中國農(nóng)牧業(yè)當(dāng)前狀態(tài)及趨勢

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摘要:通過對大量前人已闡述的農(nóng)牧業(yè)信息化概念及理論的深入研究及綜合分析,對農(nóng)牧業(yè)信息化做了進(jìn)一步歸納釋義。結(jié)合國內(nèi)外農(nóng)牧業(yè)信息化的發(fā)展現(xiàn)狀,指出我國現(xiàn)階段農(nóng)牧業(yè)信息化存在的問題,并說明農(nóng)牧業(yè)信息化在我國發(fā)展的方向及作用,進(jìn)而對我國農(nóng)牧業(yè)信息化狀況有一個(gè)更加清晰的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞:農(nóng)牧業(yè)信息化;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

0引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來,雖然基于工業(yè)社會(huì)要求的農(nóng)業(yè)機(jī)械化、化學(xué)化、水利化和電氣化在世界許多國家還沒有全面完成,但隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,以數(shù)字化為核心、網(wǎng)絡(luò)化為趨勢的信息化產(chǎn)業(yè)逐漸深入到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。信息化技術(shù)同時(shí)不斷深入到農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)中,形成了以數(shù)字化為特征的“數(shù)字農(nóng)業(yè)”,給農(nóng)牧業(yè)這個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域注入了新的活力[1]。農(nóng)牧業(yè)信息化對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)深入增長具有深遠(yuǎn)的影響,并且可以促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變[2]。加強(qiáng)農(nóng)牧業(yè)信息化建設(shè)是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容。

農(nóng)牧業(yè)信息化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志,在駕馭農(nóng)村市場經(jīng)濟(jì)中處于前置性的基礎(chǔ)地位,是提高農(nóng)業(yè)的綜合生產(chǎn)力和經(jīng)營管理效率的有力手段[3],是農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必經(jīng)途徑。隨著信息社會(huì)和知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來,農(nóng)業(yè)信息技術(shù)將在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用[4]。沒有農(nóng)牧業(yè)的信息化,就沒有國民經(jīng)濟(jì)的信息化,也就沒有整個(gè)社會(huì)的信息化。農(nóng)牧業(yè)信息化應(yīng)當(dāng)成為中國這個(gè)農(nóng)業(yè)大國一種必然和必須的發(fā)展趨勢,深入研究農(nóng)牧業(yè)信息化是一項(xiàng)亟待探討而且具有重大意義的課題[5]。

1農(nóng)牧業(yè)信息化的概念

1.1信息化信息化概念包括信息和信息化兩個(gè)最基本的概念。信息化是一個(gè)過程,與工業(yè)化和現(xiàn)代化一樣,是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程。在這個(gè)過程中包含3個(gè)層面和6大要素。所謂3個(gè)層面,一是信息技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用過程,是信息化建設(shè)的基礎(chǔ);二是信息資源的開發(fā)和利用過程,是信息化建設(shè)的核心與關(guān)鍵;三是信息產(chǎn)品制造業(yè)不斷發(fā)展的過程,是信息化建設(shè)的重要支撐。6大要素是指信息網(wǎng)絡(luò)、信息資源、信息技術(shù)、信息產(chǎn)業(yè)、信息法規(guī)環(huán)境與信息人才。信息化就是在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)中通過普遍采用信息技術(shù)和電子信息裝備,更有效地開發(fā)和利用信息資源,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步[6]。

1.2農(nóng)業(yè)信息化

農(nóng)業(yè)信息化有狹義和廣義之分:狹義的農(nóng)業(yè)信息化是指農(nóng)業(yè)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化;廣義的農(nóng)業(yè)信息化是指農(nóng)業(yè)全過程的信息化,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域全面地發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),使之滲透到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、消費(fèi)以及農(nóng)村社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等各個(gè)具體環(huán)節(jié)的全過程,從而極大地提高農(nóng)業(yè)效率和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平[7]。賈善剛指出:農(nóng)村信息化的概念不僅包括計(jì)算機(jī)技術(shù),還應(yīng)包括微電子技術(shù)、通信技術(shù)、光電技術(shù)和遙感技術(shù)等多項(xiàng)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)上普遍而系統(tǒng)的應(yīng)用過程。

