大數(shù)據(jù)推動農(nóng)田數(shù)字化建設的應用研究

葉衛(wèi)東 李 波

科技革命正以大數(shù)據(jù)的形式席卷農(nóng)業(yè)領域，大數(shù)據(jù)已成為發(fā)展農(nóng)業(yè)、整合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的重要手段和力量。在大數(shù)據(jù)時代,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)要素已由過去單純依靠手工耕作到依靠大型機械的收割播種，再到網(wǎng)絡時代農(nóng)民生產(chǎn)和生活方式的變革。我國農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了跨時代的飛躍，農(nóng)民生產(chǎn)和生活方式也經(jīng)歷了跨時代的變革，農(nóng)田數(shù)字化建設經(jīng)歷了從被動參與到積極主動參與的過程。

一、大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)領域的發(fā)展過程

2016年7月，《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》（以下簡稱《綱要》）正式發(fā)布，標志著大數(shù)據(jù)分析在國家各領域全面開展與廣泛應用?！毒V要》顯示，大數(shù)據(jù)分析技術正迅速演變?yōu)閷?shù)量龐大、來源分散、格式復雜多變的數(shù)據(jù)進行收集、保存和關聯(lián)分析，并從中發(fā)掘新東西、提供新價值、增強創(chuàng)新能力的新型技術與服務業(yè)態(tài)。這在一定程度上強調了我國發(fā)展大數(shù)據(jù)的重要意義，也為大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)領域的應用和發(fā)展指明了方向。

之后不久，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部下發(fā)《關于推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的實施意見》（以下簡稱《意見》），其中著重提出了農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化今后的建設方向，“著眼長遠、突出重點、加快建設、整合共享”的要求，堅持重大問題研究與需求導向，堅持創(chuàng)新驅動開發(fā)，推動信息集成共享與有序開放，進一步發(fā)揮鄉(xiāng)村大數(shù)據(jù)分析的預警功能，促進大數(shù)據(jù)分析技術在農(nóng)村生產(chǎn)、營銷、社會管理和公共服務等方面的創(chuàng)新運用，為部門管理工作行動及鄉(xiāng)村各種市場經(jīng)濟參與者的企業(yè)營銷行動創(chuàng)造更為完備的大數(shù)據(jù)服務條件,為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化取得顯著進步的總體目標提供有力保障。

其中，《意見》進一步明確了農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)分析發(fā)展與應用的5項基礎性工作和11個重要領域，不僅為大數(shù)據(jù)分析與農(nóng)業(yè)農(nóng)村長遠發(fā)展提供了方向，而且還提出了主要發(fā)展目標。其中要求到2017年年底前，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和各省農(nóng)業(yè)行政主管部門數(shù)據(jù)共享的區(qū)域界限和應用方法基本確定，全國跨部門、跨地域的數(shù)據(jù)資源共享與共用格局基本建立。到2018年年底前，完成全國“金農(nóng)工程”信息系統(tǒng)和中央各有關信息系統(tǒng)，利用全國統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)資源共享與互動。2020年年底前，逐步完成農(nóng)業(yè)部門和省級以上農(nóng)村行政主管部門的數(shù)據(jù)向社會公開，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村歷史資源的大數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)收集的智能化、大數(shù)據(jù)應用的智能化、資源共享的便捷化目標。到2025年，農(nóng)村大數(shù)據(jù)將完成與農(nóng)村生態(tài)圈、價值鏈、供應商的全面互聯(lián)，大幅提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、經(jīng)營網(wǎng)絡化、管理高效化、服務便捷化的能力和水平，全面建成全球農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)調查分析系統(tǒng)。

從《綱要》到《意見》，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有序規(guī)范了未來10年基于中國農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村發(fā)展大數(shù)據(jù)分析工作的主要步驟、實施計劃、實施目標、結果達成等多方面的路徑，使農(nóng)田數(shù)字化建設不僅有了方向，而且實施步驟更加明確。

二、農(nóng)田推廣數(shù)字化建設的實施途徑

過去很長時間，我國農(nóng)村一直沿用手工和機械并存的農(nóng)田耕作模式。近年來，我國農(nóng)業(yè)仍處于由傳統(tǒng)農(nóng)耕向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的過渡時期，雖然糧食作物一直是人們主要的需求品種，但是城鎮(zhèn)化進程加速和城市規(guī)模的不斷擴張，使得農(nóng)業(yè)人口與土地這兩個農(nóng)業(yè)要素都在持續(xù)減少，再加上自然資源利用率一直不高，這一切都要求我們必須下更大力氣改善中低產(chǎn)田，積極建設旱澇保收的高標準農(nóng)田。

我國人多地少，只有在有限的田地上增產(chǎn)保豐收，才能穩(wěn)住我國糧食安全的基本盤。為此，中央一號文件明確提出要堅決守住18億畝耕地紅線,同時也明確提出開展新一輪規(guī)范化耕地工程建設的規(guī)劃。規(guī)范化耕地工程建設實際上把農(nóng)村耕地的數(shù)字化工程推上高潮，是由國家層面或從農(nóng)村社會生活層面提出的保證農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展水平的基本要求、改善農(nóng)作物品質的重要措施，不但可保障農(nóng)村糧食安全，同時也能促進農(nóng)村整體產(chǎn)業(yè)技術水平的提升。從我國長期看，建設規(guī)范化耕地可促進我國農(nóng)村信息化工程建設，助力城市化建設，達到土地有效使用、管理和促進農(nóng)戶增收等目的。

