随着数字中国战略的深入推进,以发展农业新质生产力、培育壮大农业领域新兴产业和未来产业、实施智慧农业建设工程、完善农村数字基础设施等推动数字技术与农业农村发展深度融合已成为农业数字化转型、推动农业农村现代化、实现乡村全面振兴的关键路径和强劲数字动力,这些举措将有力促进农业高质高效、乡村宜居宜业、农民富裕富足,为实现共同富裕目标奠定坚实基础。
农业是国民经济的基础产业,国家到地方虽已构建起较为系统的数字农业农村政策框架,各地亦涌现出一大批成效显著的创新实践成果。但数字农业绝非简单的技术叠加或设备升级,而是一场涉及制度创新、技术集成、主体协同与生态构建的复杂系统性变革。系统探究数字经济如何赋能农业农村高质量发展,不仅关乎农业安全,而且在农民增收、农村稳定、生态可持续以及乡村治理等方面具有现实紧迫性。据农业农村部最新统计,到2024年底,全国农业生产的信息化程度已达到25%以上,与5 a前相比,提升幅度接近10个百分点
[1]。因此,新一代数字技术作为驱动农业现代化、推动乡村全面振兴的关键引擎,正通过数据驱动决策、智能系统管控以及全程可追溯管理等手段,对传统农业形态、生产方式、经营模式与产业生态产生深刻影响。
既有研究为理解数字农业农村发展提供了多重视角。在国外,美国科学院、工程院的院士经过讨论后,于1997年首次提出数字农业概念,其体系和核心就是随着不断丰富技术演进,通过信息化手段实现农业生产的集约化管理。在国内,早在21世纪初,随着信息技术向农业领域渗透,相关研究逐步兴起并形成体系,并与国家政策的提出密切相关。随着研究的不断深入,数字经济不仅作为一种技术工具,更成为一种新型生产要素,数字农业与农村发展正因此成为融合信息科学、农业经济、公共管理等跨学科的交叉热点议题。同时,数字经济正深刻改变着乡村发展模式的底层逻辑,使乡村资源优势转化为经济优势提供了新的可能。一般可概括为3个阶段:第一阶段为孕育萌芽期(2018年前),研究主题主要是概念引入和初步探索,以定性研究为主,侧重理论探讨、政策解读和国际经验比较。第二阶段为政策驱动生长期(2018—2022年),在“数字乡村战略”等政策推动下,研究主题快速扩展,主要聚焦于数字技术与农业产业发展、乡村振兴的协同关系等。第三阶段为多维发展期(2022年后),研究主题向数字乡村治理、数字经济、智慧农业、共同富裕等多维度深化,通过运用大量案例分析、实证论证、计量经济模型等进行评估,定量研究与混合方法占比显著增加。同时,文献计量法被广泛应用于梳理研究热点与演进趋势。
中国农业大学李道亮教授作为该领域的奠基人之一,自2000年起系统开展了农业物联网与智慧农业技术体系研究,基于技术扩散视角提出“感知-传输-处理-控制”的农业信息化学术框架
[2],为后续的系统集成与开发奠定了重要的理论基础。在应用实施方面,中国工程院院士赵春江及其团队基于“技术集成—示范应用”路径,通过智慧农业系统的示范应用,验证了精准化管理技术在提升资源利用效率方面的潜力
[3]。郭沛等
[4]基于要素变革视角,将数据视为新的生产要素,分析其如何优化传统要素配置,实证证实电商平台可直接促进农民增收,并通过推动城镇化与农业现代化形成间接作用,从宏观层面揭示了电子商务与农民增收之间的关联及作用机制。陈萌山
[5]基于产业组织视角,分析我国农业产业的顽疾,以社区电商为例,探讨了以数字技术为基础的创新业态对农产品流通的价值。有研究表明,社区电商平台通过缩减中间环节、构建直采直销网络,能有效解决小农户对接大市场的难题,可降低交易成本,并促进增收与收入结构优化
[5]。史常亮
[6]基于面板数据的实证分析表明,数字经济发展与农业全要素生产率增长之间存在显著正向关联。以刘伦
[7]团队为代表的学者探索运用大数据等新兴技术来构建乡村发展评估体系。此外,钟晓萍等
[8]基于政策评估视角,通过政策文本分析与多案例比较研究,系统梳理了我国数字乡村政策的演进脉络与区域差异化实施效果,为政策优化提供了依据。
既有研究成果不胜枚举,硕果累累,在技术、经济、政策等多维度丰富了理论视野,推动了实践发展,为本研究奠定了重要基础,但仍有若干亟待深化的空间与尚未系统解决的关键问题。本研究立足于“数字中国”与乡村振兴战略交汇的背景,基于国家政策导向与地方创新实践,试图通过多维度系统整合“政策—技术—产业—人才—资金—治理”全链条内在联动性与协同机制,构建政府、企业、科研机构、农户等多主体协同的生态系统,由此提升数字农业农村发展的整体效能。在理论基础方面,本文借鉴新结构经济学中“有为政府与有效市场”的协同理论、技术创新扩散理论以及数据要素化理论,构建“政策—技术—产业—人才—资金—治理”六维协同分析框架,强调数字赋能不仅依赖于技术供给,更需要制度适配与主体能力共建,进而通过系统整合政策文本、地方实践与多维数据,尝试构建一个涵盖“擘画(政策引领)—驱动(实践探索)—困境(现实挑战)—路径(优化策略)”4个维度的整合性分析框架,系统探索多维度数字农业农村发展的整体图景,以期为构建绿色、高效、可持续的现代农业农村体系提供理论支撑与实践指引。
