大數(shù)據(jù)推動(dòng)農(nóng)田數(shù)字化建設(shè)的應(yīng)用研究

葉衛(wèi)東 李波

摘 要：作為“三農(nóng)”工作基礎(chǔ)和重要載體的農(nóng)田，是保障中國14億人生存的根本，也是農(nóng)村持續(xù)發(fā)展的根基。推動(dòng)農(nóng)田建設(shè)增產(chǎn)、增效，保障好廣大人民群眾生活的根基命脈，農(nóng)田的數(shù)字化建設(shè)必不可少。在大數(shù)據(jù)無處不在的今天，在農(nóng)田建設(shè)和管理中運(yùn)用數(shù)字化，將在助農(nóng)增產(chǎn)方面實(shí)現(xiàn)時(shí)代的跨越。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);農(nóng)田建設(shè);應(yīng)用研究

科技革命正以大數(shù)據(jù)的形式席卷農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)已成為發(fā)展農(nóng)業(yè)、整合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的重要手段和力量。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)要素已由過去單純依靠手工耕作到依靠大型機(jī)械的收割播種，再到網(wǎng)絡(luò)時(shí)代農(nóng)民生產(chǎn)和生活方式的變革。我國農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了跨時(shí)代的飛躍，農(nóng)民生產(chǎn)和生活方式也經(jīng)歷了跨時(shí)代的變革，農(nóng)田數(shù)字化建設(shè)經(jīng)歷了從被動(dòng)參與到積極主動(dòng)參與的過程。

一、大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展過程

2016年7月，《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》（以下簡稱《綱要》）正式發(fā)布，標(biāo)志著大數(shù)據(jù)分析在國家各領(lǐng)域全面開展與廣泛應(yīng)用。《綱要》顯示，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)正迅速演變?yōu)閷?shù)量龐大、來源分散、格式復(fù)雜多變的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、保存和關(guān)聯(lián)分析，并從中發(fā)掘新東西、提供新價(jià)值、增強(qiáng)創(chuàng)新能力的新型技術(shù)與服務(wù)業(yè)態(tài)。這在一定程度上強(qiáng)調(diào)了我國發(fā)展大數(shù)據(jù)的重要意義，也為大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展指明了方向。

之后不久，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部下發(fā)《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的實(shí)施意見》（以下簡稱《意見》），其中著重提出了農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化今后的建設(shè)方向，“著眼長遠(yuǎn)、突出重點(diǎn)、加快建設(shè)、整合共享”的要求，堅(jiān)持重大問題研究與需求導(dǎo)向，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)開發(fā)，推動(dòng)信息集成共享與有序開放，進(jìn)一步發(fā)揮鄉(xiāng)村大數(shù)據(jù)分析的預(yù)警功能，促進(jìn)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在農(nóng)村生產(chǎn)、營銷、社會(huì)管理和公共服務(wù)等方面的創(chuàng)新運(yùn)用，為部門管理工作行動(dòng)及鄉(xiāng)村各種市場經(jīng)濟(jì)參與者的企業(yè)營銷行動(dòng)創(chuàng)造更為完備的大數(shù)據(jù)服務(wù)條件，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化取得顯著進(jìn)步的總體目標(biāo)提供有力保障。

其中，《意見》進(jìn)一步明確了農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)分析發(fā)展與應(yīng)用的5項(xiàng)基礎(chǔ)性工作和11個(gè)重要領(lǐng)域，不僅為大數(shù)據(jù)分析與農(nóng)業(yè)農(nóng)村長遠(yuǎn)發(fā)展提供了方向，而且還提出了主要發(fā)展目標(biāo)。其中要求到2017年年底前，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和各省農(nóng)業(yè)行政主管部門數(shù)據(jù)共享的區(qū)域界限和應(yīng)用方法基本確定，全國跨部門、跨地域的數(shù)據(jù)資源共享與共用格局基本建立。到2018年年底前，完成全國“金農(nóng)工程”信息系統(tǒng)和中央各有關(guān)信息系統(tǒng)，利用全國統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享與互動(dòng)。2020年年底前，逐步完成農(nóng)業(yè)部門和省級以上農(nóng)村行政主管部門的數(shù)據(jù)向社會(huì)公開，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村歷史資源的大數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)收集的智能化、大數(shù)據(jù)應(yīng)用的智能化、資源共享的便捷化目標(biāo)。到2025年，農(nóng)村大數(shù)據(jù)將完成與農(nóng)村生態(tài)圈、價(jià)值鏈、供應(yīng)商的全面互聯(lián)，大幅提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化、管理高效化、服務(wù)便捷化的能力和水平，全面建成全球農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)查分析系統(tǒng)。

