推进杭州农业科技创新数字化转型的问题与对策

吕晓菡，胡慧圣，汪勤芳

(杭州市农业科学研究院，浙江 杭州 310024)

农业高质量发展是现代农业的本质，是实施质量兴农战略，加快实现由农业大国向农业强国转变的必由之路。2017年中央农村工作会议提出，当前和今后一个时期农业农村经济工作，要按照高质量发展的要求，以实施乡村振兴战略为总抓手，坚持质量兴农、绿色兴农、效益优先的原则，加快转变农业生产方式，加快农业转型升级，推进农业农村现代化[1-3]。目前，转变农业发展方式、优化农业产业结构，已成为“十四五”时期破解农业发展困境的必然选择，而数字技术引入是农业高质量发展的重要手段和途径[4-5]。以“信息+知识+智能装备”为特征，数字技术将使农业生产效率极速增长，实现产业结构升级、产业组织优化和产业创新方式变革，增强农业产业整体素质、农业效益和竞争力，提升资源利用率、劳动生产率和经营管理效率[1-3]。杭州市作为美丽浙江的样板，近年来无论是城市建设还是新农村建设都取得显著成效，既具有良好的农业数字化研发与应用基础条件，又拥有众多优秀的农业科研机构和顶尖的数字企业，在全省实施农业“双强”行动的指引下，必能发挥数字赋能农业高质量发展的“头雁”作用。近年来，杭州通过“农业”+“数字化”，各种数字技术陆续在农业生产、流通、服务领域推广应用，逐步推动农业产业向数字化、自动化、智能化转型升级。然而，作为农业高质量发展主动力的农业科技创新，仍然主要依靠传统手段，创新周期长、难度大、不确定性强的问题没有根本解决。

1 推进农业科技创新数字化转型的重要意义

1.1 是数字农业的重要环节

近10年来，数字农业进入了全面开发应用阶段。2022年3月，杭州市出台了《杭州市数字农业培育发展三年行动计划(2022—2024年)》，各种数智平台、应用场景不断开发搭建，杭州农产品从生产、加工、流通到销售、服务的全产业链必将迅速实现数字化转型升级。而包括育种、栽培、病虫害防治等在内的农业科技创新，是农业产业链中最前端、最基础的一个环节，也是当前数字技术应用最薄弱的环节。

1.2 是种业振兴的根本保证

国无农不稳，农以种为先。推进种业振兴，是牢牢把握粮食安全主动权的关键。要大幅度提高育种效率，就必须以种质资源为基础，综合应用基因组学和分子生物学的最新研究成果，以数字技术为工具，高效采集育种数据，构建气象、品种、病虫害、基因等农业数据库，结合深度学习，构建智能育种模型，打造智慧育种体系，实现育种精准化、高效化[6]。

1.3 是精准农业的关键基础

数字农业工厂，是智慧农业的集中表现形式，是实现精准农业的主要形式。对于耕地资源紧张、劳动力紧缺、环境约束大的杭州，以农业工厂为代表的都市农业，是重要的发展方向[7]。要打造数字农业工厂，就必须探索土壤、环境等信息与作物长势、病虫害之间的互作规律，构建品种、环境和作物生长生产的关联模型。而植物生长模型的建立，必须以作物表型、基因组、气象和土壤等环境数据库为基础，搭建智能化管控平台，实现海量数据的采集、管理、融合和分析，这些都离不开数字技术[8-9]。

2 杭州农业科技创新数字化的现状及存在问题

杭州市近年来数字经济蓬勃发展，数字基础设施、数字产业化、产业数字化、新业态新模式和政府与社会数字化5项发展指标均列全省首位。2021年6个区县市获评全国县域数字农业农村发展百强先进县。全市近3 400家规模农业主体全部纳入农产品质量安全追溯信息库管理，累计建成农业物联网应用示范点37个、智慧农业示范园区18个，高水平数字农业示范园区10个、数字化美丽牧场12个、省级数字农业工厂17个，完成种养基地数字化改造115个。然而，与卓见成效的数字乡村建设和农业产业数字化相比，农业科技创新的数字化转型严重滞后。

2.1 高校基础研究成果向农业科技创新转化不够

杭州拥有浙江大学等一批在数字技术领域有相当优势的高等院校，且大多设有农业工程、农业信息化等数字农业相关或相近专业。但调研发现，这些高校的绝大多数研究成果还停留在实验室中，体现在论文上，真正应用到农业科研创新中的非常少。究其原因：一是高校数字农业相关研究以基础理论为主，与农业科技创新实际存在脱节。二是工科类高校缺乏农业相关背景与资源支撑，缺少理论转化和应用的载体与场景。三是高校与农业科研机构、农业企业的联动不够，缺少产学研一体化的研发转化体系或平台。

2.2 科研机构自身完成数字化转型的能力不足

多数农业研究机构和科研人员已经意识到数字化转型的重要性和必然性，但调研发现，农业科研机构在数字化转型过程中，普遍存在起步难、推进难、方向选择难等问题，立足自身完成数字化转型困难重重。究其原因：一是数字化意识相对薄弱，农业科研机构以农业科技人才为主，有数字技术背景的极少，知识储备和意识培养都还有差距。二是缺少政策机制保障，特别是市级科研院所。三是人才引进保留难，数字企业与农业企事业单位收入差距较大、毕业学生的就业外溢现象严重。四是农业科技创新领域的数字技术应用刚刚起步，距离实际应用还有较大距离。

