數字農業技術對小農經濟生產效率提升的影響研究

在全球農業面臨資源短缺、環境壓力及勞動力不足的嚴峻挑戰下，提升農業生產效率迫在眉睫。傳統小農經濟因規模小、生產粗放，難以適應新環境。數字農業技術依托精準數據與智能化操作，為小農經濟轉型帶來新路徑。它通過提升生產效率、優化資源配置、降低成本，既改善了農民生產條件，又提升了農業的可持續性。因此，研究數字農業對小農經濟生產效率的提升具有重要的理論與實踐價值。本研究聚焦數字農業助力小農經濟發展的路徑，挖掘其潛力與應用價值，為政策制定和農業生產提供參考。

一、小農經濟概述

（一）小農經濟的特征

小農經濟是以家庭為基本經營單位的小規模農業生產模式。與大規模農業企業相比，其生產經營呈現顯著的分散化特征，不僅農田面積狹小，且技術應用水平較低，生產活動仍以傳統農業手段為主導。受限于生產規模，小農經濟長期維持自給自足的生產形態，高度依賴本地資源與低成本勞動投入，生產模式相對粗放。盡管小農經濟在全球農業體系中占據重要地位，但其長期存在農民收入微薄、資源利用效率欠佳等問題，導致生產效率低下、成本居高不下，發展面臨諸多瓶頸。

（二）小農經濟在農業生產中的作用與地位

盡管面臨諸多挑戰，小農經濟在全球農業生產中仍占據著重要地位，尤其是在發展中國家，不少地區的農業以小農經濟為主導。它不僅為社會提供大量農產品，保障食品供應，還為眾多農民創造就業機會、提供生計保障。在亞洲和非洲部分國家，超 90% 的農場屬于小規模家庭農場。這種經濟形態對促進農業多樣性、保護生態環境及傳承傳統農業知識意義重大。但受限于低效的生產方式，推動小農經濟實現現代化轉型已成為亟待解決的難題。

二、數字農業技術在小農經濟中的應用

（一）精準種植與智能農機應用

精準種植技術深度融合高精度地理信息系統（GIS）、遙感技術、全球定位系統（GPS）與土壤傳感器等核心技術，實現了農業生產全流程的精準管控。通過遙感影像分析和地塊精細化分類，該技術能夠精準評估不同土壤條件下的作物生長潛力，為農業生產定制差異化管理方案。

在實際應用中，精準施肥技術依托土壤養分實時檢測與智能施肥調度系統，可精準控制氮、磷、鉀等養分施用量，相比傳統模式下降 20%～30% 的肥料浪費，顯著降低了生產成本。智能農機裝備的廣泛應用，如自動駕駛拖拉機、無人機精準噴灑系統等，不僅大幅提升了作業效率，還降低了農業生產對環境的影響。以自動化播種機為例，其可依據土壤濕度、溫度動態調節播種深度與密度，確保作物均勻生長，使整體產量得到提升，生產效率提高 15%～20% 。這些技術的推廣應用，標志著農業生產正從粗放模式向精細化管理模式轉變。

（二）作物生長監測與病蟲害智能預警

作物生長監測系統集成多光譜傳感器、無人機遙感與機器視覺技術，實現作物生長數據的實時采集。借助這些先進技術，農民可精準監測作物葉綠素含量、植株高度、葉片密度等核心生長指標，全面掌握作物生長態勢，并及時采取針對性管理措施。在病蟲害監測領域，智能傳感器與圖像識別算法的深度應用，為作物構建起全天候監測防線。國內部分地區實踐表明，基于AI圖像識別的病蟲害檢測系統，能夠提前 10～14 天精準預警病蟲害發生，助力農戶下降 25%～40% 的農藥使用量，顯著降低作物因病蟲害導致的損失風險。此外，系統還可依托大數據分析，綜合氣象條件、歷史病害數據及作物生長周期等信息，科學預測病蟲害發生概率，并自動生成防治方案，有效遏制病蟲害蔓延，提升作物的產量與品質，推動農業生產智能化升級。

（三）數據驅動的資源管理與環境調控

資源管理是小農經濟發展的關鍵環節，尤其是水資源與土壤管理，數字化技術可顯著提升其管理效能。智能灌溉系統借助物聯網（IoT）傳感器與氣象數據，能依據實時土壤濕度和氣候狀況精準調控灌溉水量，有效避免水資源浪費。通過在田間部署土壤水分傳感器，系統獲取精準濕度數據后，可自動規劃灌溉周期、調節水量。在精準農業體系中，環境調控功能在溫室與大棚種植中尤為重要。溫度、濕度、二氧化碳濃度等環境因素，均由自動化系統進行動態調控。實際應用表明，部分溫室通過環境調控系統實時分析數據，優化作物生長環境，使作物生長速率和質量顯著提升，整體產量提高 10%～15% 。這些數字化技術的廣泛應用，不僅大幅提升了資源利用效率，更為小農經濟的可持續發展注入強勁動力。

