数字化技术助力智慧农业发展研究*

王心如，金 镇，江梦梦，闫怡晴，李 静

（嘉兴大学，浙江 嘉兴 314001）

农业是国民经济的基础，直接关系到国家的粮食安全、社会稳定。而在我国的农业发展过程中，仍存在产业化水平低下、同质化现象严重等问题，使传统农业生产无法满足现代农业生产的需求[1]。随着高速发展的数字化技术在农业领域的广泛使用，将推动智慧农业发展，带来革命性的创新。智慧农业，是将数字化技术应用到传统农业中而形成的农业生产的高级阶段。数字化技术指大数据、云计算、物联网、区块链等创新技术，其一旦融入农业生产全过程，必将引起农业生产力和生产关系的巨大变革，形成新型智慧农业生产方式，并最终推动农业高质量发展。从农业生产力看，数字化技术助力提升农业劳动者技能、升级农业劳动资料、扩展农业劳动对象。从农业生产关系看，为适应农业生产力的变化，农业生产关系也将随之调整，形成以数字化技术改变农业生产组织方式、创造新的农产品交换模式、创新农民参与分配的方式、释放适应数字农业的农业新消费模式等农业生产关系。这样，二者将共同推动农业高质量发展。

1 智慧农业的研究进展与问题提出

随着人口规模的持续扩大和可用资源日渐缺乏，在新一轮技术和产业变革的推动下，数字化技术将不断与农业发展相互融合，成为促进我国农业产业结构转型升级的一个主要力量，“智慧农业”在此背景下应运而生。关于智慧农业，当前尚无普遍接受的关于概念的全面定义。本文通过梳理相关文献，认为智慧农业是一种以数据为核心、以现代信息技术为工具、以智能决策体系为支持、集预测预警与优化资源配置于一体的新型农业生产形态[2]。

智慧农业不是数字化技术与传统农业的简单融合，而是向智能化、数字化、产业化转变的具体体现。广泛应用了水肥一体化技术、温室控制器、虫情监测系统等数字化设备，实现规模化、集约化的生产决策、预防维护和精准管控，大幅提升了农业产业链运营和资源配置的效率，在促进农业增产增效、农村提质、农民增收等方面具有重要意义。

当前，以物联网、大数据、人工智能等为核心的数字化技术，已经被广泛地应用到了农业中。国外发达国家智慧农业的发展比较成熟，而我国的智慧农业依然处在相对早期的阶段[3]。近年来，虽然我国为了推进智慧农业的发展，进行了一系列的部署并取得了一些成效，但是，仍然缺少基础研究和技术积累。总体上，数字化技术发展的水平与发达国家相比，仍然有一定的差距。目前，我国许多地区的智慧农业建设中，出现了增产不增收、产销分离、数字化脱离经济现状等问题，智慧农业研究任重道远。因此，加大对智慧农业核心技术的破解、构建合理的发展模型，成为提速我国农业农村现代化、助力农业经济发展的关键。

现阶段国内外对智慧农业的研究内容，主要集中在概念理解、技术方法创新、技术方案论证、宏观需求等方面[4]。而从微观角度方面入手的智慧农业研究较少，本文以企业的发展态势为切入点，从生产、流通和经营角度构建智慧农业发展模型，面向政府、企业和农户3 个主体提供指导和建议。首先，通过收集整理相关资料、调查访谈具有一定代表性的数字化技术农业基地及企业，梳理当前数字化技术助力智慧农业的发展进程，分析提炼出现阶段数字化技术助力智慧农业发展的通用模式及成功经验，据此构建DRIP 智慧农业创新发展模型，分别指数字化追溯、新零售模式、信息化管理和产品附加值，涉及农业的生产、流通及经营3 个重要环节。然后，讨论数字化技术助力智慧农业发展过程中行业面临的现实困境。最后，分别针对政府、企业和农户提供改善对策，以期为我国数字化技术助力智慧农业高质量发展提供基础参考。

2 数字化技术助力智慧农业发展的核心路径

水是生活中不可缺少的一部分，没有水，人类将无法生存。水又是一切生命赖以生存的重要自然资源之一，没有水就没有农业，也不会有农业的可持续发展。我国是农业大国，正用全世界7%的耕地，养活22%的人口，水资源的有效利用十分重要。农民丰收的喜悦，滴滴娇小身材的水，却立下了巨大的功劳，这是构建小水滴DRIP 模型的概念与初衷。DRIP 模型体现了科技、平台、管理、产品4 个要素，从科技引领、平台支撑、数据管理、产品价值4 个着力点发力，贯穿农业生产、流通和经营环节，以数字化技术助力智慧农业高质量发展。构建的DRIP 模型见图1。

图1 DRIP 模型

2.1 D——数字化追溯

数字化追溯（Digital Traceability） 应用农产品追溯系统，利用物联网、条码、射频识别（RFID）等技术，为产品赋予独一无二的追溯码，进行全程监控。为消费者全面获取农产品各个环节的信息，掌握商品流向，确保农产品安全提供有效保障；为企业进行大数据营销活动，对产品进行精益化管理，树立企业良好形象降本增效；为政府相关部门进行监管和制定政策提供参考，协助企业建立一个覆盖生产、物流、销售的可靠的流通系统。