從《綱要》到《意見》，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有序規(guī)范了未來10年基于中國農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村發(fā)展大數(shù)據(jù)分析工作的主要步驟、實(shí)施計(jì)劃、實(shí)施目標(biāo)、結(jié)果達(dá)成等多方面的路徑，使農(nóng)田數(shù)字化建設(shè)不僅有了方向，而且實(shí)施步驟更加明確。

二、農(nóng)田推廣數(shù)字化建設(shè)的實(shí)施途徑

過去很長時(shí)間，我國農(nóng)村一直沿用手工和機(jī)械并存的農(nóng)田耕作模式。近年來，我國農(nóng)業(yè)仍處于由傳統(tǒng)農(nóng)耕向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的過渡時(shí)期，雖然糧食作物一直是人們主要的需求品種，但是城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，使得農(nóng)業(yè)人口與土地這兩個(gè)農(nóng)業(yè)要素都在持續(xù)減少，再加上自然資源利用率一直不高，這一切都要求我們必須下更大力氣改善中低產(chǎn)田，積極建設(shè)旱澇保收的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。

我國人多地少，只有在有限的田地上增產(chǎn)保豐收，才能穩(wěn)住我國糧食安全的基本盤。為此，中央一號(hào)文件明確提出要堅(jiān)決守住18億畝耕地紅線，同時(shí)也明確提出開展新一輪規(guī)范化耕地工程建設(shè)的規(guī)劃。規(guī)范化耕地工程建設(shè)實(shí)際上把農(nóng)村耕地的數(shù)字化工程推上高潮，是由國家層面或從農(nóng)村社會(huì)生活層面提出的保證農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的基本要求、改善農(nóng)作物品質(zhì)的重要措施，不但可保障農(nóng)村糧食安全，同時(shí)也能促進(jìn)農(nóng)村整體產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的提升。從我國長期看，建設(shè)規(guī)范化耕地可促進(jìn)我國農(nóng)村信息化工程建設(shè)，助力城市化建設(shè)，達(dá)到土地有效使用、管理和促進(jìn)農(nóng)戶增收等目的。

農(nóng)田的數(shù)字化建設(shè)，實(shí)際上是打造了集土壤健康、高效節(jié)水、綠色農(nóng)田、環(huán)境生態(tài)于一體的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田數(shù)字化綜合平臺(tái)，提高了農(nóng)田的綜合生產(chǎn)能力和抵抗自然災(zāi)害能力。其中所有的應(yīng)用平臺(tái)都圍繞農(nóng)業(yè)的大數(shù)據(jù)中心運(yùn)作，為其提供精確詳細(xì)的數(shù)據(jù)支撐。數(shù)字平臺(tái)可直觀地展示農(nóng)田的灌溉情況、耕地面積、設(shè)備分布及環(huán)境監(jiān)測等各種數(shù)據(jù)信息。

運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)在農(nóng)田推廣數(shù)字化，可對土壤墑情、水肥一體化、智能灌溉、病蟲害情況、災(zāi)情苗情、氣象環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)測，多種平臺(tái)可單獨(dú)查看，也可在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行聯(lián)動(dòng)分析。平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心通過田間的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施將中心數(shù)據(jù)串接起來，幫助人們有效分析農(nóng)田中的一切情況，不僅提高了農(nóng)田效益，也使人們的勞作不再單調(diào)而乏味，科技的高大上在農(nóng)田中同樣散發(fā)出“數(shù)據(jù)藍(lán)光”。

三、農(nóng)田運(yùn)用數(shù)字化建設(shè)的優(yōu)勢體現(xiàn)

