新農業技術與信息技術的發展與推廣

呂宗順

摘要：持續推進農業農村現代化是全面建設社會主義現代化國家的重要任務，也是實現農業農村高質量發展的必由之路，其中新農業技術的研究與推廣尤為重要。本文從生物信息技術、人工智能技術、農業智能技術、農業數字技術4個方面闡述了新農業技術的發展與推廣，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：新農業技術；信息技術；推廣

近年來，以生物技術，人工智能技術、農業智能技術為代表的高新技術發展迅速，不斷向農業科技領域滲透和融合，對農業生產起到巨大的推動作用，在提高農業生產效益、優化農產品品質和食品安全等方面都取得了重大突破。

1 生物信息技術

1.1 轉基因

我國正在積極推廣應用一系列轉基因農作物品種，如抗蟲棉花、抗蟲玉米、抗除草劑水稻以及抗衰老番茄，它們具有許多顯著優勢，包括有效減少化學農藥的使用、降低生產成本、減輕病蟲害造成的損失，并且能夠擴大農作物的種植范圍。通過將特定的外源基因導入這些農作物中，可以實現人為調控植物的生長和發育進程，這對于提高果蔬類農作物的市場競爭力和滿足人們對食品安全和營養需求非常重要。

1.2 生物防治

植物生長調節劑是一類化學物質，可以通過調節植物的生理過程和代謝活動來影響植物的生長和發育。各種類型的植物生長調節劑被廣泛應用于果樹、蔬菜以及大田作物如小麥和水稻等農作物的生產中，解決了小麥倒伏、蘋果大小年等農業技術難題，傳統的農業生產方式往往依賴化學農藥來控制病蟲害，但這可能會導致一系列問題，如土壤和水體污染、非靶標生物的危害以及對人類健康的潛在威脅。利用生物防治技術來控制病蟲草等有害生物，可以避免這些問題的出現。1992年世界環境與發展大會提出，到2000年，生物農藥的使用量應占總農藥使用量的60%。然而，目前中國的生物農藥使用量還不到1%。近年來，隨著技術的進步，一大批活菌制劑、抗生素制劑和毒蛋白晶體制劑陸續進入市場，我國2/3的耕地在缺水的北方地區，解決農業用水問題，一方面要靠“南水北調”，另一方面要通過科學的灌溉方法和先進設施實現節約用水，雖然已有許多土壤保水劑投放市場，但存在價高、保水效果差的問題。近期科學家們發現了一種新的微生物，其代謝產物具有驚人的特性，能夠吸收自身重量的水分，達到了驚人的3 000倍。這項發現引起業界學者的廣泛興趣和關注，并被認為是一項具有潛力的突破性研究，一旦研制成功并大量在農田使用，將使我國眾多中低產田擺脫干旱困擾。

2 人工智能技術

目前，發達國家農業信息化已進入廣泛普及和深度融合階段，美國大部分農場已經采用GPS定位功能的拖拉機、收割機、播種機實行自動化作業。德國和澳大利亞的發展情況也相當不錯，在農業現代化的過程中我們應大力發展感知農業、數字農業、智慧農業，并以此帶來更高的生產效率，增強競爭力。

2.1 互聯網優勢

通過整合大數據、云計算、物聯網和人工智能等先進技術，智慧農業能夠實現精細化管理和智能化決策，為農業生產提供全方位的支持和保障。通過信息技術的應用，智慧農業能夠提升農業生產的效率、質量和可持續性，為農民增加收益，促進鄉村振興和農業現代化的推進。通過應用農業物聯網等技術手段，能夠獲得與農業生產經營相關的各種信息，包括作物生長情況、土壤養分狀況以及從事農業生產的人員和社會的信息。同時，利用先進的農業裝備和技術，如無人機、播種機等，農民可以實現自動化的環境調控和農機操作，提高生產效率和勞動力利用率。在智慧農業中，信息感知和決策實施往往依托于各種硬件設備，包括傳感器、監測設備、自動化控制系統等。這些設備能夠采集并傳輸大量的數據和信息，為智能決策提供必要的基礎[1]。

