更新时间:2023-10-08 19:42
数字农业是指将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象、过程进行模拟,达到合理利用农业资源,降低生产成本,改善生态环境,提高农作物产品和质量的目的。
近年来,我国数字农业技术得到快速发展,突破了一批数字农业关键技术,开发一批实用的数字农业技术产品,建立了网络化数字农业技术平台,在农业数字信息标准体系、农业信息采集技术、大比例尺的农业空间信息资源数据库、农作物生长模型、动植物数字化虚拟设计技术、农业问题远程诊断、农业专家系统与决策支持系统、农业远程教育多媒体信息系统、嵌入式手持农业信息技术产品、温室环境智能控制系统、数字化农业宏观监测系统、农业生物信息学方面的研究应用上,取得了重要的阶段性成果、通过不同类型地区应用示范,初步形成了我国数字农业技术框架和数字农业技术体系、应用体系和运行管理体系,促进了我国农业信息化和农业现代化进程。
根据华为《联网农场智慧农业市场评估》,到2020年,数字农业的潜在市场规模有望由2015年的138亿美元增长至268亿美元,年复合增长率达 14.24%。
数字农业是我国由农业大国迈向农业强国的必经之路。纵观全球,发达国家都将发展数字农业作为构筑农业现代化发展产业优势的方向,积极将数字科技与农业发展相融合,推进农业产业的数字化转型。自20世纪末以来,我国日益重视数字农业发展,相关政策措施陆续出台,明确提出推动数字技术与农业生产经营管理等方面的融合。随着《数字农业农村发展规划(2019—2025 年)》的发布,以及2021 年和2022年中央一号文件明确提出开展数字乡村试点、实施数字乡村建设发展工程,我国数字农业也日益从顶层规划走向实践落地。
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以产业数字化、数字产业化为发展主线,以数字技术与农业农村经济深度融合为主攻方向,以数据为关键生产要素,着力建设基础数据资源体系,加强数字生产能力建设,加快农业农村生产经营、管理服务数字化改造,强化关键技术装备创新和重大工程设施建设,推动政府信息系统和公共数据互联开放共享,用数字化引领驱动农业农村现代化。
统筹谋划,有序推进。强化顶层设计,因地制宜,重点突破,分步推进,探索中国特色的数字农业农村发展模式。
数据驱动,普惠共享。搭建共享平台,实现农业农村数据互联互通、资源共建共享、业务协作协同,催生数字农业农村新产业新模式新业态。
创新引领,应用导向。聚焦数字农业农村“卡脖子”技术,大力推进自主创新、协同攻关,加强试点示范与集成应用。
多方参与,合力共建。发挥互联网企业和农业信息化企业的核心带动作用,鼓励农民和新型农业经营主体广泛参与,形成多元主体参与的共建格局。
农业农村数据采集体系建立健全,天空地一体化观测网络、农业农村基础数据资源体系、农业农村云平台基本建成。数字技术与农业产业体系、生产体系、经营体系加快融合,农业生产经营数字化转型取得明显进展,管理服务数字化水平明显提升,农业数字经济比重大幅提升,乡村数字治理体系日趋完善。
一是农业生产智能化。利用信息技术,打通农业资源、环境、生产和管理数据,对各类信息进行整合分析,通过持续的数据积累和人工智能的应用,以数据指导生产运营,实现全程的无人化操作和智能化管理。利用智能化专家系统,准确地进行灌溉、施肥、喷洒农药,最大限度地优化农业投入,在保质保量的同时,保护土地资源和生态环境。
二是农业管理高效化。以大数据技术为依托,对各类资源及农业生产完成情况等内容进行统筹,建立完善的电子政务服务平台,提升农业生产过程管理的效率和实时性,实现农业管理的高效性、精准化、透明化。
三是农业经营网络化。互联网技术为农资产品、农副产品销售搭建全新的交易平台,销售范围扩展至全国甚至全球,拉近了交易的时空距离,形成了扁平化交易网络,带动了支付、物流等配套设施的成熟,增强了农业信息、资金、物流各方面的协同效应,促成了生产和消费的有效对接,使农产品的市场流通变得高效、便捷。
四是农业服务便捷化。各类农业门户网站、农业信息平台等现代技术手段为农业信息服务和技术指导提供了更加便捷、即时的传播手段和渠道,有利于更好解决农户在农业种植、加工、经营过程中遇到的问题。
一是数字农业的技术基础。数字农业的技术基础包括数字农业空间信息管理标准和数字农业平台建设的标准、政策和法规等。
二是数字农业的核心技术。数字农业核心技术包括“3S”技术、物联网技术、大数据技术、计算机网络技术、人工智能技术、全自动化农业机械电子监控技术、作物生产管理专家决策系统、农情监测及信息采集处理技术、智能化农业机械装备技术等。
三是数字农业的平台技术。数字农业平台技术包括网络平台、数据共享平台、技术集成平台等。
近年来,我国数字农业快速发展,突破了一批数字农业关键技术,开发了一批实用的数字农业技术产品,建立了网络化数字农业技术平台。
