数字化赋能育种技术的乡村振兴实践模式与机制研究

摘要：随着乡村振兴战略的深入推进，农业现代化进程对育种技术创新提出更高要求。当前数字化技术正在深刻改变传统育种方式，为农业发展注入新动能。本文探讨数字化育种技术在乡村振兴中的应用模式与运行机制，旨在为农业提质增效提供可行路径。通过分析国内外数字化育种技术发展现状，发现人工智能、大数据等技术的融合应用显著提升了育种效率和精准度。研究构建了技术赋能-产业升级-乡村发展的三维实践模式，重点阐述了数字化育种技术在优化种质资源管理、加速品种选育、完善良种推广体系等方面的具体应用。该模式能有效促进小农户与现代农业生产体系的有机衔接，推动种业价值链升级。研究同时揭示了政策支持、基础设施、人才培育等配套机制对技术落地的重要保障作用。未来应进一步加强产学研协同创新，完善数字化育种技术标准体系，使其在保障粮食安全、促进农民增收等方面发挥更大作用。

关键词：数字化育种；乡村振兴；农业现代化；种业振兴；实践模式

1 引言

当前我国正处于全面推进乡村振兴战略的关键时期，农业现代化发展对种业技术创新提出了更高要求[1]。传统育种方式因周期长、效率低等问题，难以满足现代农业发展需求。随着信息技术的快速发展，大数据、人工智能等数字化技术与育种领域的深度融合为种业转型升级提供了新的技术路径。从国家政策层面来看，农业农村部已出台《国家数字种业创新应用基地建设技术指南》，明确将数字化育种作为种业振兴的重要支撑。实践中，数字技术通过优化种质资源管理、提升育种精准度等方式，显著缩短了育种周期，提高了优良品种选育效率。特别是在资源库建设、分子育种、表型分析等关键环节，数字化技术展现出突出优势。然而，数字化育种技术在乡村实际应用中仍面临诸多挑战。农村地区数字基础设施相对薄弱，专业技术人才短缺，小农户参与度不足等问题，制约了技术效益的充分发挥。这些问题直接影响数字化育种技术在乡村振兴中的实际效果，亟需通过系统研究寻找解决方案。本研究旨在探讨三个关键问题：一是如何构建数字化育种技术与乡村振兴的有效衔接机制；二是分析数字化技术提升育种效率的具体路径；三是提出促进技术落地的配套保障措施。通过系统研究数字化育种技术的应用模式和运行机制，为农业提质增效、农民增收致富提供理论支持和实践参考，最终服务于国家粮食安全和乡村振兴战略目标的实现。

2 数字化育种技术的发展现状与趋势

2.1 数字化育种技术的主要应用领域

数字化育种技术在农业现代化进程中展现出广泛的应用价值，其核心领域主要集中在种质资源管理、分子育种创新和育种过程信息化三个方面。在种质资源管理方面，技术融合构建了“实体库+数据库“的双重存储体系[2]。实体库通过智能化温控、湿度监测等技术实现种子颗粒的长期保存，而数据库则整合了种质资源的基因组信息、表型特征等关键数据，形成可追溯的数字档案。这种管理模式显著提高了资源利用效率，为育种工作提供了丰富的基础材料。分子育种领域是数字化技术应用的前沿阵地。通过整合基因组测序、生物信息学分析和人工智能算法，研究人员能够快速定位控制重要农艺性状的基因位点。特别是全基因组选择技术的应用，使得育种周期大幅缩短，新品种选育效率明显提升。此外，基因编辑技术与数字化平台的结合，为精准改良作物性状提供了新的技术路径，例如抗病性增强、品质优化等育种目标的实现变得更加高效。育种过程的信息化改造是另一重要应用方向。现代育种管理系统实现了从田间数据采集到实验室分析的全流程数字化[3]。智能感知设备可自动记录作物生长参数，云计算平台则对海量育种数据进行整合分析。这种信息化管理模式不仅减少了人工记录误差，还能通过数据挖掘发现传统方法难以察觉的育种规律。特别值得注意的是，部分先进系统已具备育种方案智能推荐功能，可根据历史数据和环境参数为育种者提供决策支持。

