确保国家粮食安全是“三农”工作的首要任务,而单产提升是筑牢大国粮仓的关键路径。面对自然环境和耕地资源约束趋紧、全球农业科技竞争加剧的双重挑战,党中央明确提出把粮食增产重心转向大面积单产提升上的决策部署,智慧农业已成为发展农业新质生产力的重要着力点。在此背景下,农业农村部信息中心紧扣《“数据要素×”三年行动计划》部署,以“北斗+智慧农业”为突破口,在黑龙江、河南等6省市10个试点田块实施了“北斗+智慧农业”支撑玉米大豆大面积单产提升试点工作。项目通过北斗高精度导航与卫星遥感、智能农机等智慧农业技术的深度融合,促进数据要素的精准配置与技术要素的系统集成,构建精准化种植管理模式,实现玉米、大豆等粮油作物单产显著提升。其中9个玉米试点田块共计9815亩平均单产提升13.1%,1个大豆试点田块3.82万亩平均单产提升12.7%,试点效果超出预期,实现了当年提出、当年实施、当年见效,打造了“技术可落地、模式可推广、效益可持续”的智慧农业样板,为破解粮油单产“天花板”提供了数字化解决方案,也为“数据要素×现代农业”汇聚了磅礴动能。
一、实施背景
我国是人口大国和农业大国,粮食安全始终是关系国计民生的战略基石。然而,随着城镇化进程加快、耕地资源趋紧、极端气候频发等多重挑战叠加,传统农业模式已难以满足粮食稳产增产需求。数据显示,2023年我国玉米、大豆单产分别为435.5公斤和132.7公斤,仅为美国同期水平的58.7%和58.5%,单产差距显著。与此同时,国内粮食需求持续刚性增长,2023年玉米进口量达2700万吨,大豆进口量1亿吨左右,对外依存度居高不下。在此背景下,大面积单产提升成为破解粮食安全难题的核心战略选择。
政策层面上,习近平总书记提出“把粮食增产的重心放到大面积提高单产上”“要牢牢把握高质量发展这个首要任务,因地制宜发展新质生产力”等重要指示精神;党中央、国务院和中央一号文件以及农业农村部党组做出了一系列关于稳定发展粮食生产、加快建设智慧农业、推广北斗导航规模化应用、谋细抓实农业农村领域发展新质生产力的决策部署,2024年3月,国务院常务会议讨论通过《新一轮千亿斤粮食产能提升行动方案(2024—2030年)》,2024年10月,农业农村部印发《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见》(以下简称《指导意见》)、《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》(以下简称《行动计划》)分别提出了“推进主要作物种植精准化”“赋能主要作物大面积单产提升”的工作要求。
技术层面上,我国北斗卫星导航系统已实现全球组网,定位精度达厘米级;物联网、5G通信、大数据分析等技术日趋成熟,为农业精准化、智能化提供了基础支撑。国际上,发达国家通过“精准农业”技术已实现单产跨越式增长。例如,美国利用GPS导航播种和变量施肥技术,玉米单产大幅度提升;德国通过农业大数据平台整合全产业链数据,小麦单产提升效果明显。反观国内,尽管局部地区开展了智慧农业试点,但技术应用碎片化、推广模式单一等问题普遍存在,亟需形成系统化、可复制的解决方案。
基于此,农业农村部信息中心聚焦玉米、大豆等供需矛盾突出的粮油作物,联合北斗研究院、三大电信运营商及智慧农业龙头企业,于2024年启动“北斗+智慧农业”支撑玉米大豆等粮油作物大面积单产提升应用试点。项目以破解单产瓶颈为目标,通过技术集成、数据融通和机制创新,探索数字技术驱动的大面积单产提升路径,为保障国家粮食安全、缩小与国际先进水平差距提供实践样板。
二、实施目标
