中国海洋大学:潘超冉、吴旖旎、王艺然、陈灿
摘要:“丰产不增收”是当前制约中国乡村农业增效与农民增收的核心困境,集中表现为劳动力短缺制约生产效率、流通环节挤压农户收益,以及供给与市场需求升级脱节。山东省烟台市桃村镇贾家沟村针对此系统性难题,探索了一条以人工智能技术为核心驱动,辅以有效组织机制支撑的转型路径。该实践通过应用AI技术,有效缓解了劳动力约束对生产的影响,降低了流通环节的价值损耗,并提升了供给与市场需求的匹配精度。组织创新则为AI技术的规模化应用和持续运行提供了必要保障。贾家沟村的案例表明,将先进技术赋能与适配的组织支撑相结合,是破解“丰产不增收”困境、实现从“丰产难增收”向“产得好、卖得值”转变的有效模式,为同类乡村的振兴发展提供了重要借鉴。
关键词:人工智能;乡村振兴;农业发展
1. 引言
1.1. 研究背景
在全球科技革命与产业变革加速演进及我国全面推进乡村振兴战略的时代背景下,农业现代化作为驱动乡村经济高质量发展与农民持续增收的核心引擎,其战略意义日益凸显。然而,当前中国众多乡村,正深陷传统农业“丰产不增收”的系统性困局。该困境集中表现为:劳动力严重老龄化与空心化导致生产效率低下,传统流通渠道下农民议价权缺失收益被挤压,以及农产品供给与消费升级需求严重脱节。这些因素相互交织,构成了制约发展的系统性死结,不仅挫伤农民积极性、加剧村庄空心化,更严重阻碍了新质生产力的培育和农业增效、农民增收目标的实现。
人工智能(AI)技术作为新兴的前沿科技,正逐步成为推动乡村产业振兴的关键驱动力量。山东省烟台市桃村镇贾家沟村将人工智能技术与农业生产进行深度融合,探索出了一条创新的发展路径,成功突破了传统农业生产模式中“丰产不增收”的系统性困境,为乡村的产业转型升级提供了新的思路与实践范例。贾家沟村的实践生动诠释了AI如何系统性赋能农业生产与经营:通过部署智能装备,有效缓解了劳动力短缺对生产效率的制约,显著提升了土地管理精度与资源利用效率;利用数字化营销工具,成功打破传统流通壁垒,构建起农户直达消费者的高价值渠道,增强了市场议价能力与收益稳定性;依托数据预测与决策系统,精准捕捉消费升级趋势,动态优化种植结构与产能配置,实现了供给与市场需求的紧密衔接。贾家沟由此初步实现了从“丰产难增收”向“产得好、卖得值”的转变,展现了AI作为核心驱动力重塑乡村产业生态、培育新质生产力的巨大潜力。
在此背景下,深入探究贾家沟村智慧农业发展的实践逻辑,具有迫切的现实意义和理论价值。本研究旨在通过剖析这一典型案例,揭示AI技术驱动农业现代化转型的核心路径与关键作用机制,为破解传统农业系统性困局、推动乡村全面振兴提供可复制、可推广的实践经验和理论支撑,为促进小农户融入现代农业体系、实现可持续增收提供有价值的启示。
1.2. 研究方法与过程
1.2.1. 案例研究法
本研究主要采用案例研究法,深入剖析山东省烟台市桃村镇贾家沟村这一AI赋能智慧农业发展的典型实践。研究聚焦该村如何通过引入AI、物联网、无人机、区块链等数字技术,结合土地制度创新、组织模式变革、人才回流策略和政策支持体系,系统性应对“丰产不增收”困境,实现农业生产效率、资源利用效率和农民收入的提升,旨在揭示其转型路径内在逻辑。为获取丰富、深入的一手资料,研究团队综合运用了多种质性研究方法。
1.2.2. 半结构访谈法
团队在2025年期间多次赴贾家沟村进行实地调研,针对村庄转型中的核心主体设计了差异化访谈提纲,包括村干部(如赵忠祥书记,编码120250220CZS)、普通农户(如于大爷,编码620250221NH;王大娘,编码720250221NH)、返乡青年(如苏莉,编码220250220FXQN)、技术员(如小李,编码320250220JSY)、合作社负责人(编码820250222FZR)、科技企业代表、金融机构代表(如栖霞农商银行负责人,编码920250222FZR)以及电商平台经理(编码1020250222DSJL,1120250222DSJL)等。访谈在征得同意后进行录音,最终整理形成翔实的访谈记录文本。
