農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化提升糧食安全的機理及經(jīng)濟效果

李啟平,李晏新聞

(1.常州大學 商學院; 2.常州信息職業(yè)技術(shù)學院 軟件和大數(shù)據(jù)學院,江蘇 常州 213164)

引言

農(nóng)業(yè)穩(wěn)而天下定。黨和政府高度重視糧食安全,中央一號文件連續(xù)22年聚焦農(nóng)業(yè)。習近平同志多次指出,糧食安全是國家安全的重要基礎保障,糧食和重要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)定安全供給始終是建設農(nóng)業(yè)強國的頭等大事,要依靠科技和改革雙輪驅(qū)動加快建設農(nóng)業(yè)強國。新時代中國糧食安全內(nèi)涵得到拓展,從單一的數(shù)量安全延伸到數(shù)量質(zhì)量生態(tài)三位一體的體系安全,形成新的糧食安全觀。穩(wěn)定的耕地面積和土地質(zhì)量是糧食安全的物質(zhì)基礎。但嚴酷的現(xiàn)實給糧食安全帶來了挑戰(zhàn)[1],具體表現(xiàn)在:首先,非農(nóng)用地持續(xù)擴張,土地肥力不斷流失,退耕還林、退耕還草在保護生態(tài)環(huán)境的同時也使得耕地面積有不斷減少的趨勢,造成糧食賴以必需的土地紅線壓力增大。其次,農(nóng)村勞動力老齡化和大量的小農(nóng)經(jīng)營結(jié)構(gòu)存在造成農(nóng)業(yè)機械化效率低、成本高[2]。為提高農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對農(nóng)業(yè)裝備數(shù)字化和智能化提出了迫切要求。黨和政府準確把握農(nóng)業(yè)現(xiàn)實,在《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018-2022年)》中提出“牢牢把握糧食安全主動權(quán),推進農(nóng)業(yè)裝備轉(zhuǎn)型升級”戰(zhàn)略,積極促進農(nóng)業(yè)裝備數(shù)字化和智能化。

當前,農(nóng)業(yè)裝備面臨著化學農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)變革、全球糧食安全和氣候變化的機遇和挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)進入以數(shù)智化引領(lǐng)變革的發(fā)展階段,在土壤信息快速采集、作物信息快速獲取和植物生長養(yǎng)分變量施用等關(guān)鍵技術(shù)方面取得了應用突破。這些技術(shù)進步為農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化提供了技術(shù)支持,特別是在網(wǎng)絡差分、多源信息融合、協(xié)同導航作業(yè)、視覺識別以及工況檢測與智能控制等方面關(guān)鍵技術(shù)取得的成就,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中人機協(xié)同提供了現(xiàn)實條件[3]。傳統(tǒng)的“土地+機械”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)范式雖然提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率,將農(nóng)村剩余勞動力轉(zhuǎn)移到非農(nóng)部門,但糧食安全仍然沒有擺脫對土地資源和氣候條件的依賴。農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化可以將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的勞動對象、勞動資料和勞動者進行有機組合,主動應對土地肥力狀況和氣候條件,做出最佳決策,最大限度地維護糧食安全,為數(shù)量質(zhì)量生態(tài)三位一體的糧食安全體系提供技術(shù)保障。因而,其中的作用機理值得深入探討,產(chǎn)生的經(jīng)濟效果值得深入分析。

