大數(shù)據(jù)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用

薛振國

（對外經(jīng)濟貿(mào)易大學，北京 100029）

隨著科技水平的不斷進步，人們進入萬物互聯(lián)的信息時代，大量的數(shù)據(jù)信息正在充斥著人們的生產(chǎn)和生活，推動社會發(fā)展和文明進步。農(nóng)業(yè)是國家經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)保障，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息存在數(shù)據(jù)量大、復雜性強和挖掘利用難度高等特點，以云計算為核心的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的挖掘和利用中具備突出優(yōu)勢[1]。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式正在向智能化、現(xiàn)代化和標準化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。本文對大數(shù)據(jù)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用進行系統(tǒng)分析，以期為推動大數(shù)據(jù)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用提供參考。

1 大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用

1.1 大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中的應(yīng)用

1.1.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學研究中的應(yīng)用。隨著基因測序技術(shù)的不斷進步，測序成本逐漸降低，使得大規(guī)模的測序變得越來越普遍，生物信息數(shù)據(jù)庫變得越來越龐大，對數(shù)據(jù)分析、挖掘和利用提出了巨大挑戰(zhàn)，多組學大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用也變得越來越重要。生物信息通常數(shù)據(jù)量龐大，需要借助高性能計算機利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，才能挖掘序列信息中所蘊含的生物學意義，從而為科學研究提供參考。隨著生物信息學研究的不斷深入，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以實現(xiàn)對同一物種性狀差異典型的不同個體之間的基因組序列分析和表型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析 （全基因組關(guān)聯(lián)分析，GWAS），可獲得表型性狀和基因之間的關(guān)聯(lián)性，挖掘出影響農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的關(guān)鍵基因。同時，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可對大量生物學性狀和農(nóng)藝性狀差異顯著的農(nóng)作物的不同個體的基因組重測序，構(gòu)建出包含所有個體不同基因的完整基因組序列（泛基因組，pan-genome），從而為研究作物生長發(fā)育和抗逆性相關(guān)的重要基因的鑒定和功能研究提供重要的參考依據(jù)。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對關(guān)鍵生物信息的挖掘分析，可以找出影響農(nóng)作物高產(chǎn)的關(guān)鍵基因，從而利用分子標記輔助選擇育種技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因編輯技術(shù)等現(xiàn)代分子生物學技術(shù)手段，加速對農(nóng)作物種質(zhì)資源改良和優(yōu)良品種選育的進程，為我國種業(yè)創(chuàng)新工作提供技術(shù)保障。

1.1.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際中的應(yīng)用。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對不同生態(tài)類型區(qū)域種植的農(nóng)作物產(chǎn)量和經(jīng)濟效益進行對比分析，可以找出最適宜當?shù)胤N植的農(nóng)作物類型和品種，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最優(yōu)布局和效益最大化。

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)整合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)技術(shù)等方面的數(shù)據(jù)，開發(fā)涵蓋農(nóng)產(chǎn)品價格信息的專業(yè)類數(shù)據(jù)庫，可促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化、信息化，從而為農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的獲取和利用提供技術(shù)支持和基礎(chǔ)保障[2]。

1.2 大數(shù)據(jù)在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和加速農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中的應(yīng)用

1.2.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在氣象災害和病蟲害預警中的作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，匯總不同作物生育期階段氣溫、降雨量等歷史氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合本年度氣候數(shù)據(jù)特征和近期氣象數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析平臺和計算機模擬技術(shù)對天氣動態(tài)變化規(guī)律進行模擬預測，建立預防氣象災害的智能預警分析模型，及時采取針對倒春寒、持續(xù)性干旱等極端災害天氣的預防措施，可以有效減少災害天氣給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的危害，確保糧食生產(chǎn)安全[3]。

利用大數(shù)據(jù)平臺建立農(nóng)作物病蟲害智能監(jiān)測預警系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控田間農(nóng)作物的生長情況、病蟲害發(fā)生情況，實現(xiàn)農(nóng)作物主要病蟲害的實時監(jiān)測和預警，提高農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測預警的自動化和智能化水平，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中及時采取預防措施提供參考。其也可以提高病蟲害防治效果，減少農(nóng)藥重復過量使用帶來的生態(tài)環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，為促進農(nóng)業(yè)綠色、生態(tài)、高效、可持續(xù)發(fā)展提供參考[4]。

