加快四川数字农业发展为农业增添新动能
党的十八大以来,党中央、国务院高度重视数字农业农村建设,作出实施大数据战略和数字乡村战略、大力推进“互联网+”现代农业等一系列重大部署安排。各地区、各部门认真贯彻落实,大力推进数字技术在农业农村应用,取得明显成效。
数字技术与农业农村加速融合。产业数字化快速推进,智能感知、智能分析、智能控制等数字技术加快向农业农村渗透,农业农村大数据建设不断深化,市场监测预警体系逐步完善,农产品质量安全追溯、农兽药基础数据、重点农产品市场信息、新型农业经营主体信息直报等平台建成使用,单品种大数据建设全面启动,种业大数据、农技服务大数据建设初见成效。
最近几年,四川在数字农业发展方面开展了系列部署,农业园区实施了一批重大示范工程,农业专家指导系统、农业智能装备系统、智慧农机自动导航驾驶等数字农业科技取得了突破。然而相比发达国家,因起步晚、基础薄弱,四川数字农业研发应用水平整体呈落后态势;
我国农业传感器、农业模型与核心算法等关键技术和产品受制于人,仍处于“跟跑模仿”阶段,落后先进国家10年以上;由于数字农业顶层设计缺失,各地市的数字农业建设水平参差不齐。提高农业质量效益和竞争力,建设数字农业规模应用,是我省农业发展的必然要求;进入新发展阶段后,数字农业的高质量发展,亟需从省级战略层面进行系统谋划与科学布局。
从国际看,发展趋势凸显不稳定性和不确定性。当今世界正经历百年未有之大变局,全球政治格局、经济体系、贸易规则等重组步伐加快、调整力度加大,尤其是新冠肺炎疫情影响广泛深远,世界进入动荡变革期。传统经济增长动能持续减弱,全球经济衰退风险日益加大。中美之间战略博弈日趋激烈,推动世界格局发生深刻变革。全球单边主义和贸易保护主义盛行,推动国际经贸规则加速重构。新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,资源要素配置方式、生产组织模式和价值创造路径深刻变革,加快国际产业分工版图重塑。这些变化既增加了风险挑战,也为我国主动优化产业链战略布局、加快完善现代产业体系提供巨大空间。
从国内看,发展内涵发生深刻变化。当前和今后一个时期,我国发展仍处于重要战略机遇期,但机遇和挑战都有新的发展变化,将进入全面建设社会主义现代化国家的新发展阶段。大国消费的韧性、完整的产业体系、高效的治理能力,以及数字红利、人才红利、制度红利等优势,将为我国经济社会转型升级再上新台阶奠定坚实基础。坚定实施扩大内需战略,推动以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局加快形成。新型数字基础设施步入大规模“安装期”,数字经济引领新旧动能转换的主引擎作用进一步凸显。战略性产业供应链体系加速重构,持续强化固链、补链、强链能力,将成为新时代我国产业转型升级的主线。区域一体化进入全面融合升级版,区域经济社会将呈现多元化发展态势。社会治理体系和治理能力现代化建设全面加速,将迈向精细化协同化专业化治理的新阶段。
从我省看,发展水平迈上新台阶。“一带一路”建设、长江经济带发展、新时代推进西部大开发形成新格局、成渝地区双城经济圈建设等国家战略深入实施,将进一步提升我省在全国大局中的战略位势。区域空间布局整体优化,创新驱动新优势加快培育,内陆开放战略高地加速形成,现代产业体系发展壮大,基础设施建设迎来重大突破,高质量发展的牵引力推动力支撑力显著增强。治理体系和治理能力现代化加快推进,生态环境明显好转,底线民生、基本民生、质量民生持续改善,人均地区生产总值将突破1万美元,人民生活水平实现新跨越。同时,我省发展不平衡不充分问题仍较突出,产业体系不优、市场机制不活、协调发展不足、开放程度不深等问题仍然存在,公共服务、生态环保、社会治理等领域还有短板弱项,历史遗留问题和改革发展中的新问题相互交织,矛盾风险积累叠加。
