摘 要：农业信息化是未来农业发展的重要方向, 也是农业摆脱其弱质性的推动力量之一。国外农业信息化起步较早, 是伴随其农业现代化发展起来的。本文分析了美国、日本及德国3国农业信息化的发展现状并比较3国农业信息化发展的差异, 在此基础上预测了农业信息化发展趋势, 最后提出对中国当前农业信息化发展的经验借鉴。
互联网与计算机技术的发展, 改变了世界农业发展的面貌, 农业信息化已经成为世界农业发展的潮流和方向。但中国农业信息化起步较晚, 信息化的覆盖范围不够广泛, 信息化过程的传递环节还比较松散, 农业信息化建设还有很大的提升空间。发达国家的农业信息化技术是伴随着农业现代化、产业化而发展起来的, 在信息化技术、技术运作方式、技术设备设施及信息化配套制度等方面有着较为成熟的经验。推进中国农业信息化, 是中国农业发展的出路与方向, 在借鉴发达国家农业信息化经验的基础上, 推动中国农业信息化发展的进程。
1 美国、日本、德国农业信息化的发展过程及特征
从世界范围来看, 农业信息化的发展经历了3个阶段:20世纪50~60年代广播、电话通讯及计算机的初步运用是第一阶段, 是农业信息化的起步。到了20世纪70~80年代是第二阶段, 此时, 计算机数据处理功能广泛运用于农业生产加工的信息化处理及农业数据库的建立。第三个历史时期是20世纪90年代以来随着互联网及计算机的普及, 由互联网与计算机带来了农业自动化技术在农业各领域的深刻应用。由于各国国情不同, 农业信息化的发展道路及方式有所差异, 美国、日本、德国在农业信息化发展上及农业信息技术运用等方面处于世界领先地位。
1.1 美国
美国是农业信息化的发源地, 其农业信息化的发展基本上是同步于世界农业信息化的发展, 大体可以分为3个阶段:第一个阶段是20世纪50~60年代, 电话通讯、广播技术及计算机技术在农业生产领域的运用。第二阶段是20世纪70~80年代, 这是美国农业信息化发展的黄金时期, 计算机已经进入了数据处理和知识处理信息化阶段。1980年, IBM在推出了首款适合于家庭、个人的PC。随着个人PC的普及, 带动了美国农业数据库及农业局域网络的建立。第三阶段是从20世纪90年代至今, 随着信息高速公路的产生与发展, 农业领域的各种知识集成处理、自动化生产运用, 尤其是“3S”技术, 即全球定位系统 (GPS) 、遥感技术 (RS) 、地理信息系统 (GIS) 等人工智能系统的出现, 推动了美国农业走向精准化发展道路。总体而言, 美国农业信息化发展历程具有如下特征。
(1) 以农业数据库建设为先导。农业数据库建设是农业产业化及信息化发展的前提, 对于美国这种规模化的农业生产模式是极为重要的。从1984年开始, 美国利用计算机技术的革新, 开发了大量的农业基础及应用性数据库, 至今已有近500个, 并对每个数据库进行了集中式的编目, 这些数据库已经成为大数据时代农业发展的重要信息资源。如农业部所属的AGRICOIA数据库直接连通联合国粮农组织 (FAO) 中的农业系统库 (AGRIS) [1], 给美国农业生产提供了很多及时的加工、贸易及市场信息, 成为美国农业生产的“千里眼”。
(2) 以农业信息化网络建设为基础。美国是信息高速公路 (即互联网) 发展的先驱国家, 互联网的迅速发展, 使美国认识到其对农业生产、加工及贸易的重大意义。2000年9月, 国会农业委员会专门拨款14亿美元给农业部, 让农业部、商务部、海洋局牵头研发农业信息网络, 至今已经开发了近2 000个农业信息网络系统, 是世界农业信息网络最多的国家。其中世界最大农业信息网络AGNET, 除了覆盖美国所有的州 (除夏威夷) 外, 还连通了加拿大、墨西哥等国家的20个省、州以及欧洲的12个国家。在这个网络体系中, 其参与主体除了美国农业部外, 还包括各州农业部、各县农业署、北美各农业院校、其他国家的农业主管机构与农业信息部门以及无数农场主、农业企业。随着3G、4G网络的运用, 浏览者只要通过手机、电脑或是其他终端, 可以随时掌握农业从生产到流通各环节的信息资源, 提升农业信息的精准程度。2014年IBIS World咨询公司的研究认为, 未来5年, 美国信息化农业市场将以每年5.3%的速度增长, 到2019年市场规模将达到15亿美元[2], 农业的信息化推动了农业的精准化发展, 提升了农业的现代化程度。
