信息技術在農業中的應用及發展現狀

□ 劉國祥

（湖南交通工程學院電氣與信息工程學院，湖南 衡陽 421001）

從1993年美國信息高速公路計劃推行以來，信息化引起了世界各國的重視，從而在世界范圍引發全球信息化浪潮。以美國為首的西方發達資本主義國家，經數十年的積累和發展，信息技術已充分融入社會、經濟、生活的各個層次和各個方面，信息產業的產值達到了相當的規模，占國民生產總值的60%。我國面臨如此嚴峻的國際環境，處在向集約型經濟轉變的過程中，要緊跟信息技術發展的時代步伐，及時加入這一全球性的歷史進程。黨和國家高度重視信息技術，并提出了很多關于信息化的方針政策，如“三金工程”、“國民經濟信息化”以及“國民經濟和社會信息化”等。這些都極大促進了我國信息化的發展。在“十四五”規劃中，把推進社會信息化作為國家重要的戰略性任務和目標。

信息技術已是信息現代化農業發展的動力和趨勢，我國迫切需要對農業生產結構進行大規模調整和完善，擴大信息技術的應用領域，實施信息技術與現代化農業發展相結合，探索適合我國農業信息現代化發展的道路和信息技術服務平臺的模式。

一、信息技術應用于農業的必要性

（一）有利于農業科學推廣普及和應用

隨著信息網絡的不斷健全和信息技術的普及，農業科學技術不斷推廣普，發展速度將大大加快，同時農業的科技貢獻率也將大幅度提高。農業知識和技術的傳播要跨越時空障礙，使廣大農村里每個角落都能灑滿先進實用的現代農業科技知識和先進的技術。當前充分利用農業信息技術，加速農業信息現代化建設進程，利用先進的科學技術大大提高農業生產力，對于促進建設社會主義新農村具有重大意義。希望通過調查的方法和有關文章的閱讀，收集更多的農業信息技術在我國的運用狀況的信息資料，理性分析和總結，了解現在我國在農業信息上投入的情況，在農業信息技術為當前的生產帶來的效益。另一方面，通過問卷和訪談的方式，去了解農民使用農業信息的狀況。從分析結果中可以了解到我國農業信息運用的現狀，找出現在優點，總結良好的經驗、提出現在不足的方面，在不足方面作分析，并借鑒國內外成功的農業信息服務的經驗，進一步加強我省農業信息化發展的進程，尋找一條適合國情、效果最佳的農業信息化道路，希望能給我國農業和農村的快速、協調發展提供一定程度的實踐參考。

（二）有利于縣農業產業化經營與產業升級

農業信息技術建設有利于加強千家萬戶進行的小規模生產，尤其能與千變萬化的大市場有效對接。最先進的信息技術能夠全方位地滲入農業生產和經營管理過程，可以跨越式地加速農村農業的產業化進程，提高我國農業行業化的總體質量。同時，物質資源投入合理化和相關信息的有效利用，也能對農業生態環境保護產生積極影響。信息技術在農業上的廣泛應用將使傳統的高耗低效型生產結構再一次被現代低耗高效型的生產結構所代替，農業就業也將由農業勞動密集型和土地生產密集型為主導向農業技術密集型與資本密集型和知識密集型過渡，農業的粗放型高消耗生產模式也將被高度集約型優質低耗的綠色農業生產模式所替代。

（三）有利于就業結構優化，緩解農村就業壓力

隨著農業信息化的建設和不斷完善，農村信息來源也越來越顯得多元化，從事與信息技術相關的咨詢服務和信息中介以及知識密集型產業的人將越來越多，相對而言，從事傳統農業生產的人就會越來越少。農村的服務業結構和農業人口組成在新形勢下能夠得以改善，更加趨于合理，農村勞動力的就業結構因此也得以轉變。實現農業信息化能夠推動農村相關企業發展，有助于實現農村剩余勞動力轉移，使得農民就業結構和新興產業發生變化。

（四）有利于農民生活方式改善，提高農民的素質

在社會主義新形勢下，借助現代通訊技術來提高對農業的生產管理和經營管理的水平，通過改變農民的思想文化觀念，培養出會經營、有文化、懂技術、覺悟高的新型農民，從而增強農民增收和維護自身利益的能力。農民通過現代信息技術能直接分享城鄉居民的各種技術知識與市場信息，實時改變傳統的生產生活方式，為推動農村文化和我國社會事業發展起到推動作用，促進自身享受現代文明成果。