農(nóng)田的數(shù)字化建設，實際上是打造了集土壤健康、高效節(jié)水、綠色農(nóng)田、環(huán)境生態(tài)于一體的高標準農(nóng)田數(shù)字化綜合平臺，提高了農(nóng)田的綜合生產(chǎn)能力和抵抗自然災害能力。其中所有的應用平臺都圍繞農(nóng)業(yè)的大數(shù)據(jù)中心運作，為其提供精確詳細的數(shù)據(jù)支撐。數(shù)字平臺可直觀地展示農(nóng)田的灌溉情況、耕地面積、設備分布及環(huán)境監(jiān)測等各種數(shù)據(jù)信息。

運用大數(shù)據(jù)平臺在農(nóng)田推廣數(shù)字化，可對土壤墑情、水肥一體化、智能灌溉、病蟲害情況、災情苗情、氣象環(huán)境等進行監(jiān)測,多種平臺可單獨查看，也可在數(shù)據(jù)中心進行聯(lián)動分析。平臺的數(shù)據(jù)中心通過田間的物聯(lián)網(wǎng)設施將中心數(shù)據(jù)串接起來，幫助人們有效分析農(nóng)田中的一切情況，不僅提高了農(nóng)田效益，也使人們的勞作不再單調而乏味，科技的高大上在農(nóng)田中同樣散發(fā)出“數(shù)據(jù)藍光”。

三、農(nóng)田運用數(shù)字化建設的優(yōu)勢體現(xiàn)

農(nóng)田是農(nóng)業(yè)農(nóng)村重要的生產(chǎn)要素，在農(nóng)田中推廣數(shù)字化，為農(nóng)田插上了科技的翅膀，是助農(nóng)增收的有力武器。首先，利用大數(shù)據(jù)分析平臺的智能硬件裝置，能監(jiān)測土地的酸堿化，同時結合國家土地質量保護體系和全國土地墑情監(jiān)測平臺，可有效快捷地完成對土地數(shù)據(jù)的信息統(tǒng)計與大數(shù)據(jù)分析。

運用大數(shù)據(jù)平臺對土壤實施測土配方施肥，科學地促進了土壤養(yǎng)分平衡，提高了耕地質量，改善了土壤生態(tài)環(huán)境。水肥一體化，可有效檢測土壤的含水量、各作物品種的需肥規(guī)律等，再按照測量數(shù)值與結果設定不同的程式，并通過調整相應農(nóng)作物的周期性規(guī)律實現(xiàn)合理的水肥輪灌，不但可節(jié)約農(nóng)事成本，還可有效改善作物長勢，提高作物產(chǎn)量和品質，增加經(jīng)濟效益。

農(nóng)田灌溉是保證農(nóng)作物增收的重要方法。過去很長一段時間，農(nóng)田灌溉基本上靠手工進行，不僅費時費力，還很難對灌溉深度準確把握。大數(shù)據(jù)中的數(shù)字化農(nóng)田建設中便有統(tǒng)一建設高效節(jié)水灌溉機井設施，在機井房內(nèi)就安裝有流量檢測、電表、自動出水裝置等設備,農(nóng)民只要刷卡,就可達到輕松灌溉目的。且數(shù)據(jù)平臺對水資源數(shù)據(jù)、用水情況、灌溉情況、防災減損等實時監(jiān)督、科學管理。

四、增產(chǎn)增收要求大力加強農(nóng)田數(shù)字化建設

增產(chǎn)增收始終是農(nóng)業(yè)發(fā)展的頭等大事。近年來，通過高標準農(nóng)田建設實施糧食增收，擴大糧食的產(chǎn)量，是中央推出的戰(zhàn)略舉措。根據(jù)計劃，到2022年，河南要建設10億畝標準化耕地，以穩(wěn)定保障5000億公斤以上的糧食生產(chǎn)能力。糧食產(chǎn)能的提高靠什么？靠的是在農(nóng)田中投入高科技，將農(nóng)田建成依托大數(shù)據(jù)進行實時檢測、有效監(jiān)管的云平臺，依托農(nóng)田數(shù)字化建設實施“藏糧于技、藏糧于地”戰(zhàn)略。

據(jù)專家介紹，在智能灌溉與水肥一體化系統(tǒng)的技術支持下，農(nóng)民可根據(jù)各種糧食作物的需水需肥規(guī)律性、水土環(huán)境條件，進行精確控水控肥及施水肥，極大減輕北方水資源缺乏壓力，也有助于進一步提升作物生產(chǎn)率和農(nóng)作效益。黑龍江“十四五”期間，通過農(nóng)業(yè)基礎設施建設、現(xiàn)代灌溉裝置的配置和智能水肥管理一體化系統(tǒng)建設，寧安市全面提高了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化管理水平和經(jīng)濟效益，基本達到了畝均糧油生產(chǎn)較改革前增加100公斤、農(nóng)戶畝均增收約200元的預期目標，為黑龍江2021年實現(xiàn)8000萬畝標準化農(nóng)田建設目標奠定了堅實基礎。

農(nóng)田數(shù)字化建設是高標準農(nóng)田建設的有力實踐，是國家落實糧食安全戰(zhàn)略的重大舉措。大量事實和經(jīng)驗表明，推進農(nóng)田數(shù)字化建設非常必要，而且要快干快行。為有力保障糧食安全，除堅守18億畝耕地紅線外，最有力的手段就是在有限的田地上落實“藏糧于技”戰(zhàn)略，而“技”的實施途徑除精耕細作外，發(fā)揮科技力量、智能系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)檢測、專家知識庫等都是必要且可行的手段。