淺析數(shù)字農業(yè)技術在農產品質量安全智慧監(jiān)管中的應用

楊玲

（農業(yè)農村部農產品質量安全中心，北京 100020）

0 引言

農業(yè)農村數(shù)字化是生物體及環(huán)境等農業(yè)要素、生產經營管理等農業(yè)過程及鄉(xiāng)村治理的數(shù)字化，是一場深刻革命。推進農業(yè)農村數(shù)字化，對于促進農產品生產管理、流通營銷、行業(yè)監(jiān)管、公共服務、鄉(xiāng)村治理建設等方面提檔升級具有重要意義。展望今后一段時期，數(shù)字農業(yè)農村發(fā)展將迎來難得的機遇[1]。中國高度重視數(shù)字農業(yè)農村發(fā)展，近年來，連續(xù)出臺《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《數(shù)字農業(yè)農村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》等政策文件，推動數(shù)字農業(yè)發(fā)展落地見效[2]。各地也積極制定農業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃，推動數(shù)字農業(yè)建設和發(fā)展，以信息化推動鄉(xiāng)村治理體系和治理能力現(xiàn)代化的同時，推動農業(yè)經營增收和農產品質量提升[3]。把握發(fā)展機遇，加快數(shù)字農業(yè)技術推廣應用于農產品質量安全管理，對于推進農產品安全、優(yōu)質、營養(yǎng)、健康發(fā)展和建立農產品質量安全全程智慧監(jiān)管體系具有重要推動作用。本研究基于分析農產品質量安全管理特點，探討數(shù)字農業(yè)技術可在農產品質量安全管理中應用的重點領域和推進舉措，以期為積極推進數(shù)字技術與農產品質量安全智慧監(jiān)管的深度融合應用提供參考。

1 數(shù)字農業(yè)發(fā)展為推進農產品質量安全智慧監(jiān)管提供契機

自“數(shù)字地球”概念提出以來，全球數(shù)字信息化迅猛發(fā)展[4-5]。隨著物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術加快應用，生產生活方式深刻改變，形成發(fā)展數(shù)字經濟的普遍共識。世界主要發(fā)達國家都將數(shù)字農業(yè)作為戰(zhàn)略重點和優(yōu)先發(fā)展方向，相繼出臺了“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計劃”、“農業(yè)技術戰(zhàn)略”和“農業(yè)發(fā)展4.0框架”等戰(zhàn)略，構筑新一輪產業(yè)革命新優(yōu)勢。數(shù)字農業(yè)是利用現(xiàn)代信息技術對農業(yè)對象、環(huán)境和全過程進行可視化表達、數(shù)字化設計、信息化管理的現(xiàn)代農業(yè)[3,6]。數(shù)字農業(yè)作為新時期農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的新形態(tài)，驅動著傳統(tǒng)農業(yè)的數(shù)字化轉型[7]，與傳統(tǒng)農業(yè)相比，數(shù)字農業(yè)以“信息+知識+智能裝備”為特征，這與以“土地+機械”為核心的傳統(tǒng)農業(yè)有著根本性的不同，是用現(xiàn)代工業(yè)生產的組織方式、管理理念和先進技術發(fā)展現(xiàn)代農業(yè)而形成的一種新的農業(yè)業(yè)態(tài)[8]。數(shù)字農業(yè)注重對農業(yè)過程的全面數(shù)字化，包括農業(yè)要素（即農業(yè)生物要素、環(huán)境要素、技術要素、經濟要素）的數(shù)字信息化，農業(yè)過程（生物的、環(huán)境的、經濟的）的數(shù)字信息化，農業(yè)生產各個部門（生產、科研、行政、流通、服務等）的數(shù)字信息化與網絡化管理[9]。隨著信息和知識作為生產要素介入，數(shù)字技術與農業(yè)農村的深度融合已成為經濟增長的動力源，產業(yè)轉型升級的驅動力。大力發(fā)展數(shù)字農業(yè)，已經成為中國推動鄉(xiāng)村振興、建設數(shù)字中國的重要組成部分，成為農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展方向[10]。

農產品質量安全關系產業(yè)發(fā)展、國民健康等多個方面，創(chuàng)新提升中國農產品質量安全治理能力是農產品質量安全管理面臨的重要任務。從農產品質量安全管理實踐來看，農產品質量安全管理本身存在明顯特點，而這些特點也正是可發(fā)揮數(shù)字農業(yè)技術優(yōu)勢著力突破的重要方面，這些特點包括以下幾個方面。