梅方權(quán)年認(rèn)為,農(nóng)村信息化是一個(gè)廣義的概念,應(yīng)是農(nóng)業(yè)全過程的信息化,是用信息技術(shù)裝備現(xiàn)代農(nóng)業(yè),依靠網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化支持農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理,監(jiān)測管理農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境,支持農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)村社會(huì)信息化[8]。

農(nóng)業(yè)信息化可以從4個(gè)方面來加以描述和概括:一是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)者的高度智能化;二是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施裝備信息化;三是農(nóng)業(yè)技術(shù)操作自動(dòng)自控化;四是農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理信息網(wǎng)絡(luò)化[5,9]。農(nóng)業(yè)信息化不僅包括計(jì)算機(jī)技術(shù),還應(yīng)包括微電子技術(shù)、通信技術(shù)、光電技術(shù)和遙感技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上普遍而系統(tǒng)應(yīng)用的過程。

農(nóng)業(yè)中所應(yīng)用的信息技術(shù)包括計(jì)算機(jī)、信息存儲和處理、通訊、網(wǎng)格、多媒體、人工智能以及“3S”技術(shù)(即地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS和遙感技術(shù)RS)等。在發(fā)達(dá)國家,信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用大致有以下方面:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理、農(nóng)業(yè)信息獲取及處理、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模擬、農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等[5,10]。數(shù)字化作為農(nóng)業(yè)信息化的核心內(nèi)容,就是按人類需要的目標(biāo),對農(nóng)業(yè)所涉及的對象和全過程進(jìn)行數(shù)字化和可視化的表達(dá)、設(shè)計(jì)、控制和管理。在數(shù)字水平上,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營、流通、服務(wù)以及農(nóng)業(yè)資源環(huán)境等領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)、可視化表達(dá)和智能化控制,使農(nóng)業(yè)按照人類的需求目標(biāo)發(fā)展。數(shù)字農(nóng)業(yè)主要包括農(nóng)業(yè)要素(生物要素、環(huán)境要素、技術(shù)要素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素)的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)過程的數(shù)字信息化(數(shù)字化實(shí)施和數(shù)字化設(shè)計(jì))以及農(nóng)業(yè)管理的數(shù)字信息化[1,11]。農(nóng)業(yè)信息化實(shí)質(zhì)是充分利用信息技術(shù)的最新成果,全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理、農(nóng)產(chǎn)品加工、營銷以及農(nóng)業(yè)科技信息和知識的獲取、處理、傳播與合理利用,加速傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的改造,大幅度地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、管理和經(jīng)營決策水平,促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、高效發(fā)展進(jìn)程。農(nóng)業(yè)信息技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)各種信息采集、處理、傳播和貯存等方面的技術(shù)。

根據(jù)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,主要分為氣象遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)等[4]。數(shù)字農(nóng)業(yè)的本質(zhì)是把信息技術(shù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力重要要素,將工業(yè)可控生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的思想引入農(nóng)業(yè),通過計(jì)算機(jī)、地學(xué)空間、網(wǎng)絡(luò)通訊和電子工程技術(shù)與農(nóng)業(yè)的融合,在數(shù)字水平上對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營、流通、服務(wù)以及農(nóng)業(yè)資源環(huán)境等領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)、可視化表達(dá)和智能化控制,使農(nóng)業(yè)按照人類的需求目標(biāo)發(fā)展[1]。

筆者認(rèn)為,農(nóng)業(yè)信息化是指涉農(nóng)領(lǐng)域(農(nóng)、林、牧、副、漁)所有對象的數(shù)字信息化,具體體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施裝備的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)資源環(huán)境的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)市場流通的數(shù)字信息化、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)者的高度智能化以及農(nóng)民生活的數(shù)字信息化,應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、人工智能技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、“3S”技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的數(shù)字信息化,并付諸實(shí)施于農(nóng)田精耕細(xì)作、病蟲害防治、林區(qū)規(guī)劃管理、畜禽漁業(yè)的生產(chǎn)操作自動(dòng)化和數(shù)字化管理以及農(nóng)民生活消費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)信息化等方面,集農(nóng)業(yè)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地球科學(xué)、信息科學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等高端科學(xué)于一體的綜合性領(lǐng)域。

