數字農業模式創新的基本特征與關鍵問題

杜洪燕，于 峰

（北京市農林科學院農業信息與經濟研究所，北京 100097）

目前，我國大部分地區仍舊采用傳統的農耕方式，對耕地資源及機械資源利用不足。依賴人力進行農耕，難以形成整體性的數字管理，不利于提高農業產業的效率，限制了農業產業的發展。農業科技資源是農業科技創新和農村經濟發展的重要戰略資源，農業科技資源的開發與利用，是農業信息化發展面臨的重要問題［1］。

1 數字農業概述及模式分析

1.1 數字農業概述

數字農業是一項綜合性非常強的農業經營模式，它融合了計算機技術、全球地理系統、信息網絡技術、自動化技術、遙感系統、全球定位等高科技技術。實現數字化農業，可以提高耕地利用率、節省人力，促進農業產業高質量發展。數字農業模式下，能夠實現對農作物生長及土壤變化的實時監測，能夠及時知悉農作物病蟲害及缺水缺肥問題。數字農業系統還能夠利用數字技術對農業生產的整個過程進行模擬，通過模擬計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，提高農作物的質量與產量，促進農業生產的進一步發展。總的來說，數字農業就是數字技術與現代化農業技術的結合［2］。

目前，我國在數字農業模式運用方面已取得了一定的成果，如我國山東省和廣東省等地區應用了數字農業模式，并取得了良好的成果：實現了農產品公開化、透明化的產銷精準對接，為構建更加完善的農產品銷售渠道提供了技術支持；在多年的發展過程中解決了“誰來種地，怎么種地”的問題，將大數據及人工技術等轉化為知識數據，為職業農民的發展提供了現代化技術支持，化解了農業生產經營及管理方面的問題，加快了農業現代化的步伐。

1.2 數字農業模式分析

隨著社會和經濟的發展，對農業產業提出了更高的要求，數字農業勢在必行。現階段，數字農業主要有6種模式。

1.2.1 農業智慧園模式

現代化的農業智慧園其主要核心是將現代信息技術與農業生產進行深度融合，利用現代化信息技術實現傳統農業的改革與創新。這一模式促進了物聯網在農業生產中的應用，通過“互聯網+”與農業生產、管理、經營、服務等功能相融合，促進新業態農業的發展，實現農業產業的增效提質［3］。

1.2.2 農業區塊鏈模式

區塊鏈指的是鏈式的數據結構，將數據塊以時間發生順序進行連接。同時，其中也應用了密碼學技術，保證該數據結構不會被偽造和篡改，具備較高的安全性。此技術在農業中的應用被稱為農業區塊鏈。

1.2.3 無人機農業模式

無人機農業模式是現代技術在農業中的典型運用。無人機是一種無人駕駛的飛行器，操作人員下達指令后，無人機可以根據指令進行種子播種、藥劑噴灑等工作。采用無人機農業模式進行農業作業，能夠減少人力成本的投入，提升農業生產和管理效率。

1.2.4 農業氣象管理模式

農業氣象管理指的是利用現代化信息設備，對當地環境的風速、濕度、溫度及氣壓等氣象因素進行檢測、記錄和儲存，并檢測土壤的含水量。可以根據氣象數據對農業生產工作進行提前計劃與及時調整。

1.2.5 數字農貸模式

數字農貸模式是一種支持農業發展的金融服務。以某電商金融服務為例，農貸具有無需擔保和免抵押的優勢，且平臺會通過數字技術在農業生產過程中，精準地進行定時、定量資金投放，且平臺會幫助農民進行風險管理。

1.2.6 精準農業模式

精準農業模式指的是以最小的農業操作單元為單位，精確計算出產量與化肥、農藥、種子等投入之間的比例，對農業措施進行精細調整，實現產量及收益最大化。

2 數字農業模式創新的基本特征

2.1 以物聯網系統為載體

數字農業模式是建立在現代信息技術、網絡技術等基礎之上的現代化農業生產、經營、管理、服務等模式，它的基本特征之一即是以物聯網系統為載體。通過“互聯網+”實現農業產業產量、質量及勞動效率的提高，如無人機在農業作業中的應用，區塊鏈接在農業管理中的應用，都體現了現代技術與農業生產有機結合［4］。