一、農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化和糧食安全政策的嬗變

政策嬗變降低了技術(shù)進步的制度成本。信息技術(shù)進步和數(shù)字革命成為農(nóng)業(yè)裝備機械化內(nèi)涵拓展的動能,農(nóng)業(yè)裝備大型化、多功能化為智能化創(chuàng)造了條件[4]。我國農(nóng)業(yè)裝備經(jīng)歷了重點領(lǐng)域機械化、全過程機械化到智能化的演變,國家糧食安全觀在這一進程中不斷得到完善,其內(nèi)容不斷得到拓展。糧食安全從數(shù)量安全到數(shù)量質(zhì)量安全,再到數(shù)量-質(zhì)量-生態(tài)安全三位一體轉(zhuǎn)變。這兩次轉(zhuǎn)變都是在國家政策引領(lǐng)下,順應經(jīng)濟社會發(fā)展而轉(zhuǎn)變,也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的應有之義。為了促進中國農(nóng)業(yè)裝備轉(zhuǎn)型升級,保障國家糧食安全,國家的農(nóng)業(yè)政策不斷進行修正和完善(見表1),調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素之比,不斷降低石化要素比例,增加數(shù)字要素和信息要素的比例,走出了具有中國特色的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化之路。具體路徑可以概括為以下三個方面:

表1 國家推動農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化政策演變路徑

(一)提高農(nóng)業(yè)裝備作業(yè)能力,保證糧食數(shù)量安全

為了糧食安全,在穩(wěn)定糧食種植規(guī)模的前提下,農(nóng)業(yè)機械化歷來受到黨和政府的高度重視,加強農(nóng)業(yè)裝備研發(fā)和農(nóng)機購買補貼,大規(guī)模推廣和使用農(nóng)機。農(nóng)業(yè)機械化一方面緩解了農(nóng)村年輕勞動力不足的困境,其次重組農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素,增加產(chǎn)出。2020年全國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展統(tǒng)計公報顯示,全國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達到71.25%。農(nóng)戶通過引進農(nóng)業(yè)機械、規(guī)模化經(jīng)營來提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。進入新時代,黨和政府更加重視農(nóng)業(yè)優(yōu)先發(fā)展。2013年2月國家發(fā)改委發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄(2011年修訂)》,鼓勵100馬力以上大拖拉機的生產(chǎn),對關(guān)鍵零部件組織攻關(guān),克服供應鏈卡脖子問題。2015年2月,中共中央、國務院發(fā)布《關(guān)于加大改革創(chuàng)新力度加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設的若干意見》時指出,在環(huán)境資源硬約束條件下,為了保障糧食安全,必須在農(nóng)機裝備領(lǐng)域取得突破。2015年5月國務院發(fā)布《中國制造2025》,提出農(nóng)機裝備要重點發(fā)展,大宗糧食和戰(zhàn)略性經(jīng)濟作物育種、耕種、管理、收割、運輸?shù)戎饕a(chǎn)過程使用先進農(nóng)機裝備,到2020年,國產(chǎn)農(nóng)機市場占有率90%以上,200馬力以上大型拖拉機和采棉機等高端產(chǎn)品市場占有率達到30%。在政府引導、企業(yè)參與、市場運作的協(xié)同下,到2022年底,全國農(nóng)業(yè)機械化水平穩(wěn)步提高,農(nóng)作物耕種收機械化率超過72%,其中小麥耕種收綜合機械化率達到97%以上,基本實現(xiàn)全程機械化(《2023中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展趨勢報告》)。從2013年起,中國糧食總產(chǎn)量長期穩(wěn)定在60 000萬噸以上(見表2),農(nóng)業(yè)機械化為糧食數(shù)量安全提供了物質(zhì)技術(shù)支撐,實現(xiàn)了將糧食安全牢牢抓在自己手里的夢想。