2.3 数字企业涉足农业科技创新领域较少

农业数字化转型的核心目标是推动产业兴旺、实现共同富裕，主要抓手是农业科技创新，中坚力量是数字企业。但调研发现，当前数字企业的涉农业务基本都在数字乡村、农业生产和流通等领域，极少涉足农业科技创新领域。究其原因：一是数字乡村的可推广性强。二是农业生产和流通领域效益高，生产企业和流通销售平台对于信息管理的需求迫切。三是农业科技创新的公益性，以及研发周期长、投资回报慢等特点，影响了数字企业进入的积极性。

2.4 农业企业科技创新的数字化转型进展缓慢

一些规模较大的农业企业，专门成立了研发机构或科研团队，在制度机制和经费项目上相比农业科研院所更加灵活。但调研发现，其科技创新总体上仍以传统手段为主，数字技术的综合应用同样欠缺。究其原因：一是农业企业科技创新的领域往往比较小，品种、技术相对单一，运用数字技术的紧迫性不是很强。二是与数字企业的合作不顺畅，知识和信息的不对称导致合作往往被数字企业主导，数字农业项目很难以农业为核心。三是标准体系不够完善，数字农业项目标准化不够，系统生命周期较短，农业企业对数字技术的投入产出比产生怀疑。

3 推进杭州农业科技创新数字化转型的对策建议

3.1 打破学科壁垒，组建市级数字农业科研机构

鼓励和引导市级农业科研单位，打破数字技术和农业科技的专业壁垒，贯通学科内容，融合技术优势，探索创新方向，结合自身研究领域和现有优势，引进数字技术专业人才，组建数字农业科研团队，成立专门科研机构部门，综合利用数字技术解决科研和推广应用的痛点和难点，提升科研和推广效率。加大人才引进力度，针对农业相对弱势的行业地位，出台特殊的人才引进和保障政策，引导数字技术人才向农业产业流动；坚持项目引导，设立数字农业相关的重大攻关专项，鼓励市级农业科研单位积极申报。对农业科技创新数字化的研究方向进行引导和把控，争取在数字化育种、植株生理、病虫害动态监控等难点问题上取得突破；明确数字农业团队的目标定位，处理好与其他学科团队之间的关系，聚焦农业科技创新的前沿，协助与促进其他科研团队提高科研效率、形成重大科研成果。

3.2 瞄准“卡脖子”难题，打造升级种业创新数字化平台

种源创新是解决种业“卡脖子”难题，打赢种业翻身仗的关键。而种源创新的基础是成熟的育种团队和丰富的种质资源，有此基础才有数字技术的用武之地。因此，要打造可示范可推广的种业创新数字化平台，只能依托农业科研机构。要有效服务各农业科研团队开展科技创新研究，还需经过二次开发，在平台基础上扩展叠加针对性的功能模块。一是加强整体规划和系统设计，根据项目平台的设计功能，开展需求分析后系统规划二次开发内容。二是打造项目团队，要让农业育种专家参与功能模块设计，让有志服务种业创新的数字人才主导项目开发。三是持续的项目和经费支持，随着智慧种业平台的投入使用，农业科技创新团队的数字化意识不断提升，对数字功能的需求必然动态扩展，平台二次开发的内容随之增加，离不开持续的项目和经费保障。

3.3 市县乡三级联动，打造杭州病虫害防治大脑

由市农业主管部门牵头，依托市县(区)乡三级农技推广服务体系，以智能病虫害监控系统为基础，利用卫星监测、无人机探测等数字技术，打造杭州农业病虫害防治大脑。一是打造杭州农业“一张图”，基于浙农田应用场景，构建杭州市农田底图基础数据库，推进精准化、实时化、动态化农田管理。二是搭建病虫害智能监控系统，自动完成虫情信息、病菌孢子、农林气象信息的图像及数据采集，并自动上传至云服务器。三是提供辅助管理决策，通过整合作物图库、灾害指标、作物管理专家系统等模块，对病虫害发生的时间、地点、规模、危害指数进行评估，提出智能化的决策建议。四是实现病虫害有效防治，将病情信息和防治方案第一时间送到农业主体，实现自动预警，实时跟踪防治效果并及时调整防治方案。

3.4 加强政府主导，打造数字化转型的杭州模式

农业生产的数字化转型升级，需要多学科交叉融合，技术难度高、投入成本高、运营能耗高，但行业标准化低、运维难度大、扩展升级难，严重影响了农业主体的转型意愿和动力。建议政府主管部门加强引导、积极规范、严格监管。一是规范技术标准，包括硬件接口、数据结构、软件调用等，提高农业产业数字系统的通用性、可扩展性、可维护性、可升级性，降低数字系统生命周期的综合成本。二是完善咨询服务体系，成立专门的机构部门、事业主体或者服务团队，为农业主体与数字企业合作提供服务，切实保障农业主体利益。三是推行全过程监理制度，通过第三方的监理来保障农业产业数字化过程中农业主体的权益。农业主管部门通过制定监理的资质条件、审核发放监理牌照，引导涉农的事业或企业单位获取资质并履行监理职责。

对于传统农业和机械化农业而言，数字技术足以推动“颠覆式创新”，数字农业是农业的又一次革命。本研究为提高杭州市农业科技创新能力和水平，推动数字技术在农业科技领域的广泛应用，探索“农业”+“数字化”的可推广、可复制模式，以数字技术驱动创建“新模式、新平台、新业态”，不断提升杭州农业发展质量和竞争力，形成与数字技术深度融合的杭州农业科技创新体系，稳步提高农业数字经济渗透率，为杭州农业数字化的持续发展提供有效智力支撑与决策支持。