农业全产业链数字化研究

蔡军，熊思强

（广东技术师范大学，广东 广州 510600）

1 研究背景

近年来，我国多个政策围绕“数字中国”“乡村振兴”“数字乡村”进行部署，均提到了农业数字化（见表1）。农业数字化是实现数字中国的必要步骤，更是实现乡村振兴战略总目标的重要途径。外部环境的变化正在不断促进着农业全产业链转型升级，以数字技术打通产、供、销全链条，为农业提质增效提供了新动能，逐渐对农业产业链进行有效整合、精准配置。

表1 农业数字化相关政策

2 农业产业链发展现状及存在的问题

尽管我国农业已经发展到了农业3.0 自动化时代，但是与历经多轮产业升级的工业与建筑业相比，我国农业的发展仍暂时受困于现有模式的桎梏[1]。我国农业产业增加值指数，在主要实体经济产业中处于相对低点，疫情暴发前十年的增加指数平均值仅为103.87（见图1）。农业产业要想提升农业生产价值，需提升产业链数字化水平，助推精准生产，使生产流通各环节降本增效，同时实现链条上所有产品和服务的追根溯源。

图1 国内生产总值指数与产业增加值指数

2.1 生产环节资源利用率低

我国农业生产受自然环境影响较大，数字精准种植技术覆盖面较窄，提高农业产值依赖于农药与化肥的使用，容易造成对土地的污染，同时农药残留也带来了食品安全隐患（见图2、3）。农业生产与资源利用较为粗放，农业滴水灌溉、无人机植保等数字化技术应用不够广泛，资源利用率比较低（见图4）。针对大面积农田带来的管理压力，迫切需要一种新的技术来对作物生长状况进行大范围、高频率、高精度的监控。

图2 2019 年单位农田农药使用量(kg/ hm2)

图4 2020 年农田灌溉用水利用系数

2.2 流通环节农产品损耗严重

由于农产品的特殊性，农产品在流通环节中的损耗最为严重。生鲜产品通常需要经过产地采购形成聚集，再经过至少两级批发商周转才会到达零售终端销售商。2021 年，全国城市农贸中心联合会发布的《2021 年农贸市场发展情况调查报告》显示，农贸市场上游渠道主要集中于农产品批发市场，商户基地直供占比较低，约5%～10%；一线城市供应链建设较完善，直供占比接近10%；其他城市直供占比不足5%。农产品在流通环节存在较高的损耗率，这给商户带来很大的经营压力，客观上造成了商户的加价率提高。

图3 2019 年单位农田化肥使用量(kg/ hm2)

2.3 销售环节线上渠道开发空间大

根据《2021 年农贸市场发展情况调查报告》，我国农贸市场2020 年生鲜农产品总交易额约占生鲜零售市场份额的57%，这说明农贸市场仍然是生鲜产品销售的主渠道。但是各类生鲜电商、新零售平台的迅速崛起，围绕消费者需求所打造的新零售模式百花齐放。2021 年，我国农产品网络零售额达4221 亿元，同比增长2.8%。以农产品网络零售额占农林牧渔的增加值计算，农产品电商已经占到5%左右。以农村电商为销售渠道的方式能促进农民增收，促进农业转型升级，推动乡村产业兴旺，使农村经济社会的辐射面不断拓展、影响程度不断加深。

3 农业产业链数字化应用

3.1 生产环节：基于“AI+遥感”智慧农业服务方案

田间地头的数据成为新的生产要素，数据成为农业增产增效的“新化肥”。数字农业利用“4S 技术”“物联网技术”等监测农业大数据，通过在农业生产中融入光辐射指数、天气指数等生产数据，将生产经营管理做到标准化、科学化，大幅提升农业生产效率。此外，通过发展数字化新模式，为温室、灌溉、水培技术赋能，打破传统农业生产的界限，推动农业数字化、智能化发展。如北京特拉库塔科技有限公司（大地量子）是一家技术驱动型公司，拥有海量卫星数据库，利用卫星遥感技术，将60 万米高空的数据整合入库，对不同行业提供强大的空间大数据SAAS/API 与SDK，为农业、林业、农业保险、环保等行业实现数据驱动的业务升级，打造“数字地球”。

