農業信息技術范例

［摘要］

本文探索了“農業信息技術”課程研究性教學的實施模式和要求。研究性教學的實施模式，必須符合學生的認知規律，有利于學生創造性地掌握教學內容，有利于學生發現和理解課程所涉及的眾多不同專業的知識之間的內在聯系，有利于培養學生解決實際問題的能力。“農業信息技術”課程研究性教學要求教師必須擁有駕馭眾多學科專業知識的能力，能夠以恰當的方式發揮啟發和引導作用，確保研究性教學獲得顯著效果;要求學生以“主角”的心理定位，主動、獨立地完成研究，積極、自信地進行公開展示和辯論。

［關鍵詞］

農業信息技術;農業信息技術人才;教學

一、前言

人類社會已步入了信息社會的時代。農業信息技術就是信息技術與農業科學有機結合的一門新興交叉學科，是信息技術服務于社會生產的典型案例。我國農業生產正面臨著耕地面積逐年下降、水資源短缺問題日益突出、農業從業人員數量短缺等諸多挑戰。應對這些嚴峻挑戰，必須依靠科技創新，實現由以定性為主的傳統模式向以定量為主的標準化、信息化發展方向轉變。農業信息技術為實現信息化、數字化和智能化的農業信息管理與決策提供技術支持。［1］我國對農業信息人才的培養起步較晚。目前，僅有揚州大學、中國農業大學、南京農業大學等個別高校在農學、植物保護等專業開設了農業信息技術方向。［2－3］農業信息技術人才，特別是既精通農業科學，又擅長信息技術的專門人才嚴重缺乏。［3－4］如何快速培養出高素質、高水平的農業信息技術人才，是高等農業院校必須認真思考的問題。“農業信息技術”是農業信息技術專業的核心課程。該課程傳統的教學方式比較重視“教”，而忽視“學”;重視知識的傳授，而忽視學習能力和研究能力的培養。研究性教學擯棄了教師的強灌性傳授，著眼于學生的創新精神和實踐能力的培養。［5－6］學生通過教師的指導或引導，在一種類似科學研究的情境中主動探索、主動思考和主動發現。目前，全國高校已經在一些學科進行了研究性教學的探索和實踐，逐步認識到研究性教學在培養人才中的重要性。［7］然而，“農業信息技術”課程的研究性教學的探索和研究目前卻鮮見報道。

二、“農業信息技術”課程研究性教學的實施模式

摘要：介紹了我國發展農業信息技術的必要性和緊迫性及國內農業信息技術發展取得的成績，與國外農業信息技術的差距，提出了未來發展的建議。以期為我國農業信息技術研究、發展提供支持。

關鍵詞：農業信息技術；精準農業；農業物聯網；發展建議

我國是農業文明的起源國之一，農業在中華民族發展的歷史長河中，占有著極其重要的地位，古人云：“倉廩實而知禮節”、“民以食為天”，糧食的豐欠關乎國人的吃飯，國家的穩定，歷朝歷代的統治者無不把農業的發展放在重要位置。從新中國成立到改革開放，歷屆黨和國家領導人都把農業現代化作為我國農業的發展目標。我國農業的長期粗放經營在一定時期、一定階段促進了農業的發展，但現階段我國農業人口占到國內人口的一半以上，農業效益低，農產品在國際市場沒有競爭力；農藥、化肥的大量使用，造成空氣、土壤、水污染嚴重；人口增加、工業發展、耕地面積減少，這一切成為我國農業發展的瓶頸，亟待破解。而信息技術與農業的有機結合產生的農業信息技術為破解這一瓶頸提供了解決方案。西方農業發展的時間證明：21世紀是信息農業時代，實現農業高速、健康發展，信息技術是農業發展的重要推動力。

1農業信息技術在國外的發展歷程

英、美、法、奧等發達經濟體農業人口占到國內人口的不足10%，農產品滿足國內需求的同時大量出口，農業高度集約化、機械化的背后是強大的農業信息技術的支持。發達經濟體的農業農業信息技術的應用始于20世紀70年代，從開始的以農業統計計算為主的農業計算機應用到20世紀80年代的農業專家系統，90年代的精準農業技術；2008年以來的農業物聯網和農業機器人技術在生產中已廣泛運用。世界先進農業發展的實踐證明：農業專家系統、精準農業技術與裝備、農業機器人、農業大數據等農業信息技術和產品已成為重要的農業投入，能顯著減少勞動力消耗，提高農業資源利用率，提高農業效益，促進農業的快速增長。在種業方面，以孟山都和先鋒為代表的世界先進種業企業，他們已將信息技術全面應用于科研和生產，如精準化設計育種計劃；精準化創造遺傳變異或改良生物性狀；精準化獲得育種材料的基因、表現型和環境型數據；精準化鑒別和選擇有益的遺傳變異等。在生產上，把氣象信息、品種選擇、病蟲害識別、精準施肥、灌溉、土壤檢測等融入精準農業信息系統，為種植者提供科學高效的管理決策，從而使收益最大化。