(3) 以农业信息化机构建设为依托。农业信息化的组织机构是农业信息化发展的组织者及信息提供、统计者, 组织机构的发达与否深深影响着农业信息化的程度。美国的农业情报机构是世界上最多的, 约有近780家, 形成了以联邦为中心, 贯穿州、县的农业情报信息网。这些机构在农业信息收集、调研、统计、评估、发布等方面发挥了重要的作用, 是其农业信息化发展不可或缺的环节。在众多的机构中, 尤其是农业部下属的农业统计局 (NASS) 、经济研究局 (ERS) 、市场服务局 (AMS) 、海外农业局 (FAS) 以及世界农业展望委员会 (WAOB) 是其核心部门, 相互合作, 各司其职, 共同推进美国农业信息化建设。其中, NASS主要是为美国农业、农村提供各种准确、客观的国内外农业统计数据;ERS的工作范围更为广泛, 主要是定期统计、调研并发布农业生产、食品结构、消费者偏好、自然资源保护、农业及农村能源利用等领域的经济统计指数;WAOB与NASS密切配合, 侧重于农产品贸易的预测, 监视全球农产品贸易市场行情, 为农业部制定美国农产品国际贸易政策提供情报服务;AMS是一个农业市场行情及营销的机构, 定期发布各类农业生产资料、农产品等价格及行情走势的情报, 为农场主生产提供参考;FAS主要是为美国农业寻求海外合作提供各种市场、贸易、价格等方面的情报信息。
(4) 以农业信息化法律建设为保障。美国作为一个法治国家, 其农业信息化发展同样离不开法律的支持与保障。每5~6年修改一次的《农业法》是农业信息化发展的根本法, 其对农业信息化过程中的资源、信息、研究等工作做了详尽的规定, 如2014年美国农业法案设有专门一览“农业信息化”, 计划在未来的5年中, 投入14亿美元支持农业信息化的升级[3]。此外, 联邦政府非常重视农业信息的立法及法律监督工作, 保证农业信息来源及发布、共享渠道中信息的真实与及时, 确保信息化主体及农业主体的合法权利。国会也通过授权立法的形式, 将农业信息法律体系建设纳入到农业部, 农业部主导在农业法案的基础上享有农业信息化法规制定、运作的自主权, 积极推动农业信息共享, 反对信息垄断, 推动信息资料的出版及发行。当然在涉及农业机密信息资料的时候, 还制定了严格的保密制度及法律责任。
1.2 日本
日本的农业信息化是伴随着第二次世界大战后日本经济复苏而发起起来的, 大体上也可以分为3个阶段。第一个阶段是20世纪50~60年代, 在50年代中期, 日本农林水产省在关西地区从事农业有线广播信息放送, 这被视为日本农业信息化的开端。此后, 到了60年代, 随着广播电视技术的发展, 农林水产省逐步在日本全境建立了电视广播信息播送系统 (CATVS) 。第二个阶段在是20世纪70年代, 在日本经济快速发展的情况下, 农业发展态势与其整体经济发展形势极不相称, 日本政府在充分研究的基础上, 决定按照日本的自然资源与生态情况, 大力推进农业信息化以带动日本农业绿色化发展。第三个阶段是20世纪90年代, 随着国际信息高速公路的建设及深入, 日本农林水产省在1993年推出了农业信息技术全国联机网络 (DRESS) [4], 农民可以通过电话、电脑、手机等终端及时处理各种农业信息。当然, 日本农业信息化发展不同于美国, 有其自身发展的特点。