综合判断,我省在全国有分量、发展有基础、未来有前景。面向未来,要坚持胸怀“两个大局”,辩证看待新发展阶段面临的新机遇新挑战,深刻认识社会主要矛盾变化带来的新特征新要求,把握发展规律,保持战略定力,努力在危机中育先机、于变局中开新局。
技术论证和应用实践都表明,实施数字农业工程可实现农业产业的精准布局、技术管控、提质增效,是解决农业生产效率低下问题的有效路径。例如,北京市国家精准农业研究示范基地的蔬菜无人农场,通过蔬菜规模化生产全生长周期的无人化管理,平均减少人工投入成本约55%,分别减少水、肥、药施用量25%、31%、70%。乘这四川数字农业发展浪潮,四川要跻身全国农业现代化省级第一梯队,唯有加快部署数字农业,推动智能装备替代劳力,根本性地提高生产效率。
人多、地少、各地资源禀赋不均衡、极端气候灾害频发,这是四川的基本农情,同时面临面源污染、疫病防控等压力。根据《2019年中国土壤环境质量报告》,四川1~3等的优质耕地占比很低,基础地力贡献率约为40%,均比农业发达国家低30~40个百分点。从资源利用率看,尽管近年来农业部门积极推进农业节肥节药行动,至2020年年底四川三大粮食作物的化肥、农药利用率已提高至35%以上,但相比农业发达国家仍有25个百分点的差距。此外,畜禽粪污综合利用率与农业发达国家也相差25个百分点以上。
随着生活方式、消费观念的转变,城乡居民对优质、绿色、安全、健康农产品的需求量进一步加大。因食品制造涉及生产、加工、流通、销售等多个环节/主体,受到投入品、环境、技术、经营主体机会主义行为等多种因素的制约,生产者、消费者、监管部门之间的信息不对称,导致农产品质量监管难度大、食品安全事件屡禁不止,公众对农产品缺乏信心。
根据《中国城市公共安全感调查报告(2019)》,2019年城市居民食品安全感指数仅为0.4972,约66%的受访者在过去1年中至少经历过1起食品安全事件,而反映食品事故违法信息的公开程度较低。确保国家食品安全,更好满足城乡居民多层次、个性化的食物需求,必须尽快构筑安全可控的农产品透明供应链,实施农产品质量安全的全程可追溯管控,确保“舌尖上”的安全。
在构建国内国际双循环的新发展格局背景下,发展数字农业有利于提升四川农产品的市场竞争力,这是四川农业高质量发展的重要方面。亟需通过数字农业技术来提升农业产业价值链,促进四川农业产业核心竞争力尽快接近农业发达国家水平。
另一方面是国内市场。在全面推进乡村振兴的过程中,促进小农户与现代农业衔接成为“三农”工作的重点。小农户在四川农业经营中的占比依然较高,应充分发挥信息服务联农带农的作用,构建面向小农户的大数据智能服务体系,让小农户与大市场有效对接;在巩固拓展脱贫攻坚成果的同时,有效衔接乡村振兴,畅通城乡经济循环,让小农户增收更有底气。
随着农业进入数字化时代,数字农业成为传统农业强国抢占农业科技制高点的重要方向。四川应掌握发展主动权,注重并保持科技自立自强,围绕数字农业高质量发展涉及的“短板”核心关键技术,开展集中攻关与示范应用,推动自主可控,提高国产核心产品的市场竞争力,为农业农村现代化提供有力保障。
突出农业科技自立自强,加强数字农业的战略性、前沿性、基础性研究与关键共性技术研发,论证实施数字农业重大科技专项与应用示范工程。攻关农业传感器与高端芯片、农业大数据智能与知识模型、农业人工智能(AI)算法与云服务等关键技术,研制高端智能农机装备、农业智能感知产品、农业自主作业(机器人)智能服务产品等重点产品。推动高端产品在智慧农(牧、渔)场、植物工厂、农产品加工智能车间、农产品智慧供应链等的集成应用示范,培育农业软件开发与智能信息服务、农业传感器与测控终端、农业智能装备制造等配套产业。融合生物技术(品种选育)、信息技术(数字赋能)、智能装备(机器替代),建立以“AI+大数据+新一代通信技术+物联网+北斗卫星导航”为技术支撑、与农业强国发展目标相适应、达到世界先进水平的数字农业产业技术体系。推动农业“机器替代人力”“电脑替代人脑”“自主技术竞争力增强”三大转变,提升农业生产智能化和经营网络化水平,强化农业质量效益和竞争力,拓展农民增收空间,助力乡村全面振兴。
