數字化技術助力智慧農業發展研究*

王心如，金 鎮，江夢夢，閆怡晴，李 靜

（嘉興大學，浙江 嘉興 314001）

農業是國民經濟的基礎，直接關系到國家的糧食安全、社會穩定。而在我國的農業發展過程中，仍存在產業化水平低下、同質化現象嚴重等問題，使傳統農業生產無法滿足現代農業生產的需求[1]。隨著高速發展的數字化技術在農業領域的廣泛使用，將推動智慧農業發展，帶來革命性的創新。智慧農業，是將數字化技術應用到傳統農業中而形成的農業生產的高級階段。數字化技術指大數據、云計算、物聯網、區塊鏈等創新技術，其一旦融入農業生產全過程，必將引起農業生產力和生產關系的巨大變革，形成新型智慧農業生產方式，并最終推動農業高質量發展。從農業生產力看，數字化技術助力提升農業勞動者技能、升級農業勞動資料、擴展農業勞動對象。從農業生產關系看，為適應農業生產力的變化，農業生產關系也將隨之調整，形成以數字化技術改變農業生產組織方式、創造新的農產品交換模式、創新農民參與分配的方式、釋放適應數字農業的農業新消費模式等農業生產關系。這樣，二者將共同推動農業高質量發展。

1 智慧農業的研究進展與問題提出

隨著人口規模的持續擴大和可用資源日漸缺乏，在新一輪技術和產業變革的推動下，數字化技術將不斷與農業發展相互融合，成為促進我國農業產業結構轉型升級的一個主要力量，“智慧農業”在此背景下應運而生。關于智慧農業，當前尚無普遍接受的關于概念的全面定義。本文通過梳理相關文獻，認為智慧農業是一種以數據為核心、以現代信息技術為工具、以智能決策體系為支持、集預測預警與優化資源配置于一體的新型農業生產形態[2]。

智慧農業不是數字化技術與傳統農業的簡單融合，而是向智能化、數字化、產業化轉變的具體體現。廣泛應用了水肥一體化技術、溫室控制器、蟲情監測系統等數字化設備，實現規?；?、集約化的生產決策、預防維護和精準管控，大幅提升了農業產業鏈運營和資源配置的效率，在促進農業增產增效、農村提質、農民增收等方面具有重要意義。

當前，以物聯網、大數據、人工智能等為核心的數字化技術，已經被廣泛地應用到了農業中。國外發達國家智慧農業的發展比較成熟，而我國的智慧農業依然處在相對早期的階段[3]。近年來，雖然我國為了推進智慧農業的發展，進行了一系列的部署并取得了一些成效，但是，仍然缺少基礎研究和技術積累?？傮w上，數字化技術發展的水平與發達國家相比，仍然有一定的差距。目前，我國許多地區的智慧農業建設中，出現了增產不增收、產銷分離、數字化脫離經濟現狀等問題，智慧農業研究任重道遠。因此，加大對智慧農業核心技術的破解、構建合理的發展模型，成為提速我國農業農村現代化、助力農業經濟發展的關鍵。

現階段國內外對智慧農業的研究內容，主要集中在概念理解、技術方法創新、技術方案論證、宏觀需求等方面[4]。而從微觀角度方面入手的智慧農業研究較少，本文以企業的發展態勢為切入點，從生產、流通和經營角度構建智慧農業發展模型，面向政府、企業和農戶3 個主體提供指導和建議。首先，通過收集整理相關資料、調查訪談具有一定代表性的數字化技術農業基地及企業，梳理當前數字化技術助力智慧農業的發展進程，分析提煉出現階段數字化技術助力智慧農業發展的通用模式及成功經驗，據此構建DRIP 智慧農業創新發展模型，分別指數字化追溯、新零售模式、信息化管理和產品附加值，涉及農業的生產、流通及經營3 個重要環節。然后，討論數字化技術助力智慧農業發展過程中行業面臨的現實困境。最后，分別針對政府、企業和農戶提供改善對策，以期為我國數字化技術助力智慧農業高質量發展提供基礎參考。