大地量子利用卫星遥感+AI 技术，能高频、快速、客观地获取农作物全程生长动态数据信息。基于扎实的算法能力和强大的样本数据库，开发了地块提取、产量预测等一系列大数据产品服务（见图5）。

图5 大地量子云原生数字地球Pass 平台技术架构

3.1.1 耕地资源监管

及时精准地获取土壤墒情参数和评级。

3.1.2 作物种植监测

基于作物在时序上的光谱特征差异，对主要粮食作物和经济作物进行自动分类，监测不同作物的空间分布和种植面积信息，为后续的农情监测提供基础空间范围信息。

3.1.3 作物长势监测

针对指定区域对应的作物进行连续动态监测。采用归一化指数反映作物生长状况，值越大表示该区域长势好的概率越大。

3.1.4 自然环境检测

利用气象监测数据，对作物生长区域内展开降雨量、温度、热量常态化监测，对遭受自然灾害的农作物进行作物受灾面积的应急监测与数据分析，评估灾后损失率。

3.2 流通环节：“产地直发”模式+“农货智能处理系统”

数字商业能够通过对产品初加工、运输等各环节业务进行数字化处理，将流通体系与数字化产品服务体系融合，提高“数商”产业和传统农业的耦合效率[2]。一方面，依托数据平台的共配系统，提高商品和信息的分流处理效率，实现农产品降本提效。另一方面，发挥“前店后仓” 优势，利用物流业务升级后集约化、规模化的优势，实现产地仓多频次、小批量的连续发货，缩短订货交付时间，提升紧急订单处理能力。

拼多多成立于2015 年，产生于移动年代，以农产品零售起家，深耕农业，开创了以拼为特色的农产品零售新模式，逐步发展成为以农副产品为鲜明特色的全品类综合性电商平台，是全球唯一具备规模的纯移动电商平台。拼多多“产地直发”模式减少流通环节，降低流通成本。按照传统方式，新鲜农产品通常必须经过至少五个环节才能到达餐桌，而拼多多为农户和消费者搭建直销渠道，能极大缩短流通供应链，减少流通损耗与成本，最终惠及两头——农民赚得更多，消费者也能买到更便宜的产品。

“农货智能处理系统”是拼多多自主研发的大数据系统，旨在提高农产品匹配效率，被称为拼多多的“天网”，能系统收集地理位置、种类特色、采摘周期等数据，通过大数据、云计算等智能技术实现农产品分级、分类销售，能根据农产品成熟周期，精准匹配有相应需求的消费者。拼多多的“农地云拼”模式通过大数据、云计算和分布式人工智能等技术，解决小农户产能问题，将分散的产能与需求在云端拼起来，为小型农户与消费者搭建一个虚拟的全国市场。

表2 新零售模式

3.3 销售环节：新零售模式百花齐放

盒马鲜生是阿里巴巴旗下的新零售平台，作为线下超市，对自身定位进行重构，为满足不同消费者需求，构建了“线上线下一体零售+餐饮体验+社交生活+物流配送”的全渠道新零售营销模式[3]。通过线上平台的大数据分析功能，针对不同消费群体的消费习惯，提供差异化的消费建议。盒马鲜生利用线下门店，围绕特色农产品搭配主题场景，吸引消费者参与体验，增强娱乐体验功能，以此提高消费黏性。同时，盒马鲜生围绕美好生活主题，打造社交媒体运营模式，对门店附近3 公里范围内的客户支持30分钟送货上门，打造全天候的“懒人服务”。

数字农业能够畅通农产品市场网络营销渠道，通过推动传统品牌销售渠道向线上拓展，实现产品生产、网上交易、仓储物流、终端配送一体化经营。例如，淘宝天猫、淘特、淘菜菜等不同层次的电商平台，通过消费分层得以实现农产品价值最大化，打破传统农业“种好种差一个样”的困局，优化产业供给与消费，实现线上线下品牌价值协同发展，以服务竞争对手的DT（设计思维），实现农业产业链数字化。

