问境农情数造“大农”生产方式启幕
问境农情数造“大农”生产方式启幕
以小农经济为典型的小岗村在光环中走向了衰败。
中国农业没有竞争力，产品既不经济又不优质。改革开放四十年，相比较发达国家农业工业化的生产方式，农业生产效率仅为发达国家的2%，还在基础农业小农经济的生产方式中砥砺前行。农民低产能、低效率、低收入对立着城市的高成本、高物价以及食品安全的高风险。五千年来的农耕文化，起初数字农业也就是用于农民收集并传输农田数据，或为农产品贸易流通领域，期货农业订单中规定的农产品收购数量、质量和最低保护价，起初的农业数据应用。
另一方面，由于农业产业链条过长，从种子种植到农产品流通并没有形成专业化、标准化流程。如种子种植前活性检测是否达标，产品品质质量指数？种植过程中水、肥、药使用剂量、周期、品类规格使用都充满随意性。
左图：杀虫剂量不够导致虫灾绝收，右图黑龙江农场喷洒数次农药病虫害失控。摄影：刘占宇。
农产品生产管理无标准化指导也是眼观、鼻嗅的经验主义，并未经过系统的科学试验指导。不同于邻国日本，我们从种植到商品流通到没有形成标准化，再加上天气灾害、市场周期等风险因素影响，导致农业成为资本投资的重灾区。
但凡提到数字农业，有人趋势若骛跃跃跻身其中，有人曲解为大数据乌托邦。其实，我们不妨带着开放包容的姿态客观看待。
伴随着“小农经济”时代的落后、短视，农产品产能过剩滞销、低收入高成本、环境污染、食品安全、现代农业发展必然面临着一场技术经济创新改革的拉锯战，但一切可以依托数字媒介创新。
将信息作为农业生产要素的数字农业，用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合，对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。
从农业全产业链常态结构而言，围绕数据的使用、分析、服务，已经遍布在整个农业生态链条里，主要集中在种子培育、精准农业、食物溯源、供应链改革四个方面。
种子培育
种子作为农作物的芯片，对于粮食增收安全具有重大意义。我国种子市场规模650亿元，位居全球市场第二。但受传统农业生产习惯影响，农户从建国初形成的自留种的生产习惯依然在小农意识中尚存，尤其是常规水稻、小麦、大豆商品化使用率较低于发达国家。
种子活性好不好？不是仅凭感观来分析评价，而是需要数字量化指标来说话。种子培育使用光谱检测和图谱绘制方法发现和获取作物基因组，高效便捷地把有限的数据转变成更好的产品。
以玉米种子为例，种子真伪的检测是玉米种子在品种选育、种子检验、农业生产中的重要环节。随着图像技术和光谱信息的快速发展、高光谱成像系统硬件成本的降低以及性能的大大提升,高光谱图像技术在玉米种子真伪检测方面获得了更广泛的应用。为了能及时利用国内外的最新研究成果,从高光谱图像技术在玉米种子真伪检测方面综述了玉米种子及其他作物种子类型真伪检测的研究进展。
图为：光谱成像技术检测种子活性。
良种在提高单产、降低农药作用显著，下游种植业需求种子行业也逐渐提高，以后种子行业将将面临高产、高普适性和抗病性强优良品种的市场需求。
随着种子活力逐渐受到人们的重视,快速且不破坏种子的活力检测方法逐渐成为研究的热点。试验以不同老化程度的水稻种子为材料,采用高光谱成像技术结合PCA-SVM方法,研究比较了不同活力水平的水稻种子的活力差异。
精准农业
卫星拍照、传感器监测等手段便能为农民提供更详细的土壤信息，从而产生分析、合理决策，最后所谓精准农业技术全盘部署。
根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到更高收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。
从技术分类上分类精准农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。