2 數字化技術助力智慧農業發展的核心路徑

水是生活中不可缺少的一部分，沒有水，人類將無法生存。水又是一切生命賴以生存的重要自然資源之一，沒有水就沒有農業，也不會有農業的可持續發展。我國是農業大國，正用全世界7%的耕地，養活22%的人口，水資源的有效利用十分重要。農民豐收的喜悅，滴滴嬌小身材的水，卻立下了巨大的功勞，這是構建小水滴DRIP 模型的概念與初衷。DRIP 模型體現了科技、平臺、管理、產品4 個要素，從科技引領、平臺支撐、數據管理、產品價值4 個著力點發力，貫穿農業生產、流通和經營環節，以數字化技術助力智慧農業高質量發展。構建的DRIP 模型見圖1。

圖1 DRIP 模型

2.1 D——數字化追溯

數字化追溯（Digital Traceability） 應用農產品追溯系統，利用物聯網、條碼、射頻識別（RFID）等技術，為產品賦予獨一無二的追溯碼，進行全程監控。為消費者全面獲取農產品各個環節的信息，掌握商品流向，確保農產品安全提供有效保障；為企業進行大數據營銷活動，對產品進行精益化管理，樹立企業良好形象降本增效；為政府相關部門進行監管和制定政策提供參考，協助企業建立一個覆蓋生產、物流、銷售的可靠的流通系統。

1） 生產管理環節，商品賦碼種植。在種植作物前，農民對種植面積進行劃分，在一個區域內只種植一種作物，并使用一個還沒有被用過的二維碼進行掛牌，將這一批蔬菜的種植信息記錄下來，并將其上傳到系統中。由此來實現從種植到收獲的全流程數據記錄，使每一件產品都擁有唯一的“身份證”。系統監督人員根據農戶提交的種植信息和數據，不定期地對種植區域進行實地探查，保證種植戶信息輸入的正確性。同時，監督人員將監測信息遞交，系統會將監測信息與作物信息進行聯系，當后期消費者需要追溯了解的時候，就可以看到相應的信息。生產管理環節有農民和監督人員的共同管理，使產品的種植生產過程數字化，實現線上檢測管理，有助于提高農產品質量，增加附加值。

2） 流通經營環節，庫存管理及流程追溯。加工廠商、合作社或菜市場等采購商入駐，既可以利用PDA 掃描二維碼獲得生產時的溯源數據，也可以在二維碼中增加企業促銷活動讓用戶掃碼參與，并通過后臺進行庫存管理，監控流通過程。當顧客買到有包裝袋的蔬菜，可以通過掃碼進行產品溯源，了解產品信息，分辨真偽及參與企業的營銷活動等。有助于企業樹立品牌形象、增加用戶黏性，也讓消費者買得放心，吃得安心，消費有保障。

2.2 R——新零售模式

新零售模式（New Retailing） 是利用新技術和新思維，將傳統零售業和互聯網零售業進行改進和創新，為消費者提供更好的服務[5]。通過全新線上線下融合的農產品網絡直銷模式，以顧客為中心，將“人、貨、場”3 大商業要素作為技術開發的維度，為顧客提供靈活性、多樣性的購物模式，以及新鮮、安全的農產品。

通過構建電商平臺，展示地標化農產品，開通“視頻播報”板塊，通過可視化系統和網絡，消費者能實時查看基地生產作業和作物生長情況、種植地當日天氣溫度等信息，從而提升消費者的信任感，激發消費者的購買熱情，最終提高農產品的知名度，促進農民增收。開通“預定銷售”功能，消費者先在網絡上購買農產品后提交訂單，然后由農戶根據訂單進行采摘，并進行發貨運輸。這樣一種以顧客為中心的預售方式，對于傳統農副產品尤其是果蔬類產品銷售來說，具有很好的參考意義，可以降低流通環節，突破地域局限，達到產銷對接的目的，降低銷售風險。同時，借助平臺，消費者可以定位自駕去地標聯盟的各個基地，與生產農戶形成良性互動。

