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美國農業信息化發展歷程
美國著名的未來學家阿爾溫·托夫勒指出:21世紀是世界農業大變革的時代,全球范圍內將出現“第三次浪潮農業”———人類從工業經濟走向知識經濟時,通過應用高科技成果,使工業經濟下的農業變成一種嶄新的知識產業。面對“第三次浪潮農業”的到來,許多國家不失時機地利用科技發展現代農業,建設當代“新農村”。
美國在以信息技術、生物技術、循環經濟等科技利器打造自己的“新農業經濟”和“新農村”方面走在世界前列,其做法不乏值得借鑒之處。
丹·哥斯特是美國芝加哥市史特靈鎮近郊的一位農場主。如今,這位農民大多數時間并不在田間地頭,而是和城里的“白領”一樣泡在網上。他先后購置了4臺電腦,利用電腦計算種植量以及殺蟲農藥的劑量,進行生豬飼料配方與養豬過程的控制,從網上了解天氣情況以及農作物的交易行情……老伙計現在離不開網了。
實際上,哥斯特只是美國200萬農民中一個“縮影”。目前,美國有51%的農民接上了互聯網,20%的農場用直升機進行耕作管理,很多中等規模的農場和幾乎所有大型農場已經安裝了GPS定位系統。這些新科技構成了美國農業信息化的主要內容,也打造出美國的“精確農業”。
科技促進農業信息化
從20世紀50年代開始,隨著廣播、電話的發明應用,美國農業信息化進入廣播、電話階段。當時,電視基本在美國農村普及。1954年農村居民的電話普及率為49%,到1968年這個數字達到83%。從1962年開始,美國開始資助在農村建立教育電視臺。電話和聲像廣播在農村的普及,把大量的農產品市場信息和科技信息傳遞給農民,對促進農業科技進步和穩定農產品市場行情起到了很大作用。
20世紀70年代—80年代,計算機的商業化和實用化推廣,帶動了美國農業數據庫、計算機網絡等方面的建設。1985年,美國對世界上已發表的428個電子化的農業數據庫進行了編目。在當代**重要的農業信息數據庫中,**著名、應用**廣的是:美國國家農業書館和農業部共同開發的A-GRICOLA數據庫,它存有10萬份以上的農業科技參考資料。數據庫應用系統服務于農業生產、管理和科研。如美國所建的全國作物品種資源信息管理系統,管理60萬份植物資源樣品信息,可通過計算機和電話存取,在全國范圍內向育種專家提供服務。
20世紀90年代以來,隨著計算機逐步應用到農場,美國農業信息化邁入自動控制技術的開發及網絡技術應用階段。到1985年,美國已有8%的農場主使用計算機處理農業生產,其中一些大農場則已經計算機化。如今,計算機等高技術的應用,給美國農場管理與生產控制、研究和生產帶來了高質量、高效率和高效益。
高科技打造“精確農業”
發源于美國的精確農業,實際上就是高科技聯合應用于農業的產物。它指的是利用3S技術(即遙感技術、地理信息系統和全球定位系統)、計算機技術、自動化技術、網絡技術等,逐步實現精確化、集約化、信息化控制農業生產,可根據田間因素的變化,精細準確地調整各項土壤和作物管理措施,**大限度地優化各項投入,以獲取**高產量和**大經濟效益,同時保護農業生態環境、土地等農業自然資源,給農業技術推廣實施帶來革命性的變化。
遙感技術(RS),是指遠距離探測和識別地表各類地物的綜合技術。美國宇航局和美國農業部等政府部門1975年實施的大面積作物調查試驗計劃,利用RS技術,分別對美國本土和前蘇聯當年的小麥長勢和產量進行監測和預測,為美國在對蘇糧食貿易上謀取巨額好處。
地理信息系統(GIS)是對地理空間信息進行采集、存儲、管理、分析和圖像表達的一種實用工具,具有很強的分析、查詢和輔助決策的功能。在農業信息化中,GIS將專家系統、作物模擬模型、RS和全球定位系統等高新技術聯系在一起。并且,利用變量投入技術(VRT)開發精準、特定的投入應用;利用田間監控技術對作物生長進行記錄,作為日后作物管理的歷史數據。
全球定位系統(GPS),可對地理數據以及有利于精確農業的措施等進行定位及定義。目前,一種帶有顯示屏和數據處理器的GPS接收儀被裝置在大型農機上,當機械手進入地塊噴施肥料時,顯示屏可同時顯示兩幅彼此重疊的圖像,一張是數字化地圖,標有各小區的土壤信息,如土壤類型,氮磷鉀含量,前季單株產量,當年單產指標等,這些都是事先用GIS做好的,另一張是方格坐標圖,可根據GPS訊號隨時顯示機械所在的小區位置。與此同時,數據處理器可根據作物模型的計算結果,自動給出每個小區的肥分配比和噴施量,并向自動噴施機下達指令。同樣的方法也適用于農藥的噴灑。據介紹,美國農業部通過衛星定位系統了解全美每個農戶每平方公里的氮、磷、鉀含量,在收割機收割切碎秸稈的那一刻,電腦就可以分析出其各種元素的含量,并直接輸送到農業部信息中心。