其中，精准农业核心在于建立一个完善的农田地理信息系统GIS是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。效益大于高产，带领农业进入数字和信息时代是本世纪的新发展方向。
从种植到流通环节过程中喷洒何种农药、化肥，使用多少剂量？土壤养分含量数值？种植生产者何人、何地、销售者及运输者为何人，冷藏储存过程中使用何种化学药剂？
这些问题答案可能只有鬼知道，惯例通常铁路警察各段管一段，往往多数出现食品安全事件后成为无头公案。
一个经验性的法则，当含水量低于 15% 时，绝大部分微生物将难以滋生，农产品存放期可延至半年以上。农产品追溯是食品追溯中最复杂和最艰难的部分，目前国际上还没有基于食品安全生产和全程供应链管理两方面完整对接的农产品可追溯系统。
今年以来 RFID射频识别在农业领域应用热，俗称电子标签，其实就是一种雷达工作方式。在农业产品领域常见于射电码追溯养殖与加工业的疫病与污染，杜绝滥用药和超标使用添加剂，辅以农盟保障体系的种苗耳标标准，这对食品质量安全管理只管产后忽视产中、产前的控制体系有所改善，填补了种苗基因回溯缺失。升级版的步步鸡将区块链、物联网和防伪技术相互结合，将每一只鸡身上装上计步器监督。
众所周知，基于国家检测标准的食品安全已经不能满足人们的需求；第三方认证也仅仅是流程的认证，无法时刻监督生产现场；消费者更为类似三鹿奶粉案企业绑架市场行为义愤填膺。
我国的食品安全体系构建，不仅需要技术手段上的质量安全溯源系统解决方案，其中涉及区块链、RFID、传感器和数据分析来预防食品变质和食源性疾病，还要构建执法环境下信用体系。
供应链改革
传统农业正在遭受挑战，因为新技术使农民知道应该种植什么，如何种植预防病虫害，作物如何最大程度地提高收成和效益？
农作物生长环境维度、昼夜温差造成采摘期差植、作物糖酸度数值、土壤氮磷含量数值，这些都可以用数字说话。农产品好不好吃用口感糖酸度说话、生长环境如何,相比较抽象的文学描述，数字量化依据更有说服力。
针对农产品滞销现象，社会各界仍没有在数据背景下提供解决问题行之有效的思路和方案，相关平台建设仍处于起步阶段，农产品滞销治理尚未获得足够的来自于大数据的红利，显然滞销事件依旧频频发生背后的顽疾还要一段时间的阵痛。
总结供给侧改革矛盾，长期以来的产能过程形成原因不外乎：区块经济跟风效应、地方产能落后、规划不合理因素造成。
农业生产数据，主要来源于国家统计局、农业部和国家粮食局等才开展大规模监测；大宗农产品的信息共享水平相对来说比较高，但是涉及小宗农产品时，信息监测和共享水平依然偏低。
综观，数据革命尚处于早期阶段，更谈不上大数据，但已经使农业踏上了迅速变迁和探索发现的道路。现在是大幅加快农业创新的最佳时机，而创新将使供应链中的新来者能够参与、受益和显著提高作物表现，致力于创新的利益相关者将是最先获得回报的人，希冀生产商、供应商、自给自足的小农以及消费者能成为这场革命的赢家。
图为：无喷洒杀虫剂，黑龙江农场稻田虫害控制。摄影：刘占宇。
从技术层面来讲，数字农业是指将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来，实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测，以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取，生成动态空间信息系统，对生产中的现象、过程进行模拟，以期达到合理利用农业资源，、高质量、高效益的目的。
看似很传统很苦劳很简单的农业，却集中了互联网、生物技术、机器人技术等最前沿的创新，高额研发预算+多产品产量市场份额的公司难以渗透为继。数据很重要连接着农用设备，人与机械的人机交互、人与技术的人技融合，供给影响发力将在未来5-10年进行一轮革命性洗牌。（完） 数字科技创造生物，数字技术解读农业，关注问镜数造（image2019）探寻中国农业可持续发展道路。