數(shù)字農(nóng)業(yè)模式創(chuàng)新的基本特征與關(guān)鍵問(wèn)題

杜洪燕，于 峰

（北京市農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100097）

目前，我國(guó)大部分地區(qū)仍舊采用傳統(tǒng)的農(nóng)耕方式，對(duì)耕地資源及機(jī)械資源利用不足。依賴人力進(jìn)行農(nóng)耕，難以形成整體性的數(shù)字管理，不利于提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的效率，限制了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。農(nóng)業(yè)科技資源是農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，農(nóng)業(yè)科技資源的開(kāi)發(fā)與利用，是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展面臨的重要問(wèn)題［1］。

1 數(shù)字農(nóng)業(yè)概述及模式分析

1.1 數(shù)字農(nóng)業(yè)概述

數(shù)字農(nóng)業(yè)是一項(xiàng)綜合性非常強(qiáng)的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)模式，它融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、全球地理系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、遙感系統(tǒng)、全球定位等高科技技術(shù)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化農(nóng)業(yè)，可以提高耕地利用率、節(jié)省人力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。數(shù)字農(nóng)業(yè)模式下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)及土壤變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)知悉農(nóng)作物病蟲害及缺水缺肥問(wèn)題。數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)還能夠利用數(shù)字技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行模擬，通過(guò)模擬計(jì)算出最合適的種植方式和管理方式，有助于降低成本，提高土地資源利用率，提高農(nóng)作物的質(zhì)量與產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展?？偟膩?lái)說(shuō)，數(shù)字農(nóng)業(yè)就是數(shù)字技術(shù)與現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)的結(jié)合［2］。

目前，我國(guó)在數(shù)字農(nóng)業(yè)模式運(yùn)用方面已取得了一定的成果，如我國(guó)山東省和廣東省等地區(qū)應(yīng)用了數(shù)字農(nóng)業(yè)模式，并取得了良好的成果：實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品公開(kāi)化、透明化的產(chǎn)銷精準(zhǔn)對(duì)接，為構(gòu)建更加完善的農(nóng)產(chǎn)品銷售渠道提供了技術(shù)支持；在多年的發(fā)展過(guò)程中解決了“誰(shuí)來(lái)種地，怎么種地”的問(wèn)題，將大數(shù)據(jù)及人工技術(shù)等轉(zhuǎn)化為知識(shí)數(shù)據(jù)，為職業(yè)農(nóng)民的發(fā)展提供了現(xiàn)代化技術(shù)支持，化解了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)及管理方面的問(wèn)題，加快了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的步伐。

1.2 數(shù)字農(nóng)業(yè)模式分析

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，數(shù)字農(nóng)業(yè)勢(shì)在必行。現(xiàn)階段，數(shù)字農(nóng)業(yè)主要有6種模式。

1.2.1 農(nóng)業(yè)智慧園模式

現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)智慧園其主要核心是將現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行深度融合，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的改革與創(chuàng)新。這一模式促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)等功能相融合，促進(jìn)新業(yè)態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的增效提質(zhì)［3］。

1.2.2 農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈模式

區(qū)塊鏈指的是鏈?zhǔn)降臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)塊以時(shí)間發(fā)生順序進(jìn)行連接。同時(shí)，其中也應(yīng)用了密碼學(xué)技術(shù)，保證該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不會(huì)被偽造和篡改，具備較高的安全性。此技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用被稱為農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈。

1.2.3 無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)模式

無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)模式是現(xiàn)代技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的典型運(yùn)用。無(wú)人機(jī)是一種無(wú)人駕駛的飛行器，操作人員下達(dá)指令后，無(wú)人機(jī)可以根據(jù)指令進(jìn)行種子播種、藥劑噴灑等工作。采用無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)模式進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)，能夠減少人力成本的投入，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理效率。

1.2.4 農(nóng)業(yè)氣象管理模式

農(nóng)業(yè)氣象管理指的是利用現(xiàn)代化信息設(shè)備，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的風(fēng)速、濕度、溫度及氣壓等氣象因素進(jìn)行檢測(cè)、記錄和儲(chǔ)存，并檢測(cè)土壤的含水量?？梢愿鶕?jù)氣象數(shù)據(jù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作進(jìn)行提前計(jì)劃與及時(shí)調(diào)整。

1.2.5 數(shù)字農(nóng)貸模式

數(shù)字農(nóng)貸模式是一種支持農(nóng)業(yè)發(fā)展的金融服務(wù)。以某電商金融服務(wù)為例，農(nóng)貸具有無(wú)需擔(dān)保和免抵押的優(yōu)勢(shì)，且平臺(tái)會(huì)通過(guò)數(shù)字技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，精準(zhǔn)地進(jìn)行定時(shí)、定量資金投放，且平臺(tái)會(huì)幫助農(nóng)民進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理。

1.2.6 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式指的是以最小的農(nóng)業(yè)操作單元為單位，精確計(jì)算出產(chǎn)量與化肥、農(nóng)藥、種子等投入之間的比例，對(duì)農(nóng)業(yè)措施進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量及收益最大化。

2 數(shù)字農(nóng)業(yè)模式創(chuàng)新的基本特征

2.1 以物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為載體

數(shù)字農(nóng)業(yè)模式是建立在現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等基礎(chǔ)之上的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)等模式，它的基本特征之一即是以物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為載體。通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量、質(zhì)量及勞動(dòng)效率的提高，如無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)作業(yè)中的應(yīng)用，區(qū)塊鏈接在農(nóng)業(yè)管理中的應(yīng)用，都體現(xiàn)了現(xiàn)代技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合［4］。

