(3)信息化技術造就美國“精確農(nóng)業(yè)”
美國是世界上第一個進入信息化社會的國家,其計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術的普及應用,信息高速公路的四通八達為美國農(nóng)業(yè)信息化創(chuàng)造了必要條件。
目前,信息化技術已經(jīng)滲透到了美國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面,直接促成了美國“精確農(nóng)業(yè)”的興起,大大地降低了美國農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本,大大地提高了美國農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品的國際競爭力。
美國農(nóng)業(yè)信息化體系的主要構成:
a、農(nóng)業(yè)計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)AGNET,是世界上迄今為止最大的農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)覆蓋了美國國內(nèi)的46個州,加拿大的6個省和美加以外的7個國家,連通美國農(nóng)業(yè)部、15個州的農(nóng)業(yè)署、36所大學和大量的農(nóng)業(yè)企業(yè)。
b、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫,包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫兩種。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫是農(nóng)業(yè)信息化的重要基礎項目,因此,美國的政府、大學、科研院所、國家圖書館和著名糧農(nóng)企業(yè)等都十分重視數(shù)據(jù)庫的建設和利用,如美國農(nóng)業(yè)部建立的全國作物品種資源信息管理系統(tǒng),就為全美農(nóng)業(yè)育種提供了60萬份植物資源樣品信息的服務。
目前,經(jīng)過美國農(nóng)業(yè)部編目的電子化的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫已達428個,其中最著名、應用最廣的是美國國家農(nóng)業(yè)圖書館和農(nóng)業(yè)部共同開發(fā)的A-GRICOLA數(shù)據(jù)庫,它存有10萬份以上的農(nóng)業(yè)科技參考資料。
c、專業(yè)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)站,如美國最近開發(fā)的一個大豆信息網(wǎng)絡系統(tǒng),內(nèi)容涉及到了國際、國內(nèi)大豆產(chǎn)供銷各個環(huán)節(jié)的技術和經(jīng)營情況;該網(wǎng)絡系統(tǒng)的一端是從事大豆研究的幾十位專家,另一端是從事大豆生產(chǎn)的農(nóng)戶,平均每個月可提供50條以上的產(chǎn)供銷信息。
d、電子郵件系統(tǒng),由美國農(nóng)業(yè)部建立并通過農(nóng)業(yè)部信息中心交換的農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng),對外連接到因特網(wǎng)。其中僅農(nóng)業(yè)市場服務局,其計算機系統(tǒng)每天處理的市場信息就有大約5000萬字符。
e、3S技術即農(nóng)業(yè)遙感技術(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS),這是美國建立的世界上第一個用于全球農(nóng)作物估產(chǎn)并可用于農(nóng)業(yè)精確生產(chǎn)的系統(tǒng)。
f、無線射頻身份識別系統(tǒng)(RFID)。它是一種非接觸式的利用交變磁場或電磁場的空間耦合及射頻信號調(diào)制與解調(diào)技術實現(xiàn)對目標對象的自動識別和跟蹤。
上述只是美國農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)的一部分。
美國有200多萬個農(nóng)場主,他們是如何利用這些信息化系統(tǒng)做到農(nóng)業(yè)的精確化生產(chǎn)呢?
