推進杭州農業科技創新數字化轉型的問題與對策

呂曉菡，胡慧圣，汪勤芳

(杭州市農業科學研究院，浙江 杭州 310024)

農業高質量發展是現代農業的本質，是實施質量興農戰略，加快實現由農業大國向農業強國轉變的必由之路。2017年中央農村工作會議提出，當前和今后一個時期農業農村經濟工作，要按照高質量發展的要求，以實施鄉村振興戰略為總抓手，堅持質量興農、綠色興農、效益優先的原則，加快轉變農業生產方式，加快農業轉型升級，推進農業農村現代化[1-3]。目前，轉變農業發展方式、優化農業產業結構，已成為“十四五”時期破解農業發展困境的必然選擇，而數字技術引入是農業高質量發展的重要手段和途徑[4-5]。以“信息+知識+智能裝備”為特征，數字技術將使農業生產效率極速增長，實現產業結構升級、產業組織優化和產業創新方式變革，增強農業產業整體素質、農業效益和競爭力，提升資源利用率、勞動生產率和經營管理效率[1-3]。杭州市作為美麗浙江的樣板，近年來無論是城市建設還是新農村建設都取得顯著成效，既具有良好的農業數字化研發與應用基礎條件，又擁有眾多優秀的農業科研機構和頂尖的數字企業，在全省實施農業“雙強”行動的指引下，必能發揮數字賦能農業高質量發展的“頭雁”作用。近年來，杭州通過“農業”+“數字化”，各種數字技術陸續在農業生產、流通、服務領域推廣應用，逐步推動農業產業向數字化、自動化、智能化轉型升級。然而，作為農業高質量發展主動力的農業科技創新，仍然主要依靠傳統手段，創新周期長、難度大、不確定性強的問題沒有根本解決。

1 推進農業科技創新數字化轉型的重要意義

1.1 是數字農業的重要環節

近10年來，數字農業進入了全面開發應用階段。2022年3月，杭州市出臺了《杭州市數字農業培育發展三年行動計劃(2022—2024年)》，各種數智平臺、應用場景不斷開發搭建，杭州農產品從生產、加工、流通到銷售、服務的全產業鏈必將迅速實現數字化轉型升級。而包括育種、栽培、病蟲害防治等在內的農業科技創新，是農業產業鏈中最前端、最基礎的一個環節，也是當前數字技術應用最薄弱的環節。

1.2 是種業振興的根本保證

國無農不穩，農以種為先。推進種業振興，是牢牢把握糧食安全主動權的關鍵。要大幅度提高育種效率，就必須以種質資源為基礎，綜合應用基因組學和分子生物學的最新研究成果，以數字技術為工具，高效采集育種數據，構建氣象、品種、病蟲害、基因等農業數據庫，結合深度學習，構建智能育種模型，打造智慧育種體系，實現育種精準化、高效化[6]。

1.3 是精準農業的關鍵基礎

數字農業工廠，是智慧農業的集中表現形式，是實現精準農業的主要形式。對于耕地資源緊張、勞動力緊缺、環境約束大的杭州，以農業工廠為代表的都市農業，是重要的發展方向[7]。要打造數字農業工廠，就必須探索土壤、環境等信息與作物長勢、病蟲害之間的互作規律，構建品種、環境和作物生長生產的關聯模型。而植物生長模型的建立，必須以作物表型、基因組、氣象和土壤等環境數據庫為基礎，搭建智能化管控平臺，實現海量數據的采集、管理、融合和分析，這些都離不開數字技術[8-9]。

2 杭州農業科技創新數字化的現狀及存在問題

杭州市近年來數字經濟蓬勃發展，數字基礎設施、數字產業化、產業數字化、新業態新模式和政府與社會數字化5項發展指標均列全省首位。2021年6個區縣市獲評全國縣域數字農業農村發展百強先進縣。全市近3 400家規模農業主體全部納入農產品質量安全追溯信息庫管理，累計建成農業物聯網應用示范點37個、智慧農業示范園區18個，高水平數字農業示范園區10個、數字化美麗牧場12個、省級數字農業工廠17個，完成種養基地數字化改造115個。然而，與卓見成效的數字鄉村建設和農業產業數字化相比，農業科技創新的數字化轉型嚴重滯后。

2.1 高校基礎研究成果向農業科技創新轉化不夠

杭州擁有浙江大學等一批在數字技術領域有相當優勢的高等院校，且大多設有農業工程、農業信息化等數字農業相關或相近專業。但調研發現，這些高校的絕大多數研究成果還停留在實驗室中，體現在論文上，真正應用到農業科研創新中的非常少。究其原因：一是高校數字農業相關研究以基礎理論為主，與農業科技創新實際存在脫節。二是工科類高校缺乏農業相關背景與資源支撐，缺少理論轉化和應用的載體與場景。三是高校與農業科研機構、農業企業的聯動不夠，缺少產學研一體化的研發轉化體系或平臺。

2.2 科研機構自身完成數字化轉型的能力不足

多數農業研究機構和科研人員已經意識到數字化轉型的重要性和必然性，但調研發現，農業科研機構在數字化轉型過程中，普遍存在起步難、推進難、方向選擇難等問題，立足自身完成數字化轉型困難重重。究其原因：一是數字化意識相對薄弱，農業科研機構以農業科技人才為主，有數字技術背景的極少，知識儲備和意識培養都還有差距。二是缺少政策機制保障，特別是市級科研院所。三是人才引進保留難，數字企業與農業企事業單位收入差距較大、畢業學生的就業外溢現象嚴重。四是農業科技創新領域的數字技術應用剛剛起步，距離實際應用還有較大距離。