实施农业大数据融汇治理、大数据认知分析、大数据深度学习等农业大数据共性关键技术突破,制定农业大数据标准规范,建设数字农业农村大数据中心,为数据发现知识提供支撑。研制高端植保无人机、病死畜禽无害化处理自动化装备,推动农机装备自主创新。加强农业AI、农业虚拟现实(VR)等技术基础研发,发展人机协同与农业智能系统、农业人机混合智能交互与虚拟技术;研究基于农业增强现实(AR)/VR的表型信息解析技术,利用VR技术设计动植物理想表型结构,为突破农业知识模型提供基础。
我国数字农业技术发展路线图(2020—2035年)
到2025年,数字农业农村建设取得重要进展,有力支撑数字乡村战略实施。农业农村数据采集体系建立健全,天空地一体化观测网络、农业农村基础数据资源体系、农业农村云平台基本建成。数字技术与农业产业体系、生产体系、经营体系加快融合,农业生产经营数字化转型取得明显进展,管理服务数字化水平明显提升,农业数字经济比重大幅提升,乡村数字治理体系日趋完善。
在高品质、高精度、高可靠、低功耗农业环境信息感知,农产品品质信息感知,高端动植物生命信息感知,农机装备专用传感器等技术方向实施攻关,基本实现农业传感器与高端芯片的自主可控,缓解数字农业高通量信息获取难题。实施农业机器人科技创新,发展承担高劳动强度、适应性强、性价比高、可智能决策的新一代农业机器人,提升嫁接机器人、除草机器人、授粉机器人、打药机器人、设施温室电动作业机器人的技术水平,示范和推广智慧(无人化或少人化作业)农场集成技术。瞄准应用亟需开展农业动植物知识模型、核心算法与支持决策系统等共性关键技术研究,推动农业大数据智能水平提升。运用软件即服务理念,发展可适性农业云服务技术,显著降低数字农业运维成本,为广大用户提供便捷的定制化服务。
到2035年,农业全产业链数字化、网络化基本实现,数字农业取得标志性进展,四川进入世界农业强国前列。数字农业的“新基建”、新理论、新技术、新装备、新产品、新业态取得突破,自主创新能力和水平全面提升,数字农业学科与创新团队达到国际一流水平。农业主要环节的数字化全面转向农业全产业链、全环节的数字化和网络化,批量建成少人化或无人化的智慧农(牧、渔)场,基本建成“软件定义、数据驱动、装备支撑、产业融合”的数字农业产业体系。农业传感器与测控终端、农业智能装备制造、农业软件等产业规模不断壮大,数字农业产业核心竞争力达到国际先进水平。具体而言,预计大田、设施、畜禽、水产生产数字化水平分别达到50%、70%、75%、75%,农业数字经济占第一产业GDP的比重超过70%。
推进农业农村领域“新基建”工作,建设泛在、先进、开放、共享的农业新型信息基础设施体系。加快5G网络、数据中心、仓储保鲜冷链物流等新型基础设施建设,升级国家农业农村大数据中心,形成农业大数据标准化技术和数据交换机制。开展农业大数据的深度应用,建立农业大数据智能关键技术体系;构建全新的农业知识图谱,促进数据信息转化为实际价值,实现农业信息服务精准化、智能化。
发展“天、空、地”多尺度农业资源环境信息获取网络、农业资源环境信息感知技术系统,构建多时相、多维度、高精度的农业资源环境信息获取系统与智能服务平台,支持农业资源环境监测与信息服务能力提升。攻克大田、园艺作物传感器瓶颈技术,加快“数字农情”建设,形成智能温室设施建设运行集成技术体系。针对规模化农田、温室大棚推广种植环境监测控制、“水肥药”精准施用、土壤作物智慧管理等技术装备,批量建设“无人化(或少人化)农场”“植物工厂”。