1 政策引领:擘画数字农业农村发展蓝图
1.1 国家战略引领与政策密集出台,为数字农业农村高质量发展奠定坚实基础
国家战略层面系统而密集的政策出台,为数字农业发展提供了清晰方向和强大动力。
2018年,《中共中央 国务院关于实施乡村振兴战略的意见》提出的“实施数字乡村战略”拉开了“大力发展数字农业”
[9]的序幕,并在此后历年的中央一号文件中得以延续和强化。为落实这一战略,《“十四五”国家信息化规划》《数字乡村发展行动计划(2022—2025年)》《数字农业农村发展规划(2019—2025年)》等多项政策陆续出台,逐步构建起涵盖基础设施建设、核心技术应用与产业生态培育,贯通发展全链条的政策框架
[1]。2025年,国务院在《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》中,明确要求“加快农业数智化转型升级”,即依托大数据、人工智能等新技术,实现对农业全产业链的数字化与智能化改造
[10]。
由农业农村部发布的《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》《“十四五”数字农业建设规划》以及《关于大力发展智慧农业的指导意见》等一系列纲领性文件,系统性地为智慧农业发展奠定了坚实的基础
[1]。2024年,农业农村部启动实施的《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》,确立了“一年打基础、三年见成效、五年上台阶”的路线图。该计划明确提出,到2026年初步建成智慧农业公共服务能力,使农业生产信息化率超过30%;并设定了到2028年将该比率提升至32%以上的发展目标
[11]。2025年,中央网信办、农业农村部、商务部、中国人民银行联合部署《关于开展数字乡村强农惠农富农专项行动的通知》,聚焦于“强农惠农富农”的数字乡村专项行动在浙江等8个重点省市展开,其核心举措包括建设线上线下相结合的信息服务体系,并推动金融科技示范工程在乡村落地
[12]。
从中央到各部门一系列政策文件的相继落地,构建了我国较为完整的数字农业政策体系。值得关注的是,“十五五”规划将继续强化“发展农业新质生产力”的核心地位,以“实施智慧农业建设工程”为关键抓手,进一步拓展大数据、人工智能、农业机器人等在农业农村领域的深度应用场景,推动农业生产智能化、经营网络化、管理数据化水平全面升级。同时,通过推动农村一二三产业深度融合、培育农村数字经济新业态、完善农村数字基础设施等路径,为全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化注入更强劲的数字动力,最终将农业建设成为“现代化大产业”的目标。
1.2 技术体系与平台建设领域的政策支持,成为数字农业农村高质量发展的重要支撑力量
在数字经济驱动下,技术体系与平台建设成为政策支持的重点领域,搭建统一的农业农村大数据平台,汇聚土壤、气象、市场行情等信息,为各类经营主体提供生产决策支持。农业农村部正着力推进国家农业农村大数据平台的建设,构建农业农村用地“一张图”,并配套研发基础模型与算法等公共技术服务;中央网信办、农业农村部等四部委共同发布《2025年数字乡村发展工作要点》,擘画了至2025年底的发展蓝图,关键指标包括实现全国行政村5G通达率逾90%,农村地区互联网普及率与农业生产信息化水平持续提高
[13]。
在产业规划层面,各部门正协同推动一批数字化、智能化的农业农村示范基地建设,在智能养殖、智能种植、植物工厂等农业生产领域,深度融合与应用新一代信息技术
[7]。截至2025年初,我国农业农村部已建成34个国家数字农业创新中心及分中心,并组织实施了116项智慧农业创新应用项目
[14]。在具体实施层面,农业农村部发布的《现代设施种植建设专项实施方案(2023—2030年)》设定了明确目标:到2025年建设150个蔬菜集约化育苗中心,到2030年累计建成300个
[15]。这些政策夯实了数字底座,不仅为数字技术促进农业农村发展提供了制度保障,也为农业农村全链条数字化转型创设了先决条件。
1.3 乡村振兴衔接与多功能拓展
数字农业被视为巩固拓展脱贫攻坚成果、衔接乡村振兴的重要抓手,通过“产业数字化”与“数字产业化”双轮驱动,推动农业从资源依赖向技术驱动转型。河南省政府2025年10月印发的《科技赋能农业强省建设三年行动方案(2025—2027年)》明确提出“强化科技与改革双轮驱动”,通过18条重点任务,激活农业发展动力、激发农村建设活力、激增农民富裕效力
[16]。广州花都区构建了以“供应链为核心、人才为支撑、营销为纽带”的三位一体农村电商生态,推动全区农产品电商渗透率提升80%以上
[17]。