2.3 數字企業涉足農業科技創新領域較少

農業數字化轉型的核心目標是推動產業興旺、實現共同富裕，主要抓手是農業科技創新，中堅力量是數字企業。但調研發現，當前數字企業的涉農業務基本都在數字鄉村、農業生產和流通等領域，極少涉足農業科技創新領域。究其原因：一是數字鄉村的可推廣性強。二是農業生產和流通領域效益高，生產企業和流通銷售平臺對于信息管理的需求迫切。三是農業科技創新的公益性，以及研發周期長、投資回報慢等特點，影響了數字企業進入的積極性。

2.4 農業企業科技創新的數字化轉型進展緩慢

一些規模較大的農業企業，專門成立了研發機構或科研團隊，在制度機制和經費項目上相比農業科研院所更加靈活。但調研發現，其科技創新總體上仍以傳統手段為主，數字技術的綜合應用同樣欠缺。究其原因：一是農業企業科技創新的領域往往比較小，品種、技術相對單一，運用數字技術的緊迫性不是很強。二是與數字企業的合作不順暢，知識和信息的不對稱導致合作往往被數字企業主導，數字農業項目很難以農業為核心。三是標準體系不夠完善，數字農業項目標準化不夠，系統生命周期較短，農業企業對數字技術的投入產出比產生懷疑。

3 推進杭州農業科技創新數字化轉型的對策建議

3.1 打破學科壁壘，組建市級數字農業科研機構

鼓勵和引導市級農業科研單位，打破數字技術和農業科技的專業壁壘，貫通學科內容，融合技術優勢，探索創新方向，結合自身研究領域和現有優勢，引進數字技術專業人才，組建數字農業科研團隊，成立專門科研機構部門，綜合利用數字技術解決科研和推廣應用的痛點和難點，提升科研和推廣效率。加大人才引進力度，針對農業相對弱勢的行業地位，出臺特殊的人才引進和保障政策，引導數字技術人才向農業產業流動；堅持項目引導，設立數字農業相關的重大攻關專項，鼓勵市級農業科研單位積極申報。對農業科技創新數字化的研究方向進行引導和把控，爭取在數字化育種、植株生理、病蟲害動態監控等難點問題上取得突破；明確數字農業團隊的目標定位，處理好與其他學科團隊之間的關系，聚焦農業科技創新的前沿，協助與促進其他科研團隊提高科研效率、形成重大科研成果。

3.2 瞄準“卡脖子”難題，打造升級種業創新數字化平臺

種源創新是解決種業“卡脖子”難題，打贏種業翻身仗的關鍵。而種源創新的基礎是成熟的育種團隊和豐富的種質資源，有此基礎才有數字技術的用武之地。因此，要打造可示范可推廣的種業創新數字化平臺，只能依托農業科研機構。要有效服務各農業科研團隊開展科技創新研究，還需經過二次開發，在平臺基礎上擴展疊加針對性的功能模塊。一是加強整體規劃和系統設計，根據項目平臺的設計功能，開展需求分析后系統規劃二次開發內容。二是打造項目團隊，要讓農業育種專家參與功能模塊設計，讓有志服務種業創新的數字人才主導項目開發。三是持續的項目和經費支持，隨著智慧種業平臺的投入使用，農業科技創新團隊的數字化意識不斷提升，對數字功能的需求必然動態擴展，平臺二次開發的內容隨之增加，離不開持續的項目和經費保障。

3.3 市縣鄉三級聯動，打造杭州病蟲害防治大腦

由市農業主管部門牽頭，依托市縣(區)鄉三級農技推廣服務體系，以智能病蟲害監控系統為基礎，利用衛星監測、無人機探測等數字技術，打造杭州農業病蟲害防治大腦。一是打造杭州農業“一張圖”，基于浙農田應用場景，構建杭州市農田底圖基礎數據庫，推進精準化、實時化、動態化農田管理。二是搭建病蟲害智能監控系統，自動完成蟲情信息、病菌孢子、農林氣象信息的圖像及數據采集，并自動上傳至云服務器。三是提供輔助管理決策，通過整合作物圖庫、災害指標、作物管理專家系統等模塊，對病蟲害發生的時間、地點、規模、危害指數進行評估，提出智能化的決策建議。四是實現病蟲害有效防治，將病情信息和防治方案第一時間送到農業主體，實現自動預警，實時跟蹤防治效果并及時調整防治方案。

3.4 加強政府主導，打造數字化轉型的杭州模式

農業生產的數字化轉型升級，需要多學科交叉融合，技術難度高、投入成本高、運營能耗高，但行業標準化低、運維難度大、擴展升級難，嚴重影響了農業主體的轉型意愿和動力。建議政府主管部門加強引導、積極規范、嚴格監管。一是規范技術標準，包括硬件接口、數據結構、軟件調用等，提高農業產業數字系統的通用性、可擴展性、可維護性、可升級性，降低數字系統生命周期的綜合成本。二是完善咨詢服務體系，成立專門的機構部門、事業主體或者服務團隊，為農業主體與數字企業合作提供服務，切實保障農業主體利益。三是推行全過程監理制度，通過第三方的監理來保障農業產業數字化過程中農業主體的權益。農業主管部門通過制定監理的資質條件、審核發放監理牌照，引導涉農的事業或企業單位獲取資質并履行監理職責。

對于傳統農業和機械化農業而言，數字技術足以推動“顛覆式創新”，數字農業是農業的又一次革命。本研究為提高杭州市農業科技創新能力和水平，推動數字技術在農業科技領域的廣泛應用，探索“農業”+“數字化”的可推廣、可復制模式，以數字技術驅動創建“新模式、新平臺、新業態”，不斷提升杭州農業發展質量和競爭力，形成與數字技術深度融合的杭州農業科技創新體系，穩步提高農業數字經濟滲透率，為杭州農業數字化的持續發展提供有效智力支撐與決策支持。