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国外农业信息化发展概况及启示

国外农业信息化发展概况及启示 先进农业科技
2022-04-15
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当前,全球农业发展逐渐呈现新态势,从育种、种植、仓储、流通到消费全链条信息化,已经成为全球农业发展的主流。美国、日本、以色列、德国在农业信息化方面的经验,可为我国提供借鉴。



随着生物育种、卫星遥感、植保无人机、农业机械、物联网、传感器等多种技术的应用,以美国、日本、以色列、德国为代表的农业信息化迅速发展,并在农场运营方式及信息化配套制度等方面形成先进经验。


推进农业信息化,是中国全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化的重要环节,是乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程的必由之路。借鉴国外农业信息化发展经验,可为推动我国农业高质量发展提供思路。
国外农业信息化发展情况

   美国


美国抢占先机在大数据和物联网领域成为全球领导者,综合应用传感器、数据、影像、通信技术、无人机和机器人技术,建立精准农业,推动农业商业化发展,为农业决策提供专业支持。目前,随着微型卫星、无人机和带有长寿命电池的传感器的发展,美国农业正在经历新一轮的数字革命。


美国农业科技巨头孟山都通过收购精准播种软硬件服务商Precision Planting,获取地面土壤大数据和基于气象维度的环境大数据。此后,孟山都又以高价收购加州气候科技公司Climate Corporation,搭建了一个综合数字农业平台Climate FieldView。该平台通过温度、湿度、风力、雨水等数据形成气候预警功能,通过土壤数据进行精准施肥,通过病虫害数据搭建智能诊断及专家系统,通过农民历史作业记录和环境数据进行作业指导。


Arable是一家位于新泽西州的农业科技公司,以提供农业科技解决方案为主营业务。其核心产品是一款太阳能传感器Arable Mark,可以不断收集有关植物健康、密度、光照和天气数据,对农作物的产量、质量、收获时间等进行预测分析。


John Deere公司基于物联网技术与3S(RS遥感技术、GIS地理信息系统和GPS全球定位系统)技术搭建新型精准农业管理系统,用以进行精细农作、农机管理、农艺管理和计划管理,可绘制农场产量的“数字地图”,在机械化生产大农场中的市场占有率达到了65%以上。


   以色列


以色列在水管理、数据科学、无人机和传感器等精准农业技术研究方面拥有先进技术。其精准农业利用传感器和卫星图像等技术收集数据,并运用智能算法来分析应用这些数据。


Taranis公司设计了一个应用程序,可从农田传感器和卫星图像中收集数据信息,并利用智能仪表集中处理传入数据,从而帮助现场侦察员制定实施有效的疾病和有害生物预防管理决策。


Tevatronic公司开发了一套完全自动化灌溉和施肥的系统,无线传感器从农场每个区域土壤中收集精确数据,智能控制器将这种云存储数据实时转换为精确的灌溉施肥操作。该系统可测量每个植株的压力水平,以确定何时开始或停止灌溉,该系统可将生产力提高15%~31%,并节省高达27%~75%的水和肥料。


ATP实验室作为农业物联网的“数字工具平台”,使用数据分析和人工智能从大量种植者那里收集数据,生成基于云的、可操作的最佳实践建议,并生成实时数字化图片,帮助农民提高生产率、盈利能力和可持续性。


   日本


日立与SoftBank旗下PS Solutions公司以及本部位于哥伦比亚的国际热带农业中心(CIAT)合作,以日立及PS Solutions的农业物联网系统e-Kakashi为中心,进行提高稻作效率的实验。e-Kakashi是由农场的传感器、数据收集器及后方主机软硬件构成的农业物联网系统,可以收集温度、湿度与土质、农药等各类信息,并自动制成可视化数据。



NTT DoCoMo(日本通讯服务商)与IBM合作,以人工智能结合IBM物联网平台,推出农业物联网服务,重点在一般的传感器数据分析以外,追加声音与影像数据数值化分析,增加语音记录或环境声音记录,比如农民对农作物状况的口头描述,以及害虫、害鸟出现频率等数据。


日本宫城县的一个垂直农场(由Mirai inc.与GE合作)完全依赖LED照明,与普通荧光灯相比节省40%的电力。这个农场一天能产生1万棵生菜,年度销售额达3亿日元。