数字农业不仅提供优质农产品和获取更高经济效益,还拓展党建宣传、研学实践、休闲旅游、科普教育等社会功能,形成从种植端使用智慧农业系统管理,到加工成品牌饮品,再结合当地文化开展乡村旅游,形成“一业带动多业”的特色产业链和融合发展格局。四川雅安天全县红星村通过盘活闲置农房、融合文旅发展,将21栋农房改造为精品民宿、特色商铺和茶马古道陈列馆,形成“统一运营、农户分红”机制,2024年以来累计接待游客1.5万人次,实现旅游收入300万元,村民人均可支配收入较2020年增长80%
[18]。云南昆明市西山区乐居村通过“旅居云南”高质量发展试点建设,构建了涵盖非遗体验、康养度假、创意工坊等20多种业态的全链条服务,2025年前9个月旅游收入达443.7万元,村民从旅游业中人均获得年收入近8 000元
[19],以上案例已成为当地农民增收和乡村振兴的重要力量。
中国农业大学经济管理学院教授王玉斌指出,数字乡村建设已成为培育农业新质生产力的核心赛道和推进乡村全面振兴的关键支点。
2 发展现状:数字农业重塑农业农村新格局
在政策与技术的协同驱动下,数字农业农村展现出良好的发展态势与潜力。可概括为:以数据为核心要素,通过现代信息技术的集成应用,重构农业全链条的资源配置、生产组织与服务体系,推动传统农业农村向精准化、智能化、网络化的现代形态演进。
2.1 技术集成与应用成效显著,数字农业成为现实
数字农业与数字乡村作为技术集成的重要载体,正从“示范展示”向“普惠推广”转变。各地为响应国家数字农业农村高质量发展战略,正积极探索符合区域特点的农业农村高质量发展模式,数字农业从经验依赖的传统生产模式向基于数字模型的精准环境控制的转变。其核心在于通过传感器网络、执行器与数据平台的闭环耦合,将不可控的农业生产环境重构为可量化、可模拟、可优化的“数字化调控对象”。在实际生产中,则表现为通过环境传感、智能灌溉、生长监测、数据中台等系统集成,实现了对温度、湿度、光照、CO₂浓度、营养液等生长因子的精准调控。在山西农业大学实施的“设施果蔬优质种苗繁育及智慧化生产体系构建”项目中,研究人员开发了日光温室物联网智能管控设备,在温室内安装30余个传感器,每天收集数据8 000余条,通过云平台对温室环境进行监测、分析、预警、调控,这套系统实现了示范区节本增效10%以上,番茄、草莓产量和商品率提高15%以上
[20]。黑龙江大兴安岭松岭林业局苗圃引入物联网与大数据技术,创建“智慧种苗管理平台”,依托智能设备和无人机系统,实时采集环境数据,动态优化水肥灌溉、温湿调控及病虫害防治策略,使种苗管理效率提升60%,出苗率与优质苗率大幅提高
[21]。黑龙江北大荒集团借助无人驾驶农机、卫星导航播种和病虫害AI诊断等系列智能化服务技术,实现了万亩农场的“一键式”管理,不仅使粮食生产近乎全程机械化,还将劳动生产率提高了30%以上
[1],实现了大规模农场的高效管理。甘肃镇原县的聚广利现代设施蔬菜种植基地通过全天候采集作物生长环境数据,并经物联网远程实时传输至云端,由人工智能通过算法模型进行智能分析后生成最优生长方案
[22],实现了“码”上种菜,数据当家。该基地在2025年实现1.3亿株的育苗产能,有效辐射并带动了县内0.2万hm
2辣椒的订单生产,而且通过环境精准调控,突破地域限制,使4 000株南方蓝莓在非传统产区黄土高原上成功试种
[22]。在山西高平市智能连栋育苗温室内,技术员通过手机就能操控后台设备,完成播种、调控、入库、出库等各环节工作,完全不需要人工接触
[23]。陕西旬邑县依托西北农林科技大学苹果试验示范站的科研平台,致力于构建苹果新品种选育及高效栽培技术等关键领域的研究体系,迄今已栽植杂交优系逾500余个,并培育出秦脆、爱妃、火箭等13个苹果新品种,品牌价值跃升至45亿元以上
[24]。该县职田镇青村的万亩现代设施农业蔬菜基地,通过集成“农业大脑”平台、智能遮阳系统与环境监测终端,构建了全程智能化管理模式,确保作物始终处于最佳生长环境
[24]。浙江金华、湖州等地的“未来农场”凭借养殖机器人、智能温室及水肥一体化系统等手段,成功将特色经济作物的水肥利用率提升20%多,农产品整体品质水平也得到显著优化
[1]。宁夏青铜峡市通过建设国家数字种植业创新应用基地,部署蔬菜种植园区全程数字化管理系统10套,上传蔬菜种植地理信息近1万hm
2,通过实现监控展示、技术指导、灾害预警等功能,使冷凉蔬菜数字化技术生产覆盖率达到44.8%
[25]。山东青岛市通过实施“数字强农”行动,构建统一集三大核心功能于一体的农业农村大数据中心,包括农业农村大数据平台、乡村振兴可视化平台以及重大动物疫情调度指挥中心,汇聚了171类数据,总量达6 880万条、660.29 TB,实现数据在不同区域、部门、层级间全面共享与高效协同
[14]。这些案例表明,技术集成的关键不在于单一技术的先进性,而在于数智设备与数据平台的闭环协同,其成功依赖于前期的精准建模与持续的算法优化,以及特定生产环节的技术集成解决方案,实现了“数字驱动决策”,替代了传统经济判断。
2.2 产业规模持续扩大,集群效应初步显现
据统计,我国设施农业发展成就显著,种植面积约270万hm
