李銅山，王艷蕊

(1．河南工業(yè)大學(xué) 糧食產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究院，河南 鄭州 450001；2.河南工業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院，河南 鄭州 450001)

農(nóng)業(yè)數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，也是各國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在數(shù)字化發(fā)展的今天，世界各國(guó)都在加大數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)力度。對(duì)于中國(guó)這樣的農(nóng)業(yè)大國(guó)來說，數(shù)字農(nóng)業(yè)助推我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性工程，同時(shí)也將成為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。為此，2018年中央一號(hào)文件提出，要大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實(shí)施智能農(nóng)林水利工程，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)示范和遙感技術(shù)應(yīng)用；2019年中央一號(hào)文件提出，要實(shí)施數(shù)字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略；2020年中央一號(hào)文件提出，要開展國(guó)家數(shù)字鄉(xiāng)村試點(diǎn)。近幾年來，在我國(guó)政府的高度重視下，我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展也迎來了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，農(nóng)業(yè)數(shù)字化對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的引領(lǐng)作用不斷增強(qiáng)，對(duì)推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的作用也越來越大。但總體來看，我國(guó)無論是數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展，還是數(shù)字農(nóng)業(yè)助推農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，都不甚理想，亟待新突破和新發(fā)展。

1 數(shù)字農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵及國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

1.1 數(shù)字農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵還沒有達(dá)成共識(shí)。一些學(xué)者認(rèn)為，數(shù)字農(nóng)業(yè)是指在地理空間和信息技術(shù)支撐下的集約化和信息化的農(nóng)業(yè)技術(shù)，具體是指將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的模擬和管理，達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，降低生產(chǎn)成本，改善生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量的目的[1]。另外一些學(xué)者認(rèn)為，數(shù)字農(nóng)業(yè)是指地學(xué)空間和信息技術(shù)支撐下的能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)對(duì)象、發(fā)展環(huán)境和全過程的可視化表達(dá)、數(shù)字化設(shè)計(jì)、信息化管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新模式[2]。還有學(xué)者認(rèn)為，數(shù)字農(nóng)業(yè)是指通過綜合運(yùn)用農(nóng)業(yè)知識(shí)、信息技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)，將一定區(qū)塊的土壤成分和微氣候數(shù)字化，并與不同農(nóng)作物所需土壤、氣候條件集成起來形成智能數(shù)據(jù)庫(kù)[3]。

從現(xiàn)有研究看，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)內(nèi)涵的總體概括還不是很全面、很精準(zhǔn)。隨著研究的不斷深入，數(shù)字農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵將不斷完善。通過借鑒學(xué)者們已有的研究成果，筆者將數(shù)字農(nóng)業(yè)定義為：數(shù)字農(nóng)業(yè)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、人工智能和遙感技術(shù)為基礎(chǔ)，以通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為紐帶，由海量農(nóng)業(yè)信息組成的多分辨率、多尺度、多時(shí)空的，在生產(chǎn)、加工、銷售、機(jī)械操控、經(jīng)營(yíng)管理等多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息化的現(xiàn)代高科技農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。更具體地講，數(shù)字農(nóng)業(yè)包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)加工的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)銷售的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)機(jī)械的數(shù)字信息化和農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的數(shù)字信息化，等等。

1.1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字信息化

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算、推算功能，對(duì)土壤的濕度、溫度、灌溉情況和陽光等影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的因素條件進(jìn)行整合運(yùn)算，既能推算農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程，又能達(dá)到對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的精確判斷和農(nóng)民收入的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。同時(shí)，利用氣象衛(wèi)星和雷達(dá)對(duì)天氣狀況進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，還有利于及時(shí)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

另外，數(shù)字農(nóng)業(yè)時(shí)代的各種科技設(shè)施，還可以及時(shí)記載土壤的產(chǎn)量和其他信息，并將信息上傳到云端。專家可以利用這些數(shù)據(jù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的情況進(jìn)行橫向和縱向分析，用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，并有針對(duì)性地提出相應(yīng)的對(duì)策。

