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我国农业信息技术的制约因素与发展战略
添加时间:2005-12-27  作者:史昌勤  来源:唐山科普在线会员原创作品  点击:3050  
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  摘 要:本文分析了我国农业信息技术的现状,指出了在思想认识、支持研究、技术措施和研究推广机制上存在的一些问题,提出了发展我国农业信息技术的具体战略。

  关键词:农业信息技术 制约因素 发展战略

  农业信息技术是一门新兴的跨学科科学,综合性强,与其它许多学科的发展息息相关,相辅相成[1]。目前信息技术在我国农业上的应用还刚刚起步,自己研制或引进了一些产品,在生产上尝试着局部的推广[2][3][4]。但总的来说,我国农业信息技术还在发展之中,目前在思想认识、支持研究、技术措施和推广机制上还存在一些制约因素。

  1 我国农业信息技术的现状

  农业信息技术是指对有关农业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经济和社会信息的收集、存贮、传递、处理、分析和利用的技术,主要包括农业数据库、管理信息系统、决策支持系统、专家系统、模拟模型系统、计算机网络、地理信息系统、遥感系统、全球定位系统、远程通讯等[5]。这些系统之间技术上各有侧重,但相互渗透,没有绝然的界限。目前在我国农业中应用得比较广泛的有农业信息数据库、专家系统、作物生长模拟模型和一些集成系统等[6]。

  1.1农业信息数据库

  信息是一种特殊的资源和财富,在农业领域,信息量大、面广而分散,建立相应的数据库是开发利用信息资源的重要手段。我国农业数据库建设发展较快,目前己建数据库200多个,内容包括种质资源、家禽品种、农产品价格行情、农村经济等数据库,设有检索、查询、分析对比等功能[6]。

  1.2专家系统

  专家系统是侧重开发利用特定领域中专家知识和经验的软件,可以完成与专家水平相当的咨询工作,为用户提供建议和决策[3]。

  我国农业专家系统研究始于80年代初,在短短二十多年中,取得了很大进展。研制了一些不同作物的专家系统,形成了我国一定的特色。特别是一些农业信息技术人员把专家系统,从实验室拿到生产第一线为农业服务,不仅给农业生产者送去了新技术,而且有力地推动了农业知识工程研究。

  1.3 作物生长模拟系统

  作物生长模拟系统是用系统科学的观点,把作物生产看成一个由作物、环境、技术、经济四要素构成的整体系统,综合作物生理学、生态学、栽培学、农业气象学、土壤肥料学、植物保护学、农业经济学和计算机科学等相关学科的理论和成就,通过建立数学模型来描述作物生长发育、器官建成和产量形成等生理生态过程与环境之间的数量关系,并在计算机上实现,来模拟作物生产全过程的软件系统。它是农业多学科基础性研究的结晶,将农业科学和计算机技术紧密结合,定量而系统地描述作物生长发育及其和农业环境相互作用的关系。因此农业科学家甚至称作物生长模型是“把农业带入信息时代的主要工具” 。[2][6][7]

  我国在作物生长模拟研究方面虽起步较迟,但发展很快。开展了一些基础研究,并结合实际,建立了一些应用系统,在生产上推广应用,帮助领导决策和用户制订模式图。如江苏省农科院在大规模水稻生态试验的基础上,80年代建成了“水稻计算机模拟模型(RICEMOD)”,1992年又将作物模拟技术与水稻栽培的优化原理相结合,建成了水稻计算机模拟优化和决策系统(RCSODS),用户输入常年气候资料和水稻品种遗传参数,可以作出常年优化决策,根据当前苗情和未来天气预报可以提出肥水和其它管理措施及对策,该系统在全国范围进行了推广[2]。

  2 存在的制约因素

  一是思想认识上存在对农业信息技术的片面认识,过高或过低估计农业信息技术,一方面有人认为农业信息技术是高科技产品,可以不需要输入数据,不需要进行科学实验,就可以预测作物的生长情况,另一方面有人认为农业信息技术现在在生产上推广应用还太早,开展农业信息技术的研究没有必要。二是缺乏对农业信息技术的支持研究,包括一些作物生理过程、农艺措施对作物生育的影响的定量,特别是一些新的调控措施如生化制剂、除草剂对作物生育的影响等。三是信息的共享渠道不畅,包括数据的搜集、传递与利用效率较低。四是应用研究缺乏生机和创新,大面积推广应用的研究成果少。