1.2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，對農(nóng)產(chǎn)品市場的供求關(guān)系進行預測分析，可幫助政府和農(nóng)戶及時掌握各類農(nóng)業(yè)品的市場價值，為及時調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)、科學合理規(guī)劃種植面積提供依據(jù)，從而最大限度地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值和農(nóng)戶經(jīng)濟收入，減少盲目跟風種植帶來的滯銷風險和經(jīng)濟損失。

通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建電子商務(wù)平臺，同時建設(shè)智能化的農(nóng)產(chǎn)品銷售平臺，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對不同地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的供求關(guān)系進行科學分析，可以提升農(nóng)產(chǎn)品流通效率，最大限度減少運輸成本和運輸過程中農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低的風險。同時，利用大數(shù)據(jù)平臺可以實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品分銷渠道的全程跟蹤，實現(xiàn)對市場流通中偽劣農(nóng)產(chǎn)品的精準打擊，規(guī)范農(nóng)產(chǎn)品市場和保障食品安全，促進各類農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康良性發(fā)展。

1.3 大數(shù)據(jù)在智能化和標準化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備和大數(shù)據(jù)技術(shù)的有機結(jié)合促進了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能傳感設(shè)備可以對農(nóng)業(yè)土壤中的養(yǎng)分含量和水分含量、病蟲害信息等進行采集，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺對各類參數(shù)做出科學預測分析，精準計算出科學施肥量和合理灌溉量，根據(jù)各種作物對養(yǎng)分、藥物和水分需求量進行智能化操作，降低人工成本，提高經(jīng)濟效益[5]。

1.3.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在標準化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)標準化是促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要手段，大數(shù)據(jù)技術(shù)為促進農(nóng)業(yè)標準化發(fā)展提供了動力?；谠朴嬎愕拇髷?shù)據(jù)技術(shù)可以對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)標準進行整合、挖掘和分析，根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的變化和農(nóng)產(chǎn)品進出口的需要，實現(xiàn)對生產(chǎn)標準的及時更新和調(diào)整，做到與國際接軌，確保農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，促進農(nóng)業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺可以對農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)、運輸、消費等環(huán)節(jié)的信息進行采集，為標準化生產(chǎn)和管理等提供高效便捷的實現(xiàn)途徑[6]。

2 大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展應(yīng)用中存在的問題及對策

2.1 存在的問題

大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用需要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施和專業(yè)人才隊伍支撐[7]。首先，當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動主要集中在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為薄弱的農(nóng)村，信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對薄弱，無法對大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進行及時傳輸和高效分析；其次，農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展落后和生活環(huán)境較差等因素導致計算機和網(wǎng)絡(luò)管理等方面的人才欠缺，嚴重制約了農(nóng)村信息化水平的提高；最后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的分散性、大數(shù)據(jù)資源共享程度有限、數(shù)據(jù)庫標準不統(tǒng)一等原因也嚴重阻礙了大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

2.2 對策

規(guī)模化和集約化生產(chǎn)可以發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，政府在農(nóng)業(yè)耕地或養(yǎng)殖類生產(chǎn)用地管理過程中應(yīng)該出臺相應(yīng)配套政策，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地集中規(guī)模化管理。農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的基礎(chǔ)，政府應(yīng)該加大專項基金的投資力度，促進農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)通信線路及基站等的建設(shè)。同時，政府應(yīng)該加強新型職業(yè)農(nóng)民的技術(shù)培訓，培養(yǎng)一支掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息管理技術(shù)的人才隊伍，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從業(yè)人員的福利待遇，吸引青年科技人才加入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展建設(shè)中。為破除農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的共享屏障，國家應(yīng)該加強農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)中心標準化建設(shè)，加強農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的挖掘利用和共享，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；蜆藴驶l(fā)展。

3 結(jié)語

加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、促進農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平是建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重要保障。隨著物聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)等現(xiàn)代科技的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用已初見成效[8]。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用加速了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向數(shù)字化、智能化和標準化轉(zhuǎn)變，加速了不同區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品的市場流通，帶動了偏遠地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，在偏遠地區(qū)脫貧攻堅過程中發(fā)揮了重要作用，相信其在未來鄉(xiāng)村振興過程中將繼續(xù)發(fā)揮更大優(yōu)勢。