1.1.2 農(nóng)業(yè)加工的數(shù)字信息化

農(nóng)業(yè)加工的數(shù)字信息化主要指農(nóng)產(chǎn)品加工的數(shù)字化。農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)引進(jìn)無人車間、智能控制、標(biāo)準(zhǔn)化流水線等操控系統(tǒng)，就能利用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)加工信息，并利用軟件等對(duì)農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)進(jìn)行綜合分析，從而提出改進(jìn)建議。

農(nóng)業(yè)加工的數(shù)字信息化，還有利于正確判斷消費(fèi)者偏好，構(gòu)建深加工系列產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)加工體系，形成自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1.1.3 農(nóng)業(yè)銷售的數(shù)字信息化

利用互聯(lián)網(wǎng)可以為農(nóng)業(yè)銷售提供新的平臺(tái)，打破農(nóng)業(yè)銷售的閉塞性和局限性，一方面擴(kuò)寬更多農(nóng)產(chǎn)品銷售渠道，另一方面增加生產(chǎn)者收入。

將農(nóng)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，能夠優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)，不斷完善農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展；能夠開展大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)，有助于形成規(guī)模效益，增加農(nóng)產(chǎn)品供給的數(shù)量，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)；能夠數(shù)字化模擬農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程，調(diào)控各種生產(chǎn)要素的配置，降低農(nóng)作物的生產(chǎn)成本，提高農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[4]。

1.1.4 農(nóng)業(yè)機(jī)械的數(shù)字信息化

農(nóng)業(yè)的數(shù)字化關(guān)鍵在于農(nóng)業(yè)機(jī)械的數(shù)字信息化。將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)，主要在于機(jī)械的改造、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)[5]，包括計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)、知識(shí)工程的建立以及農(nóng)業(yè)機(jī)械虛擬原型的建立等方面。

農(nóng)業(yè)機(jī)械的數(shù)字信息化能提高機(jī)械的性能和質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械科技水平的提高。例如：拖拉機(jī)零件加工的數(shù)字化，是基于云平臺(tái)和UG進(jìn)行的仿真設(shè)計(jì)，采用UG軟件創(chuàng)建三維模型，借助云平臺(tái)的高效計(jì)算能力和海量存儲(chǔ)能力，對(duì)加工過程進(jìn)行仿真，以實(shí)現(xiàn)加工工序的優(yōu)化[6]。

1.1.5 農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的數(shù)字信息化

數(shù)字農(nóng)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者更容易獲取國(guó)內(nèi)外的農(nóng)業(yè)信息，及時(shí)了解市場(chǎng)走向，制定正確的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)銷售計(jì)劃，更好地生產(chǎn)、銷售安全優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。

農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理方面的數(shù)字信息化，主要涉及制度、人才、激勵(lì)等方面。農(nóng)戶可以通過各種培訓(xùn)課、專家在線解答、農(nóng)業(yè)論壇等學(xué)習(xí)技能和交流心得。另外，對(duì)于積極將數(shù)字技術(shù)運(yùn)用于農(nóng)業(yè)的農(nóng)戶給予一定的政策傾斜，以提高大家運(yùn)用數(shù)字技術(shù)的積極性。

1.2 數(shù)字農(nóng)業(yè)的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

我國(guó)對(duì)于數(shù)字農(nóng)業(yè)的研究始于2000年，2000—2020年，對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)的研究大致經(jīng)歷了“升—降—升”三個(gè)階段(見圖1)：2000—2007年，期刊發(fā)文量在逐年遞增，說明隨著數(shù)字農(nóng)業(yè)的興起，數(shù)字農(nóng)業(yè)引起了學(xué)者的關(guān)注；2007—2014年，期刊發(fā)文量呈下降趨勢(shì)，說明我國(guó)學(xué)者的研究熱度有所下降；2014—2020年，期刊發(fā)文量又有較大幅度提升，說明數(shù)字農(nóng)業(yè)的研究熱度再次提高。這一變化與國(guó)家相關(guān)政策的變化有關(guān)。