表2 糧食產(chǎn)出、投入和就業(yè)情況

(二)拓展農(nóng)業(yè)裝備機械化使用范圍,保障糧食數(shù)量質(zhì)量安全

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程機械化、全區(qū)域機械化一直是農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的目標,是糧食安全的科技支撐。2013年國家發(fā)改委在《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄(2011年修訂)》中提出標準化農(nóng)田改造,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模機械化操作提供了基本條件。2018年9月發(fā)布的《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018-2022)》提出要牢牢把握國家糧食安全主動權(quán),加快推進主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機械化。2018年12月,國務院《關(guān)于加快推進農(nóng)業(yè)機械化和農(nóng)機裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的指導意見》提出,力爭到2025年,農(nóng)機裝備品類基本齊全,產(chǎn)品質(zhì)量可靠性達到國際先進水平,著力推進主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機械化。面對丘陵、山區(qū)等復雜地形地貌的不利因素,農(nóng)業(yè)裝備小型化、個性化勢在必行,黨和政府不斷出臺相關(guān)政策予以支持。2019年1月發(fā)改委在《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄(2019年修訂)》提出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化改造和智慧農(nóng)業(yè)工程兩項任務,促進農(nóng)作物移栽機械化和農(nóng)業(yè)收割機械化;2021年3月,全國人大通過的《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達到75%;2023年中共中央、國務院《關(guān)于做好2023年全面推進鄉(xiāng)村振興重點工作的意見》提出加快糧食烘干、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地冷藏、冷鏈物流設施建設,加快先進農(nóng)機研發(fā)推廣,加緊研發(fā)大型智能農(nóng)機設備、丘陵山區(qū)適用性小型機械和園藝機械。這一系列政策實現(xiàn)了大型農(nóng)業(yè)裝備和小型農(nóng)業(yè)裝備相結(jié)合,生產(chǎn)到銷售全流程機械化操作,拓展了農(nóng)業(yè)裝備使用的廣度和深度,進一步夯實土地生產(chǎn)能力,提高了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。

(三)提高農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化水平,保障糧食數(shù)量質(zhì)量生態(tài)安全

隨著新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的到來,提高農(nóng)業(yè)機械化水平,為糧食安全培育潛在生產(chǎn)力成為可能,而農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化是農(nóng)業(yè)裝備機械化的拓展和升華。2013年,國家發(fā)改委在《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄(2011年修訂)》中提出加強數(shù)字(信息)農(nóng)業(yè)技術(shù)的開發(fā)和運用,為農(nóng)業(yè)機械化進步提供路徑支持。《中國制造2025》提出提高農(nóng)業(yè)裝備信息收集、智能決策和精準作業(yè)能力。2016年《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出推動信息技術(shù)和智能裝備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的應用,確保國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。2019年《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出“推動農(nóng)業(yè)裝備智能化”戰(zhàn)略,要求促進新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)裝備制造業(yè)結(jié)合,研制推廣農(nóng)業(yè)智能裝備;鼓勵農(nóng)機裝備行業(yè)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),提升農(nóng)業(yè)裝備智能化水平;推動信息化與農(nóng)業(yè)裝備、農(nóng)機作業(yè)服務和農(nóng)機管理融合應用。數(shù)智化農(nóng)業(yè)裝備是在利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的基礎上,融合自主感知、智能決策、精準控制等技術(shù),配合農(nóng)業(yè)信息基礎設施建設開展信息服務,促進農(nóng)業(yè)資源合理配置,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。2021年12月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《“十四五”全國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展規(guī)劃》指出,信息化、智能化、數(shù)字化技術(shù)加快普及應用,為農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化發(fā)展注入持久的動力。農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化可以推動糧食機械化生產(chǎn)環(huán)節(jié)減損提質(zhì),降低單位面積肥料和農(nóng)藥的使用數(shù)量,提高肥料和農(nóng)藥的使用效率(見表2),提升生態(tài)價值[5]。糧食生產(chǎn)數(shù)智化和耕地保護相得益彰,推動糧食數(shù)量-質(zhì)量-生態(tài)三位一體的安全體系實現(xiàn)。

二、農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化促進糧食安全的機理

根據(jù)柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)Y=ALαKβ,農(nóng)業(yè)產(chǎn)出(Y)的多少取決于生產(chǎn)條件和技術(shù)水平A、投入的勞動L和資本K。在一定的生產(chǎn)條件下,勞動和資本具有替代性,從而影響到勞動和資本的投入份額。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件包括農(nóng)地數(shù)量、從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)營管理水平、勞動者素質(zhì)、農(nóng)村基礎設施水平等。根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗,農(nóng)業(yè)機械化水平提升可以減少勞動投入量,將農(nóng)村剩余勞動力轉(zhuǎn)移出來,進入非農(nóng)部門。盡管直接從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人數(shù)減少了,土地也沒有增加,但糧食產(chǎn)量沒有減少,農(nóng)業(yè)機械化為國家糧食安全提供了堅實基礎。