2我國農業信息技術的發展現狀

我國農業信息技術的發展起步較晚，20世紀80年代才開始起步。由于農業生產對農業專家的迫切需求，借鑒國外農業專家系統的成功經驗，中科院合肥智能機械研究所研發的小麥施肥專家咨詢系統在農業生產中發揮了重要作用。此后，國內學者相繼研發出了小麥赤霉病預報[1]、水稻推薦施肥[2]、小麥條銹病流行程度趨勢預測[3]、麥田一代黏蟲測報[4]等。20世紀90年代我國信息農業開始向精準農業即數字化農業邁進，截止到2010年底，構建和完善了小麥[5-6]、水稻[7]、玉米[8]以及主要溫室作物生長模型[9]和生產管理決策系統。特別是突破了車載土壤水分與壓實復合傳感器[10]、光纖式農田土壤有機質含量檢測[11]等一批重大關鍵技術，研制出了農機機載控制終端、作業導航指示器[12]等配套產品。從2011年至今，我國信息農業進入了農業物聯網技術全面開發應用階段。南京農業大學開發的農田感知與智慧管理使大田作物規模化栽植、生長動態精確監測、診斷；輕簡農田作業機械自動導航；肥藥精準施用等農業精準作業與動態調控技術成功應用于農業生產，在江西、安徽、河南取得了較好的應用示范效果。2017年7月，國務院《新一代人工智能發展規劃》指出要研制農業智能傳感與控制系統、智能農業裝備、農機田間作業自由系統等，為未來信息農業的發展指明了方向。

［摘要］為加快信息技術與傳統農業結合速度，促進農業信息化發展，進而提高農業經濟效益，以農業信息化必要性為切入點，闡述農業信息化的主要內容和必要性，并對如何促進農業信息化建設提出相關對策建議。

［關鍵詞］農業信息化；農業經濟效益；必要性；發展對策

農業是我國國民經濟重要組成部分，對提高人民生活質量，促進社會主義市場經濟穩定增長具有重要意義。目前，我國農業正處于轉型時期，面臨農產品質量監管不嚴、農民收入增長較慢等問題，需進一步促進農業信息化、城鎮化、市場化發展，積極應用更為先進的農業生產及管理技術，轉變農業生產方式，從根本上提升農業生產效益。隨著社會逐漸趨向于現代化發展，信息技術被廣泛應用到農業生產經營中，并為促進農業信息化發展，提高農業經濟效益奠定了堅實基礎?；诖?，以農業信息化必要性為切入點，對如何促進農業信息化建設進行相關研討，以期為加快信息技術與傳統農業結合速度，實現農業可持續發展目標提供一定的決策參考。

1農業信息化主要內容

1．1農村社會、經濟信息化

農村社會、經濟信息化對農業發展及農村人口變化、教育及收入水平具有直接影響［1］。現階段調查農村社會及經濟情況需依靠當地統計部門以及農村管理機構參與，通過信息化技術，實現全國及地區性的計算機聯網，通過信息處理及信息傳輸，讓國家及地方管理部門均可全面了解到農村社會與經濟發展情況，為日后農業建設重要事項改革提供重要理論依據。

1．2農業資源、環境信息化

摘要：區塊鏈是一種新型信息技術手段，有助于農產品在生產、加工、流通和質檢環節建立標準模式。基于區塊鏈的技術優勢，分析洞庭湖區農業信息化的發展理念和路徑，旨在促進農業信息化技術的創新與推廣。

關鍵詞：區塊鏈背景；洞庭湖區農業經濟；信息化管理水平

隨著社會經濟的不斷發展，我國農業經濟管理信息化的重點轉至農產品精加工、農業社會化服務、農業質量管理等方面。區塊鏈是一種新型信息技術手段，能夠獲得安全性能更高的數據庫，收集和儲存安全龐大的數據，有助于農產品在生產、加工、流通和質檢環節建立標準模式，確保農產品的產供銷全過程優質安全?；趨^塊鏈的大背景，分析洞庭湖區農業信息化的發展理念和路徑，旨在促進農業信息化技術的創新與推廣。