2.2 数字化育种技术在乡村振兴中的潜力与挑战

数字化育种技术在乡村振兴中展现出广阔的应用前景，但同时也面临着一系列实际挑战。从潜力角度看，该技术能够有效解决传统农业发展的关键瓶颈问题。在种质资源利用方面，数字化技术实现了对地方特色品种的系统性保护与开发，为培育适应性强、品质优良的新品种奠定基础。特别是对贫困地区而言，通过建立本地化的数字种质资源库，可以充分挖掘地方特色作物的经济价值，形成差异化竞争优势。技术应用显著提升了小农户参与现代种业体系的能力[4]。移动终端和简易化数字工具的普及，使普通农户能够获取专业育种知识和技术指导。例如，部分农业APP提供品种选择建议和种植管理方案，降低了新品种试种风险。这种技术赋能有助于弥合“小生产”与“大市场”之间的信息鸿沟，促进农民增收。同时，数字化育种平台为培育特色农产品品牌提供了技术支持，通过溯源系统确保品种纯度和品质稳定性，增强市场竞争力。电商平台与数字育种系统的结合，缩短了良种从实验室到田间的推广路径。技术应用还带动了农业服务业发展，催生出种苗检测、数字农技服务等新兴业态，为乡村经济多元化发展注入活力。

基础设施不足是首要制约因素，部分乡村地区的网络覆盖率和带宽难以支撑大数据传输需求，导致云端育种平台使用受限。经济成本问题同样突出，数字化育种设备投入较大，小型育种机构和农户往往难以承担初期建设费用。这需要探索适合不同区域的经济适用型技术方案，如开发轻量级应用或共享服务平台。人才短板是另一关键制约。农村地区既懂农业技术又掌握数字技能的复合型人才严重不足，基层农技推广队伍的数字素养有待提升。同时，部分年龄较大的农户存在“数字鸿沟“，对新技术的接受度和使用能力有限。这要求建立分层培训体系，并提供更加直观易用的操作界面。数据安全问题也不容忽视。育种数据涉及商业机密和知识产权，但在实际应用中存在数据标准不统一、共享机制不健全等问题。部分农户对数据采集存在顾虑，担心个人信息或种植数据被不当使用。这需要通过完善法规制度和数据治理框架来增强各方信任。

3 数字化赋能育种技术的乡村振兴实践模式

3.1 基于数字化育种的农业产业链优化模式

数字化育种技术的应用正深刻改变传统农业产业链结构，形成了从研发到市场的全链条优化模式[5]。在产业链上游，种质资源数字化管理打破了传统育种的信息壁垒。通过建立包含基因信息、生长特性等关键数据的数字资源库，育种机构能够快速筛选符合特定需求的种质材料。例如，针对干旱地区可优先选用耐旱基因型作为亲本，显著提高了育种工作的针对性和成功率。这种定向选择方式不仅缩短了品种改良周期，还降低了研发成本。产业链中游的生产环节通过数字化工具实现了精准化操作。智能育种管理系统整合了环境监测、生长记录和实验室分析数据，为每个育种阶段提供科学指导。田间传感器实时采集作物生长数据，与历史数据库进行比对分析，帮助育种人员及时调整管理措施。特别值得关注的是，部分示范基地已实现自动化表型采集，通过图像识别技术快速评估作物性状，大幅减少了人工测量误差和工作量。这种精准化管理模式使新品种的性状稳定性得到明显提升。在产业链下游，数字化技术促进了良种与市场的有效对接。移动互联网平台构建了品种展示、技术指导和销售服务的一体化渠道。农民可通过手机应用程序直观了解新品种特性，并根据当地土壤条件、气候特点获取个性化种植建议。电商平台与数字溯源系统的结合，确保了种子质量的全程可追溯，增强了消费者信任度。同时，市场销售数据的数字化分析为育种方向调整提供了实时反馈，形成“需求引导研发“的良性循环。

该模式特别注重小农户与现代产业链的有机衔接。通过开发简化版数字工具，如语音交互式农技APP、可视化数据分析界面等，降低了技术使用门槛。部分地区建立的“数字育种合作社”模式，将分散农户组织起来共同使用高端育种设备，共享技术服务和市场信息，有效解决了小规模经营主体资源不足的问题。这种组织形式不仅提高了农户参与度，还促进了传统农业向集约化、标准化方向转型。

技术应用还带动了相关服务业发展，延伸了产业链价值。基于数字平台的种苗检测、栽培指导等专业服务需求快速增长，创造了新的就业机会。部分农业企业开始提供“数字育种+定制生产”的一站式服务，根据加工企业或终端消费者的特定需求，定向培育专用品种并配套种植方案。这种服务化转型不仅提高了产业附加值，也增强了产业链各环节的协同效应。

3.2 数字化育种技术在农村经济转型中的创新机制

数字化育种技术在农村经济转型中形成了一套系统性创新机制，主要通过技术融合、组织变革和要素重组三个维度推动乡村产业升级[6]。在技术融合方面，传统育种方法与现代信息技术实现了深度结合。田间传感器和无人机等设备自动采集作物生长数据，这些信息通过云平台传输至育种中心进行分析处理。农民不再仅凭经验判断，而是能获得基于数据分析的精准种植建议，显著提高了生产决策的科学性。这种技术融合特别注重实用性，如部分农业APP采用语音交互和图片识别功能，降低了农村用户的使用门槛。