(1) 由局部到整体的信息化发展模式。日本的农业信息化发展道路不同于美国, 美国是依靠计算机、网络科技而推动大范围内的全国农业信息化的发展, 是一种自上而下构建式的。日本则走的是由下而上的推动式, 先在关西地区局部实验, 成功之后再从关西地区的经验向全国范围内推广。计算机技术的运用开始也不是大规模的, 开始主要是在农户与农协之间传递市场信息的, 方便农户与农协、农户与农户之间联系, 通过这种探索来慢慢向全国推广, 建立全国联机网络。近些年, 日本的农业情报技术网络逐渐开始整体化, 其整体化的过程是通过专用、公众等无线通信网络, 将计算机处理数据库和大型农业数据库、网络气象数据库、温室管理数据库以及个人计算机进行连接。在连接的过程中, 农业管理人员、农业技术人员、农户、农协均可以随时查询、利用这些网络数据。这些数据将农业最新技术、农业重要文献资料、市场信息、病虫害预报、天气预报等融为一体, 极大地方便了农民的使用。同时, 日本政府还十分重视农村计算机的普及和发展, 针对农村老龄化的严峻现实, 专门开发了老人界面, 政府出资帮助培训其相关技术, 促进了农业信息化与老龄化的结合[5]。
(2) 突出农业市场信息系统建设。日本是人多地少式农业, 也是一种自给自足式农业, 加之其特殊的地理形态, 农业流通领域的信息化建设是显得尤为重要。因此, 日本建立的全国联机网络即DRESS, 最重要的网络体系是流通领域的, 一个是日本农产品中心批发市场主导的农产品市场销售服务信息系统, 实现了日本国内85个中央批发市场及覆盖全国的560个地区批发市场, 还包括各个海关每天进口的各类农产品信息的即时共享;另一个是日本农协主导的全国1 800个综合农业组合关于各种农产品产量及价格行情走势预测信息系统。这两个系统的信息量大, 更新及时, 日本农户可以通过这两个主导的流通信息系统, 能够及时地了解国内外各类农产品市场行情, 并可以此来调整自己的生产及销售方案。而且, 近些年, 日本农业在流通领域面临着巨大的压力, 为了促进流通信息化的发展, 开发了农产品网上销售系统, 如2007年建设的“生鲜系统电子交易平台”, 在这个平台中不但有相关的交易及市场信息, 更有订货、发货、结算等标准, 完善了其农产品物流体系。
(3) 重视农业科技信息系统建设。一直以来, 日本重视科技的转化与运用, 在农业科技中也不例外。从1994年开始, 日本政府陆续实施了家庭农业管理、农业经营专家支持、农业生产科技指导等多个科技信息系统建设, 实现了与全国农业科研机构、地方农业推广部门和农业改良部门之间的全部信息共享。为此, 日本将29个国立农业科研机构、381个地方农业研究机构及570个地方农业改良普及中心全部联网, 农民所种植的271种主要农作物栽培、种植、育种等技术均可以通过手机、电脑进行查询, 便于农民及时了解最新农业科技的发展[6]。此外, 日本政府在信息化网络构建中, 还非常重视农民的计算机、网络等知识的培训, 尤其是重视对偏远山区农民的培训, 日本各国立大学、农林水产省的农业学校每年会定期举办信息网络技术培训工作。
1.3 德国
德国的农业信息化道路也是伴随着德国经济的复苏而发展起来的, 开端于20世纪50年代, 在广播电视技术的推动下走上了信息化发展道路, 到了70年代德国的农业信息化体系基本形成。1976年, 德国就开始使用计算机计算地块面积, 测定地块土壤质量, 测算村庄道路, 在此基础上, 建立了联邦德国第一家较为完善的农业信息数据库系统。到了80年代, 德国不断更新数据库的内容, 扩大农业数据库的容量, 使得农业数据库建设逐步专业化。1985年建立了病虫害管理系统, 农民可以依据该系统进行病虫害的采集、查询及存储应用;1988年德国建立了农作物农药残留数据库管理系统INTERPRET[7], 指导农民科学使用农药及解决农药残留问题, 目前已经形成了数百个系统的信息、数据的科技网络。从整体上看, 德国农业信息化在欧洲是处于领先水平的, 其发展特征如下。