二、信息技術在農業中的應用和發展現狀

（一）自動導航技術發展及應用

自動導航技術是基于通訊技術、計算機技術和控制技術等多種學科的技術。自動導航技術是以傳感器獲取農業作業車輛的位置和姿態的信息，依據獲取到的定位信息和路徑信息，并通過控制轉向裝置驅動農業作業車輛沿著規劃的路線行駛，從而實現導航。在農忙時期應用自動導航技術，能夠實現夜間作業，避免了因為夜間光線不足而不能正常工作的問題。同時，應用自動導航技術能夠減輕駕駛員的工作負擔，提高了農業機械作業質量和工作效率，節省了作業時間，降低作業成本，避免了壟間重疊和遺漏現象。

自動導航技術是由車載終端、GPS接收機、轉向控制器、轉角傳感器、電液比例轉向控制系統和主控基站等部分組成。在車載終端方面，主要是觸控式操作，而且操作簡單快速。屏幕采用高清分辨率的大屏幕顯示，使導航畫面更加清晰。屏幕能夠顯示出作業的區域、速度和線路數，并繪制彩色的區域覆蓋圖。用戶能夠根據作業的需求，選擇多重導航模式，如：直線、曲線、環線，同時，自動導航技術車載終端配有USB接口，使用U盤就可以將每天作業的數據導入到計算機里，便于出圖和打印報告。

（二）播種監控技術的發展和應用

播種機是在全封閉狀態下進行作業，由于外界作業環境惡劣，地面崎嶇不平等環境的影響，很容易導致種管堵塞、漏播現象，這些現象是無法通過人的視覺和聽覺來監視。當播種作業過程中種肥箱排空、輸種肥管堵塞、排種盤或排種傳動機構等出現故障時，將導致一行或數行播種管不能夠正常工作，會出現農田大面積的漏播或重播的現象，從而導致農業生產的嚴重損失。播種監控技術能夠通過監視傳感器對上述現象進行實時監控，如果出現故障，會自動發出聲光報警，方便駕駛員查找故障點，將損失降到最低點。目前我國應用的播種監控技術主要是以進口播種機（自帶播種監控技術）為主，國外的播種監控技術幾乎壟斷我國農業市場，而國內的播種監控技術進入我國農業市場的空間十分狹小。農場應用的進口播種機（自帶播種監控技術）配置拖拉機主要是進口拖拉機（200馬力以上），其中馬斯奇奧和大平原既能播玉米又能播大豆。農場應用的播種監控技術可靠性較高，播種監控車載終端全封閉式設計，具有高強度抗震抗沖擊設計，而且操作界面是采用撥鍵式，操作簡單快速。應用播種監控技術無需人工站于播種機上操作，駕駛員直接通過駕駛室內播種監控終端就可以獲取種肥管狀態、播種粒數、播種密度、播種速度、播種質量和播種作業時的幅寬。播種監控技術能夠監測12路和9路的播種狀態，而且播種精度高，可以達到1%-3%。在播種作業時應用播種監控技術，能夠更好地保證播種的均勻度，使其出苗均勻，避免了播種作業時的漏播和重播現象，省去了人工補苗和間苗，減少了農業生產成本的投入，提高了作業的質量，增加了經濟效益。

（三）施肥管理專家系統技術發展及應用

施肥管理專家系統是精準農業技術的重要組成部分，是以優質、高產、環保為目的。施肥管理專家系統是根據實際作物肥料的需求、病蟲草害等數據為分析依據，通過機載決策系統，經過處理得出決策，并將決策發送給執行機構，執行機構通過操作調整控制肥料的變量投入，以滿足科學合理的按需施肥，最大限度地提高肥料的利用率。因此，施肥管理專家系統具有顯著的經濟效益、社會效益和生態效益。根據施肥方法的不同，可以將施肥管理專家系統分為基于處方圖控制施肥和基于實時傳感器控制施肥?；谔幏綀D控制施肥是通過決策分析后的處方圖施肥信息，根據田塊的不同要求，進行施肥量的定位調控，有針對性地撒施不同配方及不同量的混合肥，土壤的檢測結果、地塊的位置和不同作物的品種決定了肥料的施用量?；趯崟r傳感器控制施肥是根據傳感器實時檢測到的土壤信息，來準確地控制肥料的投入量，或者是根據實時檢測的作物光譜信息分析調節施肥量。