构建农产品供应链智能化生态,研发农产品采后处理加工与冷链智能设备,革新农产品供应链运行模式以显著提升效率。发展清洁能源驱动的智能设备关键技术、冷库智慧控制技术,推动农产品冷链行业转型升级。在农产品供应链管理中应用区块链、大数据、AI技术,对农资、生产、加工、储藏、运输等农产品全产业链的诸多环节信息进行全面监管,构建农产品供应链的数字孪生能力,提升农产品质量安全追根溯源水平。探索利用数据联盟链方式来构建新型供应链协作网络,降低供应链的信任成本,支持农产品供应链朝着绿色、智能、高效、开放方向发展。
应对碳达峰、碳中和的目标要求,以绿色生态为主线,应用数字技术赋能绿色农业,实现高标准的化肥、畜禽养殖碳排放;建设绿色数字农业示范区,引领绿色农业高能效、高质量发展。实施耕地保护的智慧化转型,推广应用高效节水灌溉技术,提高农业水土资源利用效率。探索基于大数据驱动与多组学融合的动植物生长发育精准调控、环境变化智能应激,建立适应气候变化的现代智慧生态农业生产体系,实现精准种植养殖,减少农业系统碳排放。推动智慧型生态保护建设,建立智慧生态保护与修复示范区,实现生态环境动态监测预警与智能监管。
以促进小农户与现代农业有效衔接为目标,以“信息进村入户工程”“全国农业科教云平台”为基础,建立功能完善的区域性农业大数据智能服务平台,为小农户提供便捷、高效、精准的农业知识服务,促进农业生产性服务的精准化、个性化。鼓励各类社会化服务组织、信息化企业探索农业智能语音交互服务新模式,为小农户提供专业化、个性化的农业科技信息、生产托管、装备共享等服务,降低数字农业技术产品与服务的应用成本。继续开展“互联网+”农产品出村进城工程,支持电商企业与科研机构共同探索电商兴农新模式,为小农户提供产销对接平台,支持优质特色农产品的产销衔接、优质优价。
以提升家庭农场经营管理能力、实现最佳规模效益为目标,研制数字农业示范农场适度规模标准,支持粮食主产区、大宗农产品优势区、现代农业示范区的家庭农场创建数字农业示范农场。以“中国农业社会化服务平台”等为基础,引导支持各类社会化服务组织为家庭农场提供菜单式、全程生产托管的数字农业社会化服务。鼓励市场主体开发适用的数据产品,为家庭农场提供定制性技术套餐和应用方案,支持开展针对性的排产计划。
组织力量制定不同区域、不同行业无人生态农场技术应用模式的适用性标准。以国家现代农业产业园为主要载体,优先支持规模以上的粮食、蔬菜、生猪、奶牛、蛋禽等类别农场或入驻企业(合作社)批量建设国家无人农(牧)场示范基地,分阶段、分层次、分领域、分梯次推进无人自主作业的集成应用,尽快形成与四川农业大国地位相适应的生态化、无人化生产技术体系。鼓励社会资本围绕“新基建”农业场景应用落地目标,参与农场5G网络、数据中心、基础数据资源体系、农产品数字供应链等新型基础设施建设,批量建设智慧田园、智慧植物工厂、智慧牧场、智慧渔场、智慧果园、农产品智能加工车间等并凸显示范效应。
围绕粮食和蔬菜的稳产保供、提质增效需求,在规模化粮食和蔬菜生产基地,重点开展“天、空、地”一体化智能监测与精准服务应用示范。推动粮食主产区气候智慧型农业模式、西北地区草地气候智慧型管理模式等气候智慧型农业应用示范项目,增强作物生产对气候变化的适应能力。开展农机、农艺与智能化融合应用示范工程,补齐精准作业覆盖环节不全、智能装备协作效率不高等短板。批量建设“无人化(或少人化)农场”“植物工厂”,配套应用嫁接机器人、除草机器人、打药机器人、采摘机器人、设施温室电动作业机器人等,实现无人化或少人化种植场景落地。
建设数字养殖牧场,推进畜禽圈舍通风温控、空气过滤、环境感知等设备智能化改造,集成应用电子识别、精准上料、畜禽粪污处理等数字化设备,精准监测畜禽养殖投入品和产出品数量,实现畜禽养殖环境智能监控和精准饲喂。加快应用个体体征智能监测技术,加强动物疫病疫情的精准诊断、预警、防控。推进养殖场(屠宰、饲料、兽药企业等)数据直联直报,构建“一场(企)一码、一畜(禽)一标”动态数据库,实现畜牧生产、流通、屠宰各环节信息互联互通。加快建设数字奶业云平台。