（1）農產品種類多、周期長、環(huán)節(jié)多，農產品生產具有季節(jié)性、周期性，涵蓋生產、收購、儲藏、運輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)的行為都可能對質量安全造成影響[11-15]；

（2）危害因子復雜多樣，從污染的途徑和因素考慮，包括物理性、化學性、生物性等不同類型污染，涉及產地環(huán)境、投入品使用、包裝標識等多個方面；

（3）農產品生產經營主體數(shù)量龐大且分散[16-18]，農產品流通跨區(qū)域、生產者和消費者之間的信息不對稱成為農產品難以實現(xiàn)優(yōu)質優(yōu)價的重要原因。針對上述特點，數(shù)字農業(yè)技術為推進農產品質量安全全過程、全要素、全領域、全方位、全角度治理提供了新理念和新手段，也為農產品質量安全監(jiān)管鏈條的智能數(shù)據(jù)挖掘和分析服務提供了廣闊應用空間。

2 數(shù)字農業(yè)技術助推農產品質量安全智慧監(jiān)管的重點應用領域

2.1 服務生產過程管控，推進農產品生產經營標準化、綠色化

習近平總書記指出，安全農產品和食品，既是產出來的，也是管出來的，但歸根到底是產出來的。實現(xiàn)生產源頭可控制，是農產品質量安全工作的關鍵舉措。當前，數(shù)字技術在鄉(xiāng)村治理中的應用越來越普遍[19]，中國農村地區(qū)互聯(lián)網基礎設施建設全面強化，截至2022年6 月，農村地區(qū)互聯(lián)網普及率較2021 年12 月提升1.2個百分點，達58.8%[20]，這為數(shù)字農業(yè)服務農產品生產源頭管控提供較好基礎。借助現(xiàn)代信息技術建立應用農產品質量安全全程控制模型，可通過傳感實時在線數(shù)據(jù)和規(guī)范填報信息，從生產源頭引導和服務農產品生產經營者從產地環(huán)境、投入品使用、生產記錄、產品質量、包裝標識等各環(huán)節(jié)落實標準化生產，對各類數(shù)據(jù)實時收集和科學分析，進而通過精準執(zhí)行來有效應對，控制生產要素對品質的影響。同時，通過推動智能感知、智能分析、智能控制技術與裝備在農產品質量安全管控中的集成應用，可提升節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥等能力，通過關鍵參數(shù)精準感知技術，構建優(yōu)化調控模型，服務農業(yè)生產的節(jié)能減排、節(jié)本增效和綠色發(fā)展。

2.2 服務監(jiān)管效能提升，推進農產品監(jiān)督管理全程化、科學化

算法是發(fā)揮數(shù)據(jù)效能的關鍵，是構建數(shù)字農業(yè)“智能大腦”的核心技術。從已有實踐看，數(shù)字農業(yè)基于算法的“智能大腦”，根據(jù)具體場景包括作物（禽畜等）生長模型、農業(yè)環(huán)境監(jiān)測預測模型、農產品質量分揀與溯源模型等[21]。積極運用互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，及時獲取農產品質量安全各環(huán)節(jié)信息要素，服務農產品質量安全監(jiān)管從傳統(tǒng)督導檢查向全程監(jiān)管、動態(tài)監(jiān)管、隱性監(jiān)管跨越，支撐線上線下監(jiān)管有機融合，暢通溝通渠道，推動業(yè)務協(xié)同和多方共治，實現(xiàn)公正、精準、動態(tài)、社會化監(jiān)管。通過建立信息抓取、多維度分析、智能評價模型，可開展涵蓋科研、生產、經營等種業(yè)全鏈條的智能數(shù)據(jù)挖掘和分析，用數(shù)據(jù)客觀總結歷史規(guī)律、全面反映現(xiàn)狀、科學分析趨勢，服務農產品質量安全監(jiān)管事前有預測、事中有控制，事后快速處置，逐步實現(xiàn)“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”。

