农业的机械化、信息化和数字化

传统中国是典型的农业大国,自给自足的小农耕作模式是支撑农业发展的重要驱动力。随着社会主义市场经济的深入发展,传统小农耕作模式的生产效率低、抗风险能力弱等弱势开始凸显,加之城乡经济吸附力与政策扶持度的二元分化,致使农村的生产技术和装备水平和数字化均较低,从而产生城乡之间的“生产鸿沟”。

特别是农业数字化,应当被认为农村经济弯道超车的必然机会。而且事实上,目前农业数字化的水平相对较低。根据农业农村部市场与信息化司会同农业农村部信息中心共同发布的《2019全国县域数字农业农村发展水平评价报告》,截至2018年年底,农业生产数字化水平仅为18.6%。从具体行业看,农作物种植信息化水平为16.2%,设施栽培信息化水平为27.2%,畜禽养殖信息化水平为19.3%,水产养殖信息化水平为15.3%。四项所占比重分别为30%、15%、30%和25%。

由此可见,农村生产数字化改造水平较低,仍处于起步阶段。随着信息技术的泛在应用,数字技术的普及日益成为推动农村生产数字化的外在动力,由此成为影响城乡融合发展的关键因素。

不过积极投入的效果是显而易见的,根据《2020全国县域数字农业农村发展水平评价报告》,全国的农业生产数字化水平截止2019年已经升为23.8%。参与评价的县域数量稳步增加、数据质量明显提升,也标志着县域经济和农业生产的信息化在稳步提升。

农业的机械化、信息化和数字化,按照农业经营活动的环节,包括几个层面,首先是农业生产本身的机械化,其次是农业管理的数据化,以及农业经营活动的网络化。

农业生产本身的机械化,包括结合现代化农业设备支持农业生产,以及通过物联网等设备提高农业监测能力,从而更好地发挥农业各项资源的利用效率,提高劳动效率和土地产出水平。

农业管理的数据化,旨在建立在农业监测大数据的基础上,利用数字科技手段,推动农业资源管理,丰富农业信息资源,建立质量安全信用体系,加强农业应急指挥,从而解决农业管理高效和透明的问题。

农业经营活动的网络化是利用互联网实现农村、农户和外界市场的互通互联,实现农产品流通扁平化、交易公平化、信息透明化,提高农业服务的灵活性、便捷性。

2020年,中央一号文件《关于抓好“三农”领域重点工作确保如期实现全面小康的意见》提出培育一批农业战略科技创新力量,推动生物种业、重型农机、智慧农业、绿色投入品等领域自主创新。政策推动与高额补贴之下,资本的目光迅速投向广袤的田野。一批农科企业正摩拳擦掌。行业大佬纷纷布局现代农业,阿里、京东进军AI养殖、腾讯深耕AI种植,碧桂园要打造全产业链现代农业,等等,不一而足。智慧农业需要高度集约化的耕地,需要源源不断的资本流入,需要不断完善的新技术,更需要踏踏实实的到户到人的辅导和服务。

在2021数字乡村论坛(中国·郑州)成果展上,河南移动联合中国移动(成都)产业研究院开发搭建的智能农机管理系统、农产品电商和农产品溯源平台、精准种植管理系统、智慧养猪管理系统都很受人关注。在漯河市临颍县,河南移动打造了5G+智慧辣椒种植项目,通过5G+大数据分析为田间种植提供科学决策,5G+水肥控制实现水肥滴灌智能控制,5G+无人机信息采集可以实时采集农田病虫害信息,解决现代农业发展中的难点、痛点,助力农业精准化、智能化、规模化发展。这是央企在地方扶持农业的一个很有意义的尝试。

一些惠农金融机构也在从金融视角反哺甚或倒逼农业向数字化进行转型。比如宜信租赁,为牧场提供基于奶牛活体的金融租赁支持,他们把奶牛视作牛奶的生产工具,和农机一样做融资租赁。通过自身创建的数据库,他们也为牧场输出管理及养殖经验,促进牧场经营水平迭代。比如这些年根据牧场客户对于牧场智能化发展的需求,他们为客户推荐了诸多科技措施,包括奶牛智能项圈、智能喷淋系统、智能监控系统、奶牛脚环以及奶厅数据检测设备等。这样通过金融租赁支持的切入口,特别是经过几年的成功案例,牧场和农户也会自主地配合,推进牧场和农场的数字化,以提高生产效率和抵抗风险。