表 1访谈对象及编码
1.2.3. 参与观察法
研究团队深入贾家沟村的田间地头、水果大棚、合作社办公场所及电商直播间等核心场景,实地观察智能灌溉系统、无人机植保、土壤传感器网络、“农业溯源管理”平台、AI数字主播等技术的实际应用状况,体验合作社运作流程,记录农民与技术互动的细节,准确把握智慧农业实践的落地效果、农民适应过程以及社会网络的变化。
1.2.4. NVivo扎根分析
在后期资料分析阶段,运用NVivo软件进行扎根分析,对收集到的大量访谈记录文本、参与观察笔记、政策文件、新闻报道等质性资料进行系统化编码处理。通过开放性编码、主轴编码和选择性编码的三级分析过程,提炼核心概念、范畴及其相互关系,深刻阐释AI技术驱动贾家沟村农业生产力发展的内在机制及协同效应,确保研究结论的严谨性与科学性。
图1 技术路线图
2. 调研背景及路线
贾家沟村地处山东省栖霞市桃村镇中部,是山东省农业农村厅2021年拟定的省级乡土产业名品村。该村以苹果、蓝莓种植为主导产业,通过党支部领办的冠融农业专业合作社推动现代农业规模化发展,2024年村民人均收入突破3万元。全村共有169户、428人,其中党员21人;土地资源丰富,拥有耕地866亩、林地820亩、果园234亩。
图2 贾家沟村区位
在乡村振兴实践中,村党支部书记赵忠祥带领村集体紧紧围绕“抓党建、惠民生、谋发展”的主线,大力实施人居环境整治与产业升级。此外,还引入AI智慧农业技术,推动传统果业向高效智能化转型。这一系列系统治理举措,使贾家沟村彻底告别了“脏乱差”的旧貌,蜕变为“美稳富”的示范典型,并先后荣获“山东省干事创业好班子”“山东省乡村振兴示范村”和“烟台市先进基层党组织”等称号,成为栖霞市乡村“从乱到治、从衰到兴”的标杆村落。
图3 调研路线图
3. 调研分析及问题
3.1. AI何以引入:破解丰产不增收的系统困局
在乡村振兴战略实施过程中,“丰产不增收”问题日益凸显,成为制约农业现代化和农村可持续发展的瓶颈。山东省作为我国农业大省,不仅是农业现代化的重要先行区,更在粮食产量、农产品加工能力及农业机械化水平等方面长期位居全国前列。然而,尽管农业技术先进,作物产量增加,但农民收入并未实现同步增长。“丰产不增收”的困境如同沉重的枷锁,不仅挫伤了当地农民务农的积极性,还直接加剧了当地青壮年劳动力的外流,使得村庄空心化与老龄化问题日益严峻。人才流失不但加剧了村庄治理资源的匮乏,还导致发展动能的持续弱化,进而形成了恶性循环。这严重阻碍了新质生产力的培育,使农业增效、农民增收的目标愈发难以实现。
3.1.1. 劳力断层:老龄耕作难承土地潜能
青壮年持续外流,让贾家沟村的空心化烙印日益深刻。如今,50岁以上的老农成为了扛起农业生产重担的绝对主力。然而,年龄带来的体力衰退是无法回避的现实挑战。他们日渐力不从心,难以支撑起传统耕作方式所需的高强度劳动——无论是扩大耕种面积,还是进行精耕细作所需的频繁田间管理,都显得捉襟见肘。这直接导致了土地难以充分、高效利用,产量增长乏力,农产品品质提升也面临瓶颈。空心化抽走了村庄的年轻劳动力,而留守的老一代又深陷体力不足的困境。人才和劳力的双重断层,使整村农业发展动能严重萎缩,陷入了“想种种不动、想管管不细”的僵局,生产效率低下、成本高企的问题日益凸显。
3.1.2. 渠道梗阻:中间垄断蚕食农户收益