(一)勞動節(jié)約型技術(shù)進步促進糧食安全

圖1是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)進步路線圖,在既有的生產(chǎn)環(huán)境下,通過加大資本投入,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化程度,保證在農(nóng)業(yè)勞動投入不斷減少的情況下,維持產(chǎn)出不變。從圖1可以看出,曲線Y是一條等產(chǎn)量曲線,由于技術(shù)進步,等產(chǎn)量曲線從A點移到B點,投入的勞動從A1到B1,勞動投入減少量ΔL=A1-B1,但資本投入從A2到B2,資本投入增加ΔK=B2-A2。在生物技術(shù)欠發(fā)達的背景下,主要依靠農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝備率,以確保糧食數(shù)量安全,保證糧食數(shù)量滿足社會需要成為首要目標。

圖1 勞動節(jié)約型技術(shù)進步產(chǎn)量曲線

(二)中性技術(shù)進步促進糧食安全

圖2是中性技術(shù)進步條件下等產(chǎn)量曲線圖。分子生物學技術(shù)進步為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)提供了內(nèi)在支撐。如雜交水稻的研制成功,是一種中性技術(shù)進步。在農(nóng)業(yè)裝備水平、農(nóng)業(yè)組織形式等生產(chǎn)條件不變的情況下,化肥、農(nóng)藥等投入增加,則要求勞動投入相應地增加。資本增加量ΔK=G2-H2,投入勞動增加量ΔL=G1-H1,由于產(chǎn)出是資本和勞動的生產(chǎn)函數(shù),隨著投入增加,相應的產(chǎn)出也增加,即從產(chǎn)出Y1提升到Y(jié)2,保證社會需求的增長。這種技術(shù)進步也是糧食產(chǎn)量優(yōu)先,由于化肥和農(nóng)藥使用量的增加,給生態(tài)環(huán)境安全帶來不利影響。

圖2 中性技術(shù)進步等產(chǎn)量曲線

(三)土地投入增加和勞動節(jié)約型技術(shù)進步共同促進糧食安全

圖3是土地投入增加和勞動節(jié)約型技術(shù)進步等產(chǎn)量曲線。土地是糧食產(chǎn)出最基本的生產(chǎn)要素,在國土面積一定的條件下,隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的進步和經(jīng)濟社會發(fā)展,農(nóng)業(yè)用地數(shù)量也會發(fā)生改變。一種是農(nóng)用地絕對數(shù)增加。如鹽堿地轉(zhuǎn)變?yōu)楦?。二是農(nóng)用地相對增加。如將平面種植轉(zhuǎn)換成立體種植,改年度內(nèi)一次種植為多次種植。投入的農(nóng)用土地無論是相對增加還是絕對增加,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的勞動投入相應地也要增加。但在農(nóng)業(yè)機械化水平既定的條件下,機器可以替代勞動力,減少對體力勞動的需求,增加對腦力勞動的需求。由于農(nóng)業(yè)機械化進程具有滯后性,土地投入的增加對勞動的需求量大于機器替代勞動的減少量?？傮w上勞動投入增加量ΔL=E1-F1。與圖1相比,總的勞動投入減少的數(shù)量較少,相應的增加了就業(yè)機會,同時農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量從Y1增加到Y(jié)2,保證了糧食安全,為新的糧食安全觀奠定了良好基礎。

