智慧农业的发展历程（二）

第三阶段：

    第三阶段中，智慧农业物质技术基础不断加强，农业机械化、化学化、水利化和电气化为主体的农业“四化”得到了迅速的发展与提高。为了迅速提高土地的产出率和劳动生产率，大多数国家都很重视增加智慧农业物质技术投入，因此，农业生产条件有了很大的改善，对确保农业的持续稳定发展、农作物单产和总产以及农业劳动生产率的提高起到了重要的作用。“四化”的发展主要总结如下。

    智慧农业机械化有力地促进了农业劳动生产率的提高，对提高土地生产率、调整农村产业结构(农业劳动力向第二、三产业转移)也有重要作用。因而智慧农业机械化取得巨大发展。除美国已于1940年基本实现智慧农业机械化外，英、德、法、加、荷、苏等国相继于20世纪50年代初~50年代中期，意、日于20世纪60年代初~60年代中期基本实现了智慧农业机械化。在实现农业机械化的过程中，一般首先从田间作业耕翻、播种、收等环节开始，从谷物生产逐步发展到经济作物、果树、蔬菜、饲料作物及畜牧业等方面。但由于各国的自然和社会经济条件不同，智慧农业机械化的途径和重点也不相同。

    智慧农业化学化的范围随科技的发展，不仅包括使用化肥和农药，还包括运用饲料添加剂、土壤改良剂及推广农用塑料等，其中化肥和农药仍是其核心。近年来，世界各国都十分重视改进化肥的品种和质量，如生产复合肥料、浓缩肥料、液体肥料和缓解肥料等。另一方面，农药是防治农作物病虫害的重要手段之一。近十多年来，农药重点发展高效、低毒、无公害和广谱性农药。

    水利工程的发展是以智慧农田灌溉工程为代表的农业基础设施建设工作。主攻方向包括开源、节流和综合治理。在进行水资源的开发利用(如流域开发与跨流域调水)的同时，大力发展喷灌、滴灌、间歇灌溉等节水措施。在排水方面，世界各国亦取得长足发展。20世纪80年代中期，国外(不含中国)防水防洪面积占耕地的9%，其中荷兰全部耕地均有排水设施，美国有排水设施的耕地达5980万公顷，居世界之首。20世纪60年代，波纹塑料排水管和自动埋管机的出现，加速了智慧农田排水事业的发展。

    最后，智慧农业电气化是减轻农业的繁重体力劳动，促进农业机械化和自动化发展，提高农业劳动生产率的重要途径。它主要包括向农村供电和农业用电两个方面，农业用电又可细分为大田作业用电、灌溉排水用电、畜牧生产用电、农产品加工用电、防治病虫害用电和生活用电等。

第四阶段：

    第四阶段是高新技术利用阶段，这是来自通货膨胀和20世纪70年代初石油危机造成的经济停滞的压力。经济发达国家大力发展各种高新技术，以便节约能源的原材料，智慧农业:信息通信技术引领绿色发展确保其产品在国际市场上的竞争地位，从而引发了高新技术及其相应产业的出现。第三世界一些新兴国家也努力引进新技术来加速本国经济增长。这就形成了世界性的新技术革命浪潮，也就是我们提到的现代智慧农业技术，主要有生物工程、新材料、新能源、海洋技术、信息和空间技术等。

( 1 )生物工程与基因工程

    运用遗传育种等生物工程技术培育作物高产品种，是现代智慧农业中的一项重大革命。早在20世纪20年代，美国就已育成玉米杂交种，但直到20世纪40年代才推广。20世纪60年代中期，在亚、非、拉美各国兴起的“绿色革命”，就是以利用遗传育种技术培育和推广高产、优质、多抗的作物品种为中心，并同完善水肥设施条件、改变耕作制度及推广科学的经营管理相结合，形成的一整套先进智慧农业技术系统。如在墨西哥育成了耐旱三星期的玉米杂交种，中国育成了杂交稻，可增产30%~ 50%。一向被认为低产的作物如大豆、谷子等，由于育成并推广新的高产、耐旱品种，也正出现高产势头。此外，生物固氮方法的试验成功，在解决肥料问题方面是个重大突破。当前，由于分子生物学的迅速发展，应用DNA重组和序列基因法，有可能挖掘最大的遗传产量潜力，提高对不良环境的抗性，培育更理想的株系、品系和品种。因此，大量新技术的出现不断驱动生物工程与基因工程在智慧农业领域获得广泛的应用。