“农村老龄化比较严重,这些老人的话,他们也没有其他的渠道,而只能通过二道贩子来卖,这些人压价就非常严重。”汪镇长的话道出一个令人痛心的事实:由于长期深陷中间商批发模式的泥潭,农户在价格博弈中始终处于绝对弱势。2019年苹果市场遭遇寒冬,价格从每斤6元断崖式跌至3元,未建立直销渠道的果农捧着红彤彤的苹果却只能咬牙贱卖,丰产的喜悦瞬间化作滞销的焦虑——这正是传统流通体系下农民沦为“市场波动承接器”的真实写照,将“丰产不增收”的苦涩演绎得淋漓尽致。然而,市场的考验远不止价格波动。
3.1.3. 品种错配:传统供给难应消费升级
当连年攀升的产量遭遇品种老化,市场需求的悄然升级又给了传统产品致命一击。贾家沟村长期依赖的“烟富系列”苹果,虽以耐储性著称,却与追求口感、外观、品质的消费升级趋势严重脱节。近年市场调研显示,一、二线城市商超渠道中,单果重量120—150克、糖度13%以上的“精品小果”溢价率达40%,而贾家沟200克以上的传统果因口感粗糙、外观不匀,被迫以3元/斤低价与竞品“贴身肉搏”。村支书赵忠祥在访谈中坦言:“以前我们按老路子种了500吨烟富苹果,结果批发商压价到2.8元/斤,而隔壁镇‘奶油富士’精品果卖到8元/斤还断货。”他的叹息,道出了品种迭代滞后带来的切肤之痛。市场倒逼下,贾家沟不得不将30%的老果园改种“瑞雪”“鲁丽”等新品种,但“一步慢、步步慢”的效应仍在持续。
上述劳力衰减、渠道单一、市场脱节相互交织、层层加码,构成了贾家沟农业发展的系统性死结。在贾家沟村,这样的场景并不陌生,其发展轨迹恰似中国传统农业转型的显微镜:当连年攀升的产量遭遇品种老化、劳动力外流等系统性梗阻,表面繁荣的产业肌体下,产业链薄弱环节的震颤便格外清晰。在此困局之下,贾家沟村的发展又该何去何从?
3.2. AI何以可能:技术赋能农业转型的路径
贾家沟村的困境,是胶东半岛传统农业“丰产不增收”问题的集中缩影。在赵忠祥身上,这一苦涩体现得尤为真切。面对苹果收购价连年下滑、逼近种植成本的现实,他曾在深夜发出沉重叹息:“辛辛苦苦种一年,卖的钱还不够买化肥!”。现实的挤压最终使他背井离乡,加入了村庄的外出打工潮。然而,随着乡村振兴战略的推进,转机悄然降临。赵忠祥带着经验和改变家乡的决心回到贾家沟,联合几位志同道合的年轻人,创办了小苹果农业科技有限公司,开始在农业生产中探索AI技术的应用。
图4 小苹果农业科技有限公司
3.2.1. 智能代工:装备提效纾解劳力瓶颈
面对银发守黄土,老农难学新农技的严峻现实,AI的首要突破点便是补上劳力衰减的巨大缺口,解决效率低下、土地利用率低的痛点。小苹果农业科技有限公司引入人工智能(AI, Artificial Intelligence)、物联网(IoT, Internet of Things)、大数据分析等数字技术,打造现代化农业生产体系。核心利器便是购置的AI智能植保无人机,它能在短短10分钟内精准完成一亩地的喷洒或施肥作业,效率相比传统人工作业提升数十倍,极大地缓解了老农体力不支、难以支撑高强度田间管理的困境。同时,精准施药减少了农药用量,降低了污染。
此外,公司给黄土地装上了“科技芯”——依托AI环境传感器网络搭建智能感知系统,实时动态监测蓝莓、大樱桃等高附加值作物的土壤湿度、温度及病虫害数据,并与水肥一体化灌溉设施联动,实现生产要素的智能调控。“大棚里的湿度、温度,通过手机就能查看,需要施肥或者浇水了,手机上一键操作就可以了。”赵忠祥书记自豪地介绍道。这套组合拳大大简化了操作,降低了劳动强度,让留守的老农也能轻松管理,有效释放了因劳力断层而萎缩的生产动能。
图5 引进大棚
3.2.2. 云端直链:数字营销破除渠道垄断