2,其中设施蔬菜年产能实现了超2亿t,有力保障了市场的全年稳定供应
[26]。到2024年末,农业农村部共建成逾百个国家级数字农业试点项目,其支持范围涵盖了大批省级智慧农业园区
[1]。截至2025年初,全国已建成1 000多个无人农场,农业生产信息化率由2021年的25.4%上升至2023年的27.6%
[14]。
农业产业集群化发展不仅体现在物流空间的积聚,更表现为数据、技术、品牌等要素的共享与协同。山西高平市五谷丰蔬菜产业项目占地约35 hm
2,其中5 000 ㎡的智能连栋育苗温室已正式建成并投入使用,年出苗能力达500万株,不仅满足园区使用,还可辐射到周边县市
[23]。陕西旬邑县借助西北农林科技大学旬邑苹果试验示范站、国家苹果产业体系咸阳综合试验站两大“国字号”科研平台的优势,大力发展苹果产业,累计创建809个万元苹果示范园,推动2.07万hm
2果园实现规模化生产,优果率保持在92%以上。其苹果产品成功获得国家知识产权局认定的国家地理标志保护产品认证,品牌价值跃升至45亿元以上
[24]。陕西旬邑县深入实施信息智能赋能战略,在建成42个设施种植基地及36个设施养殖基地的同时,有效培育“互联网+农业”等新业态,为农业升级注入新动能
[24]。青岛市通过建成凯盛浩丰、艾泽福吉等5个智慧农业示范园,有力推动设施种植、畜牧、渔业及种业等关键领域的数字化升级,并以此拉动了逾8亿元的第一产业固定资产投资
[14]。宁夏青铜峡市累计建设数据中心9个、数字农业应用场景64个、益农信息社84个,形成集聚效应
[25]。山东烟台招远市则通过国家级电子商务进农村综合示范县建设,网络店铺达7 700余家,2023年全市农产品网络零售额7.06亿元,同比增长30.6%,实现了电商与数字农业的协同发展
[27]。广西通过“生产、装备、监管、数据、国际合作”五化升级,构建起全域智慧农业生态。其中,在生产端,全州5G智慧水稻产业园靠AI气象监测实现90%虫情预警准确率;在装备端,农机信息化平台已联网8 525台北斗终端
[28]。
2.3 经济效益与社会效益双提升,共享发展格局正在形成
数字技术的广泛应用,将社会、生态等传统外部性要素系统性地“内化”为可度量、可管理、可交易的发展变量,推动经济社会系统从单一增长逻辑向多元价值协同共生演进,现代农业农村在效益“内化”与协调机制、价值创造与分配逻辑等方面正呈现出一定的系统性特征。
2.3.1 数字农业通过集约化生产降低生产要素与人力成本,提升单位面积产出
山东青岛莱西市建成的亚洲单体最大智慧日光温室,实现了设施番茄产量高达750 t/hm
2的纪录,产量达到传统模式的3~4倍,同时生产成本下降了近1/3,这一成功模式已在全国17个省市成功复制了33个项目
[14]。山东省济南市济阳区仁风富硒蔬菜数字产业园部署了583台物联网传感器,全天候监测墒情与光照,数据实时上传云端并自动驱动灌溉系统。该模式实现了每公顷节水节电20%~30%,并减少农药使用50%以上
[29]。广西崇左甘蔗“无人农场”依托北斗与AI技术,实现行距误差≤2 cm,土地利用率达95%,水肥节约15%~25%
[28]。陕西旬邑县黄马甲千万羽蛋鸡养殖基地,数字化技术的应用使得上百万羽蛋鸡仅需一人即可完成管理,每小时可处理18万枚鲜蛋
[24]。山东省济南市济阳区的安信种苗“智慧种苗工厂”借助智能精量播种机,将单粒播种率提升至99%,并利用嫁接机器人实现了日均上万株的种苗嫁接能力,育苗成活率提升25%,年育苗能力达3亿株,使当地农户每公顷增收3万元
[29]。这些成效源于生产过程的标准化与自动化,其复制推广的关键在于前期的资金投入与后期的精细化运营管理。
2.3.2 在经济效益分配方面,各地创新推行联农带农机制
甘肃镇原县聚广利基地创新推行联农带农机制,依托土地流转金、务工薪金、订单种植收益金与入股分红金这4种收益渠道,不仅常年稳定提供百余个固定工作岗位,在季节性用工高峰期还能创造超过800个就业机会,年度劳务报酬支出达2 500万元,农户通过订单种植实现收入1.2亿元。同时,可助力村集体增收150万元
[22]。广州花都区积极构建“资源整合+品牌塑造”的数字营销生态,邀请知名人士担任乡村振兴大使,举办数字农业直播节等主题活动,连续5 a的系列活动累计带动农产品销售额突破10亿元,使“花都绿植”成为全国知名农业IP
[17]。另外,数字农业规模化发展正逐渐成为党建研学、乡村休闲旅游、科普教育等多功能载体
[30],有助于形成“行政村+合作社+农户”的联动发展机制,增强区域农业整体竞争力。该机制的成功在于构建了“企业+合作社+农户”的紧密型利益联结,通过多途径保障与多元收益来源降低了农户的市场风险。
2.4 生态效益初步显现,资源利用效率显著提高
