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摘要:介绍了我国发展农业信息技术的必要性和紧迫性及国内农业信息技术发展取得的成绩,与国外农业信息技术的差距,提出了未来发展的建议。以期为我国农业信息技术研究、发展提供支持。
关键词:农业信息技术;精准农业;农业物联网;发展建议
我国是农业文明的起源国之一,农业在中华民族发展的历史长河中,占有着极其重要的地位,古人云:“仓廪实而知礼节”、“民以食为天”,粮食的丰欠关乎国人的吃饭,国家的稳定,历朝历代的统治者无不把农业的发展放在重要位置。从新中国成立到改革开放,历届党和国家领导人都把农业现代化作为我国农业的发展目标。我国农业的长期粗放经营在一定时期、一定阶段促进了农业的发展,但现阶段我国农业人口占到国内人口的一半以上,农业效益低,农产品在国际市场没有竞争力;农药、化肥的大量使用,造成空气、土壤、水污染严重;人口增加、工业发展、耕地面积减少,这一切成为我国农业发展的瓶颈,亟待破解。而信息技术与农业的有机结合产生的农业信息技术为破解这一瓶颈提供了解决方案。西方农业发展的时间证明:21世纪是信息农业时代,实现农业高速、健康发展,信息技术是农业发展的重要推动力。
1农业信息技术在国外的发展历程
英、美、法、奥等发达经济体农业人口占到国内人口的不足10%,农产品满足国内需求的同时大量出口,农业高度集约化、机械化的背后是强大的农业信息技术的支持。发达经济体的农业农业信息技术的应用始于20世纪70年代,从开始的以农业统计计算为主的农业计算机应用到20世纪80年代的农业专家系统,90年代的精准农业技术;2008年以来的农业物联网和农业机器人技术在生产中已广泛运用。世界先进农业发展的实践证明:农业专家系统、精准农业技术与装备、农业机器人、农业大数据等农业信息技术和产品已成为重要的农业投入,能显著减少劳动力消耗,提高农业资源利用率,提高农业效益,促进农业的快速增长。在种业方面,以孟山都和先锋为代表的世界先进种业企业,他们已将信息技术全面应用于科研和生产,如精准化设计育种计划;精准化创造遗传变异或改良生物性状;精准化获得育种材料的基因、表现型和环境型数据;精准化鉴别和选择有益的遗传变异等。在生产上,把气象信息、品种选择、病虫害识别、精准施肥、灌溉、土壤检测等融入精准农业信息系统,为种植者提供科学高效的管理决策,从而使收益最大化。
2我国农业信息技术的发展现状
我国农业信息技术的发展起步较晚,20世纪80年代才开始起步。由于农业生产对农业专家的迫切需求,借鉴国外农业专家系统的成功经验,中科院合肥智能机械研究所研发的小麦施肥专家咨询系统在农业生产中发挥了重要作用。此后,国内学者相继研发出了小麦赤霉病预报[1]、水稻推荐施肥[2]、小麦条锈病流行程度趋势预测[3]、麦田一代黏虫测报[4]等。20世纪90年代我国信息农业开始向精准农业即数字化农业迈进,截止到2010年底,构建和完善了小麦[5-6]、水稻[7]、玉米[8]以及主要温室作物生长模型[9]和生产管理决策系统。特别是突破了车载土壤水分与压实复合传感器[10]、光纤式农田土壤有机质含量检测[11]等一批重大关键技术,研制出了农机机载控制终端、作业导航指示器[12]等配套产品。从2011年至今,我国信息农业进入了农业物联网技术全面开发应用阶段。南京农业大学开发的农田感知与智慧管理使大田作物规模化栽植、生长动态精确监测、诊断;轻简农田作业机械自动导航;肥药精准施用等农业精准作业与动态调控技术成功应用于农业生产,在江西、安徽、河南取得了较好的应用示范效果。2017年7月,国务院《新一代人工智能发展规划》指出要研制农业智能传感与控制系统、智能农业装备、农机田间作业自由系统等,为未来信息农业的发展指明了方向。
3大数据时代农业信息技术发展对策与建议
3.1加强智能农业关键技术的研发,产品创制及集成应用
我国农业信息技术起步晚,整体落后于发达国家12年,在基础研究和优势技术方面均不及发达国家。中国除“农业传感器与物联网技术”和“动植物生命与环境信息感知技术”达到了与国际并行的水平外,核心关键技术多处于中试阶段,农业大数据和物联网还处于实验室阶段,而发达国家已进入产业化阶段[13]。亟待加大投入、研发,加强使基础研究成果向优势技术转化的能力。
3.2加快农业信息网络建设步伐
信息技术的应用,离不开网络建设,特别是下一代互联网建设应用,加快农村光纤宽带网络的部署,实现村村通,为实现“互联网+农业”提供有力保障。目前,我国农村宽带普及率低,农村网民仅为26.7%,而城镇网民为73.3%,农村互联网普及率为34%,城镇互联网普及率为69.4%,差距较大。并且中西部差距大,我国网民仅为总人口的16%,远远低于发达国家的50%。农村互联网基础设施建设的滞后,极大地制约了农村互联网的发展。要以新农村建设为契机,加快农村互联网建设。
3.3加快信息资源存储、规模化、标准化
农业信息技术具有强大的数据处理能力,也必须有强大的数据库支持,只有把信息资源规模化、标准化,才能转化为计算机和网络能识别的数据资源,否则,就浪费了数据资源。目前,我国农业信息数据资源的存储不规范、规模量小,不同种类数据库之间还无法实现共享,实时性不强,无法满足农业信息技术大面积应用所需数据库的支持。只有促进农业信息资源的标准化、数据化,实现存储量的增加,不同种类数据库资源共享,才能真正实现数据资源的价值。
3.4加强人才培养和农业信息技术的推广应用
农业信息技术和下一代物联网的应用,涉及多门学科,对从事这项工作的人员要求较高。要把复杂的信息转化为用户已接受的简便、易学、易懂的形式,人才培养是关键。政府应加大专业技能人才培养力度,还要在农村加强科普知识宣传和助力专业农民文化素质的提高,农业信息只有被农民掌握、运用,才能真正发挥它的价值,为农民增收致富,促进农业的发展。此外,农业信息技术的推广应用,要做好示范点建设,扩大宣传,以点带面,直到全面推广应用,农业信息技术才能真正成为生产力。
作者:周玉琴 沈跃鹏 孙春梅 单位:开封市农林科学研究院 开封市农业生物育种重点实验室