  3 发展战略

  发展我国的农业信息技术要根据我国的国情,吸收国外的研究成果,以科学、创新、实用为目标,着重解决好以下几个问题。

  3.1 更新思想认识

  农业信息技术是研究作物生产的一种工具和手段,它一出现就表现了强大的生命力,吸引了广大的农业科学工作者,研制了许多有价值的产品,但由于产品采用的是一种软件的形式,技术缺乏一定的透明度,对判断农业信息技术产品的科学性存在一定的困难,导致现在标谤的“高新信息技术产品”随处可见,但“高”在何处?“新”在那里?在生产中却表现不出来。究竟什么样的产品是好的产品呢?好的农业信息技术产品,是农业科学知识的浓缩和深化,必须遵循农业科学的一些基本原则。一是实践性,实践是检验真理的唯一标准,农业信息技术产品定位如何?看能不能在生产中发挥作用,看能不能指导农业生产,解决农业生产实际问题。具有实用性是检验产品是否具有生命力的关键。好的产品在市场中检验,接受市场的筛选。目前许多产品资料介绍上闪光点多,而在生产中却很少找得到,至少说明在实际中没有市场。二是科学性,农业信息技术产品是以许多农业科学为基础,如作物生理学、作物生态学、作物栽培学、农业气象学、土壤学等,没有农业科学的发展,就不可能有农业信息技术的进步,因此农业信息技术产品的决策必须与其它学科的基础理论相一致,有一定的超前性、预测性,但必须合理。三是友好性,农业信息技术产品必须操作方便,容易使用和学习,结果输出直观、形象、容易理解,这是产品能否为大家接受的一个重要因素。用这些原则来客观判断农业信息技术产品,可以准确定位一个农业信息技术产品的价值,避免片面评价信息技术产品。

  3.2 加强支持研究

  支持研究是建设农业信息技术大厦的基石。在设计一个软件以前,所研究对象的机理在一定的研究水平上都必须已经是相当清楚,否则都不宜马上开始设计软件,而应该首先进行有关的支持研究。目前在应用水平上,作物的一些生理活动过程如光合作用、呼吸作用和蒸腾作用等研究得比较清楚,也弄清了一些传统的农艺措施如肥、水运筹等对作物生理活动和产量结构的影响,对一些常规作物如稻、麦、棉等的生理活动研究比较多,而对一些经济作物,特别是在农业结构调整中新出现的作物研究较少,对一些新的管理措施、新的栽培技术、新的种植模式对作物的影响开展的研究少,定性的支持研究较多,定量的支持研究较少,很有必要加强这方面的支持研究。一是充分利用已有的研究成果,总结、归纳和深化,我国作物生理学、作物栽培学、作物生态学等学科开展的研究比较早,积累了丰富的理论和实验资料,可根据研究的目的进一步进行挖掘,定量各因素之间的关系,满足发展信息技术的需要。二是充分利用国外的研究成果,适当地进行完善和补充。国外农业信息技术的支持研究比较早,研究设备比较先进,研究的成果比较多,特别是美国和荷兰等国基础研究较多,在他们研究的基础上,结合我国农业的实际情况,开展支持研究。三是充分利用常规作物的生理生态关系,适当地推广到其它特种作物上,加快特种作物的支持研究,因为特种作物的许多生理生态过程和农艺措施的影响与常规作物相类似,可以相互借鉴。

  3.3 深化技术措施

  目前农业信息数据库、专家系统、作物生长模型和一些集成系统在应用农业生产上应用比较多。

  农业信息数据库存在的主要问题:一是数据的来源不广,国内的数据信息仅仅靠一些信息部门采集,很难保证信息的量和质;二是数据交流不便,各部门使用数据的单位、格式、指标不统一,数据保存格式不一致,同时缺乏信息资料费标准,国家没有指导价格,靠各部门间协商,限制了数据的流通与共享;三是建立数据的制度不健全,一个单位可能有会计负责财务,有馆员负责档案,但很少有制度规定信息数据库应该由那一些人负责。因此发展农业信息库,增强数据的交流与共享,首先要制订建立农业信息数据库的制度,每一个职工要把它同自己的业务工作结合起来,作为一个职工工作业务的一个年终考核指标,每一个单位可以把它同档案工作结合起来,将每一个职工的数据库归总、存档,同时纳入档案检查内容,因为每一位职工熟悉自己所从事的的业务,建立的数据库比信息部门的准确性高;其次要加强农业标准化建设,建立一系列行业标准,使各行业有标准可查,有标准可依,这样可统一建立数据库的指标,便于各行业交流;第三要加强数据获取工具的研制,数据获取工具直接决定了数据的质量,也是目前建立数据库的瓶颈,特别是一些简单、实用、价格便宜的工具,在我国农业上非常缺乏,如一些测量土壤氮、磷、钾含量工具,测量叶面积指数工具等,目前在基层农技推广部门,很多的农业指标测定是靠手工,有的靠主观的估计,客观上降低了获得数据的准确性,也限制了建立数据库的发展。

