如今,在北京昌平现代农业科技园建立的2500亩精准农业示范基地里,一群来自国家农业信息化工程技术研究中心的农业科研人员，正在利用现代信息技术将“数字农业”这一梦想变为现实。
“数字农业科技行动”,是科技部在已有863计划、973计划和攻关计划的基础上,继续加大对以“数字农业”为主要内容的农业信息技术研究的投入,这一行动将以“精准农业”、“虚拟农业”、“智能农业”和“网络农业”等内容为切入点。
专家指出,“数字农业”作为国民经济和社会信息化以及“数字地球”的重要内容,将是21世纪农业的重要标志,也是我国发展现代农业必然选择的支撑技术。推动这一技术的发展,对于推进农村全面小康社会建设具有十分重要的意义。长久以来,农业生产更多的是依靠人的经验进行,由于农业生产环境不能按人的要求而改变,对农业的生产全程进行实时精准监控,实现最优化的生产,在十几年前还是一个梦想。
1990年,国家农业信息化工程技术研究中心承担了“智能化农业信息技术应用示范工程”项目,又称“863电脑农业”。这一项目累计投入资金近亿元,各级地方政府和农业企业投入资金近8亿元,开发了5个863品牌农业专家系统开发平台,200多个本地化、农民可直接使用的农业专家系统,建立了包括10万多条知识规则的知识库、3000多万个数据的数据库、600多个区域性的知识模型，覆盖全国800多个县,累计示范面积5000多万亩,增加产量24.8亿公斤,新增产值22亿元,节约成本6亿元,增收节支总额28亿元,使700多万农户受益。
“数字农业”正在使人们对科学利用农业资源潜力的认识和作物生产管理观念产生深刻的变革。它促进农业科技界突破传统的以单学科研究为主的工作方式,通过多学科的融合和协调,将多种科技成果组装集成,直接为农业生产的持续发展服务。
信息技术改造传统农业
利用先进的信息采集系统将一片土地的土壤类型、肥力等土壤信息,降雨、日照等气象信息,以及农业生产动态等信息收集起来,利用信息分析系统将它们进行综合分析处理,决定耕作的种类、方式,在生产过程中使用具有变量施肥、喷药功能的农用机械，根据不同地块的情况进行精耕细作,从而有效提高产出、节约投入、减少环境污染。
国家农业信息化工程技术研究中心精准农业工程技术部主任孟志军介绍,随着信息时代的来临,信息技术的飞速发展改变了人类的生活,这一技术在农业上的应用改变了几千年来传统农业的生产方式,翻开了农业发展的崭新一页。基于“3S”技术即遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）在农业中的应用,20世纪90年代中期以来,精准农业在美国、日本等发达国家中的实验研究与实践有了快速的发展,被誉为“信息时代作物生产管理技术思想的革命”。
1999年,国家农业信息化工程技术研究中心承担了由当时国家计委所支持的“数字农业——精准农业生产平台技术研究与应用”项目。这一项目初期投资5200多万元,其目的是通过引进国外的精准农业技术与装备,在北京郊区建立示范基地,在消化吸收与运行这些技术与装备的基础上,进行自主研发,以建立具有自主知识产权的精准农业技术体系,并在国内进行推广。自2000年,中科院地理所、中科院遥感所、中国农大、黑龙江农垦总局、中国农科院等机构也加入进来,开始了大规模的研究。
短短的五年时间,项目的研发已经有了实质性进展。他们开发出了收集信息的农田地理信息系统、分析信息的变量农业处方图系统、能进行全自动化操作的变量施肥机、变量喷药机等。目前他们正在打造一个更大的具有综合分析功能的平台系统。
“数字农业”前景广阔
“数字农业”是一个具有挑战性的国家目标。几乎所有现存的技术基础,目前都还不足以支撑这样一个战略目标的实现。“数字农业”在国内的发展,一方面是将其作为开展农业高新技术研究的重要方向,另一方面是通过“数字农业”技术体系的研究,从中分解出一系列适用新技术,进行国产化和社会化推广。
作为“数字农业”的核心之一,精准农业的发展正面临着令人振奋的前景。从精准农业示范基地的实施情况看,这一技术可以广泛应用于小麦、玉米等大田作物,对品质要求高的经济作物如烟叶、茶叶等效果也非常明显,可以有效提高产出率,节约肥料使用率,提高产品质量。
精准农业面临成本过高以及如何本土化的问题。目前基地使用的全球定位系统和联合收割机等设备都由国外进口,价格高达100多万元人民币,只有实现国产化,其成本才能大幅降低。所以,今后精准农业要在关键技术上进行自主知识产权的研发和储备,建立完全的国产化的精准农业信息采集、分析以及应用体系。
孟志军介绍说,目前中心正在与黑龙江农垦总局、上海郊区的现代农业园区合作进行国产化试验。以目前研发的情况看,精准农业技术的国产化在三五年之内就可以达到。这意味着被普遍质疑的实施精准农业成本过高的问题会得以解决,进行社会化生产成为可能。