农业信息技术的创新发展研究

2022年“中央一号文件”提出“强化现代农业基础支撑”的要求，而科学技术无疑是支持现代农业基础体系构筑与持续创新的关键因素。基于现实维度分析，可用于现代农业的科学技术种类繁多，通过系统性整合与同质化剔除，不难得出设备栽培、生物防治和信息技术是新时代农业经济“三个引擎”的结论。其中，设备栽培极大拓展了现代农业栽培种植的空间、优化了农业生产管理环境，如温室栽培、无水栽培等均属于这一范畴。生物防治是推动生态农业的关键技术，包含育种技术、病虫害防治技术等，将有助于农产品质量、产能、社会价值等进一步提升。而信息技术是一种“全程参与性技术”，它全面渗透到现代农业体系中，也是构建新时代农业经济模式的重要组成工具和媒介，如大数据监控、物联网溯源等技术，都属于农业信息技术的范畴。

从宏观上看，人类社会信息化、传统产业信息化是既定现实，也存在持续深入发展的趋势，而农村社会、农业产业又是人类社会、传统产业的重要“横截面”，随着“互联网+”新业态对各种领域的覆盖，农村、农业自然无可避免地被裹挟到信息化浪潮中。在明确信息技术是新时代农业经济的“重要引擎”之后，如何进一步引领、促进农业信息技术的创新发展，直接关系到农村、农业现代化建设效率与效果，对于乡村振兴战略的实践、实现也存在深刻的影响。《农业全程信息化建设研究》（科学出版社，2016年1月第1 版）一书由孔繁涛、张建华、吴建寨等共同编著，该书基于“全过程管理思想”展开农业信息技术的创新分析与发展探讨，全面呈现出农业信息化建设的理论知识、现状问题、关键技术、实践途径和政策建议等，为读者呈现出农业信息技术应用的完整图景，也指出了农业信息技术的创新发展方向。

《农业全程信息化建设研究》一书从四个方面呈现农业信息技术应用的完整图景。首先，关于农业信息化的理论体系构建，相关内容集中在该书第一至第三章。该书开篇明义，在第一章“绪论”中明确了农业信息化内涵、概念、特点等，详细分析了国内外农业信息化建设现状。其中，针对我国农业信息化建设现状展开细分，包括“生产信息化”“经营信息化”“管理信息化”“服务信息化”等模块，提供了与农业信息化模块对应的技术，包括农业大数据技术、农业监测预警技术、农业“物联网+云计算技术”、农业3S 技术等。通过夯实农业信息化理论基础，保障农业信息技术应用有的放矢、创新有据可依；其次，关于农业信息化技术体系的构建途径，相关内容主要集中在该书第四章与第五章。本质上，农业信息化技术体系与农业信息化理论体系是高度对称的，例如，理论部分涉及“农业生产信息化”的阐释，该部分就详细介绍了农业生产信息化技术体系的构成要素、建设流程、运行管理等。更重要的是，在农业信息化技术体系构建过程中，该书采用的是“定量+定性”的综合方式，所有数据来源于农业调研，提供科学的建模、指标体系、评测方法等，很好地保障了农业信息化技术体系的实用性；再次，关于农业信息技术的创新方向探索，相关内容主要集中在该书第六至第八章。该书解决了一个容易发生混淆的问题，即农业信息技术创新不等同于“农业应用的信息技术创新”，前者是一个整体概念，后者有一系列信息技术构成，如大数据、红外监测、GIS 技术等，这些技术创新与否，与农业生产、管理、运营等关系不大。换言之，农业信息技术创新的本质，是指农业在信息技术应用方面的创新，如“物联网+牧场管理”就是一种创新方式。具体来说，农业信息技术创新方向包括“物联网+农业产业”“农业全过程信息化”及“农业信息服务机制与模式创新”三方面；最后，关于农业信息技术创新发展的问题预测及政策建议，相关内容集中在第九章，书中主要探讨了农业信息化未来可能面临的问题和制约因素，并从农业政策维度提出了合理化建议，具有重要的指导价值。