從20世紀70年代開始應用的計算機技術,實現了一系列農業生產自動化管理目標,包括作物生產管理自動化,形成了預測病蟲害等方面的農業專家應用系統;農田灌溉調控自動化,在干旱和沙漠地帶實現滴灌和噴灌技術;畜禽生產管理自動化,科學管理豬生產各環節;農業科研服務系統信息化,不僅建立了農用視頻電報系統,和電腦電視牲畜交易系統,以及農業數據庫,而且實現了不同屬性和不同規模的農業系統的計算機模擬技術管理。
目前,特大型農場已經形成了“計算機集成自適應生產”模式,即將市場信息、生產參數信息(氣候、土壤、種子、農機、化肥、農藥、能源等)、資金信息、勞力信息等集中在一起,經優化運算,選定**佳種植方案。在作物生長過程中,根據當地不同地塊小氣候的變化,進行自適應噴水、施肥、施藥,以保持良好的生長條件,使農業生產形成良性循環,達到風險**小、利潤**高的目的。
網絡技術的應用,一方面,建成了農業信息網絡;另一方面,促進農業電子商務和農產品貿易的發展。美國建成的世界上**大的農業計算機網絡系統AGNET,覆蓋了全美46個州、加拿大的6個省和美加以外的7個國家,連通美國農業部、15個州的農業署、36所大學和大量的農業企業。用戶通過家中的電話、電視或電腦,便可共享網絡中的信息資源。這使農業生產者能更及時、準確、完整地獲得市場信息,有效地減少農業經營的生產風險。
據統計,2004年美國12%的農業銷售通過互聯網進行,比1999年該國4%的水平大為提高。另外,一家名為羅克伍德的調研公司針對美國商業農場主的調查顯示,他們已經將互聯網作為了解商品價格、天氣、農藥、機器等信息的重要手段。調查顯示,農戶正在快速轉向基于網絡的交易手段,比如通過互聯網購買種子、農藥和農業設備等。
隨著農業信息化的發展,精確農業從上世紀70年代起步,80年代初開始商業化應用,如今,已迅速發展成新的農業工業,并在世界范圍內形成了科學的新農業發展道路,成為農業革命性發展的代名詞。
讓農民愛用信息技術
農業信息化的新技術令人目不暇接,但是如何讓農民能接受,買得起,喜歡用,用得好才是其真正的關鍵。為此,美國各級政府大力支持,包括健全法規、加大投入,加之各方面的積極推廣與高效服務,通過信息資源的長期積累和低成本共享方式,有效地推動了農村信息化發展。
建立健全農業信息化法規并注重監督,依法保證信息的真實性、有效性及知識產權等,維護信息主體的權益并積極促進信息的共享。美國1848年第一部《農業法》就對農業技術信息服務做了規定。在1946年農業市場法案中規定,凡享受政府補貼的農民和農業,均有義務向政府提供農產品產銷信息。在此基礎上,美國逐步形成了從信息資源采集到發布的體系。
穩定、足額地投資建設國家級農業和農村科技信息中心,實現了公益性農村信息資源(國家農業數據庫等)的長期積累、高效管理與廣泛應用。一方面,大力投資用于農業信息系統的多項硬件,包括基礎信息資源的開發和網絡設施建設;另一方面保證充足的系統運行經費,每年有10億美元的農業信息經費支持,占農業行政事業經費的10%。
形成以農業部及其所屬機構為主的信息收集、分析、發布體系,保證農業信息系統有效性強、信息及時。美國農業部下屬市場信息服務局的下設新聞服務署,主要負責農產品市場動態信息的收集與發布,上午采集信息,及時匯總、整理,當天中午就可分類發出。
在信息化服務與推廣方面,政府部門與各種專業協會和決策咨詢機構形成了民間農業社會化服務。內容包括:
凡是政府參與收集的農村科技信息實行“完全與開放”共享政策。比如宇航局、地理勘探局等收集的數據,以及大學、研究機構由政府資助項目產生的數據。在這種管理機制保障下,科研人員和社會各階層均能以不高于工本的費用,以**方便的方式、不受任何歧視地得到各自所需的數據。
根據信息服務主體多元化,提供多樣化的服務。針對生產者、經營者的信息需求多種多樣,各方面分析研究為不同規模的、不同群體提供不同的農業信息內容,讓農民普遍感到對信息化工作的錢花得很值。
大力宣傳信息技術手段的好處。農民嘗到甜頭后,自然會對信息化產生更強烈的渴望。目前,多種農業傳媒(計算機網絡、通信、視聽等載體)網絡正成為農民、農業科技推廣人員和各農業部門獲取科學知識、傳播推廣實用技術、提供農業信息咨詢服務的重要手段。
不少研究專家說,僅占全美人口2%的美國農民,不僅養活了近3億美國人,而且還使美國成為全球**大的農產品出口國。如果離開了高科技,離開了農業信息化,這樣的奇跡根本不可能發生!
(信息來源: 科技日報)
發表于 @ 2008年06月30日 22:17:00 |點擊數()