農(nóng)田是農(nóng)業(yè)農(nóng)村重要的生產(chǎn)要素，在農(nóng)田中推廣數(shù)字化，為農(nóng)田插上了科技的翅膀，是助農(nóng)增收的有力武器。首先，利用大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的智能硬件裝置，能監(jiān)測土地的酸堿化，同時(shí)結(jié)合國家土地質(zhì)量保護(hù)體系和全國土地墑情監(jiān)測平臺(tái)，可有效快捷地完成對土地?cái)?shù)據(jù)的信息統(tǒng)計(jì)與大數(shù)據(jù)分析。

運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)對土壤實(shí)施測土配方施肥，科學(xué)地促進(jìn)了土壤養(yǎng)分平衡，提高了耕地質(zhì)量，改善了土壤生態(tài)環(huán)境。水肥一體化，可有效檢測土壤的含水量、各作物品種的需肥規(guī)律等，再按照測量數(shù)值與結(jié)果設(shè)定不同的程式，并通過調(diào)整相應(yīng)農(nóng)作物的周期性規(guī)律實(shí)現(xiàn)合理的水肥輪灌，不但可節(jié)約農(nóng)事成本，還可有效改善作物長勢，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)效益。

農(nóng)田灌溉是保證農(nóng)作物增收的重要方法。過去很長一段時(shí)間，農(nóng)田灌溉基本上靠手工進(jìn)行，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還很難對灌溉深度準(zhǔn)確把握。大數(shù)據(jù)中的數(shù)字化農(nóng)田建設(shè)中便有統(tǒng)一建設(shè)高效節(jié)水灌溉機(jī)井設(shè)施，在機(jī)井房內(nèi)就安裝有流量檢測、電表、自動(dòng)出水裝置等設(shè)備，農(nóng)民只要刷卡，就可達(dá)到輕松灌溉目的。且數(shù)據(jù)平臺(tái)對水資源數(shù)據(jù)、用水情況、灌溉情況、防災(zāi)減損等實(shí)時(shí)監(jiān)督、科學(xué)管理。

四、增產(chǎn)增收要求大力加強(qiáng)農(nóng)田數(shù)字化建設(shè)

增產(chǎn)增收始終是農(nóng)業(yè)發(fā)展的頭等大事。近年來，通過高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)實(shí)施糧食增收，擴(kuò)大糧食的產(chǎn)量，是中央推出的戰(zhàn)略舉措。根據(jù)計(jì)劃，到2022年，河南要建設(shè)10億畝標(biāo)準(zhǔn)化耕地，以穩(wěn)定保障5000億公斤以上的糧食生產(chǎn)能力。糧食產(chǎn)能的提高靠什么？靠的是在農(nóng)田中投入高科技，將農(nóng)田建成依托大數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、有效監(jiān)管的云平臺(tái)，依托農(nóng)田數(shù)字化建設(shè)實(shí)施“藏糧于技、藏糧于地”戰(zhàn)略。

據(jù)專家介紹，在智能灌溉與水肥一體化系統(tǒng)的技術(shù)支持下，農(nóng)民可根據(jù)各種糧食作物的需水需肥規(guī)律性、水土環(huán)境條件，進(jìn)行精確控水控肥及施水肥，極大減輕北方水資源缺乏壓力，也有助于進(jìn)一步提升作物生產(chǎn)率和農(nóng)作效益。黑龍江“十四五”期間，通過農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、現(xiàn)代灌溉裝置的配置和智能水肥管理一體化系統(tǒng)建設(shè)，寧安市全面提高了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，基本達(dá)到了畝均糧油生產(chǎn)較改革前增加100公斤、農(nóng)戶畝均增收約200元的預(yù)期目標(biāo)，為黑龍江2021年實(shí)現(xiàn)8000萬畝標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田建設(shè)目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

農(nóng)田數(shù)字化建設(shè)是高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的有力實(shí)踐，是國家落實(shí)糧食安全戰(zhàn)略的重大舉措。大量事實(shí)和經(jīng)驗(yàn)表明，推進(jìn)農(nóng)田數(shù)字化建設(shè)非常必要，而且要快干快行。為有力保障糧食安全，除堅(jiān)守18億畝耕地紅線外，最有力的手段就是在有限的田地上落實(shí)“藏糧于技”戰(zhàn)略，而“技”的實(shí)施途徑除精耕細(xì)作外，發(fā)揮科技力量、智能系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)檢測、專家知識(shí)庫等都是必要且可行的手段。

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（作者單位：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息化辦公室）

[責(zé)任編輯：李偉杰]