1） 生产管理环节，商品赋码种植。在种植作物前，农民对种植面积进行划分，在一个区域内只种植一种作物，并使用一个还没有被用过的二维码进行挂牌，将这一批蔬菜的种植信息记录下来，并将其上传到系统中。由此来实现从种植到收获的全流程数据记录，使每一件产品都拥有唯一的“身份证”。系统监督人员根据农户提交的种植信息和数据，不定期地对种植区域进行实地探查，保证种植户信息输入的正确性。同时，监督人员将监测信息递交，系统会将监测信息与作物信息进行联系，当后期消费者需要追溯了解的时候，就可以看到相应的信息。生产管理环节有农民和监督人员的共同管理，使产品的种植生产过程数字化，实现线上检测管理，有助于提高农产品质量，增加附加值。

2） 流通经营环节，库存管理及流程追溯。加工厂商、合作社或菜市场等采购商入驻，既可以利用PDA 扫描二维码获得生产时的溯源数据，也可以在二维码中增加企业促销活动让用户扫码参与，并通过后台进行库存管理，监控流通过程。当顾客买到有包装袋的蔬菜，可以通过扫码进行产品溯源，了解产品信息，分辨真伪及参与企业的营销活动等。有助于企业树立品牌形象、增加用户黏性，也让消费者买得放心，吃得安心，消费有保障。

2.2 R——新零售模式

新零售模式（New Retailing） 是利用新技术和新思维，将传统零售业和互联网零售业进行改进和创新，为消费者提供更好的服务[5]。通过全新线上线下融合的农产品网络直销模式，以顾客为中心，将“人、货、场”3 大商业要素作为技术开发的维度，为顾客提供灵活性、多样性的购物模式，以及新鲜、安全的农产品。

通过构建电商平台，展示地标化农产品，开通“视频播报”板块，通过可视化系统和网络，消费者能实时查看基地生产作业和作物生长情况、种植地当日天气温度等信息，从而提升消费者的信任感，激发消费者的购买热情，最终提高农产品的知名度，促进农民增收。开通“预定销售”功能，消费者先在网络上购买农产品后提交订单，然后由农户根据订单进行采摘，并进行发货运输。这样一种以顾客为中心的预售方式，对于传统农副产品尤其是果蔬类产品销售来说，具有很好的参考意义，可以降低流通环节，突破地域局限，达到产销对接的目的，降低销售风险。同时，借助平台，消费者可以定位自驾去地标联盟的各个基地，与生产农户形成良性互动。

借助短视频平台等线上平台的宣传，达到线下引流的效果。如今人们越来越注重绿色环保、健康养生，农产品和农村资源的优势逐渐凸显。抓住用户核心需求，精准定位，有效宣传，不仅可以拓宽农产品销售渠道，还可以吸引更多的消费者到农村体验乡土风情。农村利用自身农业资源，打造生态文旅，让消费者体验自给自足的丰收喜悦，感受大自然的生态美。

2.3 I——信息化管理

信息化管理（Information Management） 是将现代信息技术与先进管理理念相结合，实现高效管理，增强企业竞争力。

结合农业的实际生产，搭建智慧农业大数据管理平台，以物联网、云计算、大数据为技术支撑，整合监测数据分析、决策管理系统等，有效获取实时监控、土壤湿度、光照、气体浓度等信息，进行数据的实时采集和分析处理，通过有效的AI 分析、决策、预测，提供如环境监测预警、专业化种植、流程追溯等优质的服务[6]。

建立信息共享平台，在线收集消费者信息，然后传递给物流系统，最终抵达生产商。通过物流把商品送到消费者手中，完成零售交易，减少烦琐的中间环节，提升销售运营效率。在此过程中，信息的及时传递和数据的可得性是各方负责人履行各自职责的基础，是确保信息共享和数据准确的关键。企业可以借助当前的精确数据记录，获取全面的市场信息，洞察人群偏好、消费差异以及需求层次，以此为基础，为营销活动提供参考依据。

2.4 P——产品附加值

产品附加值（Product Added-Value) 指的是通过加工、营销等手段附加在产品原有价值上的新价值。从绿色发展方面看，不同的绿色发展方式在提高绿色产品的质量方面都有一定的作用。不再像传统生产方式一样仅通过人工施肥、除草等措施提高产出，而是利用数字化技术对农产品的播种、灌溉、施肥、收获等方面实现自动化管理，使农产品按标准化生产，提高农产品的品质。对农田、牲畜棚屋及设备等进行数字化改造，建立适应的数字农业生产系统，提高对资源、信息的动态获取能力，进一步提高生产效率和质量[7]。

通过多样化的食品加工来满足消费需求。农产品价格低，农民对市场需求变化很难把控，因此只有改变农产品的属性，以农产品深加工的方式，来提升经济价值。比如在山东菏泽定陶，当地农民种植红薯比较多，由此也成全了当地的红薯加工业，发展红薯粉条、红薯粉、红薯干等农产品加工，在很大程度上提升了红薯的产值。