数字农业智能水肥一体化系统并非单纯的节水节肥工具,其核心价值在于实现农业生产从资源消耗型粗放管理向需求驱动的精准代谢调控的转变。通过数据与模型的驱动,重新定义了农业资源投入的底层逻辑,即从以投入为中心转变为以作物需求与环境容量的精准响应为中心,为实现农业生产的生态集约化提供了核心的技术范式与实现路径。生产中表现为通过智能水肥一体化系统,实现水资源高效利用,减少农药与化肥施用。黑龙江农垦在万亩大豆“田间智能感知系统”试点项目中,一方面利用传感器监测土壤温湿度与养分,另一方面通过无人机进行高光谱巡田,基于这些数据构建的作物生长模型,较传统管理模式节水30%、节肥15%,增产超12%
[1]。陕西旬邑县借助同北京市农林科学院的院地合作,成功引入了水肥一体化智能灌溉、无人机飞防、防灾喷淋等10多项技术,并开展了大范围示范推广,全面构建起轻简化、精准化的果园管理新模式
[24]。贵州铜仁在推进电信普遍服务项目中,碧江区寨桂村村民通过5G网络参加市里的蔬菜种植科技培训班,高清视频里专家手把手教病虫害防治,新鲜蔬菜成熟后,对着手机镜头就能直播卖货,让原本“藏在深山”的农产品走出村庄
[31]。宁夏青铜峡市推广的北斗导航自动驾驶系统,使农机作业偏差小于2.5 cm,植保效率提升近30倍
[25]。该市还通过“青铜峡云农场”数字平台,用AI模型给农民推送天气预警、病虫害预测,甚至可以具体到每天的用水量、用肥量建议,帮助农民实现精准种植,减少了资源浪费。该市在奶牛养殖中应用的TMR全混合日粮精准饲料喂养监测系统,使泌乳牛单产由30 kg提高到32 kg,牛舍环境自动监测和调控达到100%,降低犊牛死亡率70%以上
[25]。这些数字经济所产生的综合效应,显著提升了资源利用效率,对生态保护与农业可持续发展具有积极意义。以上案例表明,生态效益的达成依赖于高精密度的环境感知与科学的决策模型,其推广难点在于模型的本土化适配与长期的数据积累。
2.5 社会功能拓展与乡村治理提升
数字经济不仅服务于农业生产,也成为乡村治理与公共服务的重要节点。在乡村振兴中的角色,已超越单一的生产工具属性,演进为重构乡村社会运行逻辑的关键性数字基础设施与协同枢纽。通过数据要素的泛在连接与智能驱动,打通并融合乡村的经济生产、社会治理与公共服务等传统分离系统,催生出以数字网络为核心支撑的乡村发展新模式。山东招远市大户陈家通过数字乡村一体化平台项目总投资2 000万元,创新采用“数字孪生”技术,搭建并整合智慧农业、乡村治理、公共服务和应急指挥四大板块,实现了村务管理数字化、服务精准化、应急高效化
[27]。这种“一平台多功能”模式,为数字乡村建设提供了可参考的模式。其成功关键在于顶层设计与资源整合能力,对村级组织的数字素养与持续运营能力提出较高要求。
3 现实困境:数字农业农村发展面临多重挑战
基于多案例比较与理论反思,数字农业农村高质量发展仍面临一系列深层次的结构性矛盾,这些矛盾相互交织,构成了系统性挑战。
3.1 技术融合不深,系统集成度低成为首要瓶颈
尽管数字农业农村经济在不断深入发展,但部分农业科技公司在数字技术应用上仍停留在信息服务、简单管理层面等单点环节,生产核心环节的智能化、与前沿技术的深度融合不足,未能实现全流程数据打通与智能决策。虽然我国农业生产信息化率已提升至27.6%
[32],但仍然存在一些典型问题:软硬件兼容性与扩展性不足,导致系统运维成本高、响应效率低;深度和广度仍待加强,部分“数字洼地”依然存在;数字化项目与农民实际需求脱节,其数字技能存在巨大差异,导致参与感和获得感弱;高端智能农机、专用传感器等硬件存在短板。这些问题本质上反映出技术供给与复杂农业场景需求之间的匹配度不足,以及跨主体技术协同的制度成本高昂。
农业农村部文件指出,智慧农业发展面临“信息感知、智能决策、精准作业各环节的瓶颈问题
[33]”有待破解。特别是在数据标准化方面,缺乏统一的数据处理、流通、应用和质量标准,导致不同系统之间数据难以互通,形成“数据孤岛”。
华中农业大学教授、国家西甜瓜产业技术体系设施栽培岗位科学家别之龙指出,当前育苗产业的发展趋势是从集约化向工厂化转变,从传统经验型向数字化转型,但这种转变需要设施装备的投入,也需要软件的投入,更需要从业人员及时转变思路,跟上发展趋势
[34]。有专家指出,当前农业数智化转型面临“核心技术与设备自主性不足、应用推广难度大、数据共享存在壁垒”等问题
[11]。
3.2 数据采集、共享与应用标准体系不健全,遏制了产业协同发展
农业农村数据缺乏统一标准,部门间壁垒导致数据难以共享共用,数据标准体系的结构性缺失本质上构成了产业协同演进的关键性制度约束。具体表现为:统一性与互操作性的制度供给不足,导致数据要素难以在全产业链中实现高效流通与有机整合,从而在底层逻辑上阻碍了由分散主体向网络化生态系统的协同进化。例如,在数字化程度较高的重庆巫山脆李产业中,虽然已采集300万条多模态数据,但数据要素的市场化流通和价值挖掘仍不充分,遏制了数据的潜在价值释放
[35]。
3.3 人才结构失衡,复合型人才匮乏
