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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?;灾?、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。
3大數據時代農業信息技術發展對策與建議
3.1加強智能農業關鍵技術的研發,產品創制及集成應用
我國農業信息技術起步晚,整體落后于發達國家12年,在基礎研究和優勢技術方面均不及發達國家。中國除“農業傳感器與物聯網技術”和“動植物生命與環境信息感知技術”達到了與國際并行的水平外,核心關鍵技術多處于中試階段,農業大數據和物聯網還處于實驗室階段,而發達國家已進入產業化階段[13]。亟待加大投入、研發,加強使基礎研究成果向優勢技術轉化的能力。
3.2加快農業信息網絡建設步伐
信息技術的應用,離不開網絡建設,特別是下一代互聯網建設應用,加快農村光纖寬帶網絡的部署,實現村村通,為實現“互聯網+農業”提供有力保障。目前,我國農村寬帶普及率低,農村網民僅為26.7%,而城鎮網民為73.3%,農村互聯網普及率為34%,城鎮互聯網普及率為69.4%,差距較大。并且中西部差距大,我國網民僅為總人口的16%,遠遠低于發達國家的50%。農村互聯網基礎設施建設的滯后,極大地制約了農村互聯網的發展。要以新農村建設為契機,加快農村互聯網建設。
3.3加快信息資源存儲、規?;藴驶?/p>
農業信息技術具有強大的數據處理能力,也必須有強大的數據庫支持,只有把信息資源規?;?、標準化,才能轉化為計算機和網絡能識別的數據資源,否則,就浪費了數據資源。目前,我國農業信息數據資源的存儲不規范、規模量小,不同種類數據庫之間還無法實現共享,實時性不強,無法滿足農業信息技術大面積應用所需數據庫的支持。只有促進農業信息資源的標準化、數據化,實現存儲量的增加,不同種類數據庫資源共享,才能真正實現數據資源的價值。
3.4加強人才培養和農業信息技術的推廣應用
農業信息技術和下一代物聯網的應用,涉及多門學科,對從事這項工作的人員要求較高。要把復雜的信息轉化為用戶已接受的簡便、易學、易懂的形式,人才培養是關鍵。政府應加大專業技能人才培養力度,還要在農村加強科普知識宣傳和助力專業農民文化素質的提高,農業信息只有被農民掌握、運用,才能真正發揮它的價值,為農民增收致富,促進農業的發展。此外,農業信息技術的推廣應用,要做好示范點建設,擴大宣傳,以點帶面,直到全面推廣應用,農業信息技術才能真正成為生產力。
作者:周玉琴 沈躍鵬 孫春梅 單位:開封市農林科學研究院 開封市農業生物育種重點實驗室