石 巖，孫 墾

(1.華北水利水電大學，河南 鄭州450045;2.中國農(nóng)業(yè)科學院研究生院，北京100083)

農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是信息技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營和管理所衍生的信息技術(shù)［1］. 我國對農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的研究和應(yīng)用開始于20世紀80年代，將管理信息系統(tǒng)、系統(tǒng)工程、地理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)用于資源規(guī)劃、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)防等方面.

1 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.1 作物生長模擬模型

作物生長模擬模型是利用系統(tǒng)分析方法和計算機模擬技術(shù)，對作物生長發(fā)育過程及其與環(huán)境的動態(tài)關(guān)系進行定量描述和預(yù)測［2］. 作物生長模擬系統(tǒng)可以定量和動態(tài)地描述作物生長、發(fā)育和產(chǎn)量形成過程及其對環(huán)境的反映. 作物模型的建立有利于綜合集成已有的科學研究成果，同時也是作物種植管理、決策現(xiàn)代化的基礎(chǔ).

我國在20世紀80年代初從國外引進模擬模型，起步比較晚.近年來，在水稻、小麥、玉米、大豆、溫室作物等作物生長發(fā)育動態(tài)模擬研究與應(yīng)用上取得了較大進展.江蘇省農(nóng)科院高亮之等人開發(fā)的水稻耕作模擬優(yōu)化和決策系統(tǒng)(RCSODS)是我國第一個作物模型［3］，該模型將作物模擬技術(shù)與作物栽培優(yōu)化原理相結(jié)合.

作物模擬模型和3S 技術(shù)、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、天氣發(fā)生器等高新技術(shù)或其他領(lǐng)域模型進一步有機結(jié)合，在我國作物產(chǎn)量預(yù)測預(yù)報、農(nóng)作物病蟲害預(yù)測預(yù)報、農(nóng)業(yè)環(huán)境評價、精確農(nóng)作、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理決策、糧食和環(huán)境安全等方面將發(fā)揮出越來越重要的作用.

1.2 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是運用人工智能知識工程的知識表示、推理、知識獲取等技術(shù)，總結(jié)和匯集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的知識和技術(shù)，把專家系統(tǒng)知識應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一項計算機技術(shù).其是農(nóng)業(yè)專家長期積累的大量寶貴經(jīng)驗建造的各種農(nóng)業(yè)“電腦專家”計算機軟件系統(tǒng).通過網(wǎng)絡(luò)計算機，走向地頭，進入農(nóng)家，在各地具體地指導(dǎo)農(nóng)民科學種田，培訓(xùn)農(nóng)業(yè)技術(shù)人員，把先進、實用的農(nóng)業(yè)技術(shù)直接交給廣大農(nóng)民.

我國比較典型的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)有中國農(nóng)業(yè)大學的作物病蟲預(yù)測專家系統(tǒng)和農(nóng)作制度專家系統(tǒng)、浙江大學與中國農(nóng)業(yè)科學院蠶桑研究所合作研制的蠶育種專家系統(tǒng)、河北省農(nóng)業(yè)廳與廊坊市農(nóng)林局開發(fā)的冀北小麥專家系統(tǒng)等［4］.這些農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的研制，很大程度上促進了農(nóng)業(yè)科技成果的轉(zhuǎn)化，為發(fā)展高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)做出了巨大的貢獻，也為農(nóng)民提供了方便的農(nóng)業(yè)技術(shù).

1.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實時控制系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實時控制系統(tǒng)是集現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)于一身，它可使年收獲產(chǎn)量增長5 ～10 倍，可以實現(xiàn)調(diào)溫通風設(shè)備、補光設(shè)備、營養(yǎng)液配置設(shè)備、工廠化播種育苗成套設(shè)備、土地消毒設(shè)備、專用農(nóng)機具等溫室設(shè)備等的自動化控制. 主要應(yīng)用于工廠化育苗、作物、花卉苗木的生長條件的自動監(jiān)控［5］.例如根據(jù)作物生長需要，適時自動地測土配肥與精量灌溉，僅此一項可節(jié)省農(nóng)業(yè)資源與水資源、電能源40% ～60%.

1.4 作物遙感估產(chǎn)

遙感估產(chǎn)則是建立作物光譜與產(chǎn)量之間聯(lián)系的一種技術(shù)，它是通過光譜來獲取作物的生長信息.遙感技術(shù)估產(chǎn)快速，而且能夠?qū)崿F(xiàn)宏觀、客觀地估產(chǎn)，減少了傳統(tǒng)估產(chǎn)方式的繁重工作，提高了效率且增加了精準性.

