设施农业生产信息化指信息技术在设施农业生产中的播种、育苗、定植、管理、收获、包装、运输等各个环节的应用。按信息化在不同生产环节中的功能可分为环境调控信息化、水肥管理信息化、能源管理信息化、生产过程信息化、栽培管理信息化及产品管理信息化等几方面的内容。
    一、设施农业生产信息化发展现状
    (一)主要作用
    1.降低劳动强度，提高劳动效率
    设施农业生产环节通过引入信息化技术，极大地降低了生产者的劳动强度，如在实现温室环境调控信息化、灌溉施肥智能化的前提下，摆脱了设施设备运行对人工操作的依赖，使生产者由操作执行者转变为执行监控者。各类控制系统通过自动监测环境参数、土壤参数自动完成开窗通风、加温降温、灌溉施肥等作业。而自动化物流系统的应用可节约90％以上的劳动力，极大地提高了工作效率。以盆栽作物全自动物流生产系统为例，从基质装盆、栽插、种植管理到套袋出售，整个作业过程和生长周期完全实现智能控制。
    2.提高预警水平，增强抗灾能力
    抵御自然灾害的影响是设施农业的显著特征之一。信息化技术的应用强化了这一作用，避免了人为的迟判和误判。通过环境参数监测系统，如对温度、风速、雨雪等室内外气象进行实时采集，经过逻辑判断，对设施装备发出执行命令，可及时的关闭通风窗，关闭卷被系统或遮阳系统，防止恶劣天气对温室建筑的破坏，最大限度地保证种植作物的安全。
    3.改善生产环境，提高产品质量
    温室最大限度地利用了光照资源，但同时也容易造成内部的高温高湿、二氧化碳不足等微环境问题，为了得到一个理想的生长环境，传统的依赖人工作业的环境调控设备往往造成内部环境的剧烈波动。通过自动控制系统的实时监测、实时调控，根据外部环境条件、作物生长状况，温室可以实现室内环境的自动调控，灌溉施肥的智能控制，使作物始终处于最适宜的生长条件，不仅有助于产品质量的提高，还可有效防止病虫害发生，减少化学药剂使用。
    4.节约水肥资源，提高资源利用效率
    没有采用信息化系统的温室生产中，生产者往往根据自身的经验对灌溉需求进行决策，灌溉量和施肥量难以量化和精准。自动化水肥灌溉系统的应用，根据作物需求进行科学灌溉、科学施肥，减少了水、肥的使用量，节水70％以上，既保证了作物的生长需要，又提高了资源利用效率，信息化技术的应用为水肥精准供给提供了有力保障。
   （二）主要成就
    随着信息化在农业领域的不断应用和设施农业的不断发展，设施农业作为精准农业的典型代表，始终走在农业信息化的前列。以环境控制系统、灌溉施肥控制系统为主的设施农业生产信息化技术体系逐步形成。
    1.自主品牌日益增多，竞争力不断增强
    通过消化吸收再创新，设施农业信息化技术自主研发能力逐年增强。以温室娃娃为代表的温室环境监测系统，测量精度高且价格低廉，已经被广泛地应用在温室生产中，深受广大科研院所和种植户的青睐。以一批创新型企业推出的更适合中国劳动者使用习惯的环境控制系统打破了荷兰普瑞瓦、以色列爱尔达等国际知名品牌的垄断，市场份额逐年增加。目前，使用环境自动控制技术的连栋温室国内品牌已超过了70％。此外，无线传感、智能灌溉、能源管理系统、自动生产物流、作物生长监测等一大批温室生产信息化技术装备相继问世，并逐渐进行试验示范和推广应用。
    2.设施农业信息化技术应用规模逐年提高
    我国设施类型较多，以日光温室、塑料大棚和连栋温室为主，目前国内大型连栋温室中信息化技术应用相对较多，其中温室环境控制应用较普遍，连栋温室环境自动控制技术应用率达到50％，灌溉施肥自动控制技术达30％以上。日光温室和塑料大棚的信息化技术应用率虽然较低，但其环境控制和灌溉施肥智能控制技术近年来也逐步开始应用。同时，一批设施农业物联网技术也同步在全国各地应用推广。
    3.设施农业生产技术互联网服务平台逐步完善
    设施农业技术互联网服务在设施农业生产服务领域中的应用较早，近年来取得长足的进步，在设施农业生产的多个方面都发挥了重要作用。设施农业相关网络服务平台，通过采集和发布设施农业生产信息、技术推广信息、装备数据信息和经验交流信息，为从业者提供及时的专业信息。
