美國都市農(nóng)業(yè)信息化的現(xiàn)狀

戴宴清

美國都市農(nóng)業(yè)是當(dāng)今世界上最發(fā)達的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。美國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟模式以現(xiàn)代科技為支撐，根據(jù)社會需要與消費市場的變化為動力，在完善的市場體系下尋求變化，以農(nóng)場產(chǎn)業(yè)化為基礎(chǔ)，政府服務(wù)職能的準(zhǔn)確定位為保證，在自由市場經(jīng)濟的競爭機制基礎(chǔ)上，形成農(nóng)業(yè)經(jīng)濟完善、系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)體系。目前，美國的都市農(nóng)業(yè)面積占10%，生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)值占美國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的50%以上。

美國是當(dāng)今世界信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地，都市農(nóng)業(yè)信息化是在信息技術(shù)發(fā)達與市場經(jīng)濟體系完善的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與美國社會信息化發(fā)展是同步的。都市農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展是都市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展的必然方向，其動力源于市場的需求。美國農(nóng)業(yè)市場化率極高，出口比重大，對市場的依賴性強，國內(nèi)外市場上的任何風(fēng)吹草動都會影響美國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，準(zhǔn)確、及時、高效的市場信息與靈活應(yīng)變的信息技術(shù)是保證美國都市農(nóng)業(yè)競爭力的基礎(chǔ)。在整個都市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系中，消費者與生產(chǎn)者的供求互動、微觀信息與宏觀市場的互動是良性的，甚至可以認(rèn)為是都市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)變化的動力。美國為了保證都市農(nóng)業(yè)的競爭力與變化性，在聯(lián)邦政府的主導(dǎo)下，從農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的應(yīng)用、農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及農(nóng)業(yè)信息資源的開發(fā)等方面全力推進都市農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展，堪稱是世界都市農(nóng)業(yè)信息化的樣本。

1 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)資源及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

美國的農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)體系是以聯(lián)邦政府為主體，形成的聯(lián)邦農(nóng)業(yè)部、聯(lián)邦農(nóng)業(yè)統(tǒng)計局、聯(lián)合農(nóng)業(yè)委員會、全國農(nóng)業(yè)合作協(xié)會、國際農(nóng)業(yè)市場服務(wù)與外國農(nóng)業(yè)協(xié)會等5條橫向主線的聯(lián)邦、大區(qū)、州3級縱向體系的農(nóng)業(yè)信息化綜合服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。在這個“5橫3縱”的農(nóng)業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)體系中，通過構(gòu)建各種涉農(nóng)信息數(shù)據(jù)庫、信息服務(wù)中心，全面采集、整理、保存北美洲及世界各國農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)資源和農(nóng)業(yè)市場信息資源。如AGRIS數(shù)據(jù)庫、AGRICOLA數(shù)據(jù)庫、Pest Bank數(shù)據(jù)庫、BIOSISPreview數(shù)據(jù)庫和國家海洋與大氣管理局（NOAA）數(shù)據(jù)庫等，有力地推動了美國都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在這些大型數(shù)據(jù)信息中心中，影響最大、運用最廣的是聯(lián)邦農(nóng)業(yè)部與美國國家農(nóng)業(yè)圖書館共同開發(fā)的AGRICOLA數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫存有約200萬份有關(guān)農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)業(yè)市場方面的數(shù)據(jù)資料，且每日在不斷更新信息，這些對美國農(nóng)場主及農(nóng)業(yè)企業(yè)完全是開放與免費共享的。根據(jù)2004年美國實施的《農(nóng)業(yè)信息資源法案》的規(guī)定，凡是政府擁有或者資助建設(shè)的信息中心、數(shù)據(jù)庫，必須完全免費開放與共享，且聯(lián)邦政府有義務(wù)及時更新數(shù)據(jù)庫及信息中心，并確保各數(shù)據(jù)庫及信息中心能正常運行。自2005年開始，美國聯(lián)邦政府每年撥出大約20億美元的農(nóng)業(yè)信息經(jīng)費來保證農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)及資源的運轉(zhuǎn)、更新及服務(wù)。在農(nóng)業(yè)信息資源管理上，以《農(nóng)業(yè)信息資源法案》為基礎(chǔ)，美國聯(lián)邦政府注重管理服務(wù)體系的完善，依法保證農(nóng)業(yè)信息的真實性、合法性及知識產(chǎn)權(quán)，有一套完善的收集、發(fā)布、更新程序，積極促進農(nóng)業(yè)信息資源的共享與開發(fā)。

美國還積極促進農(nóng)業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展，已經(jīng)建成了世界上最大的農(nóng)業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)AGNET，該網(wǎng)絡(luò)覆蓋了全國51個州及同屬北美洲的加拿大、墨西哥等7個國家，連通了“5橫3縱”的信息資源系統(tǒng)，且與美國136所大學(xué)農(nóng)學(xué)院相連。用戶可以通過電話、手機、電視或電腦共享該網(wǎng)絡(luò)中的農(nóng)業(yè)信息資源。美國都市農(nóng)業(yè)信息資源及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提高了農(nóng)場、農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)對市場風(fēng)險及經(jīng)營能力，同時也有效促進了農(nóng)業(yè)電子商務(wù)的發(fā)展。