在数字农业领域,既懂农业技术又懂数字技术的复合型“三农新质”“双栖型”人才严重短缺,农村地区在吸引和留住高端人才方面面临现实困难。据统计,我国目前有50所涉农高校开设了智慧农业专业,但毕业生真正流向农业一线的比例有限。调研显示,超过60%的合作社技术员无法独立操作智能控制系统,制约技术落地与迭代。宁夏青铜峡市虽已组建“12316”农业信息服务热线专家团队,选聘市级专家14名、村级益农信息员84名,但对于覆盖全市的数字农业需求而言,人才支撑仍显不足
[25]。在山东招远市的数字乡村建设中,虽然配备了信息化诊疗系统和智慧养老平台,但专业运维人员不足,影响了服务质量的持续提升
[27]。
3.4 技术推广遭遇“最后一公里”瓶颈
尽管数字农业农村发展成效显著,但从“示范点”走向“千家万户”的技术普及“最后一公里”依然梗阻重重:其一,核心技术有待突破,高端农业传感器与模型进口依赖度高;其二,初始投资成本巨大,导致技术在中小型经营主体中的推广应用受阻
[1];其三,推广服务体系薄弱,基层农技推广人员数字素养普遍偏低,缺乏必要的操作和培训能力,难以承担技术“二传手”的角色;其四,技术适配性不足,多数智能设备与数字化管理操作界面复杂,维护成本高,难以匹配小农户分散经营、文化水平有限的实际需求,导致“用不上”“用不好”。贵州铜仁的电信普遍服务项目虽为山区提供了高速网络,但当地村民的数字技能培养仍需时间。
3.5 市场认知与接受度有待提高
3.5.1 以数字化育苗为例
尽管数字化育苗在品质与效率上优势明显,但部分农户对其成本与操作存在顾虑,传统种植习惯仍占主导。例如,虽然甘肃镇原县聚广利基地通过数字化育苗使辣椒产量大幅提升,但在推广初期,农户对订单种植模式持观望态度
[22]。据2025年数字种苗赋能现代农业高质量发展高级研修班活动组织方介绍,目前武汉乃至湖北的种苗企业,绝大多数仍采用传统育苗方式,普遍面临出苗率低、能耗高、劳动力缺乏等产业痛点
[34]。湖北当阳市弘杨种苗有限责任公司总经理杨中军表示,尽管公司育苗能力达每年2 000万株,但按照现有的传统育苗方式,已经面临发展瓶颈,标准化幼苗市场占比仍较低,价格竞争与市场风险并存
[34]。
3.5.2 以乡村旅游为例
云南乐居村从满足村民“乐居”到打造“旅居”目的地的转型过程中,曾经经历了漫长的市场教育和认同建设期
[19]。
3.5.3 以数字营销为例
广州花都区在破解农产品“酒香也怕巷子深”的难题中,通过构建数字营销生态,培育市场认知,但过程漫长且投入巨大。山东招远市通过常态化举办“网络黄金节”“网上年货节”等电商活动,逐步培育市场认知,2023年全市网络零售额达37.64亿元,同比增长42.1%,但过程漫长且投入巨大
[27]。
市场认知的转变需要时间的证明,更依赖于可见的经济效益示范与持续的技术推广服务。
3.6 资金投入大,融资渠道有限
数字农业属于典型的重资产项目,初始投资动辄几百万乃至千万元以上,除部分获得专项补贴的示范项目外,多数新型农业经营主体面临融资难题,广大中小农户和新型经营主体更是面临较高的参与门槛。许多项目依赖政府投入,缺乏市场化、可持续的商业模式,面临融资与盈利挑战。
农业农村部文件指出,要“统筹利用中央预算内投资、重大信息平台升级改造、重大科技项目等资金渠道,支持智慧农业能力条件建设
[36]”。但对大多数地区而言,资金压力仍是数字化转型的主要障碍。
山东青岛市虽在全国率先设立智慧农业农村高质量项目奖补政策,采取“先建后补”方式,单个主体最高奖补1 000万元,但覆盖面有限
[14]。山东招远市在国家农村综合性改革试点试验中,规划项目总投资达7.1亿元,这样的资金规模多数地区难以复制
[27]。另外,银行贷款门槛高、农业保险覆盖不足等问题突出,特别是对于中小型农业经营主体,资金压力成为数字化转型的主要障碍。
别之龙教授指出,数字化育苗对于相关设施设备的要求较高,前期投入和后期维护成本动辄以千万元计。为此,发展较快的其他省市大都采取了积极的激励和扶持政策,帮助相关企业完成数字化转型。他呼吁湖北省和武汉市尽快出台种苗产业领域的支持政策,促进企业转型
[34]。
3.7 标准化与知识产权保护不足影响创新活力
数字农业行业在设备接口、数据格式、生产流程等方面缺乏统一标准,部分核心技术和装备依赖进口。截至2024年,我国已建成超过10万个农业物联网应用示范点,无人机植保作业面积突破21亿亩次;农业植保无人机、农机自动驾驶与渔船等领域,北斗终端设备的推广应用总量已达270万台(套)
[37],但硬件设备与软件系统的标准化程度仍然很低。
知识产权保护机制不完善,影响行业健康发展与技术迭代。黑龙江大兴安岭松岭林业局成功选育出省级良种松岭1号红松,耐寒性较普通红松提升30%,但此类品种权的保护与商业化应用机制尚不健全,制约了创新积极性
[21]。
4 发展路径:多维创新突破数字农业农村发展瓶颈,多维举措破解农业产业农村升级难题
总体而言,数字农业的深化发展有赖于建立制度、技术、主体与要素协同的系统性方案,通过构建完善的支撑体系来推动农业农村高质量发展