在农业数字信息标准体系、农业信息采集技术、数字化农业宏观监测系统、农业生物信息学等方面的研究应用上,中国企业都取得了重要的阶段性成果,通过不同类型地区的应用示范,初步形成了我国数字农业技术框架及数字农业技术体系、应用体系和运行管理体系,促进了我国农业信息化和农业现代化进程。
然而,数字农业在我国仍然处于初级阶段。2021年12月20日发布的《2021全国县域农业农村信息化发展水平评价报告》显示,2020年全国县域农业农村信息化发展总体水平达37.9%,农业生产信息化水平为22.5%,全国农产品质量安全追溯信息化水平为22.1%,县域农产品网络零售额占农产品销售总额的13.8%。中国农业生产数字化建设虽然快速起步,但和发达国家相比,还有很长的一段路要走。
2015年国务院出台《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》提出,推进“互联网+”电子商务,开展电子商务进农村综合示范,支持新型农业经营主体和农产品、农资批发市场对接电商平台,积极发展以销定产模式。
2016年农业农村部印发《农业农村大数据试点方案》,决定自 2016年起在北京等21个省(区、市)开展农业农村大数据试点,建设生猪、柑橘等8类农产品单品种大数据。
2018年2月中共中央、国务院印发《关于实施乡村振兴战略的意见》提出,推进数字农业的发展,要以“数字乡村”的建设为核心,要加快农业产业体系、生产体系、经营体系等方面的改革,提高农业创新能力和竞争力,提高全要素生产率。
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,发展数字农业,推动一二三产业的有机结合,加快农村产业的发展。推进“数字乡村”战略实施,加快“物联网”、“地理信息”、“智能设备”等现代化信息技术的建设,以及“大数据”在农业生产和生活中的应用。
2019年1月《中共中央国务院关于坚持农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见》提出,加快推进“数字乡村”建设。要在农业领域设立科技创新中心,构建 产学研深度融合的平台,强化科技创新联盟、产业创新中心、高新技术产业 示范区、科技园区等。
2019年5月中共中央办公厅、国务院办公厅印发《数字乡村发展战略纲要》提出,加快推进乡村信息化进程,加强农业数字化建设,加快农业数字化转型,加快推进云计算、大数据、物联网和人工智能技术在农业生产和经营中的运用。
2019年12月农业农村部、中央网络安全和信息化委员会办公室印发《数字农业农村发展规划(2019-2025)年》提出,数字技术加速了农业与农村一体化的进程。智能感知、智能分析、智能控制等数字化技术迅速渗入农村,使农业信息化进程进一步加快。建立国家农业数字技术研究中心、农业信息技术与遥感学科群、智慧农业合作组织,建立智慧农业实验室和数字农业创新中心,加快建立农业物联网、数据科学、人工智能等相关专业。
2020年2月《中共中央国务院关于抓好“三农”领域重点工作确保如期实现全面小康的意见》指出,强化农村基础设施的现代化。加大对农业关键技术的研究力度,加快推进重点技术创新步伐,加快发展大中型、智能化、复合型农业机械的研究与推广。
2020年7月农业农村部印发《全国乡村产业发展规划(2020-2025年)》,提出了发展农村电商,加快科技,提高设备,推动农产品加工企业转型,促进农业和信息化。
2021年1月《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》提出,要强化农业科技支撑,强化农业的物质基础。要不断增强农业科技的自主性,健全支持基础研究的稳定系统,加快体制机制的改革,规划和建设一大批科研平台。
2021年3月《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出,突出农业、农村发展,把“三农”作为全党工作的重中之重。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、推进农村基层治理数字化进程。
2021年11月《国务院关于印发“十四五”推进农业农村现代化规划》提出,强化现代农业科技支撑,开展农业关键核心技术攻关,完善农业科技领域基础研究稳定支持机制,加强农业基础理论、科研基础设施、定位观测体系、资源生态监测系统建设。
2022年2月《中共中央国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》提出,推进智慧农业发展,促进信息技术与农机农艺融合应用。加强农民数字素养与技能培训。以数字技术赋能乡村公共服务,推动“互联网+政务服务”向乡村延伸覆盖。着眼解决实际问题,拓展农业农村大数据应用场景。加快推动数字乡村标准化建设,研究制定发展评价指标体系,持续开展数字乡村试点。
一是数字农业发展缺乏顶层设计。数字农业环节繁多,涉及农产品的生产、流通、消费、服务(金融和信息)、农村电子政务等多个方面,目前的政策供给缺乏顶层组成部设计,政策之间缺乏统筹,衔接性和可操作性不强,没有统一的行业性统产品预筹协调机构和公共服务平台。
