现代农业信息技术

www.fjau.edu.cn现代农业信息技术阿克苏职业技术学院生物系热汗古力·阿不拉2014年9月www.fjau.edu.cn目录•农业的发展历程•农业信息化的背景•农业信息与农业信息化的内涵•十二五农业信息化的发展重点•农村信息化与农业信息化服务•农业与农村信息化的问题•新的农业科技革命对中国农业的挑战www.fjau.edu.cn一、农业的发展历程www.fjau.edu.cn（一）农业的发端：原始农业时代人类以石器和木棍进行渔猎采集已有二百余万年历史。史学家认为，农业的发端是在距今1万年左右的新石器时期开始的。农业的产生是人类历史上最大的转折点，是人类社会历史上的第一次革命。之所以说农业的产生是人类社会历史上的第一次革命，原因有以下三个方面。www.fjau.edu.cn第一：它标志着人类对自然界进行改造的开端。第二：人类对野生动植物的驯化，逐步替代采集和狩猎。达尔文在《物种起源》中写道：“家养物种的最显著的特色之一，是我们所看到的它们，的确不是适应动物或植物自身的利益，而是适应人的使用或爱好”www.fjau.edu.cnD.R.马歇尔研究提出，人类曾栽培过3000多种植物，当今全球种植的150多种作物，几乎都是原始农业时期驯化完成的；马、牛、羊、豕、犬、鸡等“六畜”也都是距今11000年到5000年间的原始农业时期开始驯化家养的。www.fjau.edu.cn第三：农业的出现是人类走向文明社会的关键步骤。最早的农业无论是起源于种植业、养殖业、或两者兼有，尽管其技术粗放简陋，但随技术的进步和收获物的增多，它对人类的物质文明和社会文化，确曾起过一种爆发性的影响。www.fjau.edu.cn原始农业时代的特征是1、石器农具的应用；2、动植物驯化和自然生态条件下的粗放种植与养殖；3、劳动的动力是人力。原始农业的产生逐步替代了采集和狩猎。www.fjau.edu.cn农业的发展历程告诉我们：每一次科技和工具上的重大突破和革命，都将农业推上一个新的台阶，进入到一个新的历史时期。www.fjau.edu.cn（二）传统农业,即经验农业时代：大约在5000年前，青铜的冶炼和青铜具的出现，以及后来铁的冶炼和应用，使金属农具得以应用，由此引发了劳动工具、土地加工、水利灌溉、施肥改土、耕作制度等一系列的革命性进展，逐步形成了精耕细作的技术体系，将原始农业推进到传统农业时代，从而，创造了四千年辉煌的农业文明。www.fjau.edu.cn传统农业的特征是1、金属质农具和木质农具的应用；2、精耕细作和养殖技术；3、劳动的动力是人力、畜力和其他自然力如风力、水力。www.fjau.edu.cn（三）近代农业,即工业化农业时代工业：十八世纪英国成功设计了种子条播机、脱谷机、收割机、饲料配制机；十九世纪内燃拖拉机的产生使畜力牵引为机械动力所替代，德国的齐得勒制成DDT；二十世纪合成氨、尿素、六六六、对硫磷等，化肥、农药工业长足发展。生物学：十九世纪德国学者施来登、施旺创立了细胞学说，英国学者达尔文创立了进化论，德国学者李比希创立了植物矿质营养学说，奥地利生物学家孟德尔和美国生物学家摩尔根建立了遗传理论，俄国土壤学家道库恰耶夫发展了土壤学科。www.fjau.edu.cn在细胞学、进化论、遗传学、植物营养学的基础上，近代农业有三次大突破：第一次：20世纪30年代美国双交玉米种的推广，由原来的亩产100kg增加到350kg;第二次：20世纪40年代墨西哥选育的矮杆、高产、抗病、耐肥、抗倒伏、广适应的小麦品种,亩产由原来的50kg增加到250kg,并由此掀起一场“绿色革命”；第三次：20世纪60年代，菲律宾国际水稻研究所培育出矮杆、早熟、高产新品系IR-8,一季稻亩产可达600－650kg。www.fjau.edu.cn由于农业的良种化、化学化、机械化的应用，使农业的面貌焕然一新。良种－－－产量潜力化肥－－－增产措施农药－－－病虫草害防治－－－稳产措施机械－－－提高劳动生产率由此将四千年的传统农业推进到近代农业，带来了20世纪农业的高速发展。