谈谈美国农业的科技要素之六:信息化技术

                                          谈谈美国农业的科技要素之六:信息化技术

蒋高明


人类的现代信息化技术起源于美国。1995年笔者在美国做访问学者时,国内刚兴用电子邮件,美国办公就开始大量使用群发电子邮件,无线视频会议也很时髦。美国是全球第一个进入信息化社会的国家,计算机和互联网技术的普及应用,完善的信息高速公路为美国现代农业占领全球市场创造了有利条件。当前信息化技术渗透到美国农业生产、加工、运输、销售、储藏、出口的各个环节,促成了美国精确农业兴起,极大程度上提高了美国农产品的国际竞争力。美国农业信息化体系主要构成如下:

1全球最大的农业信息系统AGNET。该系统覆盖了美国国内的46个州,加拿大的6个省和美加以外的7个国家,连通美国农业部、15个州的农业署、36所大学和大量的农业企业,大数据与云计算为决策、科研、生产、管理等不同部门提供了方便条件,且如果是用纳税人钱获得的数据,在该平台上可免费获取。

2农业数据库,包括农业生产数据库和农业经济数据库。美国政府、大学、科研院所、国家图书馆和著名粮农企业等,十分重视数据库建设与开发,如美国农业部建立的全国作物品种资源信息管理系统,就为全美农业育种提供了60万份植物资源样品信息服务。目前,经过美国农业部编目的电子化的农业数据库已达428个,其中最著名、应用最广的是美国国家农业图书馆和农业部共同开发的AGRICOLA数据库,它存有10万份以上的农业科技参考资料。

3农业专业信息网站。如美国开发的大豆信息网络系统,内容涉及到国际、国内大豆产供销各个环节的技术和经营情况;该网络系统的一端是从事大豆研究的几十位专家,另一端是从事大豆生产的农户,平均每个月可提供50条以上的产供销信息。

4农业电子邮件系统。由美国农业部建立并通过农业部信息中心交换的农业信息系统,对外连接到因特网。其中仅农业市场服务局,其计算机系统每天处理的市场信息就有大约5000万字符。

  美国的农业信息化技术大大方便了美国农户生产及其与市场的对接。美国有200多万个农场主的电脑乃至大型拖拉机上都有大量农业信息在传输。有了现代农业信息的帮助,美国农场主可方便地实现下述操作:

  首先通过互联网信息系统,农场主及时、完整、连续地获得市场信息,准确调整农业生产和农产品销售策略,有效地减少盲目经营的风险,避免农产品挤压。在了解到农产品现货、期货价格,国际国内市场的需求量,国际国内的生产量和进出口量等方面的最新动态后,农场主可以决定生产什么,生产多少以及如何销售以避免未来农产品的滞销;或者在了解到农作物品种改良,天气状况等信息后,农场主也可以知道采购什么样的种子、采取什么样的种植方式、在什么时候种植何种作物,以求获得最大效益。同时,农场主还可根据最新农业科技、新型农业机械、动植物病虫害防治等信息,在互联网上进行农业技术咨询或购买适宜的农业设备及配套的农药等。

其次利用3S技术,即农业遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球卫星定位系统(GPS)实现农作物精确种植。RS技术,利用农作物和土壤等对电磁波的不同反射和辐射特性,获得不同地段的农作物和土壤的相关数据,动态监测和评估农作物的氮营养状况、长势、产量、病虫害等,土壤盐碱度、沙化、风化侵蚀、水分和养分增减等;GIS接受遥感数据,再输入GPS数据以及人工采集报送的数据后,系统自动生成一张农场数字化地图,标有各小区的农作物信息和土壤信息等。

  有了3S技术,农场主可根据田间因素变化,及时调整各项土壤和作物管理措施。如在给农作物施肥时,大型拖拉机上带由显示屏、数据处理器、GPS接收仪,进入田间喷施肥料时,显示屏同时显示两幅彼此重叠的图像,一张是数字化地图,上面标有每一块小区的土壤类型,氮磷钾含量,前季单株产量,当年单产指标等;另一张是方格坐标图,可根据GPS讯号随时显示拖拉机所在的小区位置。数据处理器可根据事先做好的每一块小区的数字化地图,自动计算出每一块小区的肥分配比和喷施量,并向自动喷施机下达指令。

  利用同样的方法也适用于杀虫药的喷洒;此外,该系统还能根据土壤水分和作物生长情况,自动判断出浇水、施肥的时间。据研究,采用这种精准农业技术可节省肥料10%,节约农药23%,每公顷节省种子25公斤,可使小麦、玉米增产15%以上。

三是通过无线射频身份识别系统(RFID)做到家畜饲养的精确化管理。无线射频身份识别系统RFID,主要由电子标签和阅读器组成。在美国农业领域,RFID系统通常被用作对家畜尤其是对牛的识别与跟踪方面,其原理是在牛的耳朵上植入电子标签,上面标有这头牛的详细电子资料,如牛的电子编码、产地、年龄、品种信息、检疫与免疫信息、疾病信息、家谱及繁殖信息等等,当牛进入阅读器的识别范围时,牛耳上的电子标签在接收到阅读器发出的射频信号后产生感应电流而获得能量,然后发送出自身携带的电子编码等电子资料至阅读器,读取后送至动物信息管理系统,农场主就可对这头牛识别与准确跟踪,加强对牛群的精确管理。

此外,农产品从生产、运输、储存到加工、销售的全过程都可使用无线射频身份识别系统RFID,这使得人们对农产品可以实施从餐桌到田间的全程追踪鉴别,大大地提高了美国对食品安全的保障能力和美国的农业生产效率。

上述信息化科技技术对我国农业发展有重要的借鉴意义,美国农业的科技贡献尤其是信息技术对农业的贡献值得各国借鉴。需要指出的是,毕竟农业受天气等原因影响很大,人算不如天算,人的主观能动性更能发挥着重要作用,有经验的老农本身就是一个大数据库。美国农业是外向型的,即以国际国内市场为主导。在现代信息技术下,能够赚钱的经营方式与作物品种会保留下来,然而那些具有重要遗传价值与营养的品种可能就会面临淘汰,因为现代农业信息技术系统里没有它们的位置,计算机指导的病虫害防治与肥料使用,也加大了农业生态系统的负荷,造成农田退化。这就不难理解,随着农业信息化技术的提升,美国栽培农业多样性越来越低,食物多样性严重下降,健康问题越来越突出,恶性竞争造成农场规模的无限膨胀,其风险也随着升高了。


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