解决了“种得好”的问题,AI的下一个战场直指“卖得难”的顽疾——破解渠道单一的困局,打破中间商压价垄断,建立高价值直销渠道。AI数字主播系统让农户们瞪大了眼睛:“咱不会说普通话,也能直播卖货?”1在抖音直播间里,自然语言处理技术实时解析消费者提问,自动生成卖点话术;区块链溯源二维码则将农药检测报告转化为赢得消费者信赖的“信任凭证”。赵忠祥感慨道:“科技改变生活,DeepSeek与AI给我打开了新世界的大门……剩下的宣传交给我们的AI。”这为不擅营销的留守群体开辟了直达消费者的新销路。
更重要的是,AI卖货的价值不仅在于销售本身,更在于它打通了消费者与生产者的信息闭环。通过直播评论区、私信、客服等渠道实时收集用户对口感、包装的反馈,利用数字化管理系统分类汇总分析。“2024年系统监测到‘果皮有斑点’成为售后高频词,咱溯源发现是钙吸收不足后立即整改并通过直播公示,最终该批次苹果在盒马创下日销纪录,较整改前猛增4倍。”赵忠祥自豪地介绍道,“外面的消费者都说,咱知错能改,下次还买咱家的。”1这形成了“生产—销售—反馈—改进”的强韧链条,显著削弱了中间商压价空间,提升了农户的市场话语权和收益稳定性。
图6 引入AI直播
3.2.3. 数据导航:精准种植适配市场需求
有了直达市场的渠道和实时反馈,AI的深层威力在于驱动源头变革——扭转“市场风向转,老果难敌新味蕾”的颓势,根据消费升级趋势精准调整种植结构和品种。赵忠祥组织村民外出考察,基于市场反馈和AI预测系统整合的价格走势、消费偏好等大数据,果断引导农户动态调整种植结构。曾经处于被动局面的“烟富系列”老果园被改种小果型、高甜度的“精品小果”,如“瑞雪”“鲁丽”,并引入蓝莓、草莓、大樱桃等市场适配的高附加值品种。
同时,通过构建数字孪生与在地知识管理系统,基于卫星遥感、无人机巡检、传感器数据模拟果园环境,预测果树健康,使农民能在AI种植建议下精细管理。这套数据导航系统让“订单种地”成为现实——电商要啥就种啥,数据说种多少就种多少。2023年AI系统预警苹果市场价格下行,合作社迅速将部分鲜果产能转向果汁加工,滞销果成功对接饮料厂,摇身变为流水线上的“金疙瘩”。这不仅规避了老品种竞争力弱的市场风险,更将贾家沟的农业生产精准锚定在市场需求的前沿,实现了从“种什么卖什么”到“市场要什么种什么”的根本转变。
图7 引进新品种以及多种作物
小苹果农业科技有限公司的探索,有力证明了AI在提升效率、打通销路、优化决策上的巨大潜力,为贾家沟注入了数字化的活力。然而,其作为技术先锋的角色,在触及乡村转型的深层壁垒时便显得力所不及。土地细碎的“补丁田”格局、政策落地的“最后一公里”、普惠金融的“钱荒”瓶颈,以及技术扎根的“水土不服”风险——这些横亘在数字农业道路上的系统性障碍,远非一家技术公司所能独自跨越。它点燃了希望的火种,但要真正燎原,将AI的效能转化为乡村持续发展的动能,还需要一股能够整合资源、破除坚冰的核心组织力量登场。
3.3. AI何以扎根:组织保障技术的长效发展
3.3.1. 土地集约:整合碎片释放规模效能
智慧农业的翅膀,首先被“地块散如星”的土地碎片化格局这只无形的枷锁牢牢锁住。小苹果农业科技有限公司纵然手握无人机、传感器等利器,却无力改变“补丁田”分散经营的现实,技术效率在频繁转场中被严重稀释,成本高企。面对这一基础性掣肘,贾家沟村党支部领办的冠融农业专业合作社成为破局的关键力量。
合作社以“土地入股,保底分红!”的创新模式,通过土地入股、租赁、托管三轨并行,强势整合了187户分散的2000余亩耕地,形成连片经营区。针对农户对流转后收益的普遍担忧,合作社祭出“三权分置+区块链存证”机制:土地承包权不变,经营权释放规模效益,收益权借智能合约自动分配,并以区块链固化“地块—农户—分红”数据链,实现透明监管。此举一举粉碎了土地碎片化对无人机植保等规模化智能作业的物理束缚,让小苹果农业科技有限公司的技术方案得以在广阔天地施展拳脚。
图8 冠融农业专业合作社