[1]。其发展过程中所面临的困境和挑战,必须超越单一的技术或政策视角,通过多维协作建立长效机制,多方协同、多措并举,构建更加精准的梯度化支持体系,强化对智慧农业核心技术攻关的顶层设计,延伸和深度融合产业链条,加强农产品精深加工、品牌化与数字化营销能力,高效提升价值链条。
4.1 构建梯度化产业政策支持体系,优化发展生态
农业农村部指出,要“用好高标准农田建设、智慧农业建设、设施农业建设、农业产业融合发展、农机购置与应用补贴等已有项目和政策,形成支持智慧农业发展的政策合力
[36]”。
在产业补贴政策支持方面,须改变“一刀切”方式,建立基于区域发展水平和经营主体规模的梯度支持政策。对先行区(如青岛、重庆)重点支持技术迭代;对跟进区(如宁夏青铜峡)侧重设备普及;对起步区强化基础设施。截至2025年10月,中央财政已累计投入500多亿元专门支持智慧农业基建,未来应进一步提高资金精准度。同时,设立数字农业农村专项风险补偿基金,降低融资门槛。将“智慧农业核心技术攻坚”提升为国家级战略任务,通过设立专项研发计划,对动植物本体传感器、农业专用AI算法及大功率智能农机等“卡脖子”清单进行重点攻关
[1]。
河南省印发的《科技赋能农业强省建设三年行动方案(2025—2027年)》为我们提供了有益借鉴,该方案探索“常态化稳定支持+竞争性重点攻关”的农业科研项目组织模式,同步启动种业创新专项,对动植物种质资源创制及新品种选育给予长期稳定扶持,避免科研“短视化”
[16]。
山东招远市被纳入全国21个国家农村综合性改革试点试验项目,规划项目用地近50 hm
2,总投资达7.1亿元,预计建成后乡村产业产值将提升15%以上,村集体收入增长8%以上,农民收入增长10%以上
[27]。这种综合性改革试点为梯度化政策制定提供了实践依据。
4.2 推动技术体系适配性改造,降低使用门槛
通过激发新质生产力,实施智慧农业建设工程,拓展大数据、农业机器人、人工智能等前沿技术在种养、管理等环节的应用场景,深化技术融合,攻关关键装备与技术,重点推进高端智能、丘陵山区适用农机装备研发应用,并攻关传感器、农业芯片等关键技术。夯实数字底座,弥合数字鸿沟,持续升级基础设施,提升5G、千兆光纤网络在农村的覆盖深度与广度,并推动水利、交通、冷链物流等传统基础设施数字化改造。建设统一的数据资源中心,打破“数据孤岛”,促进涉农数据跨部门、跨区域共享与开发利用。
4.2.1 在数字农业农村发展进程中,研发适度数字化解决方案
如基于手机APP的轻量化控制系统、模块化智能设备等,让技术更加贴近农户实际需求。甘肃镇原县聚广利基地的技术员可通过手机屏轻触几下,实现千亩菜园的精准灌溉
[22]。宁夏青铜峡市的“青铜峡云农场”小程序提供了可借鉴的范例,农户可以通过小程序接收AI种植建议,采购商可以在地图上精准定位地块。这种轻量化数字工具使当地小农户用上AI技术,人均年收入多出1.2万元,普通土地上的蔬菜产量也能提高5%以上
[25]。适度数字化的本质是在功能、成本与易用性之间寻求平衡,摒弃“技术至上”思维,在技术路线上需与区域资源禀赋、产业特性和主体能力相匹配,其成功推广依赖于深入的用户需求调研与持续的迭代优化。
4.2.2 鼓励与科研机构合作,开发区域定制化的数字农业农村发展方案
相关部门一定要积极主动引导产学研深度融合,探索构建风险共担、利益共享的多元利益联结机制,创造条件,鼓励支持龙头企业与科研院所共建实验室、组建创新联合体,以推动前沿技术研究及成果的工程化与产品化。企业是技术创新的重要源泉和应用的直接推动者,只有主动激发企业活力,才能提升企业的创新与应用能力。实践表明,此类合作能有效破解产业难题。例如,大疆农业与多家农科院联合成立的“智慧植保联合实验室”,成功攻克复杂地形作业难题,推出了T60农业无人机。该产品通过集成有源相控阵雷达与双目视觉系统,实现了对细小障碍物的精准识别与全天候、厘米级精度的避障功能,成为产学研协同创新的成功案例
[1]。产学研合作的成功关键在于明确的产业需求,建立知识产权共享利益分配机制。黑龙江大兴安岭松岭林业局联合科研机构成功选育出适应高寒气候的松岭1号红松和抗寒云杉苗木,抗寒云杉在退化林修复中覆盖率达到35%,混交林试点区域生物多样性提升40%
[21],生态与经济效益同步显现。贵州铜仁在山区推动电信普遍服务的经验则表明,技术方案必须与当地基础设施条件相匹配。从4G普遍服务的全面铺开,到5G新基建的深入布局,通信企业持续推进电信普遍服务项目,为山区群众铺就了一条从“用得上”到“用得好”的数字致富路
[31],这种基于区域特点的技术适配模式增强了技术实用性与推广性,其核心是让农民更多分享产业链的增值收益。
4.3 加强复合型人才培养与引进,夯实人才基础
强化数字素养与人才培育,开展农民数字技能培训,提升农民利用数字技术发展生产、增收致富的能力;加快引进和培育能操作智能农机、进行数据分析的“新农科”人才;鼓励高校设立智慧农业等数字应用技术型专业,推进职业院校涉农专业数字化改造,培育复合型人才。
4.3.1 实施“数字农匠”培育计划,对传统农技员进行数字化赋能
