高万林，郑远，陶红燕，李佩佩，胡慧
（中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083）
摘要：农业是国民经济的基础，日新月异的信息化技术成为推进农业发展的重要力量。农业信息化按生产过程分为了产前、产中、产后的信息化，产中信息化是其中极其复杂重要的一个过程，从农业生产过程信息化、生长过程信息化以及产品管理信息化3 个方面出发，详细论述了农业产中信息化的3 个主要环节及其辩证关系，对于厘清农业信息化发展进程、加快农业科技运用于农田实践具有促进作用。
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关键词 ：农业产中信息化；生产过程信息化；生长过程信息化；产品管理信息化
中图分类号：S-9 文献标志码：A 论文编号：2013-0132
基金项目：国家“十一五”科技支撑计划——现代村镇服务业技术集成示范(2006BAJ07B09)。
第一作者简介：高万林，男，1965 年出生，四川广元人，教授，博士，研究方向：农业信息化技术。通信地址：100083 北京市海淀区清华东路17 号中国农业大学东校区信息与电气工程学院，Tel：010-62736755，E-mail：gaowlin@cau.edu.cn。
收稿日期：2013-03-26，修回日期：2015-04-23。
Analysis and Discussion of Agriculture Informatization in Mid Production Process
Gao Wanlin, Zheng Yuan, Tao Hongyan, Li Peipei, Hu Hui(College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083)Abstract: Agriculture is the foundation of the national economy. Incessant changes in information technologyare the important role of promoting agriculture development. According to the production process, agriculturalinformation is divided into pre-production, mid-production, and post-production informationization and midproductioninformationization is extremely complex and important. This article discusses the implementationprocess of agriculture informatization in mid- production process from the above three aspects and theirdialectical relationship. This study helps to clarify the process of development of agriculturalinformationization and speed up agricultural science and technology application in agricultural practices.Key words: Agriculture Mid-production Informatization; Production Process Informatization; Growth Process
Informatization; Agricultural Products Management Informatization
0 引言
中国农业的信息化水平还很低，尤其在农业信息资源的开发利用方面，与发达国家差距较大，作为农业信息化重要内容的计算机应用，在总体上处于低水平。农业数据库总量不足，容量普遍较小，标准化程度很低，互通互联操作的比例也很低，计算机应用系统发展不够充分、平稳，没有形成生产经营管理支持系统和农业宏观调控的完整体系[1]。农业信息网络不发达，信息交流方式落后，信息时效性差。信息人才比较缺乏，特别是缺乏既懂农业科学技术又懂现代信息技术的高级人才[2]。信息技术产品和信息服务产业化水平低，不能满足农业生产对信息的需求。
当代世界正由工业化向信息化时代迈进，在计算机技术、多媒体技术、光纤和卫星通信技术的带动下，信息化浪潮席卷全球。农业是生产生命物质的国民经济的基本产业，是受自然因素与社会诸多因素制约的弱质型产业，因此这项产业格外需要信息及信息技术的支持[3-4]。农业信息化就是培育、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新的生产力，并使之应用于农业领域的过程[5]。
现代农业是包含农业产前、产中、产后一体化经营的大农业概念。农业信息化按其生产过程可分为：产前信息化、产中信息化、产后信息化，笔者在此主要讨论的是产中信息化，产中信息化就是在生产过程中应用信息技术从而提高农业的生产效率和管理效率，包括生产过程、生长过程以及产品管理的信息化（见图1）。
1 生产过程信息化
农业生产过程信息化是指农业生产领域信息化，包括农业基础设施信息化、农业技术操作全面自动化及农业生产管理过程的信息化，是农业信息化的重要内容之一[6-7]。生产过程的信息化包括农业生产过程中的方方面面，从耕地、播种，到采摘、包装等农业生产的全过程进行监控管理，对种植养殖的全过程进行严格记录[8]。农业信息技术对传统农业的现代化改造和农业产业结构的调整将产生深远的影响。信息技术包括专家系统、传感技术、通信技术、网络技术、卫星遥感系统、全球定位系统等[9]，农业信息技术使宏观性农业资源环境的检测管理更加准确、可以及时准确地进行气象和病虫害的预测预报、可以在网上进行农产品买卖，可以使农作物播种、施肥、灌溉、喷药等更加科学、合理、准确，使农作物达到增产增收的效果[10-11]。