2.2 生物物理信息感知

生物物理信息感知包括空間信息感知和地面信息感知2個方面?？臻g信息感知主要利用遙感技術、衛星定位技術和地理信息技術（3S技術）等手段，通過遙感技術，可以獲取種植面積、作物長勢、洪澇情況、病蟲害情況以及土壤和作物營養等重要的空間信息。這些數據能夠為農業生產提供準確的參考，幫助農民做出科學決策。同時，利用衛星定位技術，農民可以獲取農業設備的精準位置信息，從而實現農機的移動定位和自動化控制，提高農業生產的效率和精度。地理信息技術則提供了一種直觀的管理數據方式，農民可以通過地圖等形式展示和分析農田和農作物的情況，更好地進行農業資源的管理和決策。后者涉及農業物聯網所使用的傳感技術，通過這些技術可以獲得土壤和空氣的溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度、風速、土壤鹽度等數據。此外，還有通過可見光/近紅外光譜、近紅外光譜速測植物養分、土壤肥力、農產品質量的傳感器技術。地面信息感知設備還包括在田間設置攝像機或紅外監測儀等，用于遠程觀測農田環境和作物生長狀況。這些設備可以提升種植透明度和生產效率，同時也增強消費者對農產品的信心。目前推廣應用農業物聯網的瓶頸之一是低功耗、低成本、性能穩定的傳感器技術，加快開發和使用高性能的傳感器是長期獲得可靠數據的關鍵。

2.3 社會信息感知

社會信息感知涵蓋了農產品市場需求、農產品價格、農業政策以及種植者經驗等多個方面。各種經濟合作組織，如農業企業、協會和合作社，對于了解產前種植何種作物能夠獲得最高效益、產中選擇優質且價格合理的農資、產后銷售給哪些客戶等市場與技術信息的需求更加迫切。這些信息對于我國現代農業的發展具有重要意義，特別是對于規?；r業、訂單農業以及地方特色農業發展的意義更為重大。隨著互聯網技術的不斷發展，基于爬蟲技術的自動采集成為感知社會信息的重要方式之一。通過網絡爬蟲技術，可以及時、便捷地采集農產品價格、銷售渠道、供需狀況等信息，幫助農業經營者及時調整生產與銷售方向，從而獲得更大的利潤。此外，投入占用產出技術也是一種重要的農產品預測方法。這種方法考慮農業投入與產出之間的關系，通過對農業投入信息的分析，預測糧食產量的變化趨勢。數據傳輸是基于通信網絡將分散的、具有獨立功能的設備或子系統連接起來，并按照規定的網絡協議進行數據通信的過程。通過數據傳輸，可以實現分布式系統硬件和軟件資源的共享，同時實現對系統的綜合管理與控制。在農業領域，國內的科研院所和公司都可以提供不同的數據傳輸方式，而選擇采用何種方式則需要綜合考慮農田環境、方案需求和成本約束等因素。

2.4 作物生產管理決策支持技術

作物生產管理決策支持技術的研究主要集中在作物生長模擬及各類專家系統方面。通過生長模擬，可以預測作物生長過程中的生長速度、產量、質量等信息，為農業生產提供科學依據；而專家系統則通過對大量的農業數據進行分析，結合專家知識和經驗，提供決策支持服務，如通過對氣象數據、土壤質量、種植歷史等數據的分析，結合專業知識，為農民提供最佳的種植方案和管理建議。智能決策技術在農業生產中的應用，可以提高生產效率和質量，降低生產成本，減少對環境的污染，并促進農業經濟的可持續發展。隨著技術不斷發展和應用實踐的深入推進，智慧農業將成為未來農業發展的重要趨勢。作物管理專家系統通常由一個知識庫組成，其中包含了豐富的農業領域專家知識。這些知識涉及種植技術、肥料施用、病蟲害防治、灌溉管理等各個方面。專家系統利用這些知識，結合輸入的農業數據和問題描述，進行邏輯推理和決策分析，以生成對農業生產問題的解決方案。

3 農業智能技術

農業智能決策支持系統借助大數據技術和先進的算法，能夠從各方面獲得龐大的農業數據，通過對這些數據的分析和挖掘，系統能夠提供全面而準確的決策支持。

3.1 智能取代人工

隨著科技的不斷發展，農業智能裝備正逐漸取代傳統的人工操作，成為現代農業生產的重要組成部分，具有高度自動化和智能化的特點，能夠根據不同作物的需求和生長環境，實時感知并調整施肥、打藥、灌溉等操作，以最佳方式滿足作物的生長需要。國外的智能農機裝備在農業領域具有先進性且為農業生產帶來了許多便利。目前，我國也加大了對農業智能裝備研發的重視和投入，多家科研機構已經開始了相關研究，研究內容主要涵蓋自動導航、變量施肥、精準噴藥、播種、插秧、噴藥、除草和收獲等方面。通過引入智能技術和裝備，可以更加精確地進行農業作業，為提高農產品的產量、質量和效益提供強有力的支持。

