台的发展使得人们更容易收集、存储和分析大量农业数据［2-3］。同时，无人机和其他遥感技术（高光谱成像和热相机等）使农业生产者、管理者能够快速收集有关作物和土壤的更详细和精确的数据，并用于进一步的分析［4］。21 世纪20年代，人工智能和物联网的进一步发展，推进数字农业走向更加智能化的领域，使人们能够基于实时的农业数据和预测做出更合理的决策［5］。

数字农业的应用场景非常广泛。比如，可以利用物联网技术对土壤和气象等环境进行实时监测和预测，以实现农作物的精准管理和优化；通过互联网可以帮助农民获取市场信息，为他们提供销售渠道，将农产品运往更广阔的市场以提高农产品的竞争力和价值；可以利用人工智能技术，对农产品进行品质分析、分类、鉴别等处理，并对其进行溯源管理，保障农产品品质和安全［6-7］。数字农业发展进程如图1所示。

图1 数字农业发展进程

党的二十大报告明确提出，加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群。这为新时代新征程上全面推进数字农业建设指明了发展方向，对加快推进数字乡村建设提出了更高要求。发展数字农业是贯彻国家数字经济发展战略与全面推进乡村振兴的重要手段，也是实现农业农村现代化的必由之路。数字农业能够有助于提高包括经济效益、社会效益与生态效益在内的农业综合效益，因此，国际上各个农业强国都将数字农业作为农业未来发展的主要方向。

新一代数字信息技术在我国农业农村经济社会发展中具有巨大的应用潜力，近年来，我国大力推进数字农业农村建设，农业数字化转型稳步推进，数字技术为发展农业数字经济提供新机遇。2015年，“十三五”规划纲要提出实施“互联网+”行动计划，促进互联网深度广泛应用，带动生产模式和组织方式变革，形成网络化、智能化、服务化、协同化的产业发展新形态。由此，互联网等数字信息技术开始与包括农业在内的传统产业相结合，数字农业在我国开始崭露头角，许多科技公司开始研发和推出农业技术产品和服务［8］。2018年9月，中共中央、国务院印发的《乡村振兴战略规划（2018—2022 年）》提出，大力发展数字农业，实施智慧农业工程和“互联网+”现代农业行动，鼓励对农业生产进行数字化改造，加强农业遥感、物联网应用，提高农业精准化水平。实施数字乡村战略，加快物联网、地理信息、智能设备等现代信息技术与农村生产生活的全面深度融合，深化农业农村大数据创新应用，推广远程教育、远程医疗、金融服务进村等信息服务，建立空间化、智能化的新型农村统计信息系统［9］。2019 年，农业农村部和中央网络安全和信息化委员会办公室印发的《数字农业农村发展规划（2019—2025 年）》提出，要加快数字农村建设、构建全面农业信息化服务体系、建立涉农信息化服务体系、加快生产经营数字化改造、推进管理服务数字化转型、推进农村基层治理数字化进程。近年的中央一号文件多次提出开展数字乡村试点、实施数字乡村建设发展工程，数字农业在我国也从规划设计逐步走向落地应用。2023 年，中共中央网络安全和信息化委员会办公室、农业农村部等五部门联合印发《2023 年数字乡村发展工作要点》，明确到2023年底数字乡村发展取得阶段性进展的发展目标，以及夯实乡村数字化发展基础、强化粮食安全数字化保障、因地制宜发展智慧农业、创新发展乡村数字文化、加快建设智慧绿色乡村等重点任务。在党中央的大力支持下，我国的数字农业、数字乡村建设开始迎来加速发展期，推动农业强国建设取得新进展。

二、数字农业与农业现代化

党的二十大报告明确指出，到2035 年我国发展的总体目标之一就是要基本实现农业现代化。受农业资源环境的约束，农业现代化成为将来一段时期提升农业生产力、推进农业可持续发展和保障农产品品质的重要途径。数字农业作为现代信息技术与农业的有机结合体，为农业现代化提供了新的思路和方法。农业现代化是将传统农业转变为更具效率、更可持续发展的大型工程，数字农业可以利用大数据、云计算、人工智能等现代化信息技术来武装新型农业，并增强其可持续性。可以说，数字农业是实现农业现代化的必经之路［10］。

将数字农业纳入农业现代化进程，利用其在提高农业生产力和可持续性方面的优势持续赋能。新一代信息技术与农业农村的深度融合正在推动农业农村发展进入数字化新时期，带动农业农村数字经济不断扩展广度和深度，并不断涌现出新的模式、新的业态［11］。信息技术正成为新时期农业农村发展的重要动力，是推动农业转型升级的主要力量。数字化的现代农业正在转变传统农业发展模式、发展方式，重塑农业农村经济发展格局。