圖1 2000—2020年“數(shù)字農(nóng)業(yè)”論文發(fā)文量

近幾年，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)的研究焦點(diǎn)，除了數(shù)字農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵研究之外，還聚焦于數(shù)字農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展中存在的問題、發(fā)展對(duì)策以及數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)化研究等方面。其中，研究數(shù)字農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀的學(xué)者認(rèn)為，農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已經(jīng)取得顯著成果，數(shù)字農(nóng)業(yè)示范基地起到了較好的引領(lǐng)作用[7]；我國(guó)已針對(duì)各種農(nóng)業(yè)資源等建立了不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，并使用GIS、GPS等對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[8]；目前已在上海、北京等地建立起數(shù)字農(nóng)業(yè)基地[9]。研究數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展中存在的問題的學(xué)者認(rèn)為，農(nóng)業(yè)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)階段的主要問題，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型與算法的設(shè)計(jì)和數(shù)字農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體的培養(yǎng)，是數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用升級(jí)階段的主要問題[10]；其他主要問題包括信息采集、處理和發(fā)布體系等軟環(huán)境建設(shè)不足，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不平衡，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)不協(xié)同[11]；缺乏對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃，建設(shè)資金投入不足等[12]。研究數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)策的學(xué)者認(rèn)為，要加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)信息平臺(tái)的建設(shè)，深入研發(fā)核心技術(shù)和構(gòu)建新型農(nóng)村電子商務(wù)模式[13]；要貫徹實(shí)施《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，加快農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[14]；要積極學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)，依靠政府的力量來推動(dòng)“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的建設(shè)，科學(xué)制定發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃[15]。研究數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)化的學(xué)者認(rèn)為，要研發(fā)基于P2P網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)信息管理系統(tǒng)、功耗管理系統(tǒng)和自控灌溉系統(tǒng)[16-18]。

另外，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)的研究焦點(diǎn)還有5G數(shù)字農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)創(chuàng)新、數(shù)字農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展等方面。研究5G數(shù)字農(nóng)業(yè)的學(xué)者認(rèn)為，5G技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)視頻傳輸農(nóng)業(yè)場(chǎng)景、目標(biāo)與環(huán)境識(shí)別、信息采集與服務(wù)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的機(jī)械化、信息化和智慧化融合發(fā)展[19-20]。研究數(shù)字農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的學(xué)者認(rèn)為，農(nóng)村數(shù)字普惠金融的創(chuàng)新有助于數(shù)字農(nóng)業(yè)的建設(shè)[21]，推進(jìn)數(shù)字農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新要加強(qiáng)精準(zhǔn)感知和數(shù)據(jù)采集技術(shù)創(chuàng)新、數(shù)據(jù)挖掘與智能診斷技術(shù)創(chuàng)新以及精準(zhǔn)管控與信息服務(wù)技術(shù)創(chuàng)新[22]。研究數(shù)字農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的學(xué)者認(rèn)為，信息化能夠推動(dòng)鄉(xiāng)村治理、農(nóng)民增收和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提升[23]，云倉(cāng)的建立能推動(dòng)數(shù)字農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[24]。

2 我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)助推農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的現(xiàn)狀