圖3 土地投入增加和勞動節(jié)約型技術(shù)進步等產(chǎn)量曲線

(四)綜合性技術(shù)進步促進糧食安全

圖4是綜合性技術(shù)進步等產(chǎn)量曲線圖。綜合性的技術(shù)進步體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)裝備的數(shù)智化[6],是一種內(nèi)生性技術(shù)進步[7]。它使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入、組織形式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)等發(fā)生質(zhì)變,促進農(nóng)村一二三產(chǎn)業(yè)的有機融合。綜合性技術(shù)進步既影響資本投入的數(shù)量和質(zhì)量,也影響勞動投入的數(shù)量和質(zhì)量。傳統(tǒng)生產(chǎn)要素和新的生產(chǎn)要素(信息、數(shù)據(jù)等)相結(jié)合,讓農(nóng)業(yè)裝備自主感知農(nóng)作物生態(tài)信息、農(nóng)地營養(yǎng)成分信息、氣候變化等信息,對相關(guān)信息進行數(shù)字化采集、儲存、分類、加工和處理,進行自主控制和可視化分析,對肥料、農(nóng)藥、水分的消耗做到精準化,減少無效投入和污染,既擴大農(nóng)業(yè)用地規(guī)模,也提高了農(nóng)業(yè)機械化效率。

圖4 綜合性技術(shù)進步等產(chǎn)量曲線

與圖2相比,綜合性技術(shù)進步提升農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化水平,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的人機協(xié)同,代替以前的人機配合,降低對體力勞動、重復勞動等低技能勞動的依賴,增加對高技能勞動的需求,提高了就業(yè)質(zhì)量。增加的勞動投入ΔL=C1-D1,即在保持資本投入增加的情況下保持高技能勞動投入的增加。由于投入數(shù)據(jù)、信息等新生產(chǎn)要素的邊際成本幾乎為零,可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)規(guī)模收益增長,將糧食產(chǎn)量從Y1提升到Y(jié)2。同時,通過生產(chǎn)過程的智能化和數(shù)字化,降低化肥和農(nóng)藥的消耗量,減輕化肥和農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的破壞,在確保糧食數(shù)量安全的前提下,實現(xiàn)糧食品質(zhì)安全、生態(tài)環(huán)境安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)安全。

三、農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化促進糧食安全的經(jīng)濟后果

農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化在促進國家糧食安全的同時產(chǎn)生了溢出效應。一是農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化提高了土地的產(chǎn)出韌性,拓展了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時空范圍,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。二是農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化加強了農(nóng)業(yè)的根基作用,加快一二三產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展。三是農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化可以有針對性地改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),滿足國內(nèi)對農(nóng)產(chǎn)品消費的轉(zhuǎn)型和升級。四是農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化以農(nóng)業(yè)為基礎創(chuàng)造新業(yè)態(tài),吸納勞動力轉(zhuǎn)移就業(yè)。

(一)拓展了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時空范圍,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率

農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有自主可控的特征,可以根據(jù)分子生物學特征和氣候環(huán)境的變化對植物的生長進行控制和管理,也可以根據(jù)自然環(huán)境屬性(土壤屬性、水質(zhì)屬性等)匹配植物種植。通過數(shù)據(jù)分析自動調(diào)節(jié)肥料、養(yǎng)料的輸入和農(nóng)藥的使用,消除過去憑經(jīng)驗使用化肥和農(nóng)藥的弊端,提高化肥、農(nóng)藥的使用效率,降低單位面積消耗量。利用光控設施給植物照明,縮短生物生長時間。利用鹽堿地種植莊稼,增加了糧食種植面積。目前我國鹽堿地面積將近15億畝,針對不同類型鹽堿地進行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),圍繞“優(yōu)種適土、改土利種”兩個維度,提高農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化水平,擴大鹽堿地糧食播種面積。截止2022年底,我國耐鹽堿水稻種植面積已突破100萬畝?？傮w來說,農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化既可在土地面積和時長不變的情況下,生產(chǎn)更多的糧食,又可以拓展耕地面積,增加糧食生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化讓投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的勞動、機械、土地、數(shù)據(jù)、信息等要素深度協(xié)同,消除農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外部環(huán)境的不利影響,形成規(guī)模經(jīng)濟效應[8],實現(xiàn)投入產(chǎn)出最大化,提高了全要素生產(chǎn)率,從而保障糧食安全。