3.3.2. 金融增信:规模授信破解资金桎梏
数字化转型的智能农机购置、物联网铺设、冷链建设等,无不需巨额资金投入,个体农户和小苹果农业科技有限公司深陷融资难、授信低、担保缺的“钱荒困境”,技术蓝图常因资金断流而搁浅,撬动金融“活水”,党支部领办的合作社凭借其组织信用与规模效应成为关键支点。
合作社与栖霞农商银行达成战略合作,共同构建数字农业专项贷款体系,其核心在于以合作社整体信用和规模化经营数据为强大背书,为成员农户实现集体增信,银行利用合作社整合的土地规模、经营计划、产销合同等大数据评估群体信用风险,为社员批量提供低息贷款,重点支持智能装备采购及物联网、冷链仓储等关键基建。这种合作社信用搭台、金融资源唱戏的模式,有效打通了普惠金融下乡的“最后一公里”,为AI技术的扎实落地注入了不可或缺的资金血液,化解了单家独户或小公司难以承受的融资压力。
图9 栖霞农商银行的整村授信
3.3.3. 技术适配:在地反馈驱动迭代升级
实验室的“黑科技”若不能精准适配复杂的田间实践和深厚的农户经验,终将沦为空中楼阁。小苹果农业科技有限公司等技术提供方缺乏深入、持续响应在地化需求的常态化机制,导致技术方案易“水土不服”。弥合技术与实践间的鸿沟,党支部领办的合作社扮演了至关重要的“催化剂”角色。
合作社牵头构建了独特的需求倒逼研发与反馈闭环:搭建由科研机构、科技企业、农户三方共建的“农业溯源管理”平台。此平台不仅是集成DeepSeek等智能系统的智库,更依托合作社组织网络,建立了从田间直达实验室的常态化反馈渠道,农户在操作中遇到的具体问题,通过合作社系统收集、提炼,转化为驱动AI模型迭代的核心输入。这种组织化保障的持续互动与在地化验证,显著提升了技术的实用性和接受度,让“高冷”的AI真正接了泥土气,扎根于贾家沟的沃土之中。
3.3.4. 政策协同:打通资源下沉最后一环
数字农业转型所需的政策、平台与补贴资源,对个体农户或小公司而言,常如隔岸观火,难以高效对接与利用,形成政策落地的挤出效应。破解这一制度性瓶颈,正是党支部领办合作社的组织优势所在。
合作社精准定位为政策转化器与资源整合平台:高效嫁接地方政府搭建的智慧农业大脑,将气象、地情、行情等数据编织的“种地图卷”转化为接地气的生产指引;利用平台在线功能,大幅简化土地流转手续,提升透明度。同时,合作社充分发挥组织优势,引导农户集中申领并有效运用低农残种植补贴等关键政策资源:统一申报智能设备包括传感器、无人机、水肥一体化在内的购置补贴,降低技术采纳门槛;集中推行生物防治、精准施药等绿色技术,申领低农残补贴。合作社更代表农户参与乡村振兴数字治理委员会的“云上会商”,推动跨部门高效协同,确保政策红利穿透层级阻隔,精准滴灌至急需的田间地头,解决了市场主体单打独斗难以逾越的体制障碍。
4. 结束语
贾家沟的突围之路,是一场以人工智能为变革引擎的主动进击。当无人机掠过田垄、数据流穿透供应链、算法重构产销决策时,AI不仅替代了短缺的劳动力,更重塑了农业的价值逻辑——它让土地精耕成为可能,让农产品摆脱中间枷锁直抵消费者,让种植计划与市场需求精密咬合。然而,技术的锋芒需要韧性的基座。组织创新并非与AI并列的“轮子”,而是使其扎根乡土、持续运转的支撑体系。它弥合了技术创新与分散小农之间的断层,为AI在复杂田野场景中的有效渗透提供了不可或缺的载体。贾家沟的意义,在于揭示了一条数字时代的农业现代化路径,这不仅破解了“丰产不增收”的百年困局,更证明了——当最前沿的科技智慧,注入最坚韧的乡土脉络,传统农业便能撕掉“低效”标签,成为农民尊严与乡村活力的真正源泉。
5. 附录
表2 政策法律法规梳理
表3 烟台市政策法律法规梳理
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