     二、设施农业生产信息化存在的主要问题
    （一）设施标准化水平低，难以适应信息化发展的要求
    我国设施农业的主要类型为连栋温室、日光温室和塑料大棚，其中水平较高的连栋温室占总面积的３％，水平较低的日光温室和塑料大棚占97％（如图１）。连栋温室由于标准化程度高、设备先进，信息化技术应用较多，而水平较低的日光温室和塑料大棚标准化程度不高，配套装备多以手工操作为主，给信息化技术的应用带来了障碍。
    （二）装备智能化水平低，设施农业信息化集成难度大
    目前，卷帘机、开窗通风设备、遮阳降温设备、加温设备、物流运输、灌溉设备等设施装备应用较多，但这些装备大多技术水平较低，智能化水平不高，没有安装感知设备，不能接收和发出信息，无法达到完全智能化，设施农业装备与信息化技术集成难度较大。
     （三）设施农业发展模式落后，信息化装备应用率较低
    目前，我国７０％以上设施农业以家庭独立经营为主，即使有产业化组织，生产过程还是由小规模个体控制，设施农业难以发挥出集约化、现代化、专业化的规模优势，设施单位面积较小，信息化设备相对成本较高，导致设施农业生产信息化技术应用率较低，不利于资本、人才、技术的聚集，削弱了产业整体竞争力和抵抗市场风险的能力。
    （四）设施农业从业者知识水平不高，信息化技术应用效果较差
    设施农业是一种现代化条件下的综合生产活动，技术含量和管理要求都较高，需要生产者具有一定的综合素质。目前我国大多数设施农业从业者知识水平不高，对信息化技术的敏感性、理解程度和掌握能力较弱，发现和解决技术问题的能力不足，普遍缺乏经营管理方面的知识和技能，导致设施农业生产信息化技术应用效果不好，既影响当前的发展质量和效益，也影响了未来设施园艺产业的进一步提升。
    （五）信息化创新支撑条件不足，农业信息化创新人才缺乏
    农业产业化、农业集约化和农户组织化快速发展，为设施农业的发展奠定了基础，同时也对设施农业生产量化决策提出更高的要求，如何进行科学施肥、精准施药、水肥调控以及品种选择与产业结构优化布局决策，需求十分迫切。而我国设施农业缺少大量生产技术数据库的支持，缺少专业化的人才队伍，决策的“专业化”难以发挥。例如，由于大规模、低成本、实时土壤肥力信息获取困难，导致土壤施肥配方难以精准，也难以规模化推广；由于病、虫、草、害形态复杂，技术咨询力量不足，导致施药配方难有针对性。
    （六）设施农业标准制定滞后，设施装备鉴定和推广困难
    设施农业装备，尤其是拥有智能化功能的设备由于缺少相关农业行业标准和鉴定大纲，鉴定部门无依据进行鉴定，造成部分设施装备长期无法鉴定，严重阻碍了新技术和新装备的推广和应用。
    三、推进设施农业生产信息化发展的总体思路和发展目标
    （一）总体思路
    以设施农业产业发展需求为导向，以科研院所、设施农业工程学科群、农业信息技术学科群为技术支撑，以农业技术鉴定和推广部门为依托，积极引进国际先进信息化技术和技术人才，通过消化、吸收和再创新加强设施农业信息化薄弱关键技术的研发，增强设施农业信息化技术的集成水平，研发出一批适合我国国情的设施农业信息化实用技术，培养一批懂技术、会管理的设施农业从业者，在国家级现代农业示范园区、全国设施农业装备与技术示范单位、农业部园艺作物标准园、各省市标准园和示范园率先进行示范、引导，继而在全国推广应用，全面推进设施农业信息化技术在生产中的应用。
    （二）基本原则
    坚持政府引导，市场主导的原则。通过制定行业标准、国家农机推广目录，在国家级现代农业示范园区进行示范等方式，加大信息化技术的宣传和示范引导。充分发挥市场在资源配置上的作用，让科研院所、企业和用户成为信息化研究、推广和应用的主体。坚持自主创新与引进、消化吸收相结合的原则。虽然我国在设施农业信息化方面取得了长足的进步，但是我国大型规模以上连栋温室的智能控制仍然被国外垄断。应针对我国存在的薄弱环节，加强学习国外先进技术，通过积极引进和消化吸收加快我国的信息化进程。同时，要结合我国的生产实际，坚持自主创新，开发出可靠度高、集成水平适度的信息化设备。坚持因地制宜、循序渐进的原则。要充分考虑设施农业的区域差异，充分考虑各地在设施结构、经济水平、从业者素质上的差异，有针对性分阶段的推广相应的技术装备。