(1) 极为重视农业信息化的专业化建设。从前述德国农业信息化发展过程看, 德国的农业信息化不同于美国, 也有别于日本。德国的农业信息化是从农业某个局部开始, 从生产到流通的各个流程, 重视信息化中的专业化水平, 如病虫害管理、农药残留、植物保护剂使用等各个专门领域。德国是欧洲农业信息化的典范, 尽管农业不是德国的主导产业, 但政府致力于农业信息化发展的政策环境、基础设施及数据库联合建设。德国政府将普及农业计算机技术, 作为农业信息化的关键要素, 在农业院校及中等农业职业学校开设计算机及信息化课程。按照欧洲农业信息技术联盟 (EFITA) 的统计, 2013年德国18万农户中, 在日常生产中使用电脑的大约有90%[8]。不但促进计算机及信息化在农户中的普及, 德国政府还十分注重模拟模型技术、计算机决策技术、精准农业技术在信息化中的开发和应用, 并形成了其独特的优势。如装有大型遥感系统的农业机械, 农户可以通过信息技术在室内操作为远程农田进行作业;农业远程诊断系统可以精准地为农业机械更换零件;计算机决策系统可以为农户提供市场咨询, 如为小麦选种、施肥条件确定、产量保障等评估, 帮助农户从综合角度实施科学化耕种。
(2) 重视信息化的科技含量。可以说, 德国的农业信息化是起源于其农业科技化发展, 在科技含量大幅度提升的基础上, 在推动信息化进程。至今已经形成了3大科技化信息网络, 第一, 植物种植与保护管理系统 (EDV) , 用户通过电脑、手机及电话等客户端可以随时随地查询农作物及果树等作物的病虫害发生、预警、防治等方法与技术, 还可以查询到各类农业生产资料方面的变化信息。第二, 病虫害防治信息系统 (BTX) , 农民可以通过手机直接获得各种市场、病虫害防治等各类农业信息。第三, 德国农林生物中心研究开发的各类农业综合信息数据库管理系统 (GETS) , 包括农作物保护、土壤改良、农药残留处理, 农业生态环境治理、绿色农业发展等。这3大信息系统基本上可以覆盖德国农业生产中的各个领域, 为德国农业发展提供了巨大的便利。2013年成立的德国联邦农业文献信息中心按照上述3大信息系统开发出来了农业科技电子文献信息系统, 并成功实现与上述3大系统的对接, 此外, 还增加了科技信息网络系统、食品和农业资料检测系统数据、农业科技期刊数据库等系统[9]。这些系统的集成化与综合化, 不仅为农户提供了方便, 更为14个联邦信息发展战略中心提供生物信息、市场信息及世界农业信息等发展数据资料。
2 美国、日本、德国农业信息化发展比较
上述3国的农业信息化发展均取得了较大的成就, 达到了较高的水准。但3国在农业信息化发展背景与基础、路径、动力、模式等方面还是有些差异的。
2.1 发展基础与背景
农业的信息化是科技信息化的一个方面, 也是科技化与产业化结合的结果。从发展背景看, 3国的差异还是比较明显的。具体而言, 美国是农业信息化最早的国家, 美国农业信息化的发展得益于其农业现代化的发展, 众所周知, 美国在第二次世界大战之后迅速成为超级大国, 在经济、科技上占有绝对优势, 而且美国地大物博, 自然条件好, 成熟的农业社会化大生产迫切需要农业的产业化与现代化, 在此过程中, 推动了农业的信息化过程。日本的农业信息化是在解决农产品流通过程中, 因地制宜, 先行试点的基础上发展起来的, 最早是在关西地区, 后来逐步推广到全国, 因此, 日本的农业信息化带有较强的目的性与实用性。德国在农业信息化过程中, 与日本有些类似, 也是在政府的推动下完成的, 只不过不同于日本注重农产品流通领域的信息化, 而是着眼于农业种植领域的科技化与专业化, 随着德国经济的复苏, 信息化、科技化得到了较好的发展, 成为了欧洲农业信息化最早和最发达的国家之一。
2.2 发展路径与动力