1.3畜牧業(yè)信息化

畜牧業(yè)信息就是對畜禽品種資源的遺傳育種、飼養(yǎng)管理、飼料營養(yǎng)、疫病防制、器械設(shè)備、畜產(chǎn)品加工及其經(jīng)濟(jì)利用的有關(guān)理論和應(yīng)用研究中表現(xiàn)出來的信息,主要包括各種畜禽遺傳育種信息、飼料營養(yǎng)信息、畜禽經(jīng)濟(jì)信息、生產(chǎn)和經(jīng)營管理信息、疾病防治信息以及專家人才信息等內(nèi)容。根據(jù)畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)和研究內(nèi)容,畜牧業(yè)信息可以劃分為畜牧業(yè)自然資源信息、畜牧業(yè)生產(chǎn)信息、畜牧業(yè)科技信息、畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)信息、畜產(chǎn)品市場流通信息、畜產(chǎn)品加工信息、疫病防治信息、飼料營養(yǎng)信息、器械設(shè)備信息和單位屬性信息等類別[12]。畜牧業(yè)信息化指的是在畜牧業(yè)領(lǐng)域充分利用信息技術(shù)的方法手段和最新成果的過程。具體來說,就是在畜牧業(yè)生產(chǎn)、流通、消費(fèi)以及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和技術(shù)等各個(gè)環(huán)節(jié)全面運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)與智能工具,實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)的科學(xué)化與智能化過程。畜牧業(yè)信息化不僅包括計(jì)算機(jī)技術(shù),還包括微電子技術(shù)、通信技術(shù)、光電技術(shù)和遙感技術(shù)等多種技術(shù)在農(nóng)業(yè)上普遍而系統(tǒng)的應(yīng)用。

畜牧業(yè)信息化的內(nèi)涵至少包括以下領(lǐng)域:一是畜牧業(yè)生產(chǎn)管理信息化,包括畜禽疫病防治、畜禽飼養(yǎng)管理等各個(gè)方面;二是畜牧業(yè)經(jīng)營管理信息化,包括與畜牧業(yè)經(jīng)營有關(guān)的經(jīng)濟(jì)形勢、畜禽供求、國民收入、固定資產(chǎn)投資、物資購銷和物價(jià)變動(dòng)等;三是畜牧業(yè)科學(xué)技術(shù)信息化,是利用信息技術(shù)快捷與方便的特點(diǎn),改變傳統(tǒng)的畜牧業(yè)技術(shù)推廣方法和手段,加快科技成果的傳播和轉(zhuǎn)化,提高畜牧業(yè)的科技含量和競爭力;四是畜牧業(yè)市場流通信息化,指畜牧業(yè)生產(chǎn)資料供求信息、動(dòng)物產(chǎn)品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧業(yè)信息化具有豐富的內(nèi)涵,主要包括:畜牧業(yè)信息服務(wù)系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化;畜牧業(yè)生產(chǎn)設(shè)施裝備信息化;畜牧業(yè)技術(shù)操作機(jī)械化和自動(dòng)化;畜牧業(yè)管理決策信息化;畜牧業(yè)勞動(dòng)者的信息化和知識化等[14]。

筆者認(rèn)為,畜牧業(yè)信息化是指畜牧業(yè)飼養(yǎng)設(shè)施的操作自動(dòng)化及數(shù)字信息化、畜牧業(yè)生產(chǎn)管理的數(shù)字信息化、畜牧業(yè)經(jīng)營管理的數(shù)字信息化、畜牧業(yè)市場流通的數(shù)字信息化和畜牧業(yè)勞動(dòng)者的高度智能化等,運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、無線射頻識別技術(shù)、“3S”技術(shù)、通信以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)精細(xì)飼喂、科學(xué)育種、飼養(yǎng)環(huán)境的監(jiān)控、疫情監(jiān)測、疾病防治以及產(chǎn)品溯源等。

2農(nóng)牧業(yè)信息化的發(fā)展?fàn)顩r

2.1國外發(fā)展?fàn)顩r世界農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)過3個(gè)階段:第1階段是20世紀(jì)五六十年代的廣播、電話通訊信息化及科學(xué)計(jì)算階段;第2個(gè)階段是20世紀(jì)七八十年代的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和知識處理階段;第3個(gè)階段是20世紀(jì)90年代以來農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)應(yīng)用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制等的新發(fā)展階段。