日本综合研究所与庆应义塾大学等机构结盟,研发多功能农业机器人Donkey,可协助施肥、除草、运菜、监督害兽。这台车型机器人具备自主作业、自动追随、监视害兽、环境认识、通讯等功能。在作业过程中取得的各式数据也能在使用者共享的服务器中累积,可分析出栽培的专业知识、预测收获等,提高农业生产率。

   德国


软件供应商SAP公司推出的“数字农业”解决方案,能在电脑上实时显示多种生产信息,如某块土地上种植何种作物、作物接受光照强度如何、土壤中水分和肥料分布情况等,农民可据此优化生产,实现增产增收。


柏林一家名为“365Farm Net”的企业为小型农场主提供一套包括种植、饲养和经营在内的全程服务软件。该软件可以提供详细的土地信息、种植和饲养规划、实时监控以及经营咨询等服务。通过该软件,还可以方便地与企业合作伙伴取得联系,以便及时获取相应的服务协助。


拜耳公司投资2亿欧元布局“数字农业”,已在60多个国家提供数字化解决方案,并发布Xarvio品牌推广数字农业,通过Xarvio Scouring识别系统高效识别和分析作物生长和病虫害信息,帮助农民优化田块单独管理和农田统筹优化。
对我国农业发展的启示

   加大农业信息化基础设施建设

应用星(航天遥感)、机(航空遥感)、地(监测网络)等新型技术,围绕农业重大自然灾害、重大动物疫情、农产品质量追溯、农机作业、农药使用、种子质量、农业资源环境污染等农业信息化建设重点,形成互联互通、信息共享的农业信息化基础设施平台,对主要农作物的长势与产量、土壤墒情、水旱灾害、病虫草害、海洋渔业、农业资源、生态环境等进行监测、速报与预报。建立农业地理信息系统,将地理信息系统、全球定位系统、遥感技术应用于农业、资源、环境和灾害的监测和速报。


   建立农业专家决策支持系统
建立以主要农作物、畜禽、水产为对象的生产全程管理系统和实用技术系统,促进农业生产的科学管理和先进技术的推广利用。亟待加大适合我国特定自然环境、品种特点的作物、畜禽水产的专家决策支持系统研究力度,以适应农业集约化生产方式的需要。该系统包括不同的服务层次,如农业宏观决策、农业科学研究、农业生产管理等,具体内容包括政策模拟、调控决策方案模型、粮食安全预警等。


   以农业信息化推动农产品高效流通
积极扩大批发市场的信息网络和电子结算等现代交易方式试点,利用信息技术建立可以提供政策、市场、资源、技术、生活等信息的网络体系,及时准确地向农民提供政策信息、技术信息、价格信息、生产信息、库存信息以及气象信息,提供中长期的市场预测分析,指导帮助农民按照市场需求安排生产和经营,解决分散的小农生产和统一的大市场之间的矛盾。


   设立农业信息化标准与法律制度
建立健全农业信息化法制、法规并注重立法、监督,依法保证信息质量真实性、有效性及知识产权等,维护农业信息化主体的权益并积极促进信息共享。从我国现有的农业信息化建设情况出发,科学合理地运用到农业信息化建设工作当中,规划设立相关的农业信息化标准、法律、规章等相关制度,以及支持农业信息化建设的政策保障,为我国农业信息化健康、高质量发展提供制度保障。

党的十九届五中全会审议通过《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二零三五年远景目标的建议》,对新发展阶段优先发展农业农村、全面推进乡村振兴做出总体部署,为做好当前和今后一个时期“三农”工作指明了方向。在卫星通信、移动通信和农业自动化发展的背景下,贯彻新发展理念,吸收新科技革命成果,实现农业生态化、数字化、智能化、高速化、新旧动能转换,推动农业现代化体系和新基础设施建设,需要充分吸收和借鉴国外农业信息化发展经验,推动我国农业高质量发展。(本文作者单位系中国航天系统科学与工程研究院)

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致力于传播国内外前沿的农业科学技术和知识,让科技力量奔赴田间地头,推动农业可持续发展。
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