美国的农业信息化是一种综合的信息化过程, 涉及农业的各个领域, 从农业信息技术的获取、数据网络的开发建设以及农业信息资源的利用, 走的是一种全面的发展路径。美国这种发展模式, 与美国农业经济发展规模、经营方式、农产品市场有着密切的关系, 可以说是一种高度的市场信息化, 这种高度的市场信息化对农业的发展有着直接的推动作用, 使得美国成为世界上农业经济最发达的国家, 而且这种高度的信息化还全方位与科技进步紧密相融, 当最新科技的出现, 总是能够在农业信息化中得到运用, 如当前美国农业生产中“3S”技术运用就是如此。与美国市场机制的推动不同, 日本、德国在农业信息化发展中, 政府始终是主导力量, 信息化的动力不是来自于市场, 信息化有较强的功利性与实用性, 日本是源自于政府需要解决农产品的流通问题, 缩小城乡发展的差距, 德国则是需要解决农业病虫害, 提供农业产量, 目的性突出。从这个方面就可以看出, 农业信息化的发展动力与路径与一国的农业经济经营管理模式、农产品的市场发育程度是紧密相关的。
2.3 农业信息化的政策与法律
政策与法律是推动农业信息化的保障, 也体现了农业信息化中政府的支持力度与支持方式。在这方面, 3个国家各有不同。美国农业信息化是基础市场需要, 尽管政府也制定了大量的法律法规和政策进行保障, 但政府并不对信息化过程进行具体的干预, 为农业信息化提供法律、财政、税收等保障, 政府扮演的是“守夜人”的角色。而日本、德国则与美国不同, 如果说美国的农业信息化是一种市场化的信息化, 政府的法律与政策只是宏观调控, 那么日本、德国, 政府的干预力度比较大, 可谓是“计划式”的信息化, 政府在农业信息化中扮演主要角色, 尤其是日本, 信息化的过程、方式完全由政府主导, 德国虽然政府的主导性也比较强, 但市场、法律还是发挥了一定的作用。
从上述3个方面比较了美国、日本、德国在农业信息化中的差异 (表1) , 这3个国家农业信息化的差异同时也体现了3国在农业生产方式、农业生产规模等方面的差异。美国高度发达的市场化大生产、日本小农经营及德国的家庭中小农场经营模式, 对信息化的需求不同, 信息化需求的差别影响了信息化发展模式的不同。
表1 美国、日本、德国农业信息化的比较
3 当前3国农业信息化发展的总体趋势
信息化是一个过程, 也是一种技术更新的方式, 这种过程与方式是不会停止的。随着信息技术发展范围的多元及深度的加深, 信息化呈现出的发展趋势是与社会信息化总体趋势一致的。
(1) 智能化。当前互联网与计算机正向纵深方向发展, 智能化趋势在发达国家农业信息化中体现更为明显。通过互联网的发展, 进一步推动其智能化发展。如不断加大农业信息数据库的容量, 将农业信息数据库与信息网络相连接, 实现全国甚至是跨国之间的农业信息共享。此外, 在智能化应用上, 还随时与农户、农场主等保持联系, 倡导农户、农场主在智能设备上的更新, 保持与国家农业信息化的一致性[10], 以降低农业生产及流通的成本。
(2) 精准化。发达国家当前农业发展的集约化, 精准化农业生产已经成为其主要的生产方式, 既能够大大提升农业生产效率, 还能够提升农产品产量。如美国当前的精准化程度极高, 各种数字化的人工智能系统、专家辅助系统等广泛运用于农业大生产, 大大减少了其农业生产的人工成本。日本与德国正在走上一条多功能农业发展道路, 建立了综合的绿色农业循环发展路径, 在绿色农业循环过程中, 需要借助于精准的数字化技术, 保持其整个过程的精确、快速与高效。
(3) 技术综合化。信息化发展并不是简单的网络化、智能化, 而是一种多方位的综合技术运用。当前, 随着生物技术、转基因技术、遥感卫星技术的快速发展, 农业信息化过程将这些技术集成在一起, 用于服务农业生产过程。如生物技术运用于信息化, 可以增加生物识别率, 遥感技术运用于信息化, 可以提升各类远程自动化农场发展。总之, 这些技术的集成, 使得农业生产更加直观及更具有预测性, 能够提升农产品的产量。
(4) 农工一体化。从传统意义上看, 农业与工业是分属于不同层次的产业, 两者的结合是极为困难的, 但信息化的发展, 推进了两者结合的趋势。通过信息化的应用, 可以将工业工程的思路、原理、方式、流程与技术运用到农业生产的各个领域。如在育种、种植、管理、加工、销售流通等过程中, 通过计算机、互联网进行智能化的计划, 能够减少在这些过程中的无故支出, 可以大大提升农产品的质量和降低人工成本。