二是农村物流和网络基础设施建设薄弱。我国农村物流建设滞后,尚未建成农村地区的综合交通运输体系,运输结构有待进一步完善。农村地区物流服务体系不健全,农村物流主体普遍规模小,层次低,服务水平低下,服务效率不高。农村地区互联网基础设施供给不足,互联网普及率仅为36.5%。大量农村地区存在网络信号差、网速慢、资费高的问题。
三是数字农业发展成本较高。许多物联网元器件不仅造价高,而且运营维护成本也居高不下,对普通农业经营户来说,前期投入较大,无力承担。
四是数字农业人才不足。我国大部分农村地区的经济不发达较落后,科技发展水平低下,农民的科技观念和市场意识相对滞后,对新技术的发展和市场需求不敏锐,农业信息跨界复合型人才不足,农村电商人才相对缺乏。
五是农业配套设施建设落后。健全配套的基础设施是发展现代农业的前提和保障,由于我国许多农村地区基础设施陈旧,根本无法满足当前现代农业的发展需求。
一是加强政府部门顶层设计。数字农业做好各相关机构的统筹规划,加强顶层设计,制定路线图。要着力推进农业信息化平台数据共享,加强信息一体化建设,并协调整合涉农相关部门信息,建立健全农业数据采集、分析、发布、服务机制,推动政府、企业信息服务资源的共享开放,加强农业大数据的开发利用。
二是加强农村信息基础设施的建设。我国要提高对“数字农业”的发展力度,加大农业信息化资金投入,扩大光纤网、宽带网在农村的有效覆盖。鼓励和引导社会力量投入到农村信息化建设中来,利用和维护好现有基础设施和信息平台资源,做好促进网速提升和资费下调工作,合理匹配和共享各项资源,避免重复建设。
三是加强农村物流配套设施的建设。加大对农村物流建设的重视,从农村交通设施的改善起步,增加路网密度,改善道路质量,提升物流体系对农产品产销流通的支撑能力,着力改进各类路桥收费高的现状。重视农村地区农产品产地预冷能力的提高;重视物流相关配套设施建设,着力解决好乡镇大型农产品仓储中心用地问题。
四是加强技术推广应用扶持。应加大对农业科技发展的财政扶持力度,鼓励高校和科研院所、相关标准化组织、企业展开合作,开展农业物联网、农业大数据、农业机器人等核心 技术的技术攻关和设备研发,强化先进实用的传感器、智能控制等的推广应用。在“数字农业”应用相对成熟的地区,联合重点企业,建设一批示范应用联盟,形成一批成本较低、成熟可复制的“数字农业”应用模式。
五是加强高素质农民的培育。建设高素质农民培育基地,加强对农业龙头企业的经营和管理骨干、农产品生产等人经营管理培训,加强对种植能手、农机手和涉农企业从业人员的专业技术培训。
美国利用互联网技术开展的农业生产已处于世界领先地位,农业发展成为以科技代替人力的现代化农业。美国农业生产采取互联网技术和大数据分析,对农业数据进行全面收集和整理,较早完成了农业数据开发,实现了农产品的全生命周期和全产业链的数据同步和数据共享。
美国数字农业的特点:
1、农业生产高度专业化、规模化、企业化
美国农业生产的专业化是多层次的,这主要表现在地区专业化、农场专业化和生产工艺专业化。美国大陆划分为几个主要的作物带,每个作物带中最适合一种作物的生长,如著名的“玉米带”、“奶牛带”等;绝大多数的农场只生产一种作物,进行大规模种植;而有的农场只生产一种作物的一个品种,或只做一种作物的育种。这样因地制宜、各有所专,达到了专业化与规模化的很好结合,形成了专业化生产、集约化经营、企业化管理现代产业模式。
2、农业生产体系完善
美国已形成发达的产前、产中、产后紧密衔接的农业生产体系,包括农业生产资料的生产和供应,以及农产品的收获后的储藏、运输、加工和销售等部门。他们分工明确,高效协作,在相关农业法律体系的维护下,农业生产有序而高效。
3.、农业教育、科研和推广“三位一体”
美国的农业是由私人经营的,但各级政府积极支持农业科学技术的发展,建立了富有特色的“三位一体”的农业教育科研和推广体系,农学院同时承担农业教育、科研和推广三项职能,使教学科研和推广紧密地结合起来,为农业发展提供强大的技术推动力。
荷兰建立了温室农业高效生产体系,成为世界农业生产机械化、自动化程度领先的国家。以工厂化的设施农业物联网发展模式为代表的数字农业已成为荷兰设施农业生产的主要技术应用模式。荷兰设施农业物联网的应用主要包括三个方面:一是温室环境的自动化控制;二是设施农业智能化节水控水技术的广泛应用;三是养殖场管理的自动化。
澳大利亚政府非常重视互联网技术在农业领域的应用,投入大量资金用于卫星定位系统及农业信息监测系统的建设、更新和运行,为农民提供土地测量、资源管理、环境监测、作业调度中的定位服务,可以显著提高作业精度,最大限度节约种子、农药、化肥等农资成本,提高农作物的产量。
日本把低人工成本的农业科技研发工作作为农业领域的主功方向,大力发展适度规模经营精细化农业生产方式,提高农业生产技术手段和基础设施现代化。日本以轻便型智能农机为发展重点,结合土壤采集设备、作物生长传感器系统、病虫害防治系统、无人机操作系统等物联网技术手段,针对劳动力不足的现状,力争实现农业的数字化和自动化水平。