借助短視頻平臺等線上平臺的宣傳，達到線下引流的效果。如今人們越來越注重綠色環保、健康養生，農產品和農村資源的優勢逐漸凸顯。抓住用戶核心需求，精準定位，有效宣傳，不僅可以拓寬農產品銷售渠道，還可以吸引更多的消費者到農村體驗鄉土風情。農村利用自身農業資源，打造生態文旅，讓消費者體驗自給自足的豐收喜悅，感受大自然的生態美。

2.3 I——信息化管理

信息化管理（Information Management） 是將現代信息技術與先進管理理念相結合，實現高效管理，增強企業競爭力。

結合農業的實際生產，搭建智慧農業大數據管理平臺，以物聯網、云計算、大數據為技術支撐，整合監測數據分析、決策管理系統等，有效獲取實時監控、土壤濕度、光照、氣體濃度等信息，進行數據的實時采集和分析處理，通過有效的AI 分析、決策、預測，提供如環境監測預警、專業化種植、流程追溯等優質的服務[6]。

建立信息共享平臺，在線收集消費者信息，然后傳遞給物流系統，最終抵達生產商。通過物流把商品送到消費者手中，完成零售交易，減少煩瑣的中間環節，提升銷售運營效率。在此過程中，信息的及時傳遞和數據的可得性是各方負責人履行各自職責的基礎，是確保信息共享和數據準確的關鍵。企業可以借助當前的精確數據記錄，獲取全面的市場信息，洞察人群偏好、消費差異以及需求層次，以此為基礎，為營銷活動提供參考依據。

2.4 P——產品附加值

產品附加值（Product Added-Value) 指的是通過加工、營銷等手段附加在產品原有價值上的新價值。從綠色發展方面看，不同的綠色發展方式在提高綠色產品的質量方面都有一定的作用。不再像傳統生產方式一樣僅通過人工施肥、除草等措施提高產出，而是利用數字化技術對農產品的播種、灌溉、施肥、收獲等方面實現自動化管理，使農產品按標準化生產，提高農產品的品質。對農田、牲畜棚屋及設備等進行數字化改造，建立適應的數字農業生產系統，提高對資源、信息的動態獲取能力，進一步提高生產效率和質量[7]。

通過多樣化的食品加工來滿足消費需求。農產品價格低，農民對市場需求變化很難把控，因此只有改變農產品的屬性，以農產品深加工的方式，來提升經濟價值。比如在山東菏澤定陶，當地農民種植紅薯比較多，由此也成全了當地的紅薯加工業，發展紅薯粉條、紅薯粉、紅薯干等農產品加工，在很大程度上提升了紅薯的產值。

3 數字化技術助力智慧農業發展的現實困境

數字化技術能夠在生產、流通和經營三方面為助力智慧農業發展提供堅實的支撐，數字化技術賦能能夠對農業和農村的要素進行高效的活化，從而推動人才、資金、物質等各種資源要素的流動，促進農業產業縱橫發展[8]。但我國智慧農業在數字化技術上的應用還處于發展的早期和探索階段，面臨著許多現實困境。

3.1 數字化技術發展現實困境

信息化成本較高，投入單一是數字化技術發展受到很大阻礙的關鍵原因。我國的數字化技術發展處于早期階段，設施成本高，所需資金多，總體對政府政策的依賴性較大。

信息化項目經濟效益不明顯。當前，許多農業技術項目還只是農業實施工程中一個樣板和示范，沒有使農業工作效率得到充分地提高。其中的重要因素一是農業信息化才開始做，還處于摸索階段，實用、通用的技術相對稀缺；二是沒有真正地解決農業的難點問題，所產生的經濟效益還沒有得到充分體現。