数字农业可以在农业生产各个环节发挥作用。在智慧种植方面，数字农业通过物联网、大数据等技术手段，对土壤、气象等环境因素进行实时监测和分析，精准实施农业生产措施，提高农作物生产效益［12］；在智能养殖方面，数字农业通过智能化的饲养和管理，提高农产品的产量和品质，同时减少污染和浪费［13］；在农产品流通环节，数字农业实现对农产品的全程可追溯和品质监管，提升农产品质量管理能力，提高消费者对农产品的信任水平［14］。总之，数字农业可以通过减少资源浪费、优化生产过程等方式，促进农业可持续发展，为广大农村地区创造更多的就业机会，增加农民收入，提升农村地区的经济发展水平［15］。

数字农业最显著的特点是将信息要素作为农业生产投入的重要因素，是利用先进信息技术，进行全过程、数字化管理的现代化农业发展模式［16］。信息要素是土地、劳动力、资本、技术、管理等传统生产要素之外的新的生产要素。传统模式下，农业的发展依赖土地和劳动力，而新形势下，信息要素逐渐成为引领农业农村发展的关键。因此，数字农业发展与农业现代化相辅相成，是推进农业科技革命的重要手段，是信息化、数字化在农业农村的重要应用，是我国数字经济发展的内生需求，是全面推进乡村振兴的战略方向。

三、数字农业赋能乡村振兴

党的二十大报告指出，全面建设社会主义现代化国家，最艰巨最繁重的任务仍然在农村。我国实现现代化的核心基础在农业农村，工作的难点也在农业农村。当前，我国农业进入了高质量发展的新阶段，这对现代农业发展提出了更高的要求。信息化、智能化是现代农业发展水平的重要标志，数字农业的发展为农业的产业转型升级、发展结构优化提供了广阔的空间。

（一）数字农业助力农业生产效率提升

传统农业生产主要依靠个人经验积累来制定和执行生产决策，这使得农业生产环节效率低下、质量难以控制。数字农业可以利用信息技术，对传统农业进行数字化改造。比如，在种植决策方面，通过信息采集设备对农业生产环境（气象、土壤等）进行动态监测，以实时数据来辅助制定、精准实施生产决策，为农民提供准确的种植指导和决策支持，包括农作物的品种选择、种植时间、施肥、灌溉等，从而提高农作物的产量和品质。再如，在智能控制方面，通过运用适应不同农业生产场景的智能化精准作业装备和农业机器人，代替人工完成农业生产中的一些重复性、高强度和危险性工作，如农药喷洒、灌溉等，从而降低生产成本、提高生产效率。

随着大数据、人工智能、数字平台经济的飞速发展，我国在农业生产过程中已经积累了丰富的数据资源，借助计算机、通信网络等，通过数字技术量化管理对象与管理行为，促进农业科技的创新和发展，推动农业的技术升级。

（二）数字农业助力农产品质量提升

数字农业正在加速推动农业全产业链的信息服务体系创新，通过大数据技术对农产品进行全程监测和管理。在生产环节，通过智慧育种技术，以优化基因组选育、加速育种进程、提高抗病性和适应性、优化栽培管理等方式，选育更加适应环境、产量更高、品质更优的新品种；在流通环节，通过物联网、区块链等信息技术构建全程冷链物流体系，实现农产品供应链全程质量安全监控；在消费环节，创意农业、共享农业等商业模式创新，实现消费者个性化需求与农产品供给的精准、高效对接，增强消费者体验，让农民更好分享全产业链的增值收益；在监管环节，数字溯源技术能够健全农产品质量安全监管体系，建立从田间地头到百姓餐桌的全过程数字化监管链条，提升农产品质量安全水平，通过数字农业赋能，使农产品更具市场竞争力。

（三）数字农业助力农业可持续发展

我国农业持续平稳发展，粮食生产获得“十九连丰”。同时，随着经济发展进入新常态，农业发展面临生产成本不断提升、资源环境恶化加剧的新挑战，农业转型升级迫在眉睫。在节约资源方面，数字农业通过智能化管理方式，实现对农业生产的精准作业、精准灌溉、精准施肥、精准施药等，从而减少了农业生产中的浪费和污染；在降低成本方面，数字农业可以通过降低劳动力成本、节约农药与化肥成本等，提升农产品核心竞争力，提高农民收入，从而实现农业的可持续发展；在优化农业布局方面，数字农业可以通过大数据技术，对不同农业区域进行分析和评估，提高农业生产率，避免农业生产的潜在风险。

当前，信息技术与现代工业、农业农村现代化同步发展，城乡的数字鸿沟也在逐渐减小，数字技术的发展与应用可谓“功不可没”。未来，数字技术将推动现代农业发展由以数量增长为主转到数量、质量、效益并重上来，由主要依靠要素投入转到依靠科技创新和提高劳动者素质上来，由依靠拼资源、拼消耗转到绿色发展上来，推动现代农业的高效、集约化发展［17］。