熱害濕害脅迫下，植物的葉綠素含量及生理指標下降，從而影響植株的生長，因此可以通過熱害濕害脅迫下植物體內(nèi)一些生理指標解釋植株耐熱耐濕性。光合色素是植物進行光合作用的最主要色素，而葉綠素是其中參與光能轉(zhuǎn)化及有機物合成的主要成分之一，Huang等[6]研究表明，在濕害脅迫下，葉綠素含量顯著降低。張克清[7]對豆科植株進行淹水試驗，結(jié)果表明淹水使根系活力及葉綠素含量較對照顯著下降。該試驗研究表明，不同品種的青菜熱害濕害后，葉色變淡，部分葉片老化褪綠變黃。

衛(wèi)星遙感農(nóng)作物估產(chǎn)最初從小麥開始，以后逐步擴大到了大豆、玉米和水稻等.

我國應(yīng)用遙感技術(shù)進行作物估產(chǎn)始于1981年冬小麥.目前應(yīng)用的已有棉花種植面積遙感調(diào)查系統(tǒng)，作物產(chǎn)量氣候分析預(yù)報系統(tǒng)，作物短、中、長期預(yù)報模型，水稻遙感估產(chǎn)信息系統(tǒng)等. 經(jīng)過20 多年的艱苦努力，目前用遙感技術(shù)進行農(nóng)作物長勢監(jiān)測和產(chǎn)量預(yù)報的方法已趨成熟，發(fā)展到實用化水平.

隨著3S 技術(shù)應(yīng)用的成熟與普及，農(nóng)業(yè)信息技術(shù)不僅提高了對農(nóng)業(yè)的貢獻率，而且可培育新的農(nóng)業(yè)信息產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟增長點，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展營造一個良好的科技環(huán)境.總之，目前農(nóng)業(yè)信息技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出了巨大的貢獻，正在逐步推進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程.

2 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中的局限

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)體系龐大，農(nóng)業(yè)分工越來越細化使得農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的全面推廣比較困難. 我國農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)涉及種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)和副業(yè)，農(nóng)業(yè)分工向縱深發(fā)展，形成了農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后部門.產(chǎn)前部門主要包括:為農(nóng)業(yè)提供各種生產(chǎn)資料的部門.農(nóng)業(yè)產(chǎn)后部門主要包括農(nóng)產(chǎn)品的包裝、貯藏、加工、運輸、銷售等部門.農(nóng)業(yè)產(chǎn)中、產(chǎn)前與產(chǎn)后部門共同構(gòu)成現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng).

龐大的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和細化的農(nóng)業(yè)分工使得信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用受到多方面的影響. 比如在確保農(nóng)產(chǎn)品安全中實施可追溯體系時，不僅要從源頭進行控制，還要在生產(chǎn)加工、流通、銷售等環(huán)節(jié)都做到可追溯，這么長時間的過程全面實現(xiàn)可追溯比較困難.特別是在農(nóng)產(chǎn)品深加工過程中，目前大多數(shù)還是小規(guī)模的作坊作業(yè)，現(xiàn)代化加工技術(shù)水平低，系統(tǒng)不完備，數(shù)據(jù)信息不暢通，加工人員素質(zhì)不高，數(shù)據(jù)信息不能及時更新，這都會影響農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的應(yīng)用.

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)涉及因素繁多而且復(fù)雜，穩(wěn)定性和可控程度較差，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)易受其他環(huán)境因素的影響，很難開發(fā)出大范圍通用的農(nóng)業(yè)信息技術(shù).農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是一個多變元的復(fù)雜系統(tǒng)，正是由于這種多變元造成了農(nóng)業(yè)屬于弱勢行業(yè). 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又有明顯的季節(jié)性和周期性的特點，另外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地域性強，不同地方的地形、地貌、氣候、水環(huán)境、土壤環(huán)境等不同，導(dǎo)致各地水土配合差異懸殊，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動也千差萬別.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的這些特點使得信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用時要考慮氣象、氣候、地理和各地水、大氣、土壤環(huán)境的條件，要綜合多學科知識. 這些因素使得人們在開發(fā)大范圍通用的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)時遇到很多難題.

土地分散經(jīng)營，難以形成農(nóng)田規(guī)?；a(chǎn)，制約農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展.改革開放以來，我國農(nóng)業(yè)土地推行的是家庭承包責任制，農(nóng)業(yè)土地包干到戶，平均每戶都有3 ～4 塊耕地，大部分地塊面積不大，機械化耕作困難，這種土地零星經(jīng)營現(xiàn)狀嚴重制約了農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)的應(yīng)用.