（四）病蟲害監測預防控制技術

病蟲害是影響農作物產量和品質的重要因素之一，因此，農作物病蟲害的診斷是農作物生長過程中最重要的環節。作物病蟲害監測預防控制技術是基于專家系統，利用計算機技術，通過手持采集終端獲取作物病蟲害的信息，對作物的病蟲害進行科學的診斷，并給予有效的預防措施。用戶可以通過應用作物病蟲害監測預防控制技術，根據系統所提供的農業專家指導信息，及時對作物病蟲害進行防治，解決了防治不到位的問題，更好地讓農業專家的知識和經驗得到推廣和應用，避免了診斷過程中耗費時間較長，錯過病蟲害防治的最佳時機，從而導致農作物減產。目前有很多農場沒有應用作物病蟲害監測預防控制技術，對農作物的病蟲害采用預防的方法。預防主要是通過搜集各種病蟲害的信息和閱讀往年的災情資料，再根據當年的實際情況和每年病蟲害發生的時期，制定相應的管理方案。農場將管理方案通過網絡媒介發給每個管理區和作業區的農業助理，農業助理根據管理方案，在農作物病蟲害易發生前期，會對作物進行實時的觀察。同時，農業助理也會根據自己所在管理區或作業區的實際情況，來提前實施預防措施。如果預防沒有成功，出現了病蟲害現象，他們會第一時間采集作物病蟲害的信息，發送給專家，專家會對病蟲害信息進行分析，提出解決方案，農場再根據專家提出的解決方案進行處理。目前農場應用的作物病蟲害診斷系統智能化程度較低，系統運行過程中需要客戶端有人員操作，操作人員將手持終端采集傳回的圖像與病蟲害數據庫進行匹配操作，診斷過程耗時較長，不能夠實現適時地對作物進行診斷，極有可能錯過病蟲害防治的最佳時機，從而導致農作物減產。作物病蟲害監測預防控制技術配置的手持采集終端，攜帶不方便，而且手持采集終端的操作比較復雜。

（五）信息資源網絡體系基礎建設

1.信息基礎設施建設

目前，我國很多區域都覆蓋了通信網絡和廣播電視網，農業信息服務水平不斷提高，農業信息服務的業務范圍也在不斷擴大，己經開始在全國推廣光纖傳輸網絡，同時，電信、移動、聯通的信息網及專用網的建設都取得不小的成績。比如，農業部與中國移動建立了“共同推進農業信息化服務”戰略合作伙伴，聯合開發了“農信通”和“農信寶”農業信息產品，并且共同打造了12316綜合服務平臺等，攜手推進了我國農業信息服務平臺的建設。2014年4月在廣州市召開的2014年全市農業市場信息工作暨金農工程培訓會上，農業部與中國移動公司簽署了《共同推進農業信息化服務戰略合作協議》，這標志著雙方在農業信息化服務領域新合作的開端。

2.信息服務手段

截止目前，我國己經在傳統媒體的基礎上逐步搭建起現代信息服務體系，形成了集有線網、互聯網、衛星網及無線網集于一體的農業信息服務體系。一是構建了市、縣、鄉三級的網絡信息服務體系；二是搭建了市、區（縣）、鄉鎮的農業局及其直屬單位的電子政務框架，有效地提高了農業系統辦公服務效率，實現了政務公開；三是整合了農業系統的網站及信息資源，顯著提高了信息處理的整體性。并且，在農業農村部的主導下，開發并完善了農業信息共享發布平臺，實現了國內多個農業專業網站之間的互聯互通，成為我國農業信息的重要來源；四是不斷地創新著農業信息服務的方式與方法。我國為了能夠更好地解決當前存在的“最后一公里”問題，與電信、聯通、移動進行了競價性溝通，分別合作開發了多種為農服務通訊新產品，為我國農業的發展創造了極為明顯的社會效益及經濟效益。

3.農業信息資源建設

中國農科院已經建成了 “中國農林資源庫”，該數據庫現已正式啟用，在該系統的收錄范圍內，先后納入了全國主要的農作物品種，有關的栽培、種植資料超過30多萬份。此外，還陸續建設了畜牧產品數據庫，農村合作經濟庫，農業信息數據庫，農產品銷售數據庫，這里面包含了我國當前的主要農業生產經營和生產技術資料，對于推動中國農業的發展有著重大意義。

4.農業信息基礎網絡的運行方式

我國農業信息基礎網采取不同的運行方式，內部局域網絡的運行方式在網絡中心與農業行政主管部門之間被采用，計算機遠程通信網絡的運行方式在網絡中心與其他網員單位中被采用。同時，雙向服務和分布集散式的運行方式也在農業信息基礎網中成為應用的主要方式。在農業農村部信息中心設有農業信息基礎網的網絡中心，也成為一級信息集散中心，而二級信息集散中心則為省級農業主管部門，這樣將不同地方信息的特點予以突出，在信息收集和傳播過程中減少了重復和浪費，更加強化了信息的篩選、編輯、加工過程的針對性，信息實用性效果得以提升。在全國大中城市中，存在著農產品批發、花卉和水產品批發等市場以及相應的生產基地，而作為農業信息網的基本網員——農村基層經濟組織和農業個體生產、經營者，也參與市場的分析和預測，篩選、編輯、加工來自國內外的信息，并及時反饋給用戶。