1洞庭湖區農業信息化發展規劃

1.1規劃背景

早在2016年，中央將區塊鏈的戰略高度提升到國家層面，逐漸運用到各個領域。近年來，區塊鏈正在加速與各行各業融合，逐漸融入普通老百姓的生活。農產品二維碼是消費者直接感知到的區塊鏈技術服務。依賴區塊鏈農產品追溯技術，只要掃描一張專屬二維碼，就可以看到一只小龍蝦的產地和經銷商。在農業生產之中應用區塊鏈技術，能夠使農業信息變得更透明更具信服力，有助于農業穩定快速發展。農業生產是洞庭湖的支柱產業，但其信息化建設面臨一系列問題，成為該區域發展的短板。黨中央提出實施鄉村振興發展戰略，為洞庭湖區解決短板問題提供方向，即在改良和優化原有農業生產體系的基礎上，加大農業信息化建設力度，構建現代化的農業發展模式，為洞庭湖區的濕地利用、轉型和可持續發展奠定基礎。

1.2發展理念

摘要：《2006—2020年國家信息化發展戰略》中提出了大力發展服務“三農”的信息服務的戰略方針[1]。發展農業信息化，是我國現代化建設和實現鄉村振興戰略的重要組成部分。隨著信息技術快速發展，在我國的農業生產中得到了廣泛應用，專家系統、人工智能技術、大數據技術、物聯網、嵌入式技術正在促使傳統農業的生產方式發生變革，成為提高農業生產力最有效的手段。通過信息技術升級農業生產，發展帶動農業現代化。實踐是檢驗真理的唯一標準。作為農業綜合服務平臺的軟件開發工程師，結合本人實際工作經驗和公開數據，本文著重論述了現今階段信息技術在農業中的實際應用，以及當前農業信息化實踐成果。

關鍵詞：農業信息化；信息化實踐；信息技術；農業現代化

1信息技術在農業實踐的發展

1.1農業信息化的早期發展。隨著通用計算機“ENIAC”于1946年2月14日誕生，計算機技術開始興起，飛速發展，最初是在美國等西方國家，隨后才進入中國，隨著國家改革開放，經濟、工業、科技發展，信息產業和信息技術也得到了廣泛應用和飛速發展。信息技術的應用領域越來越廣泛。農業信息化也開始作為農業現代化重要的一環，開始發展起來。我國是農業大國，傳統的農業向信息化農業發展的需求更加迫切。在我國農業現代化的進程中，計算機技術和信息技術也開始應用于農業生產。在美國，應用農業信息化，可以追溯到20世紀50年代初。那時，用計算機處理線性規劃等問題，得到一些美國的農業經濟學家的首先應用。隨后60年代，美國的農業科研和決策部門已經開始普遍使用計算機；到80年代，已經農業生產實現了計算機化、自動化。我國的計算機研究起步晚于歐美，將計算機技術應用到農業上更晚于歐美，也導致我國的農業的信息化的發展起步較晚。直到70年代初期我國開始在農業中應用計算機，但是一直到80年代才有了比較好的發展。80年代初我國先在農業系統工程方面應用了計算機。農業信息化應用領域隨著計算機應用技術的發展進步和大量農業應用軟件的開發，便得到了不斷擴展，現如今已包括從宏觀的農業經濟管理到微觀的植物光合作用，幾乎囊括了農業領域中的所有方面[2]。

1.2現階段信息技術在農業中的發展。過去信息技術在農業中一般作用只是提供信息服務，如通過搜索引擎查找相關資料、知識、交易數據等，在電子商務發展起來之后，也有農戶開網店，利用網絡的便利提高收入。如今計算機技術在農業中的應用更加廣泛，從種植業、養殖業、畜牧業逐步的擴大到農牧業、漁業、林業，不再局限于數據、知識獲取、科學研究。更是擴大到數據分析、生產管理。信息技術在農業方面的應用，也從科學計算、數據管理逐漸發展到信息處理、實時控制以及通過計算機模擬技術實現農業模擬試驗等。信息技術成為農業生產中非常重要的工具，并幫助農業生產活動獲得更高的質量、效率以及效益。農業本身就是極其復雜且含有眾多因素的龐大系統。即包括生產前，生產中，生產后，又包括農耕、養殖、畜牧，關系到經濟、人文社會，也包含生態自然。信息技術在農業上的常見應用領域，如數據整理、分析、自動化。這種應用領域體現為各種農業管理平臺。常見的農業管理平臺有為農服務平臺、農資管理、作物管理、土地資源管理、畜牧家禽生產管理，農產品進銷存、財務管理、自動化養殖、環境控制、環境監測、農業信息服務平臺等。隨著計算機技術的應用范圍的不斷發展增加，領域越來越廣泛，無論是在信息，數值的處理，還是在計算分析等方面都顯示出巨大作用。已經成為現代信息技術發展的標志，其應用都可劃分為數據分析，自動化控制、計算機模擬、數據整理、預測等方面。

