大数据推动农田数字化建设的应用研究

叶卫东 李波

摘 要：作为“三农”工作基础和重要载体的农田，是保障中国14亿人生存的根本，也是农村持续发展的根基。推动农田建设增产、增效，保障好广大人民群众生活的根基命脉，农田的数字化建设必不可少。在大数据无处不在的今天，在农田建设和管理中運用数字化，将在助农增产方面实现时代的跨越。

关键词：大数据;农田建设;应用研究

科技革命正以大数据的形式席卷农业领域，大数据已成为发展农业、整合农业生产方式的重要手段和力量。在大数据时代，我国农业生产方式和生产要素已由过去单纯依靠手工耕作到依靠大型机械的收割播种，再到网络时代农民生产和生活方式的变革。我国农业经历了跨时代的飞跃，农民生产和生活方式也经历了跨时代的变革，农田数字化建设经历了从被动参与到积极主动参与的过程。

一、大数据在农业领域的发展过程

2016年7月，《促进大数据发展行动纲要》（以下简称《纲要》）正式发布，标志着大数据分析在国家各领域全面开展与广泛应用。《纲要》显示，大数据分析技术正迅速演变为对数量庞大、来源分散、格式复杂多变的数据进行收集、保存和关联分析，并从中发掘新东西、提供新价值、增强创新能力的新型技术与服务业态。这在一定程度上强调了我国发展大数据的重要意义，也为大数据在农业领域的应用和发展指明了方向。

之后不久，农业农村部下发《关于推进农业农村大数据发展的实施意见》（以下简称《意见》），其中着重提出了农业农村信息化今后的建设方向，“着眼长远、突出重点、加快建设、整合共享”的要求，坚持重大问题研究与需求导向，坚持创新驱动开发，推动信息集成共享与有序开放，进一步发挥乡村大数据分析的预警功能，促进大数据分析技术在农村生产、营销、社会管理和公共服务等方面的创新运用，为部门管理工作行动及乡村各种市场经济参与者的企业营销行动创造更为完备的大数据服务条件，为实现农业农村现代化取得显著进步的总体目标提供有力保障。

其中，《意见》进一步明确了农业农村大数据分析发展与应用的5项基础性工作和11个重要领域，不仅为大数据分析与农业农村长远发展提供了方向，而且还提出了主要发展目标。其中要求到2017年年底前，农业农村部和各省农业行政主管部门数据共享的区域界限和应用方法基本确定，全国跨部门、跨地域的数据资源共享与共用格局基本建立。到2018年年底前，完成全国“金农工程”信息系统和中央各有关信息系统，利用全国统一的大数据管理网络平台实现资源共享与互动。2020年年底前，逐步完成农业部门和省级以上农村行政主管部门的数据向社会公开，以实现农业与农村历史资源的大数据化、数据收集的智能化、大数据应用的智能化、资源共享的便捷化目标。到2025年，农村大数据将完成与农村生态圈、价值链、供应商的全面互联，大幅提升农业生产智能化、经营网络化、管理高效化、服务便捷化的能力和水平，全面建成全球农业数据调查分析系统。

从《纲要》到《意见》，农业农村部有序规范了未来10年基于中国农业与乡村发展大数据分析工作的主要步骤、实施计划、实施目标、结果达成等多方面的路径，使农田数字化建设不仅有了方向，而且实施步骤更加明确。

二、农田推广数字化建设的实施途径

过去很长时间，我国农村一直沿用手工和机械并存的农田耕作模式。近年来，我国农业仍处于由传统农耕向现代农业的过渡时期，虽然粮食作物一直是人们主要的需求品种，但是城镇化进程加速和城市规模的不断扩张，使得农业人口与土地这两个农业要素都在持续减少，再加上自然资源利用率一直不高，这一切都要求我们必须下更大力气改善中低产田，积极建设旱涝保收的高标准农田。

我国人多地少，只有在有限的田地上增产保丰收，才能稳住我国粮食安全的基本盘。为此，中央一号文件明确提出要坚决守住18亿亩耕地红线，同时也明确提出开展新一轮规范化耕地工程建设的规划。规范化耕地工程建设实际上把农村耕地的数字化工程推上高潮，是由国家层面或从农村社会生活层面提出的保证农村经济社会发展水平的基本要求、改善农作物品质的重要措施，不但可保障农村粮食安全，同时也能促进农村整体产业技术水平的提升。从我国长期看，建设规范化耕地可促进我国农村信息化工程建设，助力城市化建设，达到土地有效使用、管理和促进农户增收等目的。