(二)加速一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

農(nóng)業(yè)是一二三產(chǎn)業(yè)融合的根基。農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化可以促進各類生產(chǎn)要素流向農(nóng)業(yè),在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的基礎上優(yōu)化各生產(chǎn)要素的配置,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模收益和第一產(chǎn)業(yè)為基礎的產(chǎn)業(yè)融合[9]。產(chǎn)業(yè)融合主要體現(xiàn)在:第一,農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程專業(yè)化,將整個生產(chǎn)過程分為專業(yè)化育種、專業(yè)化種植、專業(yè)化養(yǎng)護、專業(yè)化收割、專業(yè)化運輸、專業(yè)化加工、專業(yè)化銷售等環(huán)節(jié),像工業(yè)一樣變成一個組裝產(chǎn)業(yè)。第二,農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化促進以農(nóng)業(yè)為基礎的新業(yè)態(tài)發(fā)展。農(nóng)作物生長信息數(shù)據(jù)分析、土壤肥力數(shù)據(jù)分析、農(nóng)作物生長氣候條件分析,這些專業(yè)化的服務反過來推動糧食生產(chǎn)的精準化和效率化。第三,農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化促進城鄉(xiāng)要素相互流動。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投資回收期長,不確定因素多,風險相對其他行業(yè)要大,很難吸引到優(yōu)質(zhì)要素。農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風險,吸引城市資金、技術(shù)、人才到農(nóng)村,讓城鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)高度融合。第四,農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化促進農(nóng)業(yè)多功能實現(xiàn)。隨著中國社會從站起來、富起來到強起來的轉(zhuǎn)變,農(nóng)業(yè)的社會功能和生態(tài)功能日益受到重視,以此為基礎誕生的新業(yè)態(tài)日益增多[10]。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計,2015年全國休閑農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村旅游接待游客超過22億人次,營業(yè)收入超過4 400億元。2018年全國接待游客超過30億人次,營業(yè)收入超過8 000億元,營業(yè)收入4年復合增長率為16.12%。

(三)有效滿足國內(nèi)對農(nóng)產(chǎn)品消費的轉(zhuǎn)型和升級

農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化保證糧食安全,其中生態(tài)安全成為農(nóng)產(chǎn)品消費轉(zhuǎn)型升級的核心要素。一是保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原汁原味特色,適當改善、促進農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的提高。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn)相比,顯著的區(qū)別在于地理標志特色。帶有地理標志的農(nóng)產(chǎn)品不僅與當?shù)氐淖匀灰蛩孛芮邢嚓P(guān),也與當?shù)氐娜宋囊蛩孛懿豢煞?具有濃郁的地域特色。標注地理標志的農(nóng)產(chǎn)品受到法律保護,在產(chǎn)品市場上具有顯著的區(qū)分度,可以引導農(nóng)產(chǎn)品消費升級。二是保護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多功能屬性。相比城市,農(nóng)村最大的優(yōu)勢在于生態(tài)優(yōu)勢和宜居環(huán)境優(yōu)勢。農(nóng)業(yè)除了為工業(yè)提供原材料,為全社會提供農(nóng)產(chǎn)品,還可以提供生態(tài)產(chǎn)品。隨著人民生活水平的提高,農(nóng)村生態(tài)產(chǎn)品越來越受到消費者的青睞。農(nóng)村自然景觀受到自然條件的影響,其原生態(tài)屬性尤其受到富起來的中國人民的喜愛。以農(nóng)村景觀直播的線上消費和農(nóng)事體驗、鄉(xiāng)村旅游為代表的線下消費拓展了農(nóng)產(chǎn)品消費的外延和內(nèi)涵?！吨袊r(nóng)產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展狀況與消費者行為調(diào)研數(shù)據(jù)》顯示,2017年農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡零售額為1 723億元,2022年攀升至5 293億元,5年復合增長率為25.17%。當前,農(nóng)耕文化傳承和保護、農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游、農(nóng)業(yè)景觀直播、農(nóng)業(yè)品牌營銷等產(chǎn)業(yè)大量興起,實現(xiàn)了從物質(zhì)消費到精神消費、心里消費的轉(zhuǎn)型升級。

(四)創(chuàng)造新業(yè)態(tài)吸收農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移就業(yè)