    （三）发展目标
    整合研发资源，近期以塑料大棚、日光温室和连栋温室为应用主体，率先在气候控制、灌溉控制实现突破，研发出适合塑料大棚和日光温室应用的标准化气候控制和灌溉控制技术。研发出适合规模化连栋温室使用的综合的标准化信息化集成技术。加快相关标准、鉴定大纲的制定，加强技术可靠、先进实用技术装备的鉴定和推广，通过农机购置补贴，提高信息化技术在设施农业中的应用水平。中长期发展以智能化物流、能源管理、作物监测、生产溯源技术为研究和推广应用主体，通过示范、推广、培训，引导设施农业向全程信息化方向发展，大幅度提高设施农业信息化应用率，逐步实现信息化在设施农业生产中的全覆盖。
    四、推进设施农业生产信息化发展的主要任务和重点工程
    （一）主要任务
    1.加快推进设施农业标准化建设。加快制定温室结构设计和建造相统一的行业标准，推广标准化的日光温室和塑料大棚。加快制定设施农业设备质量评价标准和鉴定大纲，推进设施农业设备的标准化。
    2.加快推进信息化技术与设施农业设备的集成。加大卷帘机、开窗通风设备、遮阳降温设备、加温设备、物流运输、灌溉设备的自动化功能的开发，加大设施农业物联网技术的研发。适应信息化控制的要求，提高设施农业设备全面感知和信号可靠传输能力。
    3.加快推进信息化管理平台与设施农业数据库的建设。逐步完善作物生长信息数据库、气象数据库、环境调控数据库的建设，推进集合多种技术数据库的共享平台的建设。
    4.加快设施农业综合性人才的培养。贯彻中央人才强国、人才强农方针政策，通过学科群建设，推进现代农业人才支撑计划的实施，培养一批懂设施、懂农艺、懂信息化技术的专业技术人才。
    5.加强设施农业信息化技术的支持力度，稳步提高设施农业信息化技术的应用水平。完善激励机制，合理确定设施农业信息化设备推广农机产品目录范围、补贴标准，对符合发展方向具有较大市场潜力的技术产品重点扶持。
    （二）重点工程
    1.建立设施农业信息化大数据中心。研究海量设施农业生产数据、信息、知识等资源的动态迁移、存储镜像、统一调度等技术，建立支撑应用的多种应用服务数据接口，开发信息资源调度系统，实现农业信息化数据获取、传输、加工、服务一体化处理。
    2.建立国家级和区域性设施农业信息化技术示范中心。选择国家现代农业示范区、标准园，设施农业技术与装备示范基地，给予适当的补贴，建立气候控制系统、灌溉信息化系统、能源管理系统、自动化生产物流系统、作物生长监测系统以及生产溯源系统的示范中心，起到示范和带动作用。
    3.推进中国设施农业信息网建设。构建设施农业信息化技术开发和发布公共平台，利用物联网等现代信息技术，对重点区域、典型作物开展设施农业生产全程信息化监测，建立设施农业生产信息数据库。结合技术数据库、设备数据库、标准数据库、专家数据库，开发基于数据库的设施农业信息化设计公共服务平台。
    4.设施农业装备智能化提升工程。针对当前设施农业装备自动化水平低，不能适应信息化控制要求的现状，开发具有信号输出和自我控制功能的设施农业设备。优先实现开窗通风、遮阳保温、加温降温、灌溉施肥等智能化设备的研发。
    5.日光温室信息化推进工程。日光温室是我国冬季蔬菜生产的主力设施，由于冬季寒冷，室内环境差，作业劳动强度大，是连栋温室、塑料大棚和日光温室这三种常用设施中最急需信息化技术的设施类型。力争通过５～10年的时间，实现卷帘机智能卷铺系统、智能型通风系统、智能灌溉系统的大面积推广应用，大幅度改善日光温室室内生产环境，降低作业强度，提高设施产品品质和产量，提高种植者收益。
——中国农机化学报

转载自：http://www.zhongnongfutong.com/EWeekly/info.aspx?lcid=238