美国农业信息化发展历程

美国著名的未来学家阿尔温·托夫勒指出：21世纪是世界农业大变革的时代，全球范围内将出现“第三次浪潮农业”———人类从工业经济走向知识经济时，通过应用高科技成果，使工业经济下的农业变成一种崭新的知识产业。面对“第三次浪潮农业”的到来，许多国家不失时机地利用科技发展现代农业，建设当代“新农村”。

　　美国在以信息技术、生物技术、循环经济等科技利器打造自己的“新农业经济”和“新农村”方面走在世界前列，其做法不乏值得借鉴之处。

　　丹·哥斯特是美国芝加哥市史特灵镇近郊的一位农场主。如今，这位农民大多数时间并不在田间地头，而是和城里的“白领”一样泡在网上。他先后购置了4台电脑，利用电脑计算种植量以及杀虫农药的剂量，进行生猪饲料配方与养猪过程的控制，从网上了解天气情况以及农作物的交易行情……老伙计现在离不开网了。

　　实际上，哥斯特只是美国200万农民中一个“缩影”。目前，美国有51%的农民接上了互联网，20%的农场用直升机进行耕作管理，很多中等规模的农场和几乎所有大型农场已经安装了GPS定位系统。这些新科技构成了美国农业信息化的主要内容，也打造出美国的“精确农业”。

　　科技促进农业信息化

　　从20世纪50年代开始，随着广播、电话的发明应用，美国农业信息化进入广播、电话阶段。当时，电视基本在美国农村普及。1954年农村居民的电话普及率为49%，到1968年这个数字达到83%。从1962年开始，美国开始资助在农村建立教育电视台。电话和声像广播在农村的普及，把大量的农产品市场信息和科技信息传递给农民，对促进农业科技进步和稳定农产品市场行情起到了很大作用。

　　20世纪70年代—80年代，计算机的商业化和实用化推广，带动了美国农业数据库、计算机网络等方面的建设。1985年，美国对世界上已发表的428个电子化的农业数据库进行了编目。在当代最重要的农业信息数据库中，最著名、应用最广的是：美国国家农业书馆和农业部共同开发的A－GRICOLA数据库，它存有10万份以上的农业科技参考资料。数据库应用系统服务于农业生产、管理和科研。如美国所建的全国作物品种资源信息管理系统，管理60万份植物资源样品信息，可通过计算机和电话存取，在全国范围内向育种专家提供服务。

　　20世纪90年代以来，随着计算机逐步应用到农场，美国农业信息化迈入自动控制技术的开发及网络技术应用阶段。到1985年，美国已有8%的农场主使用计算机处理农业生产，其中一些大农场则已经计算机化。如今，计算机等高技术的应用，给美国农场管理与生产控制、研究和生产带来了高质量、高效率和高效益。

　　高科技打造“精确农业”

　　发源于美国的精确农业，实际上就是高科技联合应用于农业的产物。它指的是利用3S技术（即遥感技术、地理信息系统和全球定位系统）、计算机技术、自动化技术、网络技术等，逐步实现精确化、集约化、信息化控制农业生产，可根据田间因素的变化，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化各项投入，以获取最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态环境、土地等农业自然资源，给农业技术推广实施带来革命性的变化。

　　遥感技术（RS），是指远距离探测和识别地表各类地物的综合技术。美国宇航局和美国农业部等政府部门1975年实施的大面积作物调查试验计划，利用RS技术，分别对美国本土和前苏联当年的小麦长势和产量进行监测和预测，为美国在对苏粮食贸易上谋取巨额好处。

　　地理信息系统（GIS）是对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和图像表达的一种实用工具，具有很强的分析、查询和辅助决策的功能。在农业信息化中，GIS将专家系统、作物模拟模型、RS和全球定位系统等高新技术联系在一起。并且，利用变量投入技术（VRT）开发精准、特定的投入应用；利用田间监控技术对作物生长进行记录，作为日后作物管理的历史数据。

　　全球定位系统（GPS），可对地理数据以及有利于精确农业的措施等进行定位及定义。目前，一种带有显示屏和数据处理器的GPS接收仪被装置在大型农机上，当机械手进入地块喷施肥料时，显示屏可同时显示两幅彼此重叠的图像，一张是数字化地图，标有各小区的土壤信息，如土壤类型，氮磷钾含量，前季单株产量，当年单产指标等，这些都是事先用GIS做好的，另一张是方格坐标图，可根据GPS讯号随时显示机械所在的小区位置。与此同时，数据处理器可根据作物模型的计算结果，自动给出每个小区的肥分配比和喷施量，并向自动喷施机下达指令。同样的方法也适用于农药的喷洒。据介绍，美国农业部通过卫星定位系统了解全美每个农户每平方公里的氮、磷、钾含量，在收割机收割切碎秸秆的那一刻，电脑就可以分析出其各种元素的含量，并直接输送到农业部信息中心。

　　从20世纪70年代开始应用的计算机技术，实现了一系列农业生产自动化管理目标，包括作物生产管理自动化，形成了预测病虫害等方面的农业专家应用系统；农田灌溉调控自动化，在干旱和沙漠地带实现滴灌和喷灌技术；畜禽生产管理自动化，科学管理猪生产各环节；农业科研服务系统信息化，不仅建立了农用视频电报系统，和电脑电视牲畜交易系统，以及农业数据库，而且实现了不同属性和不同规模的农业系统的计算机模拟技术管理。

　　目前，特大型农场已经形成了“计算机集成自适应生产”模式，即将市场信息、生产参数信息（气候、土壤、种子、农机、化肥、农药、能源等）、资金信息、劳力信息等集中在一起，经优化运算，选定最佳种植方案。在作物生长过程中，根据当地不同地块小气候的变化，进行自适应喷水、施肥、施药，以保持良好的生长条件，使农业生产形成良性循环，达到风险最小、利润最高的目的。

　　网络技术的应用，一方面，建成了农业信息网络；另一方面，促进农业电子商务和农产品贸易的发展。美国建成的世界上最大的农业计算机网络系统AGNET，覆盖了全美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。用户通过家中的电话、电视或电脑，便可共享网络中的信息资源。这使农业生产者能更及时、准确、完整地获得市场信息，有效地减少农业经营的生产风险。

　　据统计，2004年美国12％的农业销售通过互联网进行，比1999年该国4％的水平大为提高。另外，一家名为罗克伍德的调研公司针对美国商业农场主的调查显示，他们已经将互联网作为了解商品价格、天气、农药、机器等信息的重要手段。调查显示，农户正在快速转向基于网络的交易手段，比如通过互联网购买种子、农药和农业设备等。

　　随着农业信息化的发展，精确农业从上世纪70年代起步，80年代初开始商业化应用，如今，已迅速发展成新的农业工业，并在世界范围内形成了科学的新农业发展道路，成为农业革命性发展的代名词。

　　让农民爱用信息技术

　　农业信息化的新技术令人目不暇接，但是如何让农民能接受，买得起，喜欢用，用得好才是其真正的关键。为此，美国各级政府大力支持，包括健全法规、加大投入，加之各方面的积极推广与高效服务，通过信息资源的长期积累和低成本共享方式，有效地推动了农村信息化发展。

　　建立健全农业信息化法规并注重监督，依法保证信息的真实性、有效性及知识产权等，维护信息主体的权益并积极促进信息的共享。美国1848年第一部《农业法》就对农业技术信息服务做了规定。在1946年农业市场法案中规定，凡享受政府补贴的农民和农业，均有义务向政府提供农产品产销信息。在此基础上，美国逐步形成了从信息资源采集到发布的体系。