2 高科技打造精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是信息化農(nóng)業(yè)、科技化農(nóng)業(yè)，也是都市農(nóng)業(yè)的一種主要方式。2003年，專家在明尼蘇達州的2個農(nóng)場進行了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)試驗，結(jié)果當(dāng)年用GPS指導(dǎo)施肥的作物產(chǎn)量比傳統(tǒng)平衡施肥作物產(chǎn)量提高30%左右，而且減少了化肥施用總量，經(jīng)濟效益大為提高。據(jù)2008年對美國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)服務(wù)商和種子公司的調(diào)查顯示，在他們的用戶中，有82%在土壤采樣時使用農(nóng)田地理信息系統(tǒng)（GIS），74%用GIS制圖，38%的收割機帶有產(chǎn)量測量器，77%采用精確農(nóng)業(yè)技術(shù)。目前，美國已形成實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的農(nóng)機產(chǎn)品及其配套技術(shù)設(shè)備供應(yīng)市場，主要產(chǎn)品有：約翰迪爾（JOHNDEERE）公司推出的“綠色之星”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、凱斯（CASE）公司的“先進農(nóng)業(yè)”（AFS）系統(tǒng)、天寶（Trimble）公司的AG系列農(nóng)用全球定位系統(tǒng)（GPS） 設(shè)備等。

智能化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的研制正向更廣的范圍發(fā)展，例如在收獲機上安裝差分GPS、產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)等智能化電子設(shè)備；在播種機上安裝變量施肥播種設(shè)備；在拖拉機上安裝差分GPS自動導(dǎo)航駕駛設(shè)備；在噴藥機上安裝GPS自動導(dǎo)航駕駛設(shè)備、變量噴藥設(shè)備等。智能化的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備應(yīng)用也在進一步擴大。美國有200多萬個農(nóng)場，其中8%是年收入65萬美元以上的規(guī)模經(jīng)營的大農(nóng)場，占整個農(nóng)場耕地面積的37%。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)主要應(yīng)用于大農(nóng)場，有60%～70%的大農(nóng)場采用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。這些大農(nóng)場一般采用“計算機集成自動適應(yīng)生產(chǎn)”系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是2011年美國凱斯公司推出的新一代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)，即在生產(chǎn)的過程中，將預(yù)先設(shè)定的市場信息、生產(chǎn)參數(shù)（包括農(nóng)場面積、土壤品質(zhì)、氣候條件、所用農(nóng)業(yè)機械、所施農(nóng)藥化肥等）、投入成本信息及勞動力信息（包括工人人數(shù)、學(xué)歷、年齡、性別等）集中在一起，經(jīng)過優(yōu)化運算，從而制定最佳生產(chǎn)方案。在作物生產(chǎn)過程中，該系統(tǒng)還能夠根據(jù)上述設(shè)定信息的變化，自動進行更正，最大限度地保證作物的最優(yōu)生長。

3 計算機模擬和模型技術(shù)

在農(nóng)業(yè)科研中，計算機模擬模型技術(shù)一直是個熱門話題。它的模擬對象是具有各種不同屬性和規(guī)模的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。美國已研發(fā)的模型，從宏觀的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展到微觀的光合作用過程，幾乎涉及所有農(nóng)業(yè)問題。如美國的作物模擬模型（CERES），除了模擬土壤水分變化、作物生長等，還可以模擬發(fā)芽日期等發(fā)育過程。以完善的模擬模型和智能化操作管理軟件為內(nèi)核的作物生產(chǎn)管理系統(tǒng)可直接用于作物生產(chǎn)的優(yōu)化管理。如美國將棉花生長模擬模型（GOSSYM）與專家系統(tǒng)（COMAX）結(jié)合形成的棉花生產(chǎn)管理系統(tǒng)（GOSSYM-COMAX）已在美國棉花主產(chǎn)區(qū)的10多個州推廣應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟效益，成為世界上較為成功的應(yīng)用最廣泛的生產(chǎn)決策支持技術(shù)。

4 食品安全信息化

美國十分注重有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，盡量減少化肥和農(nóng)藥的施用。在美國，從聯(lián)邦政府到各州都制定了有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在農(nóng)作物品種選育、生產(chǎn)過程管理、收獲加工技術(shù)等方面有統(tǒng)一的技術(shù)流程及操作規(guī)范，有效提高了農(nóng)產(chǎn)品在國際市場的競爭力。在美國，各部門建立了覆蓋率很高的食物安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。以此收集完整的食物安全信息，進行相關(guān)信息的整理分析。例如，由美國衛(wèi)生部疾病控制預(yù)防中心（DHHS/CDC）主導(dǎo)、衛(wèi)生部食品藥品管理局（DHHS/FDA）和農(nóng)業(yè)部食品安全監(jiān)管局（USDA/FSIS）參與的Foodnet是一個食品相關(guān)疾病檢測網(wǎng)，它不僅能及時應(yīng)對新的食品相關(guān)疾病的發(fā)生，還針對全國各州監(jiān)控的差異或尚無監(jiān)測點的情況提供精確而翔實的監(jiān)控數(shù)據(jù)。美國于2012年開始建立家畜追溯體系，對家畜的出生、養(yǎng)殖、屠宰、加工等各個環(huán)節(jié)進行跟蹤記錄。2013年年初美國農(nóng)業(yè)部啟動了國家動物標(biāo)識系統(tǒng)（NAIS），該系統(tǒng)是一種全新的智能化系統(tǒng)，從動物出生開始進行追蹤記錄，通過對畜牧場及動物個體轉(zhuǎn)移進行標(biāo)識，確定動物個體健康信息及移動信息，最終目的是保證在發(fā)現(xiàn)動物疫情的情況下，能夠在24h之內(nèi)確定與該動物個體接觸的動物、人及企業(yè)。