農(nóng)村勞動者整體素質(zhì)不高，難以推進農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展.由于種種原因，我國農(nóng)民文化素質(zhì)總體偏低，一些有文化的農(nóng)村青壯年勞動力異地轉(zhuǎn)移，當前農(nóng)村農(nóng)業(yè)的勞動人員大多是老人、婦女和兒童，信息意識較差，另外由于計算機普及率低，獲取信息技術(shù)的渠道有限，對信息技術(shù)需求愿望低，導(dǎo)致利用信息能力偏低.大部分農(nóng)戶僅把農(nóng)業(yè)作為第二產(chǎn)業(yè)，只滿足種地夠吃飯.農(nóng)業(yè)信息技術(shù)人才缺乏，嚴重影響農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展進程的推動.

農(nóng)村信息科技成本高，高投入低產(chǎn)出的局面影響農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用. 農(nóng)業(yè)整體利潤水平較低，目前我國已開發(fā)的一些農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在使用過程中收費過高，挫傷了農(nóng)民利用信息資源的積極性，農(nóng)業(yè)科技推廣人員也心有余而力不足，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)技、畜牧、水利、農(nóng)機等站所舉步維艱，科技推廣出現(xiàn)空檔.

3 推進農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的建議

1)推進農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展，首先實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；?jīng)營. 我國農(nóng)業(yè)土地推行的是家庭承包責任制，這種模式在當前我國農(nóng)村大量農(nóng)民外出到城市打工，大量農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移的環(huán)境下也不利于農(nóng)業(yè)的發(fā)展.在當前發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和推動農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的過程中，可以通過反租倒包、土地股份合作、土地轉(zhuǎn)包、土地轉(zhuǎn)讓、土地互換、委托經(jīng)營等形式建立農(nóng)村土地使用權(quán)的流轉(zhuǎn)機制，實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；?jīng)營，充分發(fā)揮各地的比較優(yōu)勢，形成區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；?jīng)營是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的基本要求，也是廣泛應(yīng)用農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)的基本條件.

2)加強信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，開發(fā)成本較低、易于操作的信息技術(shù).數(shù)據(jù)通信主干網(wǎng)、相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換標準以及一些基礎(chǔ)軟件構(gòu)成了信息基礎(chǔ)設(shè)施. 建立安全、可靠、多功能的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術(shù)環(huán)境、良好的服務(wù)體系和能體現(xiàn)公益性原則的收費標準是農(nóng)業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的目標. 農(nóng)業(yè)信息化的最終用戶是農(nóng)民，應(yīng)該力爭使農(nóng)業(yè)企業(yè)及農(nóng)戶能用得上、用得起和用得方便.目前，我國農(nóng)業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點放在有線與無線電視網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、公用分組交換網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫標準規(guī)范、農(nóng)業(yè)企業(yè)管理數(shù)據(jù)查詢的基礎(chǔ)軟件等.

3)培養(yǎng)農(nóng)業(yè)信息化專業(yè)人才的同時，普及農(nóng)業(yè)信息技術(shù)知識.實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的關(guān)鍵是人才，需要一批既懂現(xiàn)代信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)，又善于經(jīng)營現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的專業(yè)人才［6］.這就要求在農(nóng)業(yè)信息人才培養(yǎng)方面需要加大投入，可以在大專院校設(shè)立農(nóng)業(yè)信息化專業(yè)，推動農(nóng)業(yè)信息化的普及，逐步培養(yǎng)一支適應(yīng)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的專業(yè)隊伍. 他們能引導(dǎo)農(nóng)民采用先進的科學技術(shù)，提高農(nóng)產(chǎn)品的科技含量，增加農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭能力，還能幫助農(nóng)民利用信息化技術(shù)對其自身的生產(chǎn)經(jīng)營活動做到心中有數(shù)，有的放矢，避免因信息閉塞而導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出過剩的現(xiàn)象.

各級地方政府還應(yīng)采取措施，增加對農(nóng)村信息技術(shù)培訓(xùn)的投入，定期組織開辦信息培訓(xùn)班、網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練班等，培養(yǎng)農(nóng)民的信息意識，提高農(nóng)民的信息技術(shù)素質(zhì)、增強農(nóng)民應(yīng)用信息技術(shù)的能力.

4 結(jié) 語

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個多變元的復(fù)雜系統(tǒng)，要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的多變元調(diào)控，保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化是大勢所趨.

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中深化信息技術(shù)的應(yīng)用，對提高農(nóng)業(yè)科學生產(chǎn)、經(jīng)營管理，推進我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化進程都具有重要的作用，同時也為解決21世紀中國十幾億人口的糧食安全和持續(xù)發(fā)展提供了有力的技術(shù)保障.

［1］楊寶祝.我國農(nóng)業(yè)信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展戰(zhàn)略研究［J］.農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2007(9):4－8.

［2］曹衛(wèi)星，羅衛(wèi)紅.作物系統(tǒng)模擬及智能管理［M］.北京:華文出版社，2000.

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