www.fjau.edu.cn近代农业的特征是1、机电工具和无机能源的大量应用；2、动植物育种和科学的种植与养殖；3、投入增加，化学品广泛应用，技术密集；4、产业分化，形成专业化、社会化的商品经济结构。www.fjau.edu.cn但是，化学品的污染，生态环境遭到破坏，自然资源的破坏，能源的过度消耗，困扰着社会，于是人们提出了农业可持续发展之路。www.fjau.edu.cn另一方面，随着世界经济一体化，要求农产品1、要成为商品即，标准、均一、规模；2、要多品种，多品牌，多规格，以适应不同层次和类型的需求；3、要品质优、成本低、价格低。这就要求农业要走标准、集约、高效的道路。www.fjau.edu.cn20世纪下半叶发生了两个重大科学事件1.DNA双螺旋结构的发现-------DNA重组技术2.计算机-------信息技术www.fjau.edu.cn可持续发展的理念，世界经济一体化的市场需求，以生物技术与信息技术为主要代表的新的农业科技革命，将近代农业推进到现代农业。www.fjau.edu.cn那么，什么是现代农业，现代农业有哪些特征呢？www.fjau.edu.cn（四）现代农业及其特征1.现代农业所谓现代农业，就是指在现代世界范围内处于先进水平的农业形态。www.fjau.edu.cn2.现代农业的主要特征第一、现代农业是可持续发展农业；第二、现代农业是现代生物技术与传统技术相结合而运用的农业；第三、现代农业是以现代工业装备和信息技术所武装的农业；第四、现代农业是标准化农业。以农产品深加工为主体的食品等多元化产品制造技术迅猛发展,成为现代农业发展的重要动力。www.fjau.edu.cn二、农业信息化的背景www.fjau.edu.cn全球经济社会深刻转型世界农业深刻转型中国发展方式深刻转型（一）三个深刻转型www.fjau.edu.cn世界范围内科技加快发展的速度正在催生新一轮科技革命，研究成果越来越多地与整个经济命脉息息相连。以争夺发展主导权为特征的科技竞争日趋激烈，全球科技格局发生新的变化。科技全球化的广度和深度迅速拓展，呈现出合作与竞争并存、开放和垄断交织的新态势。世界主要经济体均加快了经济转型升级步伐，全球已进入空前密集创新和产业变革时代，科学研究、技术创新、产业发展、社会进步互为依存的一体化发展趋势更加明显。全球经济社会深刻转型，科技与经济社会发展的紧密程度前所未有。1、全球经济社会深刻转型谁掌握了前沿技术，谁就抓住了产业变革先机；谁抓住了产业变革先机，谁就掌握了未来发展主动权。www.fjau.edu.cn现代农业的发展已突破了传统农业仅或主要从事初级农产品原料生产的局限性，不断向食品制造、新型农药、生物能源、海洋农业、信息装备、农村城镇化等方面拓展。全球农业进入一个新纪元，不仅继续发挥其保障食物安全和国民经济发展基础传统功能，而且还将担负起为缓解全球能源危机提供再生能源的能源农业功能和改善生态系统、应对气候变化、为人类生存提供优美环境的生态功能等新的历史使命。现代农业对农业科技创新的依赖性越来越强。以生物技术、信息技术的重大突破为标志，世界范围内正在掀起一场新的农业科技革命竞争。2、世界农业正在经历深刻转型世界农业正在经历深刻转型，科技创新将引领与支撑农业新兴战略性产业www.fjau.edu.cn世界经济在大调整大变革之中出现了新的变化趋势，对我国经济结构调整形成了巨大压力和倒逼机制，加快转变经济发展方式是中国经济社会领域的一场深刻变革。依靠资源要素投入以及低成本比较优势支撑发展的模式，转向依靠科技创新走内生增长、创新驱动轨道。科技工作会比以往任何时候更多地融入到经济、社会发展中，也对科技创新提出了更高要求。改革成果全民共享将成为“十二五”的重要阶段特征，着重提高经济的增长质量和效益，使科技创新成果更多惠及大众。