杜名扬：数字农业赋能一二三产融合政策推动及产业现状
为进一步研讨数字农业的关键技术发展及对一二三产的融合促进作用、展示典型应用案例与场景，推动相关数字农业科技成果的转化应用，在第十届北京（通州）国际都市农业科技节期间，由中国农业大学农业规划科学研究所、北京物联网智能技术应用协会、北京新型智慧农业研究院、北京中农富兴农业信息科技有限公司联合主办的数字赋能农业一二三产融合专题研讨会于5月18日成功举行并取得圆满成功。
中国农业大学农业规划科学研究所副所长杜名扬做了《数字农业赋能一二三产融合政策推动及产业现状》主题报告，本文根据发言整理而成。
发展背景
首先从宏观政策环境来看，农业现代化仍然是我国国民经济发展中的突出短板，因此十九大中央提出实施乡村振兴战略，作为新时代抓好三农工作的总抓手。2017年的一号文件提到，我国农业的主要矛盾由总量不足转变为结构性的矛盾，矛盾的主要方面在供给侧。同时提出推动农村一二三产业融合发展是实现价值增值的有效途径。现代农业科技是现代农业发展最重要的驱动力，而数字农业是近几年现代农业科技的重要发展方向。因此，数字农业对于贯彻落实乡村振兴战略实施、深化农业供给侧结构性改革、促进农村一二三产业融合发展，推动农业科技进步有很重要的作用，是重要的突破点。
其次从社会经济环境来看，农业现代化以高科技、高生产率和高效率作为主要特征，和国际上的一些发达国家相比，我国农业产业的国际竞争力还不强：从生产规模上，我国的人均耕地面积只有两亩，是美国的二百分之一，农户耕地面积50亩以下占全国耕地的80%；从技术上，美国、德国农业科技贡献率达到90%以上，以色列达到了96%，而我国2018年的科技贡献率是58.3%，在农业科技上的差距还比较大，是亟需补齐的短板；从经济效益上，美国农民人均产粮和产肉分别是我国农民的39倍和100倍，人均生产效率远超于我们。数字农业是全球范围内新一轮的发展机遇，为我国农业现代化实现弯道超车提供了机会。从国内三农发展来看，近年来农业、农村发展稳中有进，但是农业在国民经济中的比重有所下降，乡村每年在逐步减少。三农的问题日益凸显：比如农业发展方式粗放、农村生态环境破坏、农村空心化农民老龄化、农民持续增收难度加大等。随着城镇化发展，农村的劳动力日益短缺，据估计，十四五期间我国从事农业的劳动力60岁以上人群占比近80%，所以未来谁来种地，是我们不得不解决的一个重要问题。数字农业给我们提供了一个解决的技术途径。
第三从产业发展来看，农业与其他产业融合发展，促进了新业态和新模式不断涌现，比如现代农业产业园，农业科技园，产业融合示范园，田园综合体，农业嘉年华等等，以农业园区作为载体，为新技术集成应用示范提供了很好的平台。以农业为基础，与电商、休闲旅游、文化、教育培训、会议会展等多种业态结合，形成“农业 ”的综合发展模式。今年非常受关注的是电子商务，我国现有农村电子商务站点覆盖率达到了64%，行政村光纤和4G网络通达比例均已超过98%，贫困村的固网宽带覆盖率达99%，为数字农业农村的发展构建了比较好的基础设施网络。今年受到疫情的影响，线下的一些体验业态，比如旅游业、餐饮业受到了冲击，但是线上的生鲜电商，直播带货等，发展非常迅速，催生了一批新业态，通过线上线下相融合的服务方式，也为消费者带来了很多新观念和消费习惯的新转变，为数字农业的发展开拓了市场空间。以人工智能、区块链、云计算、大数据为代表的新一代信息技术不断在创新，为和农业的结合提供了无限的可能性。目前，全球经历着农业的第三次革命，即数字农业革命，测算，美国约有20%的耕地，80%的大农场实现了大田生产全程数字化，平均每个农场拥有约50台连接物联网的设备。加拿大、日本、欧盟发达国家也将信息技术装备为核心的数字农业，作为未来发展的战略方向。
在这些背景下，我国出台了一系列的相关政策支持数字农业发展。《“十三五”全国农业农村信息化发展规划》提出构建“天-地-人-机”一体化的大田物联网测控体系，加快发展精准农业，开展农业物联网技术集成应用示范；2017年农业部组织开展数字农业建设试点项目；2018年中央一号文件提出强化农业大数据的应用；2019年发布了《数字乡村发展战略纲要》；2020年初出台了《数字农业农村发展规划（2019-2025）》；加强了数字农业发展的顶层设计，对未来数字农业农村发展指明方向和重点任务。