2.1 我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)90年代初，科技部提出：“國(guó)家依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步振興農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)成果的推廣應(yīng)用，發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)?！盵25]國(guó)際數(shù)字地球會(huì)議于1999年12月在中國(guó)召開，數(shù)字農(nóng)業(yè)也成為人們討論的主要話題之一。同時(shí)，中國(guó)還利用GPS和遙感技術(shù)控制新疆和北京的農(nóng)機(jī)。2003年，科技部啟動(dòng)“數(shù)字農(nóng)業(yè)”科技行動(dòng)，重點(diǎn)研究開發(fā)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)和搭建平臺(tái)，并取得一定成效。2013年，農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程，并在天津、上海、安徽等地開展試點(diǎn)試驗(yàn)工作。2014年，國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程在黑龍江農(nóng)墾、北京、江蘇啟動(dòng)，分別是“大田種植”“設(shè)施園藝”“畜牧養(yǎng)殖”。2015年12月29日，農(nóng)業(yè)部發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的實(shí)施意見》，闡述了農(nóng)業(yè)和農(nóng)村大數(shù)據(jù)開發(fā)和應(yīng)用的重要性，明確了農(nóng)業(yè)和農(nóng)村大數(shù)據(jù)開發(fā)和應(yīng)用的總體要求，為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村大數(shù)據(jù)開發(fā)和應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，明確了抓好農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)和重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展[26]。2017年，為加快數(shù)字農(nóng)業(yè)進(jìn)程，農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目。2019年，根據(jù)《2020年縣級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展水平評(píng)價(jià)報(bào)告》，全國(guó)縣域數(shù)字農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展水平達(dá)到36%，農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息管理服務(wù)機(jī)構(gòu)普及全國(guó)75.5%的縣(市、區(qū))[27]。2020年1月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)辦公室發(fā)布《數(shù)字農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃(2019—2025年)》，描繪了數(shù)字農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展的新藍(lán)圖[28]。2020年2月26日，面對(duì)新冠肺炎疫情影響，阿里巴巴推出“愛農(nóng)助農(nóng)”計(jì)劃，幫助因疫情而銷路不佳的農(nóng)民和商家拓展農(nóng)產(chǎn)品銷售渠道，展示了數(shù)字農(nóng)業(yè)的廣闊前景。

2.2 我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)助推農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的階段

農(nóng)業(yè)1.0是一家一戶的耕作生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)2.0是利用農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)3.0是電信電網(wǎng)在農(nóng)村得到普遍應(yīng)用，農(nóng)業(yè)4.0是多種信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到應(yīng)用。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀是：農(nóng)業(yè)1.0、農(nóng)業(yè)2.0在積極推行，農(nóng)業(yè)3.0需要完善和普及，農(nóng)業(yè)4.0處于實(shí)驗(yàn)探索階段。在數(shù)字農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展下，農(nóng)業(yè)4.0將各種科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、銷售、管理等各個(gè)過程融合，其將成為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。

2.3 我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)助推農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的集中體現(xiàn)

2.3.1 智能機(jī)械助推規(guī)模生產(chǎn)

近些年，我國(guó)在農(nóng)業(yè)改革方面進(jìn)行了積極的探索，但農(nóng)用機(jī)械的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，且總體覆蓋面不廣。根據(jù)全國(guó)第三次農(nóng)業(yè)普查得出的我國(guó)農(nóng)用機(jī)械的使用情況(見圖2)，無人機(jī)農(nóng)藥的噴灑在消除病蟲害方面起到了良好的效果，提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量；播種機(jī)和收割機(jī)等機(jī)械在我國(guó)農(nóng)村已普遍使用，極大地節(jié)省了勞動(dòng)力，有利于形成規(guī)模效益，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。農(nóng)業(yè)機(jī)械小面積土地耕作，使用成本比較高，其更適用于大規(guī)模生產(chǎn)。在規(guī)模化農(nóng)業(yè)逐漸普及的背景下，農(nóng)用機(jī)械的發(fā)展也應(yīng)該越來越智能化。

圖2 全國(guó)農(nóng)用機(jī)械使用情況

目前，在我國(guó)農(nóng)村，遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)還沒有得到廣泛應(yīng)用，正處于實(shí)驗(yàn)探索階段。數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于汽車制造和航空航天等領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展緩慢，存在信息資源利用率低、重復(fù)設(shè)計(jì)多、缺乏核心技術(shù)、規(guī)?；潭鹊偷葐栴}。農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)，大部分仍以勞動(dòng)耕作和農(nóng)機(jī)輔助生產(chǎn)為主，即更多的生產(chǎn)還處于農(nóng)業(yè)2.0階段。