一是通過網(wǎng)絡信息系統(tǒng),美國的農(nóng)場主能夠及時、完整、連續(xù)地獲得市場信息,并以此準確調(diào)整其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品的銷售策略,使之具有針對性,有效地減少了盲目經(jīng)營的風險。
比如,在了解到農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)貨、期貨價格,國際國內(nèi)市場的需求量,國際國內(nèi)的生產(chǎn)量和進出口量等方面的最新數(shù)據(jù)后,農(nóng)場主可以決定生產(chǎn)什么,生產(chǎn)多少以及如何銷售以避免未來農(nóng)產(chǎn)品的滯銷;或者在了解到農(nóng)作物品種改良,天氣狀況等信息后,農(nóng)場主也可以知道采購什么樣的種子、采取什么樣的種植方式、在什么時候種植何種作物產(chǎn)量會最高以求獲得最大效益;
同時,他還可以根據(jù)最新農(nóng)業(yè)科技、新型農(nóng)業(yè)機械、動植物病蟲害防治等信息,在互聯(lián)網(wǎng)上進行農(nóng)業(yè)技術咨詢或購買恰當?shù)霓r(nóng)業(yè)設備以及合適的農(nóng)藥等等。
如美國堪薩斯州農(nóng)場主肯·波爾穆格林已經(jīng)習慣于在網(wǎng)絡上緊盯有關全世界氣候、谷物狀況和谷物購價等信息,在獲悉埃及政府要大量購買“硬白”小麥后,他知道這種小麥將會是今年市場的熱門貨,于是他改變了本季種植的小麥品種,最后獲利頗豐。
二是利用3S技術即農(nóng)業(yè)遙感技術(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)實現(xiàn)了農(nóng)作物的精確化種植。
遙感技術(RS),是指在航空航天器上配備的可見光、紅外、微波等波段的(多光譜)傳感器利用農(nóng)作物和土壤等對電磁波的不同反射和輻射特性來獲得不同地段的農(nóng)作物和土壤的相關數(shù)據(jù),以動態(tài)監(jiān)測和評估農(nóng)作物的氮營養(yǎng)狀況、長勢、產(chǎn)量、病蟲害等以及土壤的鹽堿度、沙化、風化侵蝕、水分和養(yǎng)分的增減等情況。
地理信息系統(tǒng)(GIS),通過接受遙感數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)以及人工采集報送的數(shù)據(jù)并處理后,該系統(tǒng)可以自動生成一張農(nóng)場數(shù)字化地圖,上面標有各小區(qū)的農(nóng)作物信息和土壤信息等。
全球定位系統(tǒng)(GPS),主要作用是空間定位和導航。
利用3S技術,農(nóng)場主可根據(jù)田間因素的變化,精確調(diào)整各項土壤和作物管理措施,如在給農(nóng)作物施肥時,當大型拖拉機(上面裝配了一種帶顯示屏和數(shù)據(jù)處理器的GPS接收儀)進入田間噴施肥料時,顯示屏可同時顯示兩幅彼此重疊的圖像,一張是數(shù)字化地圖(上面標有每一塊小區(qū)的土壤類型,氮磷鉀含量,前季單株產(chǎn)量,當年單產(chǎn)指標等),另一張是方格坐標圖(可根據(jù)GPS訊號隨時顯示拖拉機所在的小區(qū)位置),與此同時,數(shù)據(jù)處理器可根據(jù)事先做好的每一塊小區(qū)的數(shù)字化地圖,自動計算出每一塊小區(qū)的肥分配比和噴施量,并向自動噴施機下達指令。
同樣的方法也適用于殺蟲藥的噴灑;此外,該系統(tǒng)還能根據(jù)土壤水分和作物的生長情況,自動判斷出澆水、施肥的時間。據(jù)統(tǒng)計,采用這種精準農(nóng)業(yè)技術可節(jié)省肥料10%,節(jié)約農(nóng)藥23%,每公頃節(jié)省種子25公斤;同時,可使小麥、玉米增產(chǎn)15%以上。
三是通過無線射頻身份識別系統(tǒng)(RFID)做到家畜飼養(yǎng)的精確化管理。
無線射頻身份識別系統(tǒng)RFID,主要由電子標簽和閱讀器組成,每個電子標簽只具有唯一的電子編碼,而閱讀器有固定式和手持式兩種。
在美國農(nóng)業(yè)領域,RFID系統(tǒng)通常被用作對家畜尤其是對牛的識別與跟蹤方面,其原理是在牛的耳朵上植入電子標簽,上面標有這頭牛的詳細電子資料,如牛的電子編碼、產(chǎn)地、年齡、品種信息、檢疫與免疫信息、疾病信息、家譜及繁殖信息等等,當牛進入閱讀器的識別范圍時,牛耳朵上的電子標簽在接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號后產(chǎn)生感應電流而獲得能量,然后發(fā)送出自身攜帶的電子編碼等電子資料至閱讀器讀取后送至動物信息管理系統(tǒng),人們就可知道這頭牛的身份等情況,這樣就實現(xiàn)了對這頭牛的識別與準確跟蹤,從而加強了農(nóng)場主對牛群的精確管理能力。
對牛之外的其它家畜的識別與跟蹤,原理同此。
此外,農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、運輸、儲存到加工、銷售的全過程都可使用無線射頻身份識別系統(tǒng)RFID,這使得人們對農(nóng)產(chǎn)品可以實施從餐桌到田間的全程追蹤鑒別,大大地提高了美國對食品安全的保障能力和美國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。