1.3信息技術在農業的未來發展趨勢。信息技術發展已經進入了新的階段，21世紀以來隨著網絡技術、多媒體技術、人工智能技術、物聯網技術、大數據技術、云計算技術的迅速發展，信息技術的發展將走向了更高層次的專業化、集成化、規?；?、數字化和全球化，這將給傳統農業帶來史無前例的技術革命。信息技術在農業中進入了一個新的發展時期?？梢酝℅eographicInformationSystem（地理信息系統）、GlobalPosition⁃ingSystem（全球定位系統）和RemoteSensing（遙感技術）實現精確管理、精準種植。可以利用大數據分析各種條件對種植養殖生產的影響，對農業生產進行模擬，甚至是對農業活動進行預測預報。利用互聯網，農業產業鏈和上下游廠商可以更高速的溝通、持續高效獲得市場信息，于是農民就可以實時調整作物、養殖產品和生產、銷售。避免盲目扎堆經營，產品互相碾壓。

2現階段信息技術在農業中的應用

摘要:為了適應現代農業信息技術的逐漸發展，基于農業信息化技術發展意義與應用優勢，系統闡述了農業信息化發展中的全球定位系統技術、地理信息系統、變量控制技術、農業生物信息采集技術、決策支持技術及智能化變量機械，并對目前農業信息化在黑龍江地區的應用案例進行系統論述，研究內容對于加快我國農業現代化發展具有重要意義。

關鍵詞:農業信息;現代農業;智能裝備;決策支持;發展趨勢

0引言

農業信息體系是將農學、農業工程技術、電子信息技術等多個學科領域的知識集成［1－2］，主要應用于面向農業生產過程中的電子信息高新技術，實現農業信息快速采集與可視化表達技術，基于電子信息技術實現農田各項作業、水肥管理、污染控制等農機設備及其產業化生產技術，精確調整各項農業管理措施，最大限度地優化各項農業資源，獲得較高的經濟效益、生態效益及社會效益，已經成為合理利用農業生產資源、提高農業生產效率、降低農業生產成本、改善農業生產環境的一種現代化農業生產方式［3－5］。為了適應現代農業信息技術的逐漸發展，我國農業科技規劃中給予農業信息化、數字農業、精細農業等研究以重要位置，并在國家農業發展綱要中，將農業科技信息化發展作為農業發展的優先主題，在國家政策及科研工作中加大投入，保證我國農業信息化的快速發展與穩步提升，將農業物聯網和農業安全控制體系研究、農業生產智能控制關鍵技術及裝備研發、農業機器人關鍵技術及裝備研究等列入國家863發展計劃，其相關研究成果將農業信息化發展推至一個新的發展階段［6］。

1農業信息化技術促進農業現代化發展的意義

1.1農業信息化概念及主要內容

農業信息化是將信息技術應用到現代農業中。基于電子信息高新技術，如地理信息系統、全球定位系統、遙感監測等技術，實現農業信息快速采集與可視化表達技術，基于電子信息技術實現農田各項作業、水肥管理、污染控制等農機設備及其產業化生產技術，其主要內容涉及農業生產、經營與管理技術等術，可以根據土壤環境、作物長勢等進行全面合理評估，實現精準施肥與平衡施肥，改變傳統施肥作業中由于經驗施肥造成的“三多三少“問題，即化肥多，N肥多，三要素肥多;有機肥少，P、K肥少和微量元素少，解決肥料利用效率低及施肥比例失調等問題，因此，具有顯著的生態效益及經濟效益［7］。

摘要：作為一個農業大國，農業生產在推動國民經濟飛速增長中起著至關重要的作用。這是一個信息時代，為順應時展的要求，農業經濟的管理模式在不斷地創新。在創新過程中，把信息技術應用到農業管理上去，提高了我國農業經濟的管理水平。此外，對農業經濟實行信息化管理，能夠提高農業生產的效率，極大地促進了我國農業生產的發展。再則，加強對農業生產的信息化管理，能增加農民的收入，進而有利于社會的和諧發展。實現農業經濟的信息化管理是農業發展的大趨勢。本文針對農業經濟的信息化管理進行了研究，希望能對我國農業經濟的發展起到一定的促進作用。