2.3 服務產銷順暢對接，推進農產品產銷對接品牌化、優(yōu)質化

無線射頻識別(RFID)、電子標簽溯源技術等技術發(fā)展，可推動解決部分生鮮農產品難標識的實際問題，促進農產品標識方式革新，引導生產經營主體對上市銷售的農產品加施質量認證、質量追溯、商標品牌等標識數(shù)據(jù)，提供優(yōu)質農產品展示平臺，促進農產品良好生產過程信息展示，提升農產品品牌效益[22]。同時，數(shù)字技術可為農產品生產者提供生產、市場等各方面數(shù)據(jù)的疊加匯聚和關聯(lián)分析，向消費者提供生產、加工、流通等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息，幫助小農戶對接大市場，滿足消費者對農產品質量安全信息的查詢需求，解決信息不對稱問題，促進農產品優(yōu)質優(yōu)價。

3 數(shù)字農業(yè)技術在農產品質量安全智慧監(jiān)管應用中面臨的問題

3.1 基礎數(shù)據(jù)收集能力層次不齊

數(shù)據(jù)資源是數(shù)字農業(yè)發(fā)展的根本保證[23]，數(shù)字農業(yè)效能的發(fā)揮，需要大量數(shù)據(jù)的積累，從而為進一步的運算和決策提供支撐。數(shù)字農業(yè)發(fā)展必然伴隨數(shù)據(jù)信息量的幾何升級和數(shù)據(jù)信息處理的多元化、復雜化，在信息技術不斷發(fā)展的大背景下，數(shù)據(jù)處理的技術問題將不斷被破解，基礎數(shù)據(jù)的獲取將成為制約信息化發(fā)展的瓶頸。農產品生產經營者素質層次不齊，有的企業(yè)主動率先應用信息技術開展智能管控，但也有生產經營者自身生產檔案管理尚不規(guī)范，多源的流通渠道大大增加了全程管控的難度和復雜性[24]，怎樣有效引導廣大生產經營者有效采集基礎數(shù)據(jù)，是當前需研究解決的實際問題，比如如何推動生產經營者持續(xù)動態(tài)采集數(shù)據(jù)、如何實現(xiàn)各類生產經營者大量數(shù)據(jù)資源的智慧融合應用都是需要研究破解的問題。

3.2 創(chuàng)新技術研發(fā)有待增強

與第二、第三產業(yè)的數(shù)字化進程相比，農業(yè)農村的數(shù)字化轉化程度稍顯滯后[25]。農產品質量安全監(jiān)管的鏈條長，涉及主體多，如何實現(xiàn)對各類信息的準確采集、有效整合、深度分析，確保數(shù)據(jù)的時效性、精確度、安全性和整體效能發(fā)揮，需要不斷深化研究。在針對不同生產區(qū)域全產業(yè)鏈質量安全管控數(shù)字化轉型、高品質農產品農事操作決策控制模型和感知設備研發(fā)方面，需要圍繞多樣性、易用性、價格低上進一步縱深推進。

3.3 應用服務有待跟進

各類應用是數(shù)字農業(yè)真正發(fā)揮效能的重要基礎，配套成熟的技術和數(shù)據(jù)資源形成實際效益是推動智慧監(jiān)管落實落地的基礎保障?，F(xiàn)階段，農產品質量安全數(shù)字應用開發(fā)與推廣處在起步階段，應用開發(fā)不夠豐富，應用的功能集成性水平有待提升，效率、效果和效益與工業(yè)和服務業(yè)數(shù)字化轉型相比存在一定差距，如何結合產業(yè)發(fā)展需求和農產品質量安全實際情況，及時提取有用信息分類為農產品綠色生產、放心消費和科學管理帶來實際效益還需要拓展豐富，在打造內容豐富、模式多樣、載體多元的信息服務產品方面需要進一步探索。同時，基層農產品質量安全智慧監(jiān)管培訓服務也有待跟進。