農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在美國、西歐和日本已廣泛應(yīng)用于工廠化養(yǎng)殖、工廠化蔬菜花卉生產(chǎn)、倉庫管理、環(huán)境監(jiān)測與控制以及農(nóng)產(chǎn)品精深加工中,如配合飼料全部生產(chǎn)流程的自動(dòng)控制、日光溫室中溫濕度控制、灌溉及采收自動(dòng)化控制。通過研制和使用農(nóng)業(yè)機(jī)器人,代替人從事一些繁重的農(nóng)事操作,如蘋果收獲、擠奶、噴藥、組織培養(yǎng)以及作物育種等方面。

美國自20世紀(jì)70年代以來將計(jì)算機(jī)應(yīng)用逐步推廣到農(nóng)場范圍。典型的農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)有:1975年,美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)創(chuàng)建了AGNET聯(lián)機(jī)網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在已發(fā)展成為世界上最大的農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);美國國家農(nóng)業(yè)書館和美國農(nóng)業(yè)部共同開發(fā)的AGRICOLA;信息研究系統(tǒng)CRIS可提供美國農(nóng)業(yè)所屬各研究所、試驗(yàn)站和學(xué)府的研究摘要。

美國計(jì)算機(jī)在農(nóng)牧業(yè)信息化中的應(yīng)用已相當(dāng)普遍。譬如:畜禽飼養(yǎng)的計(jì)算機(jī)化,有管理豬生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng);管理農(nóng)業(yè)機(jī)械化的計(jì)算機(jī)以及在在農(nóng)副產(chǎn)品加工方面也有廣泛的應(yīng)用;其中,計(jì)算機(jī)在溫室環(huán)境方面的應(yīng)用最顯其能。

早在20世紀(jì)80年代,日本農(nóng)林水產(chǎn)省就“人工智能與農(nóng)業(yè)”專門組織了一個(gè)調(diào)查委員會(huì),列出了知識工程在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的一整套實(shí)施項(xiàng)目;日本已建立了一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化管理系統(tǒng),如植物工廠的蔬菜生產(chǎn)管理系統(tǒng)(菠菜、番茄、黃瓜、茄子、西紅柿和草莓等已進(jìn)入批量生產(chǎn))、陸田水田耕作、畜牧生產(chǎn)、家畜衛(wèi)生系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)工程和機(jī)械管理系統(tǒng)等。

德國在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中,已廣泛使用電子、信息技術(shù)等監(jiān)測和自動(dòng)控制各種試驗(yàn)場所的溫度、濕度、光照時(shí)間和強(qiáng)度、風(fēng)向風(fēng)速等各項(xiàng)要素,均自動(dòng)監(jiān)測和記錄;德國還研究出許多用計(jì)算機(jī)編程控制的試驗(yàn)儀器和設(shè)備;在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,裝有遙感地理定位系統(tǒng)的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械可以在室內(nèi)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制下完成各項(xiàng)農(nóng)田作業(yè)[15-16]。

荷蘭在畜禽養(yǎng)殖基礎(chǔ)設(shè)施以及溫室種植方面的信息化工作水平處于世界前列。荷蘭的科研人員在十多年前應(yīng)用數(shù)字化技術(shù),在奶牛自動(dòng)飼養(yǎng)管理系統(tǒng)Porcod系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)成功母豬自動(dòng)飼養(yǎng)Velos管理系統(tǒng)[17]。

目前,農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究主要集中在以下各方面:農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、“3S”系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)、多媒體技術(shù)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、生物信息技術(shù)以及數(shù)字化圖書館技術(shù)[15,18]。

2.2國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

20世紀(jì)70年代中期,計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)開始進(jìn)入我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,少數(shù)農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)開展了計(jì)算機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究,從此農(nóng)業(yè)信息化逐步在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中得以發(fā)展應(yīng)用,具體發(fā)展階段[19]如表1所示。

表1我國農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展階段

階段時(shí)間主要內(nèi)容起步階段1981-1985年科學(xué)計(jì)算、科學(xué)規(guī)劃模型和統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用普及發(fā)展階段1986-1995年數(shù)據(jù)處理(EDP)、大型數(shù)據(jù)庫的建立和MIS系統(tǒng)開發(fā)提高階段1996-2000年國家在“攻關(guān)”和“863”項(xiàng)目中都分別設(shè)置農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重大專題和課題快速發(fā)展階段2000至今農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)全面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際滲透.