(2)新材料技术

    新材料技术包括功能材料、复合材料、聚合物材料及特种陶瓷等，其中以聚合物材料与农产品原料生产关系最密切。如合成橡胶、塑料、合成纤维等聚合物材料的使用，可减轻对农产品原料需求的压力。塑料广泛用于建筑材料(今后可能占1/4 以上)，将会大大减少对原木的需求，免除对森林的过量采伐。此外，具有特殊光、电、磁、热性能的功能材料今后在农业上也有广泛的应用前景。

(3)生物能源技术

    生物能源技术主要通过农产品原料生产生物和清洁能源。如20世纪70年代后期出现的种植能源林，选择速生的能源树种，甚至开发能源林场，生产的林木主要用做民用燃料。此外，还可种植能做能源原料的农作物。如当今从甘蔗、玉米中提炼取得的酒精已用于工业生产，可部分地取代汽油。又如，利用植物秸秆、牲畜粪便、海藻及污水产生的沼气，已成为一些发展中国家农村的重要民用能源。

(4)海洋开发技术

    在海洋开发方面已崭露头角的高新技术有:开采海底石油、海水养殖、海水淡化、从海水中提取钾镁等元素、海洋发电、潜水和水下作业技术等。其中与智慧农业关系最密切的是智慧水产养殖业，它使农业为人类提供食物的任务从陆地扩展到海域，并从根本上改造了智慧水产养殖业的原始捕捞方式，改用人工方法使海洋水生生物增殖，因而维护了渔业资源的再生力。智慧水产养殖技术有两种:一是人工放流鱼苗，待其增殖后回收一部分; 二是在沿海滩涂养殖海生生物。智慧水产养殖前景广阔，据估算，如果充分利用世界沿海滩涂，可生产相当于现在海洋渔获量15倍的水产品。智慧水产养殖业有可能将海洋变为人类未来食物的重要生产场所。此外，海水发电将使智慧农业有充足的电力，海水淡化不仅可用于工业，也可用于农业灌溉。

(5)微电子技术

    微型电子计算机可以应用于‍智慧农业‍中的许多方面，包括农牧业生产管理与自动化生产，计算机网络信息管理，建立智慧农业数据库系统、专家系统，进行系统模拟、适时处理与控制和数字图像处理等。如在作物生产管理方面，美国于20世纪80年代初开发出大型棉花和虫害管理模型( CIM)。后来又通过嵌入专家系统进一步加以完善， 于1986年推出了棉花综合管理系统( COMAX )。在开发计算机网络服务方面，法国农业部植保总局建立了一个全国范围的病虫害测报计算机网络系统，可以适时提供病虫害实况、病虫害预报、农药残毒预报和农药评价信息等。

(6)空间技术

    空间技术与智慧农业关系密切，如通讯卫星、气象卫星可提高气象观测水平，更好地为农业服务。遥感可用于土壤调查与土地资源清查及其制图、作物估产、植物识别、自然灾害调查、土壤湿度与农业环境污染等方面。通测可对农作物、森林和渔场进行观察监视，预报产量，预报鱼群润游路线以及森林防火等。预计在未来还将出现在航天飞行器里栽培植物的“宇宙农业”。

    这些新技术的发展不仅有可能大幅度提高土地的单位面积产量和牲畜的产品率，从而将极大地提高农业劳动生产率和降低各项农业消耗，而且将导致农业生产布局的重大变革。

    不论是发达国家的发展历程，还是半殖民地或发展中国家的发展历程，从世界各国的经验来看、现代智慧农业的发展水平直接关系到工业化、城镇化的发展进程。而高新技术在智慧农业中的运用也是农业现代化中重要的一环，是农业发展的趋势。农业信息化的落后，不仅会制约农业和农村经济的健康发展，也势必会拖工业化、城镇化和整个国民经济的后腿。