（四）農產品流通與市場對接的數字化支持

數字化技術深度賦能農產品流通領域，顯著提升農產品市場競爭力與流通效率。依托農產品電子商務平臺與數字化供應鏈系統，農民得以直接對接全國乃至全球市場，有效減少傳統流通環節，大幅降低交易成本。以國內部分地區為例，農戶借助數字化平臺直銷果蔬，成功減少 30%～40% 的中間銷售環節，切實提高經濟收益。

區塊鏈技術的應用實現農產品全流程追溯，消費者可實時獲取產品來源、生產過程及運輸狀態等信息，顯著提升市場透明度與消費信任度。農業數據平臺通過實時分析市場需求、價格波動及庫存變化等數據，為農民提供精準決策依據，有效規避生產過剩或滯銷風險。智能化農產品流通系統助力小農經濟高效融入市場，推動農產品銷量與附加值雙提升，切實增加農民收入。

三、數字農業技術對小農經濟生產效率的影響

（一）提升農業種植生產效率

數字農業技術顯著提升農業種植生產效率，這在環境調控領域尤為突出。現代農業傳感器，如溫濕度傳感器、 CO₂ 濃度傳感器和土壤濕度傳感器，可實時監測作物生長環境要素，依據數據反饋及時精準調節溫室或農田的溫度、濕度及氣體成分，為作物營造最優生長條件。優化后的環境不僅能提高作物光合作用效率，還能提升養分吸收率，促使作物在同一生長周期內實現高效生長與增產，大幅縮短生長周期、提高產量，實現農業種植生產效率的躍升。此外，精準施肥技術有力推動農業生產效率提升。土壤養分監測系統依據作物生長需求實時動態調控肥料施用量，有效規避肥料過量施用造成的資源浪費，在提高肥料利用率的同時，減少傳統施肥模式下的肥料流失與土壤污染。精準灌溉系統整合土壤濕度與氣象數據，靈活調整水分供給，確保水資源高效利用。依托這些精準管理技術，小農經濟得以在增產的同時，降低對環境與資源的依賴，推動農業生產向高效、可持續的方向發展。

（二）降低成本與資源浪費

數字農業技術在降本增效、減少資源浪費方面成效顯著。精準施肥與灌溉系統依托實時數據監測，可精準判定各區域需求，動態調控肥料與水分供給量。基于傳感器技術的精準作業，不僅大幅提升水肥使用效率，還能有效規避過量施用肥料問題，減少資源浪費。例如，土壤養分與濕度傳感器可實時反饋土壤狀況，確保土壤能獲得精準的水肥供給，徹底改變傳統農業中常見的肥料濫用與水分浪費現象，顯著提高肥料利用率，降低環境污染風險。此外，數字農業技術的自動化管理模式極大削減了人工操作，既降低了人工成本，又避免了人工失誤導致的資源損耗。通過自動化完成播種、施肥、灌溉等關鍵環節，不僅減輕農民勞動強度、提升勞動生產率，還能有效縮短作物生長周期，從多維度降低生產成本。隨著單位面積生產成本的顯著下降，小農經濟的經濟效益得以有效提升。在現代數字農業的賦能下，農民得以在更低成本下實現產量與質量的提升，從而增強農產品市場競爭力。

（三）提高市場競爭力

利用數字農業技術不僅能提升農業種植生產效率，還能增強農產品的市場競爭力。在傳統農業中，農產品的質量往往受種植方式、氣候變化等因素的影響，導致市場需求波動大且產品外觀差異明顯，競爭力較弱。數字農業技術通過精準的施肥、灌溉及環境調控，為作物生長構建了高度適配的生長環境，顯著提升了作物生長的一致性與穩定性，進而全方位優化農產品的外觀與內在品質。通過精準施肥技術，系統依據作物不同生長階段的養分需求，精確控制肥料配比與施用量，有效規避了因肥料過量引發的畸形、色差等外觀缺陷，使農產品外形更加規整統一、色澤更加均勻，在市場競爭中更具視覺吸引力。同時，優質的外觀表現增強了消費者對產品品質的信任度，進一步提升了農產品的市場競爭力與品牌價值。此外，數字化管理系統的追溯功能為每一批農產品生成詳盡的生產過程檔案，消費者通過掃碼等方式，可清晰掌握農產品從產地到餐桌的全流程信息，顯著提升了產品的安全性和透明度。這種公開化的信息呈現方式，極大增強了消費者的購買信心，進而提升了產品在市場中的競爭優勢。數字農業技術的實時數據分析平臺，能為農民提供精準的市場動態與氣候預測信息。基于這些數據，農民可靈活調整種植計劃，有效規避盲目生產導致的農產品過剩和滯銷問題，使產量與市場需求達到更優匹配。借助數字化管理與數據分析，小農經濟生產的農產品得以更好地適應市場波動，不僅提升了市場競爭力，也切實提高了農民的經濟收益。