我國農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程起步較晚。20世紀(jì)80年代以來,將系統(tǒng)工程、數(shù)據(jù)庫與信息管理系統(tǒng)、遙感、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、資源、環(huán)境和災(zāi)害方面的研究,已取得一些重要成果,不少成果已得到應(yīng)用,有些成果已達(dá)到國際先進(jìn)水平。如中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所應(yīng)用現(xiàn)代遙感和地理信息技術(shù)建立了“中國北方草地、草畜平衡動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)”[20]。

中國國家科技部從1990年開始連續(xù)支持“農(nóng)業(yè)智能應(yīng)用系統(tǒng)”的研究與應(yīng)用,“數(shù)字農(nóng)業(yè)”漸成氣候,已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調(diào)控和農(nóng)事管理專家系統(tǒng),以及魚病防治和蘋果生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)。“十五”期間,國家科技部等部門繼續(xù)加大對以“數(shù)字農(nóng)業(yè)”為主要內(nèi)容的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究,以“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”、“虛擬農(nóng)業(yè)”、“智能農(nóng)業(yè)”和“網(wǎng)絡(luò)農(nóng)業(yè)”等內(nèi)容為切入點(diǎn),組織實(shí)施“數(shù)字農(nóng)業(yè)科技行動(dòng)”。通過該行動(dòng)的實(shí)施,突破一批“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的關(guān)鍵技術(shù),建立數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺,開發(fā)國家農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫,研究開發(fā)一批實(shí)用性強(qiáng)的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)系統(tǒng),初步構(gòu)建我國“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的技術(shù)框架,從而加速了我國農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程[1]。

2003年,科技部“863計(jì)劃”在生物與現(xiàn)代領(lǐng)域啟動(dòng)實(shí)施了“數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)研究示范”重大專項(xiàng)。這些專項(xiàng)以突破一批關(guān)鍵技術(shù)、研制一批數(shù)字農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、開發(fā)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺、集成示范應(yīng)用為目標(biāo),構(gòu)建我國“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的科學(xué)技術(shù)體系及示范應(yīng)用體系。在農(nóng)田信息自動(dòng)采集、農(nóng)田植物生長模擬與數(shù)字化設(shè)計(jì)、稻麥品質(zhì)遙感檢測、數(shù)字化種植技術(shù)平臺構(gòu)建等方面取得了突破性進(jìn)展[21]。“863計(jì)劃”智能計(jì)算機(jī)主題連續(xù)支持“農(nóng)業(yè)智能應(yīng)用系統(tǒng)”的研究與應(yīng)用,已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調(diào)控和農(nóng)事管理專家系統(tǒng),以及魚病防治、蘋果生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)[22]。由農(nóng)軟開發(fā)的農(nóng)牧場管理系統(tǒng)、育種分析系統(tǒng)和目前尚待完善的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等已在部分科研管理部門和現(xiàn)代化農(nóng)牧場推廣使用[15]。現(xiàn)在,國內(nèi)研制的多媒體小麥管理系統(tǒng)(WMS)和棉花生產(chǎn)管理系統(tǒng)(COTMAS)都可以應(yīng)用于生產(chǎn)[23]。我國與世界各國一樣,畜牧業(yè)信息建設(shè)與利用也是從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)發(fā)展過程。在單機(jī)應(yīng)用方面,主要用于生產(chǎn)管理和決策應(yīng)用[12]。我國畜牧業(yè)充分利用以計(jì)算機(jī)為核心的信息資源優(yōu)勢,走畜牧業(yè)現(xiàn)代化和信息化的道路[24]。

3我國農(nóng)牧業(yè)信息化發(fā)展面臨的問題

目前,我國農(nóng)業(yè)信息化存在的問題有:農(nóng)民素質(zhì)不高、信息化意識和利用信息的能力不強(qiáng);農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度不高,難以形成正常的信息需求;網(wǎng)絡(luò)成本較高,阻礙了信息化的普及;農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)工作水平低;信息技術(shù)實(shí)用性差,農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系還沒有完成,農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)人才缺乏[25]。信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展必須建立在網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上。我國的農(nóng)牧業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展雖然對我國農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展起到了一定作用,但在建設(shè)過程中存在許多問題[12]。我國畜牧業(yè)信息化水平與發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距,主要表現(xiàn)在:畜牧業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,畜牧信息資源缺乏,尤其是能提供給用戶的有效資源嚴(yán)重不足;畜牧信息技術(shù)成果應(yīng)用程度低,嚴(yán)重阻礙了畜牧業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,這也正是當(dāng)前實(shí)施畜牧業(yè)信息化迫切需要解決的問題。目前,在畜牧業(yè)生產(chǎn)部門及基層畜牧場,由于受地域的限制和傳統(tǒng)畜牧業(yè)的束縛,信息技術(shù)的普及遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能同其他行業(yè)相比,從事畜牧行業(yè)的人員平均素質(zhì)也遠(yuǎn)低于其他行業(yè)部門,尤其是基層的管理人員及邊遠(yuǎn)的農(nóng)牧場,其受教育程度普遍較低[26]。