2.3.2 智能溫室大棚滿足多樣需求

我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的種植，越來越多地運(yùn)用了智能溫室大棚技術(shù)。溫室控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作物生長(zhǎng)過程的全面智能控制，實(shí)現(xiàn)作物的最優(yōu)生長(zhǎng)，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能溫室，通過智能監(jiān)控系統(tǒng)，將各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、智能溫室管理系統(tǒng)等結(jié)合起來，形成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，由農(nóng)業(yè)專家獲取、分析并提出建議，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的改進(jìn)和提高[29]。

建立溫室大棚的主要目的，是建立一個(gè)相對(duì)自然溫度下的高溫環(huán)境。利用溫室大棚不僅能夠吃到當(dāng)季美味的食物，而且能種植反季果蔬來滿足多種多樣的需求。由于建造大棚的材質(zhì)不同，大棚溫度也不一樣，因而種植的作物也是各種各樣。農(nóng)產(chǎn)品種類豐富，供給質(zhì)量明顯提高，滿足了多層次、多樣化的需求。

2.3.3 數(shù)字平臺(tái)擴(kuò)大銷售

互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為農(nóng)產(chǎn)品的銷售提供了更大的市場(chǎng)，銷售不受時(shí)間和地區(qū)的限制，銷售的成本也在降低。近年來，各大電商企業(yè)紛紛為農(nóng)產(chǎn)品銷售提供平臺(tái)，有效地促進(jìn)了數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展?！?019年度中國(guó)農(nóng)村電商市場(chǎng)數(shù)據(jù)報(bào)告》說明，農(nóng)村電商交易規(guī)模及其增長(zhǎng)率都呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)(如圖3)，增速在近年趨于平穩(wěn)。

圖3 農(nóng)村電商交易規(guī)模及其增長(zhǎng)率

2.3.4 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)提供支撐

農(nóng)業(yè)農(nóng)村的數(shù)字化發(fā)展以農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將大數(shù)據(jù)的理論，處理數(shù)據(jù)的思想、方法和技術(shù)等在農(nóng)業(yè)方面進(jìn)行拓展和應(yīng)用[30]。數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息資源，資源獲取的主要方法是GPS數(shù)據(jù)收集、衛(wèi)星遙感、農(nóng)業(yè)機(jī)械操作等。目前，中國(guó)在土地資源、水資源、氣候資源等方面建立了不同的信息資源數(shù)據(jù)庫(kù)，但為農(nóng)業(yè)系統(tǒng)服務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)很少。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)盡管存在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化不足、數(shù)據(jù)不全等問題，但已在中國(guó)農(nóng)業(yè)育種、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、加工和銷售中得到應(yīng)用，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)也在使用中[31]。

3 數(shù)字農(nóng)業(yè)助推我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中需要解決的問題

3.1 數(shù)字農(nóng)業(yè)政策法規(guī)滯后

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟(jì)誕生了，包括數(shù)字農(nóng)業(yè)。數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展給農(nóng)業(yè)產(chǎn)銷模式帶來了巨大的變化。中國(guó)正處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，相關(guān)的法律法規(guī)還有待完善，這在一定程度上制約了我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展。目前，很多人對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)還存在一定的認(rèn)識(shí)偏差，認(rèn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不需要太大的信息技術(shù)含量，這也會(huì)對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。同時(shí)，數(shù)字農(nóng)業(yè)從業(yè)人員知識(shí)儲(chǔ)備不足，技術(shù)掌握不系統(tǒng)，這也在一定程度上影響了數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展。例如：2017年初，我國(guó)開始普及使用農(nóng)業(yè)無人機(jī)，但是相關(guān)的手續(xù)辦理、法律要求多而雜，在一定程度上影響了農(nóng)業(yè)無人機(jī)在全國(guó)的迅速推廣；無人機(jī)市場(chǎng)的法律法規(guī)還不完善，農(nóng)業(yè)無人機(jī)的使用沒有完善的法律約束，容易造成市場(chǎng)混亂，解決這些實(shí)際情況，需相關(guān)法律的出臺(tái)。