4 現(xiàn)階段數(shù)字農業(yè)技術助推農產品質量安全智慧監(jiān)管的舉措建議

4.1 統(tǒng)籌主體登錄，突出重點逐步推進

結合農產品質量追溯、信用體系建設等工作開展，統(tǒng)籌規(guī)范農產品生產經營主體登錄注冊管理，將農產品生產企業(yè)、農民專業(yè)合作社、家庭農場及農戶逐步納入主體登錄范疇，統(tǒng)一主體編碼，明確主體登錄需提供的生產者名稱、地址等信息采集基本要素，建全農產品生產經營主體大數(shù)據(jù)。以統(tǒng)一主體登錄碼為基礎，完善部門信息共享頂層設計，推動農產品質量安全產地監(jiān)控、監(jiān)督抽查、日常檢查、培訓指導、試點示范、認證登記、執(zhí)法處置等各類數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。研究出臺數(shù)據(jù)共享開放政策和管理規(guī)范，避免重復建設和數(shù)據(jù)資源浪費，為數(shù)據(jù)互通共享和深度挖掘應用提供基礎支撐。同時，鼓勵各地以統(tǒng)一的主體登錄碼為基礎，探索延伸網格化監(jiān)管體系，推進質量安全監(jiān)管“人、事、時、地、物”互聯(lián)，為風險預警、鄉(xiāng)村治理等決策提供支持服務，促進管理服務線上線下融合。

在推進步驟上，可聚焦重點，當前可抓好農產品質量追溯和投入品信息化管理2 項重點，一方面加快國家農產品質量安全追溯管理信息平臺推廣應用，促進農產品來源可查、去向可追，另一方面，積極構建完善農業(yè)投入品數(shù)據(jù)采集機制，匯集投入品監(jiān)督檢查、田間施用等數(shù)據(jù)，加強投入品監(jiān)督檢查信息和購買信息比對分析，通過線上監(jiān)控數(shù)據(jù)指導線下基地巡查，支撐服務農產品質量安全源頭治理。在此基礎上，逐步按照全鏈條、全要素、全領域的要求，統(tǒng)籌推進農產品質量安全數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)應用。

4.2 強化技術支撐，深化智慧監(jiān)管技術研究

緊密圍繞農產品質量安全監(jiān)管業(yè)務實際需求，研究開發(fā)適用農產品生產經營主體和基層監(jiān)管機構使用的數(shù)據(jù)采集技術，研究提升數(shù)據(jù)安全設施裝備水平，加強數(shù)字農業(yè)資源庫安全防護。有效集成現(xiàn)有先進裝備、質量管控成熟技術和標準規(guī)范，以重要農產品質量安全全程控制為主線，集成研發(fā)不同種類農產品質量安全全程控制專有模型，支撐高品質農產品生產全要素、全過程的數(shù)字化、智能化管理。研發(fā)農產品質量安全快速分析檢測與冷鏈物流技術，推進農產品無損檢測、品質評價、自動化分級包裝、智能品質控制等應用。聚焦農業(yè)標準化生產和全程質量控制，開展農產品質量安全大數(shù)據(jù)分析、挖掘和可視化等技術研究，集成農產品質量安全業(yè)務知識、數(shù)學方法及數(shù)據(jù)庫技術等知識方法，建立服務農產品質量安全管理的信息抓取、多維度分析、智能評價模型，促進數(shù)據(jù)互通共享和業(yè)務協(xié)作協(xié)同。

4.3 分類指導服務，推進生產經營者積極參與

指導服務一批信息管理基礎條件好的規(guī)?；a經營主體建立智慧監(jiān)管示范基地，建設應用產地環(huán)境控制、水肥藥精準施用、品質智能分級等、產品標識與溯源等技術，實現(xiàn)對農產品生產的產前預警、產中管理、產后綜合分析、基礎信息檔案管理、承諾達標合格證生成與打印等功能，尤其是大中型農業(yè)企業(yè)應提高自身數(shù)字化能力，將大數(shù)據(jù)運用到生產、經營、管理和服務等環(huán)節(jié)，形成持續(xù)創(chuàng)新的升級態(tài)勢和自身長期競爭優(yōu)勢。在此基礎上，加強對普通農產品生產經營主體的信息化服務水平，積極為其提供在線技術咨詢、農事操作提醒、優(yōu)質產品展示、產銷對接、數(shù)據(jù)查詢分析、操作培訓等公共服務，推進落實標準化生產，促進優(yōu)質產品產銷對接。同時，積極開展面向基層的智慧監(jiān)管培訓服務，結合農產品質量安全縣創(chuàng)建等工作，選取監(jiān)管工作基礎好、具備信息化條件的區(qū)域率先推進，在產品品種上，以質量安全關注度高的品種重點突破，開展3S、智能感知、智能控制等技術及軟硬件產品的集成應用指導，探索形成可推廣、可復制的農產品質量安全數(shù)字治理新模式。