筆者認(rèn)為,我國農(nóng)牧業(yè)信息化發(fā)展亟待解決的主要問題依然是農(nóng)民科學(xué)素質(zhì)的提高、信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建立與完善及完全解決“最后一公里”的難題。

4我國農(nóng)牧業(yè)信息化的發(fā)展方向

1)網(wǎng)絡(luò)化。信息技術(shù)發(fā)展是以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互融合的高新技術(shù)。

2)智能化。信息技術(shù)的智能化發(fā)展進(jìn)步很快,在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也將得到長足的進(jìn)展。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)管理信息系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用是其中最突出的表現(xiàn)。

3)數(shù)字化。數(shù)字化內(nèi)涵包含兩層意思:一是隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,原來的模擬信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的高保真和快速傳播,可以制成數(shù)字視頻和音頻信號在網(wǎng)絡(luò)上傳遞,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育等;二是表現(xiàn)在科學(xué)計(jì)算可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[25]上。

建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,突破一批數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù),建立數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺,開發(fā)國家農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫,建立數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng),通過系統(tǒng)集成和應(yīng)用示范,逐步建立我國數(shù)字農(nóng)業(yè)的科學(xué)技術(shù)體系。在統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下,對數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā),通過系統(tǒng)集成構(gòu)建數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺,初步形成我國數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)框架。在我國不同生態(tài)經(jīng)濟(jì)類型和不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理類型地區(qū),對數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行集成應(yīng)用示范,取得顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)信息化的跨越發(fā)展,加速農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)、粗放、經(jīng)驗(yàn)型向智能、精準(zhǔn)和數(shù)字化方向的轉(zhuǎn)變,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平。通過該行動(dòng)的實(shí)施,突破一批數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù),建立數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺,開發(fā)國家農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫,研究開發(fā)一批實(shí)用性強(qiáng)的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)系統(tǒng),初步構(gòu)建我國數(shù)字農(nóng)業(yè)的技術(shù)框架,加速我國農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程,并逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精確化、遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化和虛擬化[1]。

我國的畜牧業(yè)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到了新的發(fā)展階段,建設(shè)集約化、專業(yè)化和優(yōu)質(zhì)高效的現(xiàn)代畜牧業(yè)已經(jīng)成為必然[27]。在推進(jìn)信息化的過程中,要通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù),把畜牧信息及時(shí)與準(zhǔn)確地傳達(dá)到用戶手中,實(shí)現(xiàn)畜牧生產(chǎn)、管理和畜產(chǎn)品營銷網(wǎng)絡(luò)化,加速傳統(tǒng)畜牧業(yè)的改造和升級,大幅度提高畜牧業(yè)生產(chǎn)效率、管理和經(jīng)營決策水平[26];改變傳統(tǒng)的畜牧業(yè)模式,使農(nóng)民依靠信息引導(dǎo)進(jìn)入市場、組織生產(chǎn),走畜牧業(yè)現(xiàn)代化和信息化之路;加強(qiáng)對畜牧信息化工作的宣傳,提高人們的信息意識和利用信息的能力積極促進(jìn)畜牧業(yè)信息化的發(fā)展[24,26]。當(dāng)前,現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)融合所衍生的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)\"、“虛擬農(nóng)業(yè)\"、“智能農(nóng)業(yè)\"和“網(wǎng)絡(luò)農(nóng)業(yè)\"等均是數(shù)字農(nóng)業(yè)的不同側(cè)面,成為農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的方向[28]。

筆者認(rèn)為,我國農(nóng)牧業(yè)信息化應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的操作的全面自動(dòng)化以及完全智能化,并最終進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化農(nóng)牧業(yè)。