随着信息技术在现代农业领域的泛化应用，人们对农业信息化的认识也在拓展，其中最明显的变化是“从信息技术直接作用于农业生产”，转变为“信息技术覆盖农业产业链的全过程”。这也意味着，信息技术能够同时撬动更多的农业资源，使之成为农业信息化体系中的一部分。《农业全程信息化建设研究》一书汇集了7 种农业信息化“关键技术”，分别是农业大数据技术、农业物联网技术、农业云计算技术、农业3S 技术、农业监测预警技术、农业精准装备技术及农业信息分析技术，这为构建现代农业全产业链提供了重要支撑。虽然7 种“关键技术”均以“农业+”为限定条件，但它们在农业服务中发挥的作用各有侧重，如大数据主要负责农作物生长记录、灾害评估、市场预测等，物联网技术主要负责信息采集、产品溯源、自动管理等。从这个角度出发，农业信息技术的创新发展，也可以认为是“探索多元化先进技术的最优配置方案”，例如基于大棚设施的农业生产，就不需要配置农业3S 技术（RS 遥感、GIS 地理信息系统、GPS 全球定位），而基于大面积种植区的农业信息化管理活动中，农业3S 技术几乎是不可或缺的。由此，也为农业信息技术的创新提供了一个新思路，即在“按需配置”的基础上，打造一个农业全产业链闭环；结合书中提供的“物联牧场”案例，现代农业全产业链闭环的构建方式如下。

第一，以物联网为中心，建立与多种畜牧品种（如牛、羊、马等）相适应的数据收集平台，该平台可以整合畜牧品种数量、饲料用量、饲养环境等数据，通过将异常数据分拣、分析之后，交给农业技术人员获取咨询服务。事实上，单纯构建“物联网+农业”的数据收集平台，就能够解决大部分农业信息化问题，如小麦、水稻等农作物种植，烟叶、花卉等经济作物栽培等，物联网实时监测、提供信息，有利于农业生产及时获得技术支持。

第二，以物联网为中心，引入大数据、云计算技术，提高农业信息的利用价值。牧场是一个微观农业场景，对于大数据、云计算技术的需求不高。但是，宏观层面的农业信息规律性、结构性很差，如“气象数据”与农业管理密切相关，但一般的计算机根本无法承受气象数据的算力需求。相对应的，云计算技术可以很好地解决这一痛点，同时，大数据技术还能够对海量农业数据进行精简、去冗、降噪，发挥很好的预测功能。“云计算+大数据+农业信息”的模式可以迁移到各个领域，如利用云计算的强大算力和大数据强大的分析能力，处理大规模种植区的病虫害信息，预测下一阶段主要危害的爆发点、危害类型等，可以指导农民提前介入预防。

第三，以物联网为中心，引入农业3S 技术，能够进一步增强牧场风险管理能力。农业3S 技术日益成熟，能够为农业动态生产提供良好的安全保障，特别是牧场管理方面，牧场工作人员可以随时对牧群进行定位，避免走失，利用3S 技术设置放牧范围，以及计算单位牧场内牧群的最大容量等。同理，“物联网+3S 技术”也可以运用到其他农业领域，从农产品产地定位，到农产品加工、运输、销售等各个环节，进一步丰富农业经济要素。

第四，以物联网为中心，引入农业监测预警技术，它本质上是一个“技术体系”，除了物联网技术之外，还可以根据需要添加大数据技术、远程监控技术、人工智能技术等。农业监测预警技术主要是为了应对农业生产链的延伸、生产要素的叠加，同时也能够增强农业品种的联动性。例如，牧场主要经营的是动物性农产品，物联网技术可以实现从培育、饲喂、防疫、出栏、加工的全过程数据收集，对于个别出现问题的动物，可以做到及时清除。然而，在“从个体到群体”的监测方面，单靠物联网技术就很难实现，大数据能够处理的信息种类众多，从饲喂环境到生产消费，从大规模贸易到市场零售，从库存到价格等，以此预警肉蛋奶等产品的未来走势，帮助牧场经营者规避风险。相对应的，其他农业生产、管理、经营领域引入农业监测预警技术，也可以对农情、商情等作出精准的风险预判。例如，收集历史上大规模粮食进口数据，用来预测未来国内粮油价格，进而优化区域种植结构。

第五，以物联网为中心，引入农业精准装备和农业信息分析技术。就物联牧场而言，农业精准装备（如自动饲喂机、智能填料机、恒温装置等）可以大幅度提高生产效率，是养殖机械化、现代化的重要保障，农业信息分析技术则可以提供针对性的指导，它既可以分析一块试验田，也可以将生态农场作为研究对象，还能针对大面积、区域性农业生产展开分析。

综上所述，“全程化”农业信息化技术创新的未来方向，它广泛适用于农、林、渔、牧各个产业连接点。结合《农业全程信息化建设研究》一书的成果与启示，应该提高对我国农业全程信息化建设的关注，从顶层设计入手，基于“大农业”认知高度，推进统一的标准与规范设计，形成现代农业信息化的新格局。