构建“高校专业教育+高职技能培训+企业实践锻炼”三级人才培养体系是加强复合型人才培养的重要途径之一。更重要的是通过简化操作、本地化服务等方式,持续提升农户的数字素养与应用能力。宁夏青铜峡市通过“青铜峡云农场”农户微信小程序,为农户提供农技支持、专家咨询、水肥建议、二维码追溯、产销对接、气象虫害信息播报等普惠性数字农业服务,自上线以来访问人数达到1.6万人(次),发布农情信息6 000余条,达成产销对接订单168单
[25],有效提升了农户的数字技能。广西在装备端推广方面,通过20余场培训培育400余名无人机“飞手”
[28],为农业植保技术应用提供了人才支撑。
4.3.2 引进和培育高层次技术人才,构建“农业专家+数字工程师+乡土人才”协同服务团队
广州花都区农村电商产业园联合多所院校,推行“产业园即课堂”模式,让学生参与产品上架、文案策划、运营推广等全流程实操,年均培养电商人才3 000余人次
[17],这种产教融合的模式有效缓解了人才短缺问题。人才体系的构建需要长期投入,并需与地方产业发展规划紧密结合,提供有吸引力的职业发展通道。
4.4 创新多元化运营与服务模式,提升产业价值
在产业层面,推动产业融合,创新多元化运营与服务模式以提升价值,深化“数商兴农”,壮大乡村数字经济以及农产品电商,促进农村一二三产业融合。突破单一数字化公共农产品销售模式,构建“数字化公共农产品+技术+数据+品牌”的多元价值体系,利用数字技术开发农业多种功能,推动农业与文旅、康养等新业态深度融合,培育特色网络品牌,让农产品通过数字化供应链实现增值。
具体包括:(1)发展“订单数字化公共农产品+技术托管”服务模式,增强农户参与意愿。广州花都区聚焦传统农业“散、弱、附加值低”的痛点,以科技赋能供应链,联合香港科技大学(广州)研发全球首款人工智能盆景创意设计系统,带动全区盆景线上年销售额突破10亿元
[17]。(2)开发数字公共农产品数据增值服务,打造区域公共品牌,提升产品溢价能力。济南济阳区曲堤街道的数字化结算系统彻底改变了蔬菜交易的“老规矩”,客商扫码充值、电子磅自动计价、货款当日到账,交易效率提升90%,每年5.5亿kg黄瓜从这里销往全国
[29]。重庆巫山脆李产业大脑已上线种植主体3 882个、经销商181家、供应链企业15家,形成“生产有智慧、销售有平台、质量可追溯”的产业生态
[35]。(3)拓展“数字公共农产品+休闲体验+科普教育”融合业态,提升综合效益。云南乐居村通过“村集体+民宿+农户”的合作机制,使村民既能通过房屋流转获得稳定租金,又能在农家乐、特色商户中实现就业增收,旅游旺季每户月均纯收入可达5 000元
[19]。这些多元化运营模式增强了农业农村产业的韧性和可持续性,其成果依赖于对本地资源禀赋的深度挖掘与跨领域资源的整合能力。
4.5 完善数字农业农村治理标准体系,促进数据共享与应用
在数字农业与数字乡村领域要加快制定数据采集、共享、交易、安全的标准与规范,不断提升治理与服务效能,推广兼容性、多功能数字化治理工具,完善村级“三务”(党务、村务、财务)信息化水平,推广务实管用治理平台,推动公共服务下沉。另外,通过数字技术推动社保、医疗、教育等优质资源向乡村延伸,提升普惠水平。
4.5.1 建立数字农业农村发展技术规范、数据接口标准和质量追溯体系
国务院印发的《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》指出,应“联合政府相关部门、企业、科研机构等,组织专家针对农业数据流通标准召开定期常态化会议,建立数据处理、数据流通、数据应用、数据质量等数据标准,加快推进细分领域数据分类分级规则制定,系统推进规则与标准体系建设
[11]。”中央网信办等四部门共同发布的《2025年数字乡村发展工作要点》提出“有序推进涉农数据资源集成共享”,为数据标准化提供了政策依据。农业农村部在《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》中明确提出重点着力的方面:一是“加快制修订产业发展急需的智慧农业共性关键标准与通用技术规范”,二是创造条件让企业参与其中,做好产业链上下游及成套装备的标准衔接与协同
[10]。
4.5.2 建立全覆盖全过程农产品数字系统
建立健全全过程农产品数字溯源系统,并借助新媒体等渠道向公众科普智慧农产品的价值,强化其优质、安全、绿色的市场认知,树立“智慧农产品”即等于“优质安全绿色”的品牌形象
[1],加快完善数据标准与治理机制,促进数据要素的安全共享与价值释放。宁夏青铜峡市通过完善质量安全追溯体系,建成农业投入品在线管理系统和农产品质量追溯系统,对辖区内59家蔬菜、大米、水产品生产企业的农业投入品和产品来源、流向、质量进行全程信息化监管,农业投入品在线监管系统上线率达到92%,为标准化体系建设提供了实践基础
[1]。
4.5.3 建立跨部门协同监管机制
通过跨部门协同监管,设立第三方评估机构,定期对数字化项目进行效能评估,推动政策优化与资源精准投放,确保数据安全与系统稳定。