综上所述，数字农业是推进我国乡村振兴战略实施的转型方向，是推动我国农业高质量发展的动能和引擎，是全面提高农业国际竞争力的迫切需求，也是促进城乡融合的基础设施建设，和建设数字中国的重要内容。
应用现状
第二部分给大家展示一下数字农业在一二三产业融合发展方面丰富的实际应用场景。一二三产业融合发展，是拓展农业产业链，提升农业竞争力和附加值的一个有效途径，通过跨界集约配置资本、技术、资源、数据等要素，促进农业生产、农产品加工流通、农资生产销售和休闲旅游等服务业有机整合。从农业产业的微笑曲线理论来看，数字农业技术的发展，不是只针对某一个产业环节，而是对整条产业链、供应链、价值链、创新链的提升。
在《数字农业农村发展规划（2019-2025）》中提出了五个方面的重点任务。
第一是构建基础数据资源体系，包括建设农业自然资源大数据、建设重要农业种质资源大数据、建设农村集体资产大数据、建设农村宅基地大数据、健全农户和新型农业经营主体大数据；第二是加快生产经营数字化改造，包括种植业信息化、畜牧业智能化、渔业智慧化、种业数字化、新业态多元化、质量安全管控全程化；第三是推进管理服务数字化转型，包括建立健全农业农村管理决策支持技术体系、健全重要农产品全产业链监测预警体系、建设数字农业农村服务体系、建立农村人居环境智能监测体系、建设乡村数字治理体系；第四是强化关键技术装备创新，包括加强关键共性技术攻关、强化战略性前沿性技术超前布局、强化技术集成应用与示范、加快农业人工智能研发应用；第五是加大重大工程设施建设，包括农业农村大数据中心建设工程、农业农村天空地一体化观测体系建设工程、数字农业农村创新工程等。
数字农业赋能一二三产融合的应用案例。
第一类是重要农产品全产业大数据建设，是对全产业链的数据化改造，包括种植、养殖生产过程的管理，加工、仓储物流的管理，农产品质量安全追溯，农产品市场信息、电子商务平台等。
第一方面，种养殖过程安全监管平台。
第一，种植业中的大田种植监控系统。主要是对区域的土壤、水、气候资源，及农情信息等进行一体化监控与管理，做到长期监测、及时预警、信息共享、远程控制，实现改善产品的产量和品质、节水节肥、提质增效的目的。比如：大田“四情”监测系统，包括虫情、苗情、墒情、气象监测，通过物联网设备采集环境信息，传输到后台进行分析，实现监测预警。植保无人机飞防作业，以社会化服务形式为种植户提供植保服务，降低劳动强度，得到农户的认可。智慧灌溉系统，能够按照作物生长需求，把水分和养分定时、定量、按比例直接提供给作物，实现精准灌溉施肥。
大田“四情”监测系统
第二，设施农业监控系统。通过在生产现场部署传感器、控制器、摄像头等多种物联网设备，借助电脑、智能手机对农业生产环境气候变化、土壤状况、作物生长、水肥使用、设备运行等实时监测，实现精准作业，减少人工成本的投入。温室环境监测与控制系统，包括温室集群控制系统、温室环境监测系统、温室数据采集中心、温室局域网搭建、温室动力控制系统、温室视频安防系统、温室环境数据显示系统、温室生产视频系统等。管理人员可以用手机APP来进行控制，包括天气预报、物联网设备远程控制、预警预报、环境数据采集与实时监测、视频查看等模块，只需要通过手机就可以连接生产设施、控制设备，对操作者来说非常方便。
中农富通智能灌溉系统
第三，畜禽、水产养殖过程安全监管平台。通过智能传感器在线采集畜禽养殖实时环境参数，并根据采集数据分析结果，远程控制相应设备，实现畜禽室内功能的智能化控制，根据畜禽的生长需要，分阶段智能调整环境条件、智能投放不同类别的饲料，达到精细化管理、安全生产、减少病害、降支增收的目的。第二方面是加工仓储物流平台，包括加工环节检测信息、加工环境信息、加工人员信息、产品分装；保鲜库、冷库的仓库管理、库存管理、入库管理和出库管理；物流运输时间、运输路线等信息的收集分析，及时发现中间环节出现的问题并根据数据分析结果提出优化方案，缩减成本，提升效益。第三方面是农产品质量安全追溯平台，可以通过检测仪器和定制的客户端软件对农产品质量实施检测，让农产品有完整的“生产管理档案”，并通过网络将档案信息上传到中心端数据库，实现农产品质量在线检测和本地监测查询及信息共享服务。结合商品标识专属二维码，让消费者可通过短信、电话、上网等方式查询自己购买的商品信息，加强对农产品质量信任度。