5我國農(nóng)牧業(yè)信息化的作用

農(nóng)業(yè)信息化、智能化、精確化與數(shù)字化將是信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的結(jié)果,必將大大推動(dòng)農(nóng)業(yè)信息化,推動(dòng)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效及可持續(xù)方向發(fā)展。

作為21世紀(jì)農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志,發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)及相關(guān)技術(shù)是我國發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必然選擇的支撐技術(shù),因此將數(shù)字農(nóng)業(yè)確立為解決“三農(nóng)”問題的平臺,符合時(shí)展的需要。數(shù)字農(nóng)業(yè)展現(xiàn)了美好的前景,它將極大解放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,改變農(nóng)業(yè)作業(yè)方式,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)的飛躍[1]。先進(jìn)的信息收集、處理和傳遞技術(shù)將有效地克服農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的分散化和小型化的行業(yè)弱勢。

強(qiáng)大的計(jì)算能力、智能化技術(shù)和軟件技術(shù),使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中極其復(fù)雜和多變的生產(chǎn)要素定量化、規(guī)范化和集成化,改善了時(shí)空變化大和經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)的弱點(diǎn)。將信息技術(shù)與航空航天遙感技術(shù)(RS)、農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)技術(shù)(AGIS)以及全球定位系統(tǒng)(GPS)等相結(jié)合,加強(qiáng)了對影響農(nóng)業(yè)資源、生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)條件、氣象、生物災(zāi)變和生產(chǎn)狀況的宏觀監(jiān)測與預(yù)警預(yù)報(bào),提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可控性、穩(wěn)定性和精確性,并能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)行科學(xué)與有效的宏觀管理[5]。信息自動(dòng)化技術(shù)使現(xiàn)代的養(yǎng)殖業(yè)有了根本性的改變,是形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)的一種優(yōu)化養(yǎng)殖方式。它有利于優(yōu)化畜牧業(yè)區(qū)域布局;有利于解決人畜混居、相互交叉感染問題;有利于減少與外界接觸,減少傳染病的預(yù)防發(fā)生;有利于改善農(nóng)民的生活環(huán)境,保護(hù)人們的身體健康;有利于改善畜禽養(yǎng)殖環(huán)境和生產(chǎn)性能的發(fā)揮;有利于提高畜禽的品質(zhì);有利于先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的推廣和生產(chǎn)效率的提高;有利于畜禽生產(chǎn)的宏觀管理和相互之間的協(xié)調(diào),從而促進(jìn)畜禽業(yè)迅速發(fā)展,提高養(yǎng)殖者的經(jīng)濟(jì)效益[29]。同時(shí),利用計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)料、補(bǔ)水和補(bǔ)光等作業(yè),節(jié)約勞動(dòng)力。另外,通過多媒體模擬,可以在最適宜時(shí)期擴(kuò)大生產(chǎn),在市場行情最佳時(shí)銷售,從而獲得最大利潤[30]。

廣泛應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整,增強(qiáng)農(nóng)業(yè)的市場競爭力,發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì),建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè),增加農(nóng)民收入,加速農(nóng)村現(xiàn)代化進(jìn)程,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和高效益化;通過計(jì)算機(jī)對來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的信息進(jìn)行及時(shí)采集和處理,根據(jù)處理結(jié)果迅速地去控制系統(tǒng)中的某些設(shè)備、裝置或環(huán)境,從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的自動(dòng)檢測、記錄、統(tǒng)計(jì)、監(jiān)視、報(bào)警和自動(dòng)啟停等,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)和對自然環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測[4,23]。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式得以改造,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率將大幅度提高,生產(chǎn)成本下降;加快新品種選育,提高病蟲害預(yù)測、預(yù)報(bào)和防止水平,減少損失,增加產(chǎn)出,獲得更大的效益,這將提高人類對自然的認(rèn)知能力,最大限度地控制和利用水、土、氣等自然資源,減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性[29]。科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理,增加農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)量,提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益;實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理,提高對農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的政策決策水平,最大限度避免自然災(zāi)害對農(nóng)業(yè)造成的損失。

6結(jié)束語

推動(dòng)農(nóng)牧業(yè)信息化有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的全面自動(dòng)化及數(shù)字化;有利于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率;有利于農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的集中管理,有利于降低傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)靠天吃飯的不穩(wěn)定性;有利于減少農(nóng)產(chǎn)品市場波動(dòng),提高農(nóng)業(yè)市場流通效率,從而增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

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