關鍵詞：信息化；農業經濟管理；信息技術

一、農業經濟實現信息化管理的重大意義

(一)人民的整體收入與農業信息化的程度息息相關

我國是發展中國家，經濟處于發展進步中，雖然全民早已經解決了溫飽問題，但是又有了新的社會問題。由于發展的不均衡，貧富差距懸殊，這不利于社會和諧。為了提升社會整體人民的收入水平，需要加大對農村居民的幫扶力度，進而促進農村經濟的發展。目前，我國農村還普遍存在盲目耕種的現象，產量增加但是收入卻不增加的狀況時有發生。這和落后的信息化水平信息有很大的關系。在缺乏信息技術手段的情況下，農民獲取市場需求的能力很弱，缺乏了生產的主動性。把握不了市場真正的需求，進而制定的生產計劃也是很不合理的，極容易出現產量過剩或者產量不足的現象，最后人民的收入受到極大地影響。

(二)促進農業向知識型產業方向發展

運用信息技術，可以提升我國農業的綜合實力，進而讓我國的農業經濟更適應國際競爭的環境。綜合實力的提升，可以促進企業聯合，具備競爭優勢，進而促進我國農業經濟的發展。對農業經濟實現信息化管理，可以促進我國農業生產和銷售一體化和產業化的實現。實現農業經濟信息化推動了農業向知識型產業方向發展。先進的科學技術得以更好地運用于農業生產管理過程中。另外，要促進我國農業經濟的發展，還得不斷在科學技術上進行創新，進而推動農業向知識型產業的轉變進程。通過這樣，我國的農業經濟才能持續不斷地向前發展。

摘要：隨著經濟的發展和科技的進步，我國的農業開始向著經濟化、現代化、可持續化的方向發展，尤其是信息技術在農業發展中的應用大大促進了農業的發展，這也在一定程度上為農業經濟管理的有效發揮奠定了基礎。本文主要闡述了在信息化發展的背景下，對農業經濟的科學管理能夠更好的促進農業的全面發展，同時具體分析了我國農業經濟管理發展存在的問題，并提出了完善的建議。

關鍵詞：大數據；信息化；農業經濟；信息管理

1我國農業經濟管理發展的現狀

1.1農業經濟管理信息技術水平落后。科技對經濟的發展具有重要的作用，而我國的農業信息化起步比較晚，在農業發展的過程中受到農業信息技術水平的制約，不能推動農業發展管理模式的創新和轉型。1.1.1生產要素信息化技術還不夠成熟。農業中的生產要素主要有陽光、溫度、水質和土壤中農作物生長過程所必須的各種元素，對這些要素也應該進行科學化的管理。通過生產管理的信息化能夠實現對農作物生長環境的精細化調控，最大限度的促進農業經濟的發展。我國對農業生產要素的信息。技術研究還不夠充分，因而不能進行科學化和精細化的管理，達不到利用先進的技術對農作物生長環境進行科學有效的控制。1.1.2農業市場信息化技術體系不完善農業市場信息化是促進農業經濟發展的重要因素，通過市場信息的整合，及時的了解市場農產品的供給和銷售情況，從而為人們提供準確的市場流通信息。從整體看，我國的服務業信息化已經取得了很大的進步，但是農業經濟管理體系的信息化還有待提升，尤其存在農產品貿易市場信息不對稱的問題。

1.2農業信息基礎設施不完善。我國的許多地區已經實現了網絡的全覆蓋，但是在一些縣級以下的農村地區網絡環境還是比較差，尤其缺乏基礎設施設備。這在一定程度上造成農業經濟管理的成本增加和農業管理技術推廣的困難。此外，農業信息化技術不健全和設施不完備的重要因素是政府的支持力度不足和專業人才的短缺等?？梢哉f，農業基礎設施是否完備直接影響農業經濟管理和農業的信息化建設。從當前我國農業技術發展水平看，我國的現代農業發展水平還落后于先進的國家，造成這種情況出現的主要原因是農業經濟發展過程中傳統管理模式的影響。在我國的一些農村地區信息化平臺建設具有一定的滯后性，農民不能通過科學的平臺方式實現對農業生產管理信息技術的學習和農業生產管理信息的獲取，這也造成農民不能系統的掌握與農業經濟管理相關的信息技術和利用相關信息的內容，尤其是在主動學習愿望不強烈的情況下，利用農業經濟管理信息技術的積極性更不高。此外，信息平臺還不能實現對資源的合理整合，不能實現資源的共享，因而管理的水平和能力比較低下。

2完善農業經濟管理發展方面的建議

在農業現代化改革的背景下，我國應該重視科學的農業經濟管理對農業經濟發展的重要意義，尤其重視信息技術對農業發展的促進作用。因此，應該不斷改革我國的農業經濟管理結構，為農業發展的信息化奠定基礎。