第四方面是农产品市场信息平台。负责市场数据的收集与分析，包括市场供求信息、价格行情、生产资料市场信息、价格及利润、流通市场和国际市场信息等，用于预测农产品市场态势，拓宽市场渠道、辅助生产决策，规避市场风险，支撑解决农产品卖难的问题。第五方面是电子商务平台，提高订单生产、产销对接效率。具体看一个苹果产业的全产业链大数据平台，产业链的基础信息可以在大屏上进行综合展示，比如生产地块信息、视频监控、分选加工、无损检测、仓储管理、产品流向追踪、质量安全追溯、电子商务等。第二个案例是生猪产业，重庆荣昌国家生猪市场是全世界最大的生猪线上交易平台，交易量接近全国生猪交易总量的10%。建设产销和品牌两大平台、“生猪价格形成、产业信息、科技交流、会展贸易、物流集散”五大中心，对养殖企业、生产服务性企业、加工屠宰企业、销售企业等全产业链环节上的经营主体的数据进行采集和发布共享，实现信息流、物流、资金流的高效配置。微观层面，养殖场智能管理，可以利用人工智能识别技术，实现对猪只、物品、人员、运输车辆等追踪监控，对牲畜状态、数量、估重、出栏进行监管。采用传感器、物联网和计算机视觉技术和大数据分析，建立整套生猪个体数据采集系统，对个体身份、生理指数、养殖状态进行监控。
第二类是智慧农业园区应用，除了对产业、农产品大数据的采集分析外，增加了对园区管理的功能。比如北京国际都市农业科技园，搭建了园区智能化管理的系统平台，包括天气预报、生产管理、数据监测、农产品物流追踪、质量追溯、园区安防管控、专家会诊与远程指导、客户服务与反馈等。
第三类是休闲农业的应用。比如建立园区或乡村旅游门户网站，进行信息发布、园区全景展示、游览路线轨迹跟踪、互动交流等；消费互动体验平台，比如直播带货、园区景点及活动短视频互动等，吸引游客消费。在一些地方的农业嘉年华项目中，将农业生产过程、科普知识等利用虚拟影像技术展示和多媒体互动，增加游客参与的趣味感和体验感。
第四类是在农村的应用。比如产权交易平台，包括以农村产权资源信息发布宣传为主的数字交易模块，和以地块信息与周围地理环境多维度影像呈现为主的数字信息技术模块。美丽乡村管理平台，包括农业产业、设施管理、乡村旅游、生态治理、区域安全、村落管理、文化传承、村镇服务等模块展示。时空一张图对农业地理空间的数据进行规范管理、存储、展示和应用共享，实现“以图管地、以图防灾、以图管产、以图决策”的功能。
前景展望
一是农业数字经济发展潜力巨大。2018年我国农业数字经济仅占农业增加值的7.3%，远低于工业和服务业，新一代信息技术在农业上的应用还有很大的研发和应用空间。据预测，2025年全球智慧农业市值将将达到683.89亿美元，发展最快的是中国所在的亚太地区，主要包括大田精准农业、智慧畜牧业、智慧农业、智能温室、智能装备等。据技术数据显示，全球智慧农业有1.5亿的连接需求，由此带来的市场空间十分可观，到2035年通过大数据和人工智能等技术推动农业的年增长率达1.8%，“互联网 农业”未来可带来超一万亿元的市场空间，全面提高生产效益。
二是数字技术应加快向农业农村渗透融合。现阶段和其他行业或领域相比，数字农业还是一片洼地，而其应用场景十分丰富，未来也需要各行各界的朋友给予数字农业更多关注，创新更多技术和模式，促进提高土地产出率、劳动生产率和资源利用率。
三是着力构建农业农村区域性数据中心。通过对国家数字农业农村顶层设计的贯彻落实，布局省级、市级、县级区域性数据中心，实现上下联动的垂直管理与资源共享。
四是数据权限逐渐开放。未来将会有更多的数据信息逐渐被释放在公共平台上，打通农业数据采集、汇聚、共享、开放、应用全链条的建设，各数据库之间逐步形成规模，构建大数据生态圈。
五是数据安全管理与保护任重道远。随着大数据技术的不断深入应用，信息安全防护所面临的风险相比以前也发生了根本性的变化。需要通过有效的技术手段和相关政策法规的完善相结合，构建全面的数据安全保护体系，守住数据安全底线。
中国农业大学农业规划科学研究所依托中国农业大学、中国农科院、北京农林科学院等科研院所和国外研究机构，整合人才、科技资源，通过30多年的积累沉淀已延伸发展成为产学研推一体化的国内农业高科技服务和农业农村规划领域专业的综合性服务平台，为政府、投资商、开发企业等提供规划设计、工程咨询、园艺栽培技术服务、科技推广、运营管理等多元化、全方位、一揽子服务体系，项目覆盖全国，得到社会广泛好评。希望有机会能和更多业界的朋友一起致力于推动数字农业农村发展，服务三农。
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