2.2 以農(nóng)業(yè)數(shù)字資源為基本要素

數(shù)字農(nóng)業(yè)模式的實(shí)現(xiàn)需要數(shù)字計(jì)算技術(shù)的大幅應(yīng)用，不管是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，還是在農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)或管理中，數(shù)字計(jì)算技術(shù)都起到了重要的作用。例如，可以通過(guò)無(wú)人機(jī)、定位系統(tǒng)、云計(jì)算技術(shù)及傳感器等高科技技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)要素的收集，還可將其轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)模型形成二進(jìn)制數(shù)字便于計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理。在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，主要包括環(huán)境要素、生物要素、技術(shù)要素及社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素等。在數(shù)字農(nóng)業(yè)模式中可以利用數(shù)字技術(shù)模擬農(nóng)作物從播種到收獲的全過(guò)程，并根據(jù)此過(guò)程精確計(jì)算出種子、農(nóng)藥、化肥等資源的投入產(chǎn)出比，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

2.3 以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型及算法為核心

要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)要素的數(shù)據(jù)化，則需利用信息技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、計(jì)算與分配等過(guò)程中都需要數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型及算法技術(shù)的支持，如此才能有效制定出農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)化方案［5］。此外，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的搭建離不開(kāi)相關(guān)部門的決策支持，而這些決策應(yīng)該是建立在準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)要素?cái)?shù)據(jù)之上，所以數(shù)字農(nóng)業(yè)匯總應(yīng)以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型及算法為核心。

2.4 以精密數(shù)字技術(shù)為主要手段

數(shù)字化農(nóng)業(yè)模式是一種新興的農(nóng)業(yè)模式，需要信息技術(shù)及計(jì)算技術(shù)的大力支持，在該模式中需要將農(nóng)業(yè)要素轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)模式，因此對(duì)信息技術(shù)與數(shù)字技術(shù)較為依賴。要想提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的效率，就要對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)及管理的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)的管控，做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的量化管理，這些都需要依賴精密數(shù)字技術(shù)。

2.5 以優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)機(jī)制為依托

要想增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)效益，光實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈交易透明化是不夠的，還需要優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)機(jī)制作為依托，促使農(nóng)場(chǎng)主動(dòng)加入產(chǎn)業(yè)鏈條，降低流通環(huán)節(jié)成本，提高收益。

3 數(shù)字農(nóng)業(yè)模式創(chuàng)新的關(guān)鍵問(wèn)題

3.1 數(shù)字農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用率不佳

數(shù)字農(nóng)業(yè)模式的關(guān)鍵技術(shù)就是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)技術(shù)，只有通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)接受和處理與整個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，才能對(duì)其中的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條的運(yùn)營(yíng)效率。但是從目前來(lái)看，我國(guó)已有的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，仍舊在采用過(guò)去傳統(tǒng)的方法和技術(shù)，設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)較為落后，無(wú)法為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步提供支持。另外，農(nóng)民普遍文化水平不高，對(duì)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用并不熟悉，難以發(fā)揮大數(shù)據(jù)平臺(tái)所具有的優(yōu)勢(shì)。因此，在數(shù)字農(nóng)業(yè)管理中如何有效運(yùn)用農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)技術(shù)是一個(gè)比較關(guān)鍵的問(wèn)題。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備建設(shè)不足

數(shù)字化農(nóng)業(yè)是依賴于信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，完善物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是其中的關(guān)鍵一環(huán)，但目前我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在多種原因的影響下仍不完善。1）現(xiàn)代化設(shè)備成本過(guò)高，遠(yuǎn)超農(nóng)民所能承受的范圍。對(duì)于經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方來(lái)說(shuō)，不缺少購(gòu)買設(shè)備的資金，但是我國(guó)以家庭為單位的農(nóng)戶的占比達(dá)到98%，大部分的農(nóng)業(yè)從業(yè)者沒(méi)有足夠的資金條件購(gòu)置先進(jìn)設(shè)備，影響了數(shù)字農(nóng)業(yè)模式的開(kāi)展，因此應(yīng)當(dāng)從政府層面加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備建設(shè)與完善的扶持與引導(dǎo)。

3.3 技術(shù)人員不足

要想發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)模式，需要專業(yè)人才的支持，單純依靠文化水平一般的農(nóng)戶難以實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展。1）農(nóng)戶們對(duì)數(shù)字技術(shù)及信息技術(shù)的理解和掌握較慢，對(duì)數(shù)字模式的概念、內(nèi)容及發(fā)展模式缺乏了解。2）數(shù)字化模式需要與物聯(lián)網(wǎng)建立起緊密聯(lián)系，但農(nóng)戶們大多不會(huì)使用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)上銷售，也不懂包裝和物流流程。因此，在完善物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的同時(shí)，也需要物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的支持。

3.4 國(guó)家法律法規(guī)支持度不夠

雖說(shuō)數(shù)字農(nóng)業(yè)已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注和重視，但是在很多環(huán)節(jié)都缺乏法律法規(guī)的支持和保護(hù)。如在使用植保無(wú)人機(jī)方面，部分用戶存在違規(guī)操作的現(xiàn)象；在數(shù)字農(nóng)業(yè)開(kāi)展地區(qū)，存在數(shù)據(jù)被泄露的風(fēng)險(xiǎn)等。

4 結(jié)論

數(shù)字農(nóng)業(yè)模式的運(yùn)用是我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，要促進(jìn)數(shù)字農(nóng)業(yè)的早日實(shí)現(xiàn)，就要從技術(shù)、管理模式及法律法規(guī)等方面著手提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)效益。