工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展，以现代服务业引领的第一、第二、第三产业有机结合的现代农业，成为破解“三农”问题、破除城乡二元结构、形成城乡经济社会发展一体化新格局的金钥匙。中国仍处于大有可为的重要战略机遇期，经济发展方式的深刻转型必须依靠科技创新3、中国发展方式深刻转型www.fjau.edu.cn全球粮食安全、资源与能源安全、生态安全、食品安全问题凸现，绿色增长等新的绿色革命悄然兴起；前沿技术迅猛发展，农业发生深刻变革；战略性新兴产业方兴未艾，现代农业产业竞争加剧；全球气候变化引起强烈关注，可持续发展已成为战略共识；农业科技成果转化迅速，技术贸易持续增长（二）国际农业发展新趋势的判断www.fjau.edu.cn未来全球粮食安全的前景不乐观•全球粮食供求将长期趋紧：到2015年全球谷物需求量将达到23.79亿吨，到2030年达到28.31亿吨，远高于目前21-22亿吨的谷物生产量。•生产量还需增长:2000-2030年谷物产量必须增长近50%，肉类产量增长85%。•价格预期攀升：FAO预测，2008-2017年平均价格有不同程度的增加，其中牛肉和猪肉将高40-60%，糖类大约30%，小麦、玉米和奶粉40-60%，食用油60%，植物油超过80%。全球饥饿人口由8亿增至11亿，创下50年来最高纪录!www.fjau.edu.cn粮食的资本、能源属性凸现，世界粮食将告别廉价时代！近10年全球谷物生产、需求同步增加全球粮食消费刚性攀升：年增长2-3%世界谷物库存量下降：5年下降5个百分点近47年来的粮食价格：两次价格高峰近5年所有食品价格指数与粮食同步增长粮食与石油能源紧密关联:5年石油上涨2倍，生产资料价格同期升高3倍……www.fjau.edu.cn全力推进新的绿色革命鉴于全球人口激增、耕地锐减、环境恶化、粮食短缺等问题，提高单位面积粮食产量是保障粮食供给的唯一出路。联合国粮农组织报告显示，今后粮食增长的80%将依赖单产水平的提高，而单产提高必须依靠品种改良、栽培技术提高、水源保证以及农机、化肥和农药等手段。生物技术、农田节水灌溉技术、精量施肥施药技术与环境保护技术等作为新的绿色革命的主导技术领域。www.fjau.edu.cn高技术发展趋势生物组学技术成为新基因争夺和新技术竞争的制高点干细胞和细胞工程技术成为动植物品种创制的新的重要途径新靶标发现成为新型农业药物研发革新的强有力手段基因定向转移技术为转基因育种和重组蛋白大规模生产提供了新的路径数字农业和精准作业技术正引领农业生产加速迈向数字化、精准化和智能化农业物联网技术孕育农业生产经营方式的重大变革全基因组选择技术引领分子育种技术进入全新阶段农业高技术迅猛发展，正在引领现代农业发生深刻的变革www.fjau.edu.cn生物育种产业竞争剧烈生物制品产业蓬勃发展生物反应器产业崭露头角生物质能源产业方兴未艾现代食品产业蒸蒸日上农业纳米与新材料产业呼之欲出……以农业高技术为核心的战略性新兴产业喷薄而出,引领世界经济复苏和新增长点培育www.fjau.edu.cn全球气候变化加剧，干旱、洪涝、冰冻雨雪、地震、海啸等极端灾害多发频发。农业作为全球生物质生产的基础产业，既是温室气体的重要来源，又受到温室效应的严重影响的第一大产业。应对气候变化手段和节能减排、固碳等低碳农业随之而出，不断取得新进展发展低碳农业技术体系重视建设循环农业体系……全球气候变化引起强烈关注，可持续发展已成为战略共识www.fjau.edu.cn跨国企业已成为农业高技术开发和产业化主体;在全球设立研发机构,基本完成战略布局;抢夺全球优秀人才和当地遗传资源的势头加剧;跨国企业巨资投入已经由产业核心技术研发前移到基础研究,以期获得大量原创技术和专利。科技创新模式发生重大转变，农业核心高技术竞争呈现日趋白热化科技成果转化迅速，技术贸易持续增长www.fjau.edu.cn宏观背景复杂，机遇与挑战并存，出路在于依靠科技自主创新！www.fjau.edu.cn三、农业信息与