2.2 以農業數字資源為基本要素

數字農業模式的實現需要數字計算技術的大幅應用，不管是在農業生產中，還是在農業經營或管理中，數字計算技術都起到了重要的作用。例如，可以通過無人機、定位系統、云計算技術及傳感器等高科技技術實現農業要素的收集，還可將其轉化為農業模型形成二進制數字便于計算機對其進行處理。在整個農業生產過程中，主要包括環境要素、生物要素、技術要素及社會經濟要素等。在數字農業模式中可以利用數字技術模擬農作物從播種到收獲的全過程，并根據此過程精確計算出種子、農藥、化肥等資源的投入產出比，實現效益最大化。

2.3 以數據驅動模型及算法為核心

要實現農業要素的數據化，則需利用信息技術對其進行處理，數據的采集、傳輸、存儲、計算與分配等過程中都需要數據驅動模型及算法技術的支持，如此才能有效制定出農業資源數據化方案［5］。此外，物聯網農業系統的搭建離不開相關部門的決策支持，而這些決策應該是建立在準確的農業要素數據之上，所以數字農業匯總應以數據驅動模型及算法為核心。

2.4 以精密數字技術為主要手段

數字化農業模式是一種新興的農業模式，需要信息技術及計算技術的大力支持，在該模式中需要將農業要素轉化為計算機能夠處理的數據模式，因此對信息技術與數字技術較為依賴。要想提升農業產業的效率，就要對農業生產、經營及管理的各個環節進行精準的管控，做好農業生產的量化管理，這些都需要依賴精密數字技術。

2.5 以優質優價農產品市場機制為依托

要想增加農業產業效益，光實現全產業鏈交易透明化是不夠的，還需要優質優價的農產品市場機制作為依托，促使農場主動加入產業鏈條，降低流通環節成本，提高收益。

3 數字農業模式創新的關鍵問題

3.1 數字農業數據技術運用率不佳

數字農業模式的關鍵技術就是農業數據技術，只有通過物聯網接受和處理與整個農業產業鏈條相關的所有數據，才能對其中的每個環節進行精準的控制，提高農業產業鏈條的運營效率。但是從目前來看，我國已有的農業大數據平臺，仍舊在采用過去傳統的方法和技術，設備采集到的數據較為落后，無法為農業產業進步提供支持。另外，農民普遍文化水平不高，對數字技術的應用并不熟悉，難以發揮大數據平臺所具有的優勢。因此，在數字農業管理中如何有效運用農業數據技術是一個比較關鍵的問題。

3.2 物聯網設備建設不足

數字化農業是依賴于信息網絡技術與現代化的農業生產技術實現的，完善物聯網設備是其中的關鍵一環，但目前我國物聯網相關的基礎設施建設在多種原因的影響下仍不完善。1）現代化設備成本過高，遠超農民所能承受的范圍。對于經營農場的農業生產方來說，不缺少購買設備的資金，但是我國以家庭為單位的農戶的占比達到98%，大部分的農業從業者沒有足夠的資金條件購置先進設備，影響了數字農業模式的開展，因此應當從政府層面加強對物聯網設備建設與完善的扶持與引導。

3.3 技術人員不足

要想發展數字農業模式，需要專業人才的支持，單純依靠文化水平一般的農戶難以實現數字農業發展。1）農戶們對數字技術及信息技術的理解和掌握較慢，對數字模式的概念、內容及發展模式缺乏了解。2）數字化模式需要與物聯網建立起緊密聯系，但農戶們大多不會使用物聯網進行網上銷售，也不懂包裝和物流流程。因此，在完善物聯網設備的同時，也需要物聯網專業人才的支持。

3.4 國家法律法規支持度不夠

雖說數字農業已經受到了廣泛關注和重視，但是在很多環節都缺乏法律法規的支持和保護。如在使用植保無人機方面，部分用戶存在違規操作的現象；在數字農業開展地區，存在數據被泄露的風險等。

4 結論

數字農業模式的運用是我國農業產業未來的發展趨勢，要促進數字農業的早日實現，就要從技術、管理模式及法律法規等方面著手提升農業產業效益。