3.2 數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施薄弱

一方面，財(cái)政支出不夠。從圖4可以看出，2012—2017年我國(guó)農(nóng)林水支出占一般公共預(yù)算支出的百分比在2015年、2016年雖有明顯增長(zhǎng)，但波動(dòng)幅度比較大，而且大多數(shù)年份是較低的，這說明我國(guó)應(yīng)加大在農(nóng)業(yè)方面的財(cái)政支出。

圖4 我國(guó)農(nóng)林水支出占一般公共預(yù)算支出的百分比

另一方面，核心技術(shù)尚未掌握應(yīng)用。2020年中央農(nóng)村工作會(huì)議提出，要堅(jiān)持農(nóng)業(yè)科技自立自強(qiáng)，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。雖然我國(guó)現(xiàn)在大力支持農(nóng)業(yè)信息化、數(shù)字化發(fā)展，但與美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距，在智能操控、植物生長(zhǎng)環(huán)境模擬和大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用等方面還沒有掌握核心技術(shù)，需要借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，尋找一套符合我國(guó)國(guó)情的農(nóng)業(yè)與數(shù)字化融合發(fā)展的方法。

3.3 專業(yè)人才匱乏

數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要懂技術(shù)、會(huì)操作的專業(yè)人才。我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展的最大困難是人才匱乏。第三次農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)人員已達(dá)31422萬人，其中高中或中專以上學(xué)歷僅占7.1%，大專以上學(xué)歷僅占1.2%[32]。

一方面，農(nóng)業(yè)管理人員主要是文化程度較低的農(nóng)民。農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)成本高，學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)能力不足，限制了農(nóng)戶參加農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的積極性。小規(guī)模的傳統(tǒng)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)數(shù)字化、信息化之間的矛盾急需解決。另一方面，高學(xué)歷的人才不斷涌向城市。在我國(guó)的傳統(tǒng)觀念中，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是一種簡(jiǎn)單的消耗體力的勞動(dòng)。隨著數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展，中國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展也有了新的觀念，需要掌握豐富的農(nóng)業(yè)管理知識(shí)和技術(shù)操作的高層次人才。

3.4 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)基礎(chǔ)差

一方面，我國(guó)廣大鄉(xiāng)村的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)與我國(guó)發(fā)達(dá)城市相比還比較滯后。我國(guó)廣大鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的時(shí)間比發(fā)達(dá)城市至少晚3—5年，且進(jìn)展緩慢，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建設(shè)不夠完善，數(shù)據(jù)的整合不系統(tǒng)、不全面，數(shù)據(jù)管理下到位。我國(guó)廣大鄉(xiāng)村的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)來源散亂且不全面，在這些散亂的原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行整合、計(jì)算、分析時(shí)，容易出現(xiàn)各種問題。

另一方面，我國(guó)在農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)中收集和利用數(shù)據(jù)還沒有達(dá)到成熟的階段，不僅衛(wèi)星遙感影像的采集成本較高，而且衛(wèi)星遙感影像的精度僅為約10米，既無法滿足發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的需求，也沒有建立起數(shù)據(jù)共享機(jī)制。例如：在中國(guó)2799個(gè)國(guó)家氣象站中，只有699個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享[33]，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享的還不到1/4。

4 促進(jìn)數(shù)字農(nóng)業(yè)助推我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的對(duì)策建議

4.1 完善數(shù)字農(nóng)業(yè)法律制度建設(shè)

一方面，要靠政府出臺(tái)相關(guān)的政策。相關(guān)的政策主要包括與智能設(shè)備的使用和維護(hù)等相關(guān)的管理政策、智能設(shè)施應(yīng)用的監(jiān)督制度、網(wǎng)絡(luò)安全的制度體系、相關(guān)數(shù)據(jù)保護(hù)的措施等。要根據(jù)新技術(shù)帶來的農(nóng)業(yè)變革探索與數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展相匹配的管理方法，分析數(shù)字經(jīng)濟(jì)的特殊性，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)數(shù)字農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)探索一套行之有效的管理規(guī)定，更好地指導(dǎo)數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