（四）数字农业助力农民生活改善

当前，数字农业正处于创新变革活跃期，创新成果赋能作用日益显现。数字农业的发展在弥合城乡数字鸿沟、节本增效、拓宽销售渠道等多个方面发挥着积极作用。数字农业技术发展需要的各类技术人才和服务人员，可为农村创造大量的就业岗位；电商渠道、农产品品牌的建立与推广等，可为农产品提供更加广阔的销售市场，从而提升农民收入，增强农民的消费和购买能力；数字农业可以为农民提供更便捷的服务，如在线下单、在线交易等，使其生活方式更加便利舒适；数字农业可以促进金融资本下乡，引导金融资本更加高效、精准地流向乡村产业，以数字手段打通农村金融服务乡村的“最后一公里”，从而促进农民增收；数字农业还可以为农村地区提供更好的教育、医疗等公共服务，改善农村居民生活水平，促进农村经济和城乡融合发展。

（五）数字农业助力乡村生态宜居与乡风文明

数字技术与农业经济的融合发展，实现了农业农村数字服务体系、乡村数字治理体系的逐步完善，为政策评估、监管执法、资源管理、乡村治理等提供支持服务，为城乡融合发展和现代化建设打开了新局面。在乡村管理上，通过建立县、乡、村的多级数字管理模式，完善农村服务体系，实现农村人、财、物的全方位数字化管理，从管理手段上提升农村综合治理水平；在乡村监管上，利用移动终端与大数据平台相结合的方式，使得群众监督更加便捷、补贴资金发放更加透明、乡村服务内容更加丰富，从而提升乡村治理水平，逐步缩小城乡公共服务差距；在决策上，利用数字农业的智能化决策平台，全方位监管各项农村管理工作，通过建立大数据规划决策体系，实时反映农村当前管理现状，通过综合数据分析为乡村决策工作提供科学依据。

四、发展数字农业面临的机遇、挑战与建议

当前，数字农业正处于蓬勃发展的关键时期，各类成果赋能效果显著，应抓住我国农业现代化发展的重要机遇，进一步推动数字农业在我国的应用与推广。随着数字经济和农业交叉融合的迅速发展，数字技术与土地、劳动力、资本等传统要素相结合，形成了基于数据和应用场景的农业农村发展新模式，引发了要素资源重组和产业革新。数字技术深入应用于农业生产、经营、管理、服务各个环节之中，能够实现农业数字化、智能化，进一步提高农业生产效率和农民生活品质。数字农业发展形成的智慧农田、智慧大棚、智慧牧场、智慧渔场、智慧农机等新模式的全面推广，显著提高了农业发展质量和效益［18］。

然而，大力发展数字农业也存在一定的挑战。首先，城乡间存在明显的数字鸿沟，农村互联网等信息技术的应用速度相对缓慢，降低了农民从数字农业中受益的能力；其次，面临着数据安全问题，数字农业发展高度依赖数据收集和分析，这可能会带来严重的安全风险；再次，缺乏熟练的技术人才，数字农业需要专业的技术人员，包括数据分析师、信息技术专家和农学专家等，人才的欠缺会限制数字农业的推广运用，并阻碍其发展；最后，实施的成本较高，数字农业技术和基础设施建设的高成本是推广的重要阻碍。

因此，推进农业数字化转型发展，还需做到以下几点：第一，建设良好的硬件设施。农业农村新型基础设施建设为数字农业和数字乡村的全面发展提供基础支撑，是农业迈向现代化、智能化、平台化、数字化的关键纽带。近年来，我国实现了广播电视网全覆盖，乡村网络设施日臻完善，农业基础设施加快数字化改造，乡村新基建大力推进，数字化基础能力全方位增强［19-20］。第二，保障充足的数据资源。随着数字化和农业现代化深入推进，大数据正在与农业产业实现全面深度融合，逐渐成为农业生产的“定位仪”、农业市场的“导航灯”和农业管理的“指挥棒”，日益成为数字农业的神经系统和推进农业现代化的核心关键要素，应进一步完善数据采集、处理、分析、应用机制，探索数字农业引领农业高质量发展的路径。第三，提升规模化组织水平。数字农业的发展需要适度的农业生产经营规模，实现单位产品的平均成本降低和收益增加，这是以数字化生产技术手段提高农业劳动生产率、土地产出率和农产品商品率的前提条件。第四，建立专业化的人才队伍。建设数字农业离不开人才，既需要中高端的专业人才，还需要大量的技能型人才。兼具文化知识、技术水准和创新思维的数字化人才队伍是发展数字农业的根本保障。因此，还需调动各方力量，加强农业农村数字化人才队伍建设，加强数字农业技术人才培训。