要素配置方式也发生了重要转变。土地、劳动力和技术等生产要素通过数字化平台实现优化组合。闲置农田被纳入数字育种试验网络，农民参与数据采集获得额外收入，农业科技人员通过远程指导服务广大农户。特别值得注意的是，数字技术促进了金融资本与育种项目的对接。部分银行基于数字育种平台的生产数据，开发了专门面向小农户的信贷产品，解决了农业融资难问题。这种要素重组机制使农村资源利用效率得到明显提升。在利益分配方面，数字化育种建立了更加公平的共享机制。通过区块链技术的应用，品种研发、推广和销售各环节的贡献被准确记录，参与方按约定比例分配收益。某大豆育种项目采用这种模式，当地提供种质资源的农户可获得新品种销售分成，形成长期稳定的增收渠道。同时，数字溯源系统保障了农产品优质优价，使农民能够充分分享品质提升带来的增值收益。服务模式创新是另一重要内容。数字技术推动了农技服务的精准化和个性化。基于手机应用的“问题诊断-解决方案-效果追踪”服务闭环，使农民能够及时获得专业技术支持。部分地区试点的“数字育种顾问“制度，为每个行政村配备经过培训的技术人员，负责数字化工具的推广和应用指导。这种贴身服务有效解决了技术落地“最后一公里”问题。

该创新机制特别强调适应性改进。针对不同地区的发展水平，形成了阶梯式技术推广路径。发达农村地区重点建设全流程数字化育种体系；欠发达地区则优先推广简易实用的移动端应用，如品种选择辅助工具和病虫害识别软件。这种差异化策略确保了技术的广泛适用性，为各类农村经济主体提供了适切的技术赋能方案。通过这些创新机制的协同作用，数字化育种技术正在成为推动农村经济转型升级的重要驱动力。

4 研究结论与未来展望

本研究系统探讨了数字化育种技术在乡村振兴中的应用模式与运行机制，得出以下核心结论：数字化技术通过优化种质资源管理、提升育种精准度和完善推广体系，显著促进了小农户与现代农业生产体系的衔接。实践中形成的“技术赋能-产业升级-乡村发展“三维模式，有效解决了传统育种周期长、效率低等问题，为种业价值链升级提供了可行路径。政策支持、基础设施建设和人才培育等配套机制对技术落地起到关键保障作用。

未来发展方向应重点关注三个方面：首先，加强产学研协同创新，开发适配小农户需求的简易化数字工具，降低技术使用门槛。针对农村地区数字素养不足的现状，建议构建分层培训体系，通过农技APP语音交互、可视化界面等设计提升工具易用性。其次，完善数字化育种标准体系，包括数据采集规范、资源共享机制和知识产权保护制度，促进技术规范应用。特别是需要建立安全可信的数据治理框架，解决农户对数据安全的顾虑。最后，推动区域特色化发展，结合不同地区资源禀赋和产业基础，形成差异化的技术应用方案。例如，在传统农区重点建设数字育种示范基地，在特色农产品优势区开发专用品种选育系统。

技术推广应注重经济性与可持续性。可探索设备共享、服务外包等轻资产模式，降低初期投入成本。同时，将数字化育种与乡村数字经济培育相结合，发展种苗检测、数据服务等新兴业态，形成多元价值创造机制。在政策层面，建议加大对农村数字基础设施的投入力度，并为小规模经营主体提供数字化改造补贴，促进技术普惠应用。通过多方协作和系统推进，数字化育种技术将在保障粮食安全、促进农民增收方面发挥更大作用，为乡村振兴提供持续科技支撑。

参考文献

[1]谢文帅.中国式现代化视域下农业强国建设：历史演进、内在逻辑与实践路径[J].学术交流，2024，（09）：125-143.

[2]崔靖晗.全球种质资源交换与利用的法律框架及其优化[J].分子植物育种，2025，23（05）：1635-1640.

[3]刘新宇.现代农业育种创新管理模式研究[J].农技服务，2016，33（15）：34.

[4]李艳，阮荣平，郑风田.信息技术应用如何影响家庭农场社会带动能力？——基于全国1942个家庭农场调查数据的分析[J].农村经济，2022，（08）：125-134.

[5]赵文杰.基于可持续发展理念的西北地区农牧结合生态农业产业链优化探索[J].农业开发与装备，2025，（04）：52-54.

[6]李会芹.数字化技术在玉米育种中的应用[J].农业工程技术，2023，43（26）：68-69.

基金项目：本文系2024年大学生创新创业训练计划项目“金玉满堂—数字化赋能育种技术助推乡村振兴”（202410204089）阶段研究成果。