我国在上世纪90年代即出现了经验推理型专家系统,温室控制方面研制了使用工控机进行管理的植物工厂系统,可以视为农业数字化的发端。我国于2003年在国家863计划中启动实施了“数字农业技术研究与示范”的重大项目,时至今日已经初步形成了我国数字农业的技术框架。植物工厂即将蔬果生长的自然环境替换成封闭或半封闭的人工环境,可控、高效地实现规模化生产蔬果作物,是这座植物工厂的最终目标。这个目标宏大而美好,真正惠及土地资源贫乏,或是气候条件恶劣地区,实现蔬果自给自足,同时让长年累月被耕种的土地休养生息。为日益严峻的人地矛盾,粮食安全问题提供解药。设施贴近消费市场,从终端需求出发,定制产量,植物工厂有其独特的优势。近年来,植物工厂以多种形态出现在大众视线里,如水培蔬菜餐厅、集装箱植物工厂、为企业内部使用的小型植物工厂等等,利用城市居民对食品安全的关注度及消费水平日益提高,设施农业正为其市场化道路另辟蹊径。不过因为较高的硬件投入成本,目前的确也是以政府主导为主在做。

另外,因为投入成本高,植物工厂更适合种植高附加值的瓜果蔬菜,大田种植更多的还是以来农业自动化,也就是各种农机操作的普及。

中国城镇化水平不断提高,农村空心化现象日趋严重,农业人口减少及土地流转,正在推动中国农机自动驾驶行业发展。国内农民土地多为小面积零散分布,土地流转后,承包大户可以将土地集中耕种,便利农业自动化推广。中国农机自动驾驶行业起步较晚。国务院2018年12月底发布《关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》(下称《指导意见》)。《指导意见》提出,要促进物联网、大数据、移动互联网、智能控制、卫星定位等信息技术在农机装备和农机作业上的应用。

市场机构头豹研究院2019年发布的数据显示,2018年,国内农机自动驾驶行业销售规模为5.2亿元。该研究院预计,到2023年,这一规模将达到17.3亿元。根据中国农业机械工业协会与中国农机化导报联合发布的数据显示,截止到2020年12月31日,丰疆智能销量占比总市场23%,位居第一。丰疆官方数据显示,2020年1月至今,其智能农机系列,大规模量产,已获得数亿元订单。除了节省人工开支,提高作业效率等优势,智能农机的销售热,离不开高额补贴。以丰疆无人驾驶插秧机为例,其售价16万元,部分地区由国家补贴5.8万元,农场每台补贴2万元,厂家和经销商每台让利1万元,到种植户手中每台7.3万元,合计起来比传统插秧机要便宜。

除了资本投入和技术创新以外,因为农村市场的特殊性,产品推广过程中,需要大量人手来点对点进行培训和教学。比如2021年春耕期间,不少地区的植保无人机就频频出现问题,经过调研发现和使用操作不当有关,这就需要一线人员高密度点对点的监督指导。因为农村劳动力日益匮乏,农用植保无人机近五年在农村快速流行。随着极飞科技、大疆创新等企业入局,让这个早期售价昂贵、操作门槛高的器械在农村普及。到今天,植保无人机的售价已从早期的十几万元降至3万—6万元。据业内人士估算,国内有18亿亩耕地,约一半适宜无人机植保,若每年作业4次计算,国内存在36亿亩次的无人机植保作业需求,大约是一个36万台无人机、每年更新费用54亿元的市场。不过目前无人机在农村的使用主要是通过飞防队为农户提供服务实现的,如果希望降低使用门槛,将无人机使用下沉到农户,则针对普通农户推广无人机,设计、营销、培训、售后都得“一条龙调整”。否则如果出现使用不当的事故,极易挫伤农户感情,引发群体维权。

当然这只代表了农业数字化和现代化道路中的客观挑战,不影响这条道路的历史必然性。不久的将来,无论是植物工厂,还是设施农业,抑或无人驾驶农机,都可能构成未来农业生产的科幻途径,接续绵延数千年的农耕文明,在田间地头开创一番新景象。

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