（四）推動農業可持續發展與生態效益

數字農業技術在生態效益和可持續發展方面具有重要作用。在資源管理方面，精準灌溉與施肥系統幫助農田根據作物需求精確調配水肥量，避免了水資源和化肥的過度使用。這一精準管理方式不僅有效減少了農業生產過程中的資源浪費，還降低了過度使用水資源和化肥帶來的負面環境影響。通過合理的水肥配比，數字農業顯著提高了肥料的利用效率，減少了肥料流失和土壤污染問題，也避免了化肥的過度積累。此外，數字農業技術在水資源節約方面成效斐然。精準灌溉系統借助土壤濕度傳感器與氣象數據監測，能夠依據作物實際需水情況，動態、自動調整灌溉量，實現水分的精準分配，顯著降低了水資源的無效消耗與蒸發損失，從根源上遏制了農業用水浪費現象。

在病蟲害防治領域，數字化作物病蟲害監控系統通過實時監測作物生長狀態，可快速精準識別病蟲害發生征兆，并據此制訂靶向防治方案。這種精準防治模式大幅減少了農藥的使用頻次與用量，不僅有效降低了農藥對土壤、水體等生態環境的污染風險，還顯著提升了農產品的安全性與品質。

從農業發展全局來看，數字農業技術不僅為小農經濟注入綠色發展動能，更以技術創新推動農業生產向資源節約、環境友好的可持續方向轉型，為生態環境保護與農業高質量發展提供了有力支撐。

四、數字農業技術應用小農經濟的案例分析

（一）案例概述

山東省某市某區，某園區面積 600hm² ，主要種植番茄、黃瓜、辣椒等蔬菜。作為我國溫室蔬菜生產基地之一，該園區長期依賴傳統種植方式，面臨低生產效率、資源浪費和環境污染等問題。為提高生產效率和作物質量，同時減少資源消耗，該園區引入了數字農業技術，實施精準灌溉、精準施肥和環境調控等智能管理。

（二）園區應用數字農業技術的具體措施

示范園部署了溫濕度傳感器、 CO₂ 濃度傳感器、土壤濕度傳感器等環境監控設備，構建了全方位的實時監測網絡，精準捕捉溫室內的氣候數據變化。系統依據傳感器采集的實時數據，自動調節溫室內溫度、濕度與 CO₂ 濃度，為作物營造理想的光合作用環境。精準施肥技術借助土壤養分監測系統，依據作物不同生長周期的養分需求特性，精確控制氮、磷、鉀等肥料施用量，杜絕過量施肥引發的資源浪費。精準灌溉系統整合土壤濕度數據與氣象信息，動態調整灌溉水量，實現水資源的高效利用。

數字技術的深度應用成效顯著，園區化學農藥和肥料使用量均降低 20% ，既有效減輕了環境污染壓力，又顯著降低了生產成本。此外，數字化管理系統通過實時監控與深度數據分析，對作物生長過程進行精細化調控，全面優化生產流程，提升農業生產的智能化與科學化水平。

（三）數據來源

數據來源于園區內的監控系統和傳感器數據，包括溫濕度、 CO₂ 濃度、土壤濕度等環境監控設備。同時，通過對園區內外農民和管理人員的問卷調查與訪談，結合實地考察，獲取關于生產流程、成本和效益的反饋。

（四）實施措施獲得的成果

在數字農業技術體系中，精準灌溉、精準施肥與環境調控技術的應用，使數字生產示范園實現了多維度突破。通過智能設備與數據分析系統的協同運作，園區在生產成本控制、農作物產量提升及農產品質量優化等方面成效顯著。具體變化詳見圖1。

圖1數字農業技術應用前后效果對比

圖1呈現了某設施蔬菜示范園應用數字農業技術后的顯著成效。通過精準施肥與精準灌溉技術的實施，化學農藥和化肥使用量均降低 20% ，不僅有效降低了生產成本，還極大減少了環境污染與資源浪費。同時，數字農業技術通過優化機械作業路徑、革新種植管理流程，大幅減少人工操作環節，促使勞動生產率提升 20% 。此外，精準環境調控與施肥技術的協同作用，為作物營造最佳生長環境，確保養分精準供給，推動蔬菜產量提高 5% 。

五、結語

綜上所述，數字農業技術在示范園的深度應用，實現了經濟效益的顯著躍升。生產效率的大幅提升與蔬菜產量的穩步增長，不僅增強了產品的市場競爭力，更為農民帶來了實實在在的收入增長。依托精準管理與深度數據分析，數字農業有效提升了農產品品質與生產效益，成為農業可持續發展的重要驅動力。

隨著物聯網、大數據與人工智能技術的深度融合，數字農業在提升農作物產量、降低資源消耗、優化生產效率等方面的潛力將進一步釋放。這些技術不僅為農業生產提供精準高效的解決方案，還能助力農民有效應對氣候變化、資源短缺等全球性挑戰，加快農業生態系統的綠色轉型進程。

展望未來，數字農業將持續優化資源配置，減輕環境壓力，推動全球農業向可持續發展目標邁進。其帶來的數字化管理模式與創新技術，不僅能夠助力農業產業結構升級、增強市場競爭力，還能通過提升農民收入、繁榮農村經濟，為全球糧食安全筑牢根基，成為推動全球可持續發展的重要力量。

作者簡介：盧現紅（1974—），女，河南宜陽人，大專，農藝師，主要從事農業技術推廣工作。