3 数字化技术助力智慧农业发展的现实困境

数字化技术能够在生产、流通和经营三方面为助力智慧农业发展提供坚实的支撑，数字化技术赋能能够对农业和农村的要素进行高效的活化，从而推动人才、资金、物质等各种资源要素的流动，促进农业产业纵横发展[8]。但我国智慧农业在数字化技术上的应用还处于发展的早期和探索阶段，面临着许多现实困境。

3.1 数字化技术发展现实困境

信息化成本较高，投入单一是数字化技术发展受到很大阻碍的关键原因。我国的数字化技术发展处于早期阶段，设施成本高，所需资金多，总体对政府政策的依赖性较大。

信息化项目经济效益不明显。当前，许多农业技术项目还只是农业实施工程中一个样板和示范，没有使农业工作效率得到充分地提高。其中的重要因素一是农业信息化才开始做，还处于摸索阶段，实用、通用的技术相对稀缺；二是没有真正地解决农业的难点问题，所产生的经济效益还没有得到充分体现。

3.2 智慧农业发展现实困境

基础设施不完善，地区发展不平衡。当前，我国智慧农业的关键环节的数字化程度只有29%，其中还存在着一些问题，比如：基础设施和终端设备都比较少、产业发展不均衡、技术应用闭环还没有形成、政府的鼓励机制和市场的运作机制也没有成熟。从当前阶段来看，大部分农村地区缺乏利用技术进行农业生产方式转型的机会。

规模化、专业化、创新化程度不足。因为我国的智慧农业起步较晚，基础比较薄弱，还没有在各个地区之间实现协调发展。我国地域广袤，东西南北不同地区的智慧农业技术研究处于一个固定的阶段，还没有根据耕地面积和种植面积的不同，研究出相适应的技术，需求导向的创新机制还未实现[9]。除此之外，以国际上的数据为基础开发的智慧农业技术体系，在我国适用范围并不广，缺乏定制化的智慧农业发展方案战略。

3.3 数字化技术助力智慧农业发展现实困境

企业发展格局不稳定。我国的智慧农业还处在发展的早期，有着大量、全面、细分、多层次、多方面的政策优惠，催生农业生产企业、互联网巨头、地域性新生企业和行业资本进入智慧农业领域。目前该行业中的大部分公司还处于创业状态，还没有在整个产业链上形成一个成熟的市场，导致我国智慧农业竞争格局分散且不明晰，各企业的市场地位随行就市会动态变化。

农民的整体信息素养水平有待提高。我国农民整体素质没有明显的提高，究其原因是很少接受信息技术培训，在农业生产中也严重依赖传统的生产经验，缺乏系统化的技术培养教育也是阻碍农业现代化发展的一大瓶颈。

4 数字化技术助力智慧农业发展的对策

4.1 发挥政府推动作用

政府部门应加快农村信息化网络的建设，完善基础设施，加大对相关智慧农业企业的政策支持力度，扶持龙头企业，鼓励改革创新[10]。以政府为中心，以市场为导向，统筹各方，实现协同发展，以合作共赢为发展模式，鼓励企业、投资者、农民积极参与，自上而下进行体制改革，更好地引进智慧农业发展，提高农民收入，促进社会发展。鼓励形成跨行业领域生态圈，促进农业信息资源共享，促进数字资源跨部门、跨层级、跨系统的利用。为了更好地推动智慧农业发展建设，各级政府应主动向国家的政策靠拢，并与国家的农业发展规划相结合，制定出与本区域的智慧农业发展相匹配的、具有针对性的规划，强化顶层设计，并对与智慧农业有关的政策进行广泛的宣传，加大对智慧农业的引导力度，形成多元化投入机制。

4.2 发挥企业拉动作用

企业充分利用国家政策支持，发展壮大自身实力，提升自身抗风险能力，积极创新技术和模式，做到与时俱进，能根据市场变化和政策导向不断调整战略目标。推进合作联盟，实现规模化发展。我国当前智慧农业产业市场尚未成熟，应加强学习，向其他企业取长补短，提高自身实力，促进整个产业协同进步。承担起社会责任，利用物联网、大数据、云计算等技术让农业变得更加“聪明”，让农民从困境中解脱出来，提高农民的技术水平，实现农民与企业的合作共赢。

4.3 发挥农户主体作用

农民是数字化技术助力智慧农业发展的主体，当今时代所需要的新型农民不仅只会在农田中挥动锄头，必须储备一些专业的知识，只有如此才是农业取得长足进步的关键。农民要积极学习新技术，跟上时代的步伐，努力发展成为以技术为新农具、数据为新农资、平台为新农活的“新农人”。智慧农业人才也应积极主动投入农业现代化建设中，利用所学，积极实践，对普通农户进行数字化帮扶，快速提升其智慧农业技术应用和管理水平，从而助力农业高质量发展。