从信息化的角度对农产品的生产过程进行电子化、网络化、数字化等形式的监控与管理，有效地将生产过程各阶段的信息加以采集和发布，对于确保农产品的安全生产具有重要作用[12]。生产过程的信息化能够促进农业产业结构的升级，改变劳动力就业结构[13]。
1.1 农业基础设施信息化
农业基础设施信息化包括农田基本建设信息化；农产品的储存内部环境因素变化的监测、调节和控制等完全使用计算机信息系统运行；畜禽栅舍饲养环境的测控和运作完全实行自控或遥控等。经过30 年以上的发展，中国的农业基础设施信息化建设已初见成效。截至2010 年底，电信网已基本覆盖全国，农村电视机普及超过了100 台/百户，电话接通率已覆盖全国所有行政村；数据库建设发展迅速，已建设大型涉农数据库100 多个，占世界涉农信息数据库总数的10%左右，引入了世界4 个大型农业数据库[14-15]。
1.2 农业技术操作全面信息化
农业技术操作全面信息化包括农作物栽培管理的自动化、农作物病虫害防治信息化、畜禽饲养管理的信息化和自动化等。利用精准农业的手段[16]，根据作物生长情况和土壤肥力的空间差异，调节作物管理，实时诊断耕地和作物长势，在充分了解大田生产力的空间变异的基础上，以平衡地力、提高产量为目标，实施定位、定量的精准田间管理，实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标；借助于农业专家系统[17-18]中相关资料的全面性和专业性，启用系统中农作物栽培及生产管理系统、病虫害防治系统等实现生产过程的智能化。
1.3 农业管理信息化
农业管理信息化。一是覆盖县、乡、村的信息网络，保证及时了解市场、政策信息；二是研发适合区域农业情况的计算机决策支持系统，对农业生产中的现象、过程进行模拟等；三是通过信息网络作为渠道，获取先进的农业科学技术，达到合理利用农业资源，降低生产成本，改善生态环境，提高农作物产品和质量的目的。
利用虚拟农业的手段模拟农产品生产组织的流程，并根据模拟的结果，对生产方案进行评价，降低生产消耗，提高生产效率。
2 生长过程信息化
生长过程的信息化是对农业生产中生物的生、老、病、死整个过程进行的信息化。生长过程涵盖了从作物从播种发芽开始到收获结果的过程，牲畜甚至农业微生物的从孕育到死亡的过程，对生长过程进行信息化是一个长期并且庞大的工程，同时它也与生产过程的信息化交织重叠，共同完成生产与生长过程的信息化。
2.1 植物生长过程信息化
采用地理信息技术、决策系统技术等，结合农作物生长环境，如地形地貌、土壤类型、化肥农药使用情况等，绘制电子地图，抽取化肥、水分等信息给专家支持系统，可以实现植物生长过程的信息化管理[19-20]。在设施农业中，利用遥感技术和作物生长模型，建立农作物生长动态监测系统，对农产品长势进行监测[21]。在作物生长模型、遥感信息及气象信息的主要农作物长势综合监测评价指标与模型的辅助下，提高农作物生长监测的精细化程度，实现农作物生长的多时效、定量化、全程性的测评与估产，提升作物生长动态监测的定量化和精细化水平[22]。
2.2 动物生长过程信息化
包括畜禽育种及养殖过程、肉蛋奶生产过程、饲料生产过程、养殖场管理、疫情监测及防治等，应用集传感器、智能监测与控制、移动通信等于一体的设施化养殖系统，实现动物生长过程的信息化[19]。对畜禽生长过程实现信息化和自动化，通过埋置于家畜体内的微型电脑及时发出家畜新陈代谢状况，通过计算机模拟运算，判断家畜对于饲养条件的要求，及时自动输送饲喂配方饲料，实现科学饲养；建立作物及牲畜的水肥营养诊断系统，保证其充足的养料[23]。
3 产品管理信息化
农产品管理的信息化，包括农产品的收获过程的智能化管理和利用信息技术对农产品进行管理等。利用现代化手段统计农产品数量并及时跟踪其物流情况，如利用RFID 技术进行农产品数量和信息的记录统计，这也为下一阶段产后信息化的实现做了较好的准备工作。
中国作为农业生产大国，农产品管理显得尤为重要，但是由于当前客观条件的制约，中国的农产品管理仍然处于严重滞后的水平。随着中国经济实力的提升及信息化建设的完善，农产品管理水平亟待提高，这就使得农产品信息化和风险管理面临着严峻的挑战[24]。建立农产品管理信息系统，对农产品分门别类，并进行数量统计和质量检测，将所得的数据存入系统并利用网络资源进行共享，收集和加工管理过程中有关信息，为决策提供支持，给农业管理带来了高质量、高效率、高效益。用计算机信息技术帮助农业计划管理可以增加产值，减少管理费用，减少消耗。同时，在财务管理、作物生产存储管理及制定销售计划等方面提供了很大的帮助[25]。
4 结论与讨论
产中信息化是农业信息化的关键一环，直接关系到农业信息化的发展水平。生产过程信息化、生长过程信息化和产品管理信息化是农业信息化的3 个主要环节，三者紧密联系、相互作用，又相互区别。生产是农业的首要环节，生产过程决定生长过程的效果，生长过程又反过来指导农业生产过程。农业生产的最终结果就是农产品，农产品的产量和质量是农业生产过程和生长过程的效果反映，可根据农产品的产量高低、质量好坏来评价和调节农业生产过程信息化和生长过程信息化。加强农产品的管理，有利于降低损耗和浪费，促进集约型农业的发展。
农业生产过程由于其时间跨度长、不可预知的因素众多，更需要信息化技术的辅助，也是实现农业现代化的重要保证。目前，数字技术、3S 技术、大数据、云计算、物联网等现代信息技术已经服务于社会发展的各个领域，信息技术在农业中的应用使得农业经济增长从依靠物质投入转移到依靠信息劳动上来。产中信息化主要考虑如何通过信息技术科学种（养）以期达到最高产量和最佳品质的问题。开发适应不同地区和不同领域的农业专家系统、农业决策支持系统、环境智能控制系统、地理信息系统、便携式农业信息系统等，加快农业科技运用于农田实践。积极利用现代信息技术，充分发挥农业信息化的作用，积极推进和实现农业现代化。
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