3.2 智慧農業發展現實困境

基礎設施不完善，地區發展不平衡。當前，我國智慧農業的關鍵環節的數字化程度只有29%，其中還存在著一些問題，比如：基礎設施和終端設備都比較少、產業發展不均衡、技術應用閉環還沒有形成、政府的鼓勵機制和市場的運作機制也沒有成熟。從當前階段來看，大部分農村地區缺乏利用技術進行農業生產方式轉型的機會。

規?；?、專業化、創新化程度不足。因為我國的智慧農業起步較晚，基礎比較薄弱，還沒有在各個地區之間實現協調發展。我國地域廣袤，東西南北不同地區的智慧農業技術研究處于一個固定的階段，還沒有根據耕地面積和種植面積的不同，研究出相適應的技術，需求導向的創新機制還未實現[9]。除此之外，以國際上的數據為基礎開發的智慧農業技術體系，在我國適用范圍并不廣，缺乏定制化的智慧農業發展方案戰略。

3.3 數字化技術助力智慧農業發展現實困境

企業發展格局不穩定。我國的智慧農業還處在發展的早期，有著大量、全面、細分、多層次、多方面的政策優惠，催生農業生產企業、互聯網巨頭、地域性新生企業和行業資本進入智慧農業領域。目前該行業中的大部分公司還處于創業狀態，還沒有在整個產業鏈上形成一個成熟的市場，導致我國智慧農業競爭格局分散且不明晰，各企業的市場地位隨行就市會動態變化。

農民的整體信息素養水平有待提高。我國農民整體素質沒有明顯的提高，究其原因是很少接受信息技術培訓，在農業生產中也嚴重依賴傳統的生產經驗，缺乏系統化的技術培養教育也是阻礙農業現代化發展的一大瓶頸。

4 數字化技術助力智慧農業發展的對策

4.1 發揮政府推動作用

政府部門應加快農村信息化網絡的建設，完善基礎設施，加大對相關智慧農業企業的政策支持力度，扶持龍頭企業，鼓勵改革創新[10]。以政府為中心，以市場為導向，統籌各方，實現協同發展，以合作共贏為發展模式，鼓勵企業、投資者、農民積極參與，自上而下進行體制改革，更好地引進智慧農業發展，提高農民收入，促進社會發展。鼓勵形成跨行業領域生態圈，促進農業信息資源共享，促進數字資源跨部門、跨層級、跨系統的利用。為了更好地推動智慧農業發展建設，各級政府應主動向國家的政策靠攏，并與國家的農業發展規劃相結合，制定出與本區域的智慧農業發展相匹配的、具有針對性的規劃，強化頂層設計，并對與智慧農業有關的政策進行廣泛的宣傳，加大對智慧農業的引導力度，形成多元化投入機制。

4.2 發揮企業拉動作用

企業充分利用國家政策支持，發展壯大自身實力，提升自身抗風險能力，積極創新技術和模式，做到與時俱進，能根據市場變化和政策導向不斷調整戰略目標。推進合作聯盟，實現規?；l展。我國當前智慧農業產業市場尚未成熟，應加強學習，向其他企業取長補短，提高自身實力，促進整個產業協同進步。承擔起社會責任，利用物聯網、大數據、云計算等技術讓農業變得更加“聰明”，讓農民從困境中解脫出來，提高農民的技術水平，實現農民與企業的合作共贏。

4.3 發揮農戶主體作用

農民是數字化技術助力智慧農業發展的主體，當今時代所需要的新型農民不僅只會在農田中揮動鋤頭，必須儲備一些專業的知識，只有如此才是農業取得長足進步的關鍵。農民要積極學習新技術，跟上時代的步伐，努力發展成為以技術為新農具、數據為新農資、平臺為新農活的“新農人”。智慧農業人才也應積極主動投入農業現代化建設中，利用所學，積極實踐，對普通農戶進行數字化幫扶，快速提升其智慧農業技術應用和管理水平，從而助力農業高質量發展。