推进智慧水产养殖,构建基于物联网的水产养殖生产和管理系统,推进水体环境实时监控、饵料精准投喂、病害监测预警、循环水装备控制、网箱自动升降控制、无人机巡航等数字技术装备普及应用,发展数字渔场。以国家级海洋牧场示范区为重点,推进海洋牧场可视化、智能化、信息化系统建设。大力推进北斗导航技术、天通通信卫星在海洋捕捞中的应用,加快数字化通信基站建设,升级改造渔船卫星通信、定位导航、防碰撞等船用终端和数字化捕捞装备。加强远洋渔业数字技术基础研究,提升远洋渔业资源开发利用的信息采集分析能力,推进远洋渔船视频监控的应用。发展渔业船联网,推进渔船智能化航行、作业与控制,建设涵盖渔政执法、渔船进出港报告、电子捕捞日志、渔获物可追溯、渔船动态监控、渔港视频监控的渔港综合管理系统。
加快种业大数据的研发与深度应用,建立信息抓取、多维度分析、智能评价模型,开展涵盖科研、生产、经营等种业全链条的智能数据挖掘和分析,建设智能服务平台。针对商业化动植物育种需求,研发推广动植物表型信息获取技术装备,实现海量表型性状数据高通量获取。加大资源开发鉴定力度,建立健全品种资源基因数据库和表型数据库,为基因深度挖掘提供支撑。结合数字化智能育种辅助平台,挖掘基因组学、蛋白组学、表型组学等数据,制定针对定向目标性状优化育种方案,加快“经验育种”向“精确育种”转变,逐步实现定制设计育种。统筹利用生产经营许可、生产备案和天空地一体化监测手段,加快数字技术在制种基地、种畜禽场区、水产苗种场区、交易市场监管中的应用,提升种业智慧化监管水平。打通数据库横向联结,提供种业数据、技术、服务、政策、法律的“一站式”综合查询和业务办理,优化国家种业大数据平台手机APP功能,推进种业服务模式创新。
鼓励发展众筹农业、定制农业等基于互联网的新业态,创新发展共享农业、云农场等网络经营模式。深化电子商务进农村综合示范,实施“互联网+”农产品出村进城工程,推动人工智能、大数据赋能农村实体店,全面打通农产品线上线下营销通道。鼓励发展智慧休闲农业平台,完善休闲农业数字地图,引导乡村旅游示范县、美丽休闲乡村(渔村、农庄)等开展在线经营,推广大众参与式评价、数字创意漫游、沉浸式体验等经营新模式。推动跨行业、跨领域数据融合和服务拓展,深度开发和利用农业生产、市场交易、农业投入品等数据资源,推广基于大数据的授信、保险和供应链金融等业务模式,创新供求分析、技术推广、产品营销等服务方式。
推进农产品生产标准化,制定农产品分类、分等分级等关键标准,推动构建全产业链的农产品信息化标准体系。推进农产品标识化,引导生产经营主体对上市销售的农产品加施质量认证、品名产地、商标品牌等标识。推进农产品可溯化,完善国家农产品质量安全追溯管理信息平台,建立食用农产品合格证制度,推进农产品质量安全信息化监管,建立追溯管理与风险预警、应急召回联动机制。普遍推行农户农资购买卡制度,强化农资经营主体备案和经营台账管理。汇集生产经营数据以及种子(种苗、种畜禽)、农药、肥料、饲料、兽药等监督检查、行政处罚、田间施用等数据,构建以县为单位的投入品监管溯源与数据采集机制。
在国家数字乡村建设发展统筹协调机制框架下,农业农村部、中央网信办会同有关部门,统筹推进数字农业农村建设工作,研究重大政策、重大问题和重点工作安排,跟踪和督促规划各项任务落实。建立规划实施和工作推进机制,加强政策衔接和工作协调。各地要结合发展实际,制定规划实施方案,细化政策措施,统筹推进本地区数字农业农村建设。各级农业农村主管部门要将数字化理念融入农业农村工作全过程,加快工作流程数字化改造,构建数字农业农村发展的管理体系。依托农业农村信息化专家咨询委员会,加强数字农业农村建设指导,为科学决策和工程实施提供智力支持。建立农业农村信息化发展水平监测评价机制,开展定期监测。
