近幾年，隨著國(guó)家農(nóng)機(jī)政策的不斷加強(qiáng)，我國(guó)農(nóng)機(jī)化事業(yè)獲得了空前發(fā)展，但數(shù)字化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化等高科技農(nóng)業(yè)領(lǐng)域仍然是農(nóng)機(jī)化的短板所在。隨著由北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心等單位主持完成的“數(shù)字農(nóng)業(yè)測(cè)控關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品與系統(tǒng)”獲得2010年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)領(lǐng)域同國(guó)際領(lǐng)先水平的差距得以進(jìn)一步縮小，項(xiàng)目中的多項(xiàng)成果更是填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
數(shù)字農(nóng)業(yè)的科研先鋒
“信息的收集、處理和應(yīng)用是數(shù)字農(nóng)業(yè)的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！?dāng)?shù)字農(nóng)業(yè)測(cè)控關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品與系統(tǒng)’部分解決了信息收集環(huán)節(jié)的問(wèn)題。”項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人之一，北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心（以下簡(jiǎn)稱研究中心）主任趙春江說(shuō)。
研究中心在數(shù)字農(nóng)業(yè)方面的科研工作，最早可以追溯到1993年立項(xiàng)的“小麥生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)”。
1991年，北京市農(nóng)林科學(xué)院作物研究所的科研人員在研究中發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)專業(yè)技術(shù)和專家指導(dǎo)需求十分巨大。這同當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)專家數(shù)量偏少的現(xiàn)狀產(chǎn)生了巨大矛盾。于是，“小麥生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)”的研究工作被提上了日程。
該項(xiàng)目將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，把專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)輸入計(jì)算機(jī)，形成一整套農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的“知識(shí)庫(kù)”。這樣一來(lái)，農(nóng)民在生產(chǎn)中遇到問(wèn)題，只要到當(dāng)?shù)氐目萍颊竞臀幕咀稍円幌?，?jì)算機(jī)都能代替專家一一解答。該系統(tǒng)一經(jīng)推出，立刻在農(nóng)民中引起強(qiáng)烈反響。
“小麥生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)”的成功，也讓北京市科研界意識(shí)到了拓寬數(shù)字農(nóng)業(yè)領(lǐng)域科研的必要性。于是，到了2001年，經(jīng)科技部批準(zhǔn)，國(guó)家農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心正式成立。
隨著研究的深入，研究中心的科研人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)測(cè)控技術(shù)產(chǎn)品在自動(dòng)化、智能化、適用性等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距，在“信息收集環(huán)節(jié)”上實(shí)現(xiàn)科研突破已迫在眉睫。
科研工作歷盡艱辛
“2001年以前，科研人員在研究過(guò)程中，采集和獲取數(shù)據(jù)基本要靠人工完成。獲得數(shù)據(jù)后，還要將其帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析處理，工作很辛苦，效率又很低?！毖芯恐行难芯繂T鄭文剛告訴記者，當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)在數(shù)字農(nóng)業(yè)測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域的研究還是一片空白，而國(guó)外進(jìn)口設(shè)備雖已能實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)檢測(cè)、采集、控制和傳輸，卻造價(jià)不菲，難以承受。當(dāng)時(shí)研究中心的主要成員就下定決心，一定要讓數(shù)字測(cè)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
研究中心于是開(kāi)始了一輪長(zhǎng)達(dá)十年的科研鏖戰(zhàn)?？蒲腥藛T經(jīng)常是白天做常規(guī)的科研工作，晚上開(kāi)會(huì)探討研究方向和改進(jìn)方法。在項(xiàng)目攻堅(jiān)的關(guān)鍵階段，研究員們更是經(jīng)常通宵奮戰(zhàn)。2003年，在試制高速公路隔離帶的節(jié)水灌溉監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)，鄭文剛等幾個(gè)科研人員國(guó)慶期間一天都沒(méi)休息，而且試驗(yàn)地點(diǎn)選在了北京南五環(huán)附近的一段立交橋上，上下橋十分不方便。研究人員為了節(jié)省時(shí)間，上午8點(diǎn)上橋、晚上6點(diǎn)下橋，一天只吃一頓飯。