把解决十几亿人口的吃饭问题作为农业现代化的首要任务,在牢牢守住18亿亩耕地红线、保持粮食播种面积基本稳定的基础上,切实把粮食增产的重心放到大面积提高单产上,充分发挥新质生产力挖掘释放单产潜力的重要作用。通过试点,集成应用“北斗+智慧农业”技术,力争多数试点地块玉米、大豆等粮油作物大面积单产提升10%左右;在大力推进良田良种良法良机良制协同的同时,力争在“北斗+智慧农业”技术推广应用、形成新质生产力上实现新突破;农业信息化手段和农艺措施相融合,力争在发挥数据要素作用、提升全要素生产率、发展农业数字经济上开辟新途径;整合资源、发挥优势,政府引导、市场主体,力争在信息化推动大面积单产提升机制上建立新生态。
三、建设内容
在试点品种上,立足保障国家粮食安全,着眼挖掘单产潜力,坚持需求导向,以玉米大豆为主攻方向,同时在适宜地区探索智慧化生产模式。在区域选择上,突出主产省,统筹考虑典型地区的示范作用,试点工作选择在北京、河北、山西、辽宁、黑龙江、安徽、河南等省市开展。在试点规模上,结合试点县(市、区)、农场实际情况,试点核心区块连片种植面积在500亩以上,有条件的地区适当扩大,并辐射带动规模周边大面积地块。在技术路线上,瞄准提升大面积单产的目标,在巩固提升良田良种良法良机良制协同效果的基础上,突出发挥“北斗+智慧农业”这个新质生产力的新动能作用,注重各种智慧农业技术的系统集成,注重农机与农艺的融合。注重北斗导航技术的应用,以精准播种实现“零漏播”,确保在合理密植后仍然能够保持良好的通风透光环境,为单产提升创造了物理条件。注重智慧农业技术的系统集成、协同高效,推动试点地区在试点田块配套建设小型气象站、病虫害预测预警、水肥一体化、土壤墒情监测等设施设备,利用卫星遥感技术监测苗情长势,为合理运筹水肥、加强自然灾害防御和病虫害防治等田间管理提供了技术支撑,挖掘释放了“北斗+智慧农业”技术提高全要素生产率的潜力。
四、实施效果
通过试点实施,虽然各个试点田块增产幅度不同,但总体上实现了大面积单产提升的预期目标,凸显出“北斗+智慧农业”的增产潜力。安徽省在亳州市谯城区、宿州市埇桥区、阜阳市颍州区、太和县4个县(区)安排玉米试点田块2135亩,平均亩产765公斤,提升26.7%;河南省在安阳市内黄县安排玉米试点田块500亩,平均亩产932.7公斤,提升24.5%;山西省在大同市平城区安排玉米试点田块1180亩,亩均增加1161株,平均亩产1240.5公斤,提升15.5%;北京市在昌平区小汤山安排玉米试点田块500亩,平均亩产623公斤,提升13.2%;黑龙江省在绥化市北林区安排玉米试点田块500亩,株数亩均增加1667株,平均亩产1145公斤,提升9.6%;在北大荒集团鹤山农场安排大豆试点田块3.82万亩,亩均增加1333株,平均亩产221.2公斤,提升12.7%;辽宁省在铁岭市昌图县安排玉米试点田块4500亩,虽受洪涝灾害影响,平均亩产仍达1080.6公斤,提升5.2%。
五、下一步工作安排
运用“北斗+智慧农业”大面积提升粮油单产实现粮食稳定增产试点效果明显,数据要素价值凸显。下一步,信息中心将深入贯彻落实党中央、国务院和部党组的决策部署,继续做好“北斗+智慧农业”试点工作。一是结合贯彻落实2025年中央一号文件以及《关于大力发展智慧农业的指导意见》、《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》,按照“深入推进粮油作物大面积单产提升行动”“推进主要作物种植精准化”“赋能主要作物大面积单产提升”的部署要求,制定完善试点工作方案。二是坚持稳中求进的工作总基调,适当扩大试点省份、试点田块、试点规模,计划在试点作物上增加小麦、油菜、水稻等。三是在深化北斗技术在平整土地、精准播种、无人机植保、智能收获等全过程应用的同时,更加注重各种智慧农业技术的集成应用,打造可复制、可推广的智慧农业应用场景。同时,力争经过几年的努力把“北斗+智慧农业”技术试点成为促进粮油作物大面积单产提升的主推技术。