第七次全國人口普查數(shù)據(jù)顯示,2020年全國城鎮(zhèn)化率達到63.89%,鄉(xiāng)村人口為50 979萬人。2022年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報顯示鄉(xiāng)村人口49 104萬人。這說明鄉(xiāng)村勞動力數(shù)量依然龐大,農(nóng)村勞動力就業(yè)依然是中國政府的優(yōu)先事項。在城市吸納勞動力就業(yè)非常緩慢的殘酷事實面前,農(nóng)業(yè)新業(yè)態(tài)就成為農(nóng)村勞動力非農(nóng)就業(yè)的主戰(zhàn)場。農(nóng)村剩余勞動力遷移領(lǐng)域一般是從農(nóng)業(yè)到工業(yè)、服務業(yè),也就是從農(nóng)業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到非農(nóng)領(lǐng)域就業(yè),遷移地點是從鄉(xiāng)村到城市。農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化可以大幅度降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中體力勞動的消耗,對勞動力的體力和年齡的要求降低,有利于多功能農(nóng)業(yè)發(fā)展,引起農(nóng)業(yè)形態(tài)的改變。數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、景觀農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)等新型農(nóng)業(yè)大量涌現(xiàn),對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程進行分割和重組,促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化和分工。除了傳統(tǒng)的運輸服務、租賃服務、農(nóng)產(chǎn)品收割等就業(yè)崗位外,與農(nóng)業(yè)相關(guān)的信息服務、數(shù)據(jù)分析、景觀直播、農(nóng)業(yè)保險、農(nóng)業(yè)會展、品牌營銷等新就業(yè)形態(tài)被大量創(chuàng)造出來。這不僅可以緩解農(nóng)村年輕勞動力就業(yè)難的問題,也可以適當解決年長勞動力就業(yè)難的問題。在鄉(xiāng)村圍繞直播衍生的內(nèi)容創(chuàng)作生態(tài)和電商生態(tài),帶動生態(tài)鏈上下游產(chǎn)業(yè)人員就業(yè)。在短視頻快手平臺,每天有數(shù)十萬名電商活躍在田間地頭,新型農(nóng)業(yè)盤活了農(nóng)村沉睡已久的各種資源。這種資源要素與新的生產(chǎn)要素相結(jié)合,可以釋放無窮的力量,改變以往農(nóng)村的就業(yè)模式。農(nóng)忙時回鄉(xiāng)務農(nóng)、農(nóng)閑時外出就業(yè)的就業(yè)形式逐步減少,新業(yè)態(tài)成為農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移就業(yè)的主渠道。

四、促進農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化保障糧食安全的對策

農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中嵌入信息和數(shù)字資源,重組生產(chǎn)要素配置,實現(xiàn)生產(chǎn)過程人機協(xié)同,通過自主感知、自適應環(huán)境,削減農(nóng)藥和化肥的投入,修復和保護生態(tài)環(huán)境,維護農(nóng)業(yè)多功能屬性,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,保障國家糧食安全。同時,促進一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,有效滿足國內(nèi)對農(nóng)產(chǎn)品消費的轉(zhuǎn)型和升級,創(chuàng)造新業(yè)態(tài)吸收農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移就業(yè)。高素質(zhì)勞動力是農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化的核心,完善的農(nóng)業(yè)基礎設施是農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化的基礎,產(chǎn)學研結(jié)合是農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化的保障,三者構(gòu)成農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化保障糧食安全的有機體系?；诖?提出如下三方面建議:

(一)建立高素質(zhì)勞動力培訓體系,為糧食安全提供人力資本基礎

農(nóng)村勞動力老齡化給糧食安全帶來隱患,低技能勞動者難以適應新型農(nóng)業(yè)職業(yè)需求。農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的場景,引起農(nóng)業(yè)組織變革、生產(chǎn)流程變革和商業(yè)模式變革[11],在具體實踐中,需要高素質(zhì)的人力資本支撐。近年來,隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化工作的推進,農(nóng)業(yè)科技支撐作用進一步強化,依據(jù)中國情境成長起來的數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、景觀農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)等新型農(nóng)業(yè)成為中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的現(xiàn)實選擇。促進新型農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)裝備數(shù)字智能化是提升生產(chǎn)效率的核心因素。隨著數(shù)智化農(nóng)業(yè)裝備逐步投入市場,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)裝備將逐步被取代,農(nóng)業(yè)將迎來數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。為適用新型農(nóng)業(yè)對高素質(zhì)勞動力的需求,政府應該加大扶持和資金投入,加強宣傳力度,提高農(nóng)民對農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化的認識。強化農(nóng)民數(shù)字素養(yǎng)與技能的培訓,培養(yǎng)新型農(nóng)民,促進人機協(xié)同,為糧食安全提供人力資本基礎。

(二)完善農(nóng)村基礎設施建設,夯實糧食安全物質(zhì)基礎

充分發(fā)揮數(shù)智化農(nóng)業(yè)裝備的效能,是智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)等新型農(nóng)業(yè)順利發(fā)展的必要條件。農(nóng)業(yè)裝備是新型農(nóng)業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎。新型農(nóng)業(yè)深度融合了信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)[12],其發(fā)展有賴于良好的基礎設施建設和運行。完善的基礎設施是保證數(shù)據(jù)傳遞無梗阻、信息交流無障礙的物質(zhì)條件。但目前無論是傳統(tǒng)基礎設施還是新一代基礎設施,在城鄉(xiāng)之間以及鄉(xiāng)村內(nèi)部之間均存在不平衡、不充分現(xiàn)象,這為農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化的推廣和應用帶來嚴重困難。因此,政府要繼續(xù)加強高標準農(nóng)田、水利設施、物流設施、道路設施、儲存設施等傳統(tǒng)基礎設施建設,形成適度規(guī)模經(jīng)營的物質(zhì)條件;同時依據(jù)數(shù)智化要求加快5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代基礎設施建設[13],讓硬件基礎設施和軟件基礎設施有機結(jié)合起來,加快農(nóng)村數(shù)字中心建設,實現(xiàn)生產(chǎn)要素互聯(lián)互通,最大化數(shù)智化農(nóng)業(yè)裝備生產(chǎn)功效。

(三)構(gòu)建產(chǎn)學研合作平臺,擴大糧食安全技術(shù)基礎

中國國土面積位于世界前列,地形地貌復雜,對農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化要求存在差別。平原地區(qū)使用的大型數(shù)智化農(nóng)業(yè)裝備較多,而山地丘陵居多的地理條件制約了大型農(nóng)業(yè)裝備的使用,并且農(nóng)業(yè)機械化和數(shù)智化融合程度相對較低。除此之外,農(nóng)作物的種類和生產(chǎn)環(huán)節(jié)對農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化提出了不同要求,中國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和數(shù)字鄉(xiāng)村建設為農(nóng)業(yè)裝備設施提供了巨大的發(fā)展空間,因此農(nóng)業(yè)裝備數(shù)智化的便利途徑就是契合農(nóng)業(yè)需求。基于此,有必要構(gòu)建產(chǎn)學研結(jié)合平臺,鼓勵和引導理論工作者、工程師、農(nóng)民企業(yè)家等不同領(lǐng)域的人才投身到高端農(nóng)業(yè)智能機械領(lǐng)域的研發(fā)和制造,確保關(guān)鍵設備安全自主可控,保障產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈安全。利用國內(nèi)市場超大規(guī)模優(yōu)勢,降低數(shù)智化農(nóng)業(yè)裝備試錯成本,設計和制作多場景數(shù)智化農(nóng)業(yè)裝備,加快推廣數(shù)字化智能化農(nóng)業(yè)裝備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用,幫助更多農(nóng)業(yè)從業(yè)者提升生產(chǎn)效率;加大智慧農(nóng)業(yè)示范項目建設投入,打造不同區(qū)域和作物類型的產(chǎn)業(yè)示范基地,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力[14],落實“藏糧于地、藏糧于技”,為實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略保駕護航。