3.2 精準農業

我國農村地區環境條件差異較大，不少地區農業技術較為落后。因此，在我國推動精準農機化的過程中，不宜簡單地將國外的技術和裝備直接套用。在發展適應我國國情的精準農機化方面，需要根據不同地區的實際情況，因地制宜地選擇技術和裝備；政府、企業和科研機構要加強合作，共同推進相關技術研發和推廣應用。

4 農業數字技術

在春耕備耕和設施化種養中，數字技術的應用正展現出越來越重要的作用。自動導航和通信技術用于優化路徑和提高作業精度，降低人工勞動強度；運用傳感器、大數據、物聯網等可實現對環境和生物特征的實時監控，助力精細化管理和自主決策，“數字麥田”“無人農場”“智慧漁場”等場景相繼涌現。

（1）數字技術的不斷發展正在推動傳統農業向智慧農業的轉型升級。通過將大數據要素與農業全過程、全產業鏈有機融合，可以實現勞動力的替代、精準度的投入、環境變化的監測以及智能化的決策等一系列創新。加快數字技術在農業中的推廣應用，順應世界農業科技進步前沿，符合農業轉型升級的現實需求，也得到了國家政策的持續關注和支持。當前，數字技術在農業領域的應用給傳統農業帶來了全新的變革和機遇，我國農業生產也面臨著越來越多復雜的挑戰，智慧農業的發展迫在眉睫。近年來，全國超過60萬臺拖拉機和聯合收割機配置了基于北斗定位的作業監測和智能控制終端，智能農機裝備的應用示范加快推進。圍繞數字農業、全產業鏈大數據建設等開展的試點項目積極推進，一批國家現代農業產業園、現代農業產業科技創新中心等，將成為數字農業技術孵化、應用和集成示范的載體。

（2）加快數字技術賦能農業，諸多挑戰仍待破解。目前，我國農業數字技術創新研發基礎仍較為薄弱，尤其數據挖掘、智能算法、知識模型決策等核心領域方面的研究有待深入；農業數據采集、分析和應用等環節銜接不暢，數據要素與生產、加工、流通等領域的連通不緊密，產業鏈上下游數據往往受權屬、標準等約束而未能充分共享；農產品產地倉儲、物流基地和批發市場等領域配套設施的數字化改造需要加快進度；龍頭企業、新型農業經營主體、小農戶間尚未建立起以數字技術為手段的多方參與和利益聯結機制；掌握農業經營技術、懂管理，又有數字技術應用經驗的專業化人才較為稀缺。應重點關注以下幾個方面：一是以農業數字技術應用為基礎，明確基礎設施投入重點，支持產地倉、田間冷庫、物流站點、加工車間等項目的數字化改造，以及商貿物流節點的數字化轉型，實現對產品質量、交易流通、市場消費等方面的大數據采集和監測，推動農產品供應鏈模式創新。盤活農業大數據資源，促進數據要素與農業深度融合。積極探索和制定涉及農業數據采集、應用、共享等方面的標準體系，加快整合集成全產業環節和品類的大數據，更好發揮農業大數據的服務價值。二是積極推進農業全產業鏈數字化。探索由政府、企業、科研機構、社會組織、農戶等共同參與的產業發展路徑，為了加速數字技術的應用和促進農業現代化，要通過多種途徑培育和引進數字技術服務企業、加工制造企業以及投融資平臺等，吸引一系列數字技術相關產業的配套和集聚，塑造農業競爭優勢。以數字技術為紐帶強化合作，發揮農業龍頭企業促進中小企業轉型和帶動農戶增收的作用。鼓勵采取購買服務、服務外包、項目代建等措施，引導社會資本投向農業數字化項目。三是接續推進試點示范。農業數字化轉型應循序漸進，宜通過試點分階段推進。提升已有農業數字化有關試點項目建設質效，鼓勵對物聯網、生物傳感器、人工智能和機器人等前沿技術的中試推廣，強化相關技術和工藝在不同作業環節的適用性。用好涉農類園區和示范區政策支持，布局一批創新中心和示范基地等，開展農機智能裝備集成應用和智慧農業場景應用示范。建立實習和研學基地，根據技術應用需求，通過校企合作等方式，加快數字化人才培育。

5 結語

作為一個農業大國，農業的發展水平決定著我國的綜合國力，農業新技術的推廣有利于提高農業發展水平。本文基于農業新技術與信息技術相結合的重要性，闡述了新型農業信息技術的推廣應用，以期更好地推動農業高質量發展，實現農業現代化。在今后的農業生產中，要加強農業信息技術的有效應用，不斷提高農業信息技術的資金投入力度，加強人才隊伍建設，有效推動現代農業的發展。

參考文獻

[1] 康孟珍.以智能技術賦能智慧農業[J].中國測繪，2020（1）：25-26.