按照国家乡村振兴战略、《数字乡村发展战略纲要》要求,注重规划衔接,论证和编制“国家数字农业发展战略纲要(2021—2035)”。在农产品优势产区、国家农业科技园区和国家现代农业产业园的所在县(市),围绕农业生产数字化转型、农产品透明供应链、农业大数据智能服务等方向,推动数字农业工程建设,显现数字农业发展成效。
立足科技自立自强,瞄准农业产业升级与高质量发展,重点围绕农业传感器与信息采集系统、高端智能农机装备、农业机器人、农业大数据与计算智能、农业模型与算法等短板技术及薄弱环节,布局并实施关键核心技术攻关项目。建设国家数字农业创新中心、重点实验室等产业助推平台,论证推进“数字农业科技创新2035”重大项目,切实提升自主研发能力,为行业用户提供更多用得上、用得起、用得好的软硬件产品。可率先在环渤海经济区、长江三角洲地区、粤港澳大湾区、成渝经济圈等重点区域以及一些现代农业基础较好的城市,创建国家级数字农业创新发展试验区,开展新技术验证,加速成果转化应用。
建议将农业物联网成套设备、智能拖拉机配套测控终端纳入农机购置补贴范畴,适度提高智能化高端农机购置补贴标准。针对区域和产业差异性,建立支持各类规模农户应用数字技术的差异化补贴机制:为小规模农户提供智能移动终端补贴与网络接入费用减免;按照生产规模给予适度规模经营主体以定额补贴或比例补贴,按照服务面积给予智能作业服务主体以托管服务补贴;针对生猪、奶牛、家禽养殖大县实施智慧畜禽养殖试点补贴方案;以东北地区、内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区等地为重点,针对大田粮食、露地蔬菜等智能动力设备和专用作业装备,给予购置补贴与作业服务补贴;以设施蔬菜标准园、水产健康养殖示范场为重点,探索农业物联网成套设备与解决方案补贴办法。
建议以县(市)为单位,以“农业高质高效、农民富裕富足、农村宜居宜业”为目标,就数字农业和数字乡村开展一体化设计和建设。将农业农村“新基建”纳入国家乡村建设行动,推进县域农业农村大数据中心、农业农村“天、空、地”一体化观测体系建设,实施农业生产基地、农村物流设施的数字化改造,试点开展5G、互联网协议第6版(IPv6)、窄带物联网等网络协同应用。支持有条件的县(市)打造“乡村大脑”,统筹开展农业农村数字经济、环境数字化治理、乡村数字政务、乡村数字治理等建设,实现农业农村数字化、智能化的普惠应用。
巩固和提升现有监测统计渠道,完善原始数据采集、传输、汇总、管理、应用基础设施,强化数据挖掘、分析、应用能力建设,建立健全农业农村数据采集体系。利用地面观测、传感器、遥感和地理信息技术等,实时采集农业生产环境、生产设施和动植物本体感知数据。开展互联网数据挖掘,采取政府购买服务等方式获取企业和社会数据,推进线下数据、线上数据连通融合。在符合有关法律法规的前提下,积极整合各类农业农村数据资源,依托农业农村大数据平台,实现数据统一管理和在线共享。研究出台数据共享开放政策和管理规范,制定农业农村大数据资源共享开放目录清单,逐步推进各单位之间、涉农部门之间、中央与地方之间数据共建共享。除国家规定的涉密数据外,加快推进农业农村数据资源协同管理和融合,逐步向社会开放共享。
突出“产业为主、专项服务”的技术推广理念,依托现有农民教育培训体系,开展农村科技特派员、农技员服务能力提升计划。重点围绕农业生产基地数字化标准化改造、数字农业信息技术操作规程与工艺、农机智能装备操控与管护、应用系统与平台使用及后期维护等方向,开展数字农业应用型人才专门培训,快速形成人才规模优势,集聚数字农业建设的内生原动力,为数字农业工程的应用推广、成效发挥提供智力保障。