  传统的专家系统有固定的组成结构,在应用中常把所有应用专家经验解决生产问题的系统统称为专家系统,这个范围太广泛,我还是倾向于将专家系统定义为传统的专家系统,便于与其它类型的系统区别开来。专家系统优、缺点分明,优点就在于它的松散的藕合结构,推理机、人机界面与知识库完全分离,也就是说同一个专家系统与不同的知识库组装在一起,可以解决不同的问题;缺点也就在它的优点中,即它必须组装不同领域的知识才能解决不同的问题,超出它的知识范围它就无能为力。因此发展专家系统就要扬长避短,以开发实用的专家系统工具为主,针对农业生产中的一些具体、特殊措施,如施肥、旱育秧技术、抛秧技术,建立知识库,然后与专家系统工具集成在一起,形成丰富多样的专家系统,这样既能保证开发效率,又有开发市场。

  作物生长模型既有一定的研究性,也有一定的应用性,是一个很有发展前途的研究方向。目前限制我国一些模型广泛推广应用的因子一是模型操作复杂,二是模型要求输入的数据不容易获得,三是模型的实用性不够。前面二个问题的关键是数据获取的自动化程度不高,后一个问题要解决的关键是模型的研制要整跟生产,及时开展基础性的支持研究,当某一项新技术研究出来推广的时候,能有配套的模型进行解释推广。

  3.4 创新推广机制

  农业科研成果或产品价值的实现最终还是决定于能否转化成生产力,在很大程度上决定于推广度(范围),推广机制是决定推广度的一个重要因素。由于农业信息技术产品与一般农用物资不同,有其独特的存在形式和更新方法,客观上要求探讨其独特的研究、发展和推广机制。

  目前开发我国农业信息技术产品主要还是依靠国家项目经费的资助,开发出来的产品在局部地区尝试着进行演示和推广,主要通过举办培训班、赠送软件等方式进行普及。这种方式存在一些弊端,一是产品受经费的限制和项目的要求,学术研究含量高,应用性相对比较欠缺;二是推广部门或者产品开发部门与产品用户关系不直接、不紧密,他们完成好项目,对项目负责,可能产品在学术上有了开拓性的进展,但不一定能解决生产上的实际问题,这样导致产品的开发者与产品的使用者之间缺少交流和沟通,开发者觉得产品在生产上有多大应用、能否能被用户接受不重要,完成了项目就行,在另一方面又导致用户对产品、培训缺乏兴趣,降低了推广活动质量。

  因此农业信息技术在研究推广机制上要注意以下几点。一在研究经费上,在国家项目经费的基础上,鼓励多种形式的集资渠道,特别是面向市场开发的公司参与,前者应着重资助基础性研究,后者现阶段可从设施农业上着手,逐渐推广到大田作物,因为设施农业可控制的程度高,应用效果比较明显,容易产生效益,有利于公司化运作;二在发展手段上,参考共享软件的一些原则,鼓励发展共享软件,提倡源代码共享和二次开发,这是繁荣我国农业信息技术的一个重要手段;三在推广应用上,在以培训推广的基础上,采用网络技术、多媒体光盘和典型示范、直接参与应用等多种方式推广,在以科研院校推广的基础上,鼓励推广技术单位、公司企业参与;四在应用类型上,在传统稻麦棉基础上,发展多种特经作物的信息技术产品,在种植业基础上,发展养殖业、加工业等多种行业信息技术产品。

参考文献

  1 李存东,曹卫星,李旭等. 论作物信息技术及其发展战略. 农业现代化研究. 1998. 19(1):17-20

  2 高亮之, 金之庆,黄耀等. 水稻栽培计算机模拟优化决策系统. 中国农业科技出版社. 1992

  3 诸德辉,赵春江,李鸿祥等. 小麦管理专家系统(ESWCM)的研究及其应用. 计算机农业应用. 1995.1

  4 李旭,曹卫星,罗卫红. 小麦管理智能决策系统的设计与实现. 南京农业大学学报. 1999. 3

  5 孙世民, 周衍平等. 试论农业信息技术与农业现代化. 农业现代化研究. 1999. 20(4)

  6 王世耆. 信息技术农业应用述评. 计算机农业应用. 1996(3):1-5

  7 曹卫星. 国外小麦生长模拟研究的进展. 南京农业大学学报. 1995. 18(1):10-14 

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