另一方面，要強(qiáng)化農(nóng)業(yè)從業(yè)者的法律意識(shí)。加強(qiáng)數(shù)字農(nóng)業(yè)的法律制度宣傳，大力推進(jìn)相關(guān)法規(guī)完善和管理體制改革，依法推動(dòng)數(shù)字農(nóng)業(yè)朝著高質(zhì)量方向發(fā)展，為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向數(shù)字農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的法律制度支持。

4.2 加快基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化改造

推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，解決農(nóng)業(yè)發(fā)展的資金問題需要政府和企業(yè)共同扶持。一方面，加大財(cái)政支出，大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，加大對(duì)新型基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度。加大對(duì)信息基礎(chǔ)設(shè)施和物理基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化改造的研發(fā)投入，從而為農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供良好的基礎(chǔ)。另一方面，積極引領(lǐng)龍頭企業(yè)與農(nóng)業(yè)融合，滿足農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需要，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈得以延伸、擴(kuò)展、強(qiáng)化和完善，促進(jìn)天空地一體化的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)建設(shè)[34]。

同時(shí)，要解決數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展中的相關(guān)技術(shù)問題，還需要借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，加大科技投入。例如：我國(guó)中部地區(qū)等糧食主產(chǎn)區(qū)可以借鑒美國(guó)的信息化建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，加快人工智能裝備和技術(shù)的普及，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率；西部地區(qū)等水資源比較貧乏的地區(qū)可以借鑒以色列的滴灌技術(shù)，在灌溉用水方面發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)；東部地區(qū)可以借鑒荷蘭的溫室農(nóng)業(yè)技術(shù)，在農(nóng)業(yè)設(shè)施發(fā)展方面尋求突破；山東省、河南省等農(nóng)產(chǎn)品加工大省，可以借鑒日本的信息技術(shù)，在食品加工和銷售方面有所作為[35]。

4.3 建立健全專業(yè)人才培養(yǎng)體系

實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需要從培育和引進(jìn)兩個(gè)方面入手。目前，我國(guó)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)者信息化素養(yǎng)不高，各地需聘請(qǐng)數(shù)字農(nóng)業(yè)專家對(duì)農(nóng)民開展遠(yuǎn)程教學(xué)、田間示范等教育培訓(xùn)，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者的信息化素養(yǎng)，為農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支撐。

同時(shí)，鼓勵(lì)高校積極開展與數(shù)字農(nóng)業(yè)相關(guān)的技術(shù)教育，出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)高素質(zhì)人才下鄉(xiāng)，打造、壯大高素質(zhì)農(nóng)民隊(duì)伍，推進(jìn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化發(fā)展，利用數(shù)字信息加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。

4.4 加快完善農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)

一方面，可先在發(fā)達(dá)地區(qū)開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)改革和試點(diǎn)工作，實(shí)現(xiàn)發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的建設(shè)和共享，形成產(chǎn)學(xué)研一體化的運(yùn)行機(jī)制，建成農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)控制中心。

另一方面，可借鑒國(guó)外數(shù)字農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù)平臺(tái)經(jīng)驗(yàn)，尋求適合我國(guó)發(fā)展的道路。例如：美國(guó)政府每年都撥?？罱ㄔO(shè)害蟲庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)、BIOSIS預(yù)覽數(shù)據(jù)庫(kù)、Agricola數(shù)據(jù)庫(kù)、Agricola等一系列與農(nóng)業(yè)有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并配備專人加強(qiáng)監(jiān)管[36]。我國(guó)也可以借鑒美國(guó)的上述經(jīng)驗(yàn)做法，為數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展建好大數(shù)據(jù)平臺(tái)。