4 推动农业产业链数字化发展建议

农业在我国经济发展中起着重要作用，面对“小农户与大市场”的矛盾问题，需要通过全产业链的数字化整合来驱动解决[4]。针对农业产业所特有的发展特征，我们需要为产业链“补链”，增强全产业链活性，积极借鉴国外农业数字化转型的成功经验，如美国、荷兰、日本这类具有典型经验的国家，分别从不同路径和角度，有效、合理及健康地推动产业链数字化发展。基于此，以智慧农业为切入点，推动物联网、人工智能及3S 技术在农业领域的应用，同时构建完整的政府农业信贷体系，以农业保险保证农业产业链智能化发展。

4.1 构建“科研+教育+推广”农业科研体系

“科技是第一生产力”，针对核心技术自主创新不足的短板，将农业科研与教育、推广相结合，形成一套适合中国国情的“产学研”结合的科研体系，提高科技推广、研究和教育一体化水平，增强农户对农业新科技的认知和使用意愿。科研体系的构建首先需要了解农业的切实需求，针对需求构建专门的农业技术研发团队，形成“政府-高校-企业”模式。政府在此环节中需要积极主动落实农民职业培训，提升农村工作人员的技能水平,把最先进的农业知识与科技传递给农户，推动农村生产力的提高。学校要充分发挥科技教育与人才培养的双重功能，依托政府对高校“互联网+”创新创业项目的高度支持，针对3S 技术、农业智能装备、农业数据库等重点应用场景作专项突破，推动农业生产方面的前沿技术突破。企业作为关键角色，重点在于实践与推广，农业科研成果转化率的高低直接影响着科研体系是否能够良性循环。企业依托政府部门和院校培养输出的技术人员，不断地将最新技术应用到农产品生产中，协助农户进行标准化作业。

4.2 以互联网营销打造品牌农业，提升产品价值

随着互联网营销理念的不断渗透，“内容创新+大数据推送”成为了农产品推广的新型营销方式。农业大区能够通过数字技术打造区域性公用品牌，为地区打上品牌标签。通过利用各种强效的内外部宣传手段和数字化推广方式，可以让用户短时间内认可产品，建立产品信心，从而产生较高的产品忠诚度。

品牌文化来源于品牌的文化内涵，能够使品牌具有鲜明的识别度。品牌故事能够对品牌文化进行生动的阐述，承载着产地的自然生态环境与历史人文因素特征。地区独特的历史文化能够为农产品品牌赋予与众不同的文化价值。利用电商的复制成本和验证成本优势，打造具有明显地方特征的区域农产品公用品牌，再通过文化赋能农业产业发展，使地方文化符号、文化理念、文化创意向农业产业渗透，嵌入农产品品牌设计与品牌营销等环节，挖掘农业的文化价值，提升农产品的溢价能力。

4.3 建立农村多层次数字金融体系

农业数字金融可以有效降低传统农业信贷风险，降低了信贷配给程度，改善农业金融“蓄水池”，助力乡村振兴[5]。面对传统金融服务的短板，数字金融能够开发差异化金融产品，使得“低成本、高覆盖、高流转”的优势得以体现，降低服务门槛与成本，完善地方征信体系的建设，为农业经营主体构建一个高效的融资服务环境。

由于乡村产业的多样化，农村市场的数字金融模式仍处于探索阶段，应当加快传统农村金融机构的数字化转型，积极运用数字技术突破传统信贷的各种约束，扩大纯信用贷款供给，构建“线上+线下”的金融服务体系。机构企业在投融资的过程中，应当重视企业对自然环境的保护，合理利用自然资源，在规章政策与市场机制的双重调节作用下，对绿色农业等相关产业提供发行绿色债券、绿色贷款贴息、绿色保险等服务[5]。将土地、森林、自然风景等各种要素转换成“金山银山”，重塑循环经济，利用金融功能引导社会资源流向绿色可持续发展的领域或向绿色生产方式转变。除数字信贷业务之外，还可利用金融业务的规避风险功能，开发基于数字技术的保险产品，支持涉农风险投资、期货、债券、信托等金融业务的数字化发展，为乡村产业发展提供多样化的金融产品。