农田的数字化建设，实际上是打造了集土壤健康、高效节水、绿色农田、环境生态于一体的高标准农田数字化综合平台，提高了农田的综合生产能力和抵抗自然灾害能力。其中所有的应用平台都围绕农业的大数据中心运作，为其提供精确详细的数据支撑。数字平台可直观地展示农田的灌溉情况、耕地面积、设备分布及环境监测等各种数据信息。

运用大数据平台在农田推广数字化，可对土壤墒情、水肥一体化、智能灌溉、病虫害情况、灾情苗情、气象环境等进行监测，多种平台可单独查看，也可在数据中心进行联动分析。平台的数据中心通过田间的物联网设施将中心数据串接起来，帮助人们有效分析农田中的一切情况，不仅提高了农田效益，也使人们的劳作不再单调而乏味，科技的高大上在农田中同样散发出“数据蓝光”。

三、农田运用数字化建设的优势体现

农田是农业农村重要的生产要素，在农田中推广数字化，为农田插上了科技的翅膀，是助农增收的有力武器。首先，利用大数据分析平台的智能硬件装置，能监测土地的酸碱化，同时结合国家土地质量保护体系和全国土地墒情监测平台，可有效快捷地完成对土地数据的信息统计与大数据分析。

运用大数据平台对土壤实施测土配方施肥，科学地促进了土壤养分平衡，提高了耕地质量，改善了土壤生态环境。水肥一体化，可有效检测土壤的含水量、各作物品种的需肥规律等，再按照测量数值与结果设定不同的程式，并通过调整相应农作物的周期性规律实现合理的水肥轮灌，不但可节约农事成本，还可有效改善作物长势，提高作物产量和品质，增加经济效益。

农田灌溉是保证农作物增收的重要方法。过去很长一段时间，农田灌溉基本上靠手工进行，不仅费时费力，还很难对灌溉深度准确把握。大数据中的数字化农田建设中便有统一建设高效节水灌溉机井设施，在机井房内就安装有流量检测、电表、自动出水装置等设备，农民只要刷卡，就可达到轻松灌溉目的。且数据平台对水资源数据、用水情况、灌溉情况、防灾减损等实时监督、科学管理。

四、增产增收要求大力加强农田数字化建设

增产增收始终是农业发展的頭等大事。近年来，通过高标准农田建设实施粮食增收，扩大粮食的产量，是中央推出的战略举措。根据计划，到2022年，河南要建设10亿亩标准化耕地，以稳定保障5000亿公斤以上的粮食生产能力。粮食产能的提高靠什么？靠的是在农田中投入高科技，将农田建成依托大数据进行实时检测、有效监管的云平台，依托农田数字化建设实施“藏粮于技、藏粮于地”战略。

据专家介绍，在智能灌溉与水肥一体化系统的技术支持下，农民可根据各种粮食作物的需水需肥规律性、水土环境条件，进行精确控水控肥及施水肥，极大减轻北方水资源缺乏压力，也有助于进一步提升作物生产率和农作效益。黑龙江“十四五”期间，通过农业基础设施建设、现代灌溉装置的配置和智能水肥管理一体化系统建设，宁安市全面提高了农业现代化管理水平和经济效益，基本达到了亩均粮油生产较改革前增加100公斤、农户亩均增收约200元的预期目标，为黑龙江2021年实现8000万亩标准化农田建设目标奠定了坚实基础。

农田数字化建设是高标准农田建设的有力实践，是国家落实粮食安全战略的重大举措。大量事实和经验表明，推进农田数字化建设非常必要，而且要快干快行。为有力保障粮食安全，除坚守18亿亩耕地红线外，最有力的手段就是在有限的田地上落实“藏粮于技”战略，而“技”的实施途径除精耕细作外，发挥科技力量、智能系统、大数据检测、专家知识库等都是必要且可行的手段。

参考文献：

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[5]张广龙，任兵.强化科技引领推进数字农服建设实现现代农业发展新跨越[J].活力，2019（9）：25-26.

（作者单位：河南农业大学信息化办公室）

[责任编辑：李伟杰]