“以前高速公路隔離帶的灌溉主要靠環(huán)衛(wèi)車(chē)輛進(jìn)行，要占用公路快車(chē)道，效率低又很危險(xiǎn)?！编嵨膭傉f(shuō)，“經(jīng)過(guò)科研小組的連續(xù)攻關(guān)，不但提高了灌溉效率，節(jié)約了水資源，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)通過(guò)手機(jī)短信進(jìn)行設(shè)備遙控、管道設(shè)備壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警等多種功能，大大降低了作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)。”
由于缺乏同類技術(shù)借鑒，研究工作實(shí)施起來(lái)困難重重。僅土壤重金屬污染檢測(cè)儀這一項(xiàng)產(chǎn)品的研發(fā)就花了將近2年時(shí)間。最初研發(fā)出的土壤重金屬監(jiān)測(cè)設(shè)備由于缺乏定位或錯(cuò)位等原因，容易對(duì)土壤重金屬污染程度造成誤判。在經(jīng)過(guò)反復(fù)改進(jìn)后，第四代產(chǎn)品終于攻克了這一難點(diǎn)，使環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)精確到了地塊內(nèi)米級(jí)水平，取得了令人滿意的效果。
“農(nóng)業(yè)研究必須配合作物生長(zhǎng)時(shí)段，經(jīng)歷各種極端的研究條件是常有的事?！编嵨膭偨榻B，科研人員不但要忍受夏天大棚里平均40℃以上的高溫，還要在冬季經(jīng)歷東北地區(qū)零下30℃的極寒?！?003年，我們?nèi)ケ本┖５韰^(qū)蘇家坨地區(qū)的試驗(yàn)田里搞調(diào)研，冬天在戶外，電線都凍得硬邦邦的。2009年冬天去東北八五六農(nóng)場(chǎng)安裝智能控水稻芽種生產(chǎn)線設(shè)備，施工人員吃住都在溫室大棚里，條件非常辛苦?！?/FONT>
十年磨劍 終嘗碩果
功夫不負(fù)苦心人，歷經(jīng)十余年的科研攻關(guān)，“數(shù)字農(nóng)業(yè)測(cè)控關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品與系統(tǒng)”在數(shù)字農(nóng)業(yè)測(cè)控技術(shù)、產(chǎn)品、系統(tǒng)方面取得了一系列突破，其科研成果也迅速轉(zhuǎn)化為一批性價(jià)比高、技術(shù)先進(jìn)適用的產(chǎn)品。
農(nóng)作物生命信息無(wú)損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制成功，使國(guó)內(nèi)對(duì)個(gè)體生命信息檢測(cè)上的測(cè)量精度達(dá)到了5微米，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。而群體長(zhǎng)勢(shì)信息無(wú)損監(jiān)測(cè)，更是專門(mén)針對(duì)我國(guó)小麥和水稻的生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，通過(guò)建立作物不同生育階段的農(nóng)學(xué)模型和專家知識(shí)，實(shí)現(xiàn)作物群體長(zhǎng)勢(shì)信息快速無(wú)損探測(cè)及診斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
農(nóng)業(yè)小氣候信息傳感器可以對(duì)氣溫、濕度、光照、CO2、露點(diǎn)、地溫、降雨、大氣壓、臭氧等9類數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，以溫室娃娃為代表的3款語(yǔ)音型便攜式環(huán)境信息采集器，除了進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析，還能幫助農(nóng)民進(jìn)行田間管理和生產(chǎn)決策，更因其操作簡(jiǎn)單、攜帶方便，廣受農(nóng)民歡迎，累計(jì)售出4000多臺(tái)。
農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉智能控制設(shè)備能夠針對(duì)小麥、玉米、黃瓜、番茄等不同作物的生長(zhǎng)特點(diǎn)設(shè)定灌溉模式，并可選擇多種灌溉配套設(shè)備。由于產(chǎn)品已追趕上了國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平，價(jià)格卻僅為同類產(chǎn)品的40%，該設(shè)備還批量出口到節(jié)水灌溉技術(shù)最為先進(jìn)的以色列等國(guó)。
肥藥施用智能控制設(shè)施則能無(wú)縫對(duì)接現(xiàn)有的多種灌溉自控系統(tǒng)，單機(jī)控制面積高達(dá)5000畝。類似的研究成果和科研產(chǎn)品還有很多。
“數(shù)字農(nóng)業(yè)方面國(guó)內(nèi)沒(méi)有成功經(jīng)驗(yàn)可借鑒，研究周期長(zhǎng)，過(guò)程艱難。獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)是對(duì)研究中心全體同仁工作成績(jī)的一種肯定。不過(guò)這個(gè)項(xiàng)目的成果也僅僅是解決了階段性的問(wèn)題，未來(lái)我國(guó)在數(shù)字農(nóng)業(yè)上的道路依然很長(zhǎng)?！痹谮w春江看來(lái)，得獎(jiǎng)意味著更多的社會(huì)責(zé)任。