4 美国、日本、德国农业信息化的发展对中国农业信息化的启示
通过上述3国农业信息化发展历程、特征及其比较、发展趋势可以看到, 农业信息化既是一个科技信息动态的发展过程, 又是一个与本国农业基础、农业生产方式、农业生产规模相适应的一个过程。
(1) 正确定位政府在农业信息化中的角色。从上述3国农业信息化的实践看, 农业信息化发展是个系统工程, 牵涉多方力量。在这个过程中, 政府必须要正确进行职能定位, 发挥其应有的作用。如美国, 政府在财政、法律、政策等方面提供了全面的支持, 着力于推进农业信息化的市场步伐, 最终证明美国政府的定位是准确的, 美国的农业信息化紧跟时代步伐, 成为全球最大的, 技术最先进的信息化网络。日本、德国的信息化道路尽管与美国不同, 但政府的作用更大, 政府的主导更为明显, 政府不但投入提供政策、法律的支持, 还直接投入大量资金推动信息化发展, 如德国宣布, 从2016年起投资60亿欧元, 推动德国联邦农业在线网络系统建设, 到时候建成后成为仅次于美国AGNET的全球第二大农业信息系统。可见, 政府的职能定位极为重要。对中国而言, 中央政府及地方各级政府应该准确定位, 按照中国农业的现实情况及信息化程度, 从资金、政策、法律法规等方面对农业信息化提供全方位的支持, 推动农业信息化发展对农业发展的促进作用。
(2) 加强政策支持, 保证投入。农业始终是一项弱质性产业, 在信息化发展过程, 政府的政策支持与资金投入非常重要。上述3个国家尽管发展模式不同, 但政府都注重政策支持与资金投入。美国农业信息化虽然是市场行为, 但联邦政府每年均有巨额投入, 从2014年美国农业部发布的“农业部投资计划”中可以看到, 仅用于发展“3S”技术, 未来每年至少要投资6亿美元[11]。日本、德国两国更是如此, 尤其是日本, 每年政府投入信息化、网络化建设的资金至少超过了3亿美元, 德国近些年来农业在国民经济中的地位有所下降, 但对农业信息化的投入还是较大的。除了资金上政府的投入之外, 在信息化过程税收优惠也是不可缺少的, 如美国、德国政府均规定, 农场主购买先进的信息化设备, 这些设备的费用在计算营业税或所得税时候, 要扣除这些投入。当然, 对中国来说, 资金投入对农业信息化建设是个大问题, 特别是在农业发达地区, 地方政府财政较为困难, 在推进信息化过程中, 需要中央财政的支持与投入。此外, 农业信息化是个两端过程, 仅仅依靠国家力量建设了各种信息化设施还不够, 必须推动农民那一端的信息化进程, 因此, 国家与地方政府还应该积极推动农民素质提升工程, 投入资金对农民信息化素质进行培训, 保证农业信息化发展的实效。
(3) 加强健全立法, 严格监督。信息化是一项涉及多个领域的综合性工程, 尤其是其信息的真实性和合法性值得关注。因此, 必须重视农业信息化的法律保障工作, 改进农业信息、资源的知识产权保护制度, 积极推行知识产权保护下的农业信息共享制度。美国的《农业信息公开法案》就是一部重要的农业信息化法律法规, 其对农业信息的共享、保密、公开、解密、豁免等均有明确的规定。德国的《信息服务法》及《电信法》也规定了各级农业协会、农场主在信息化过程中的权利和义务。日本的《农业、农村信息安全法》更是明确了农业信息资源的重要地位, 政府、社团、企业、农民在信息资源化过程各自的权限、义务, 共享的方式、方法, 公开的时间与过程等。对于中国而言, 也是如此, 中国当前在信息、网络领域的立法还比较滞后, 信息化过程中必定会出现知识产权保护、信息保护与信息公开、共享之间的冲突, 这就需要通过立法来解决这些矛盾。因此, 中国应该积极推进信息、网络等领域的立法, 尤其是要细化农业信息化领域的法律要求, 确保农业信息化对“三农”发展的推动意义。
作者：何迪 中共辽宁葫芦岛市委党校
