《智慧農業(yè)》編輯部近期通過(guò)在線(xiàn)方式有幸采訪(fǎng)了本刊編委、美國農業(yè)部農業(yè)服務(wù)局作物生產(chǎn)系統研究中心航空施藥和遙感技術(shù)首席科學(xué)家黃巖波研究員，邀請其講述了美國精準農業(yè)發(fā)展歷史和對我國智慧農業(yè)的發(fā)展建議。

1、編輯部：

       據我們了解，“精準農業(yè)”概念最早由美國提出，能否談一談美國科學(xué)界關(guān)于“精準農業(yè)”的定義和“精準農業(yè)”在美國的發(fā)展歷史？

黃巖波：

       精準農業(yè)的概念實(shí)際上有兩個(gè)方面的含義，一是管理上要觀(guān)察識別田間地塊內的差異性 (within-field variability)，比如土壤類(lèi)型，養分及作物產(chǎn)量，并據此在田間地塊內進(jìn)行及時(shí)的變異投入 (site-specific)，比如播種，施肥，施藥及灌溉；二是技術(shù)上需要全球定位系統 (GPS)，地理信息系統 (GIS)和遙感（RS）的強力支撐。

       由此可以看到在管理層面上現在沒(méi)有什么“更先進(jìn)”的理念可以直接傳承。而在技術(shù)層面卻發(fā)展迅猛，全球導航衛星系統(GNSS)，特別是北斗系統的發(fā)展將提供有效的覆蓋和更精準的定位；同時(shí)，地理信息系統和遙感技術(shù)本身也在迅速發(fā)展；另外，互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數據工程等技術(shù)為實(shí)現整體高度自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò )實(shí)體系統成為可能。

       值得注意的是，在系統的精準農業(yè)概念出現以前美國已經(jīng)在農業(yè)上實(shí)現了相當程度的機械化。因此，當精準農業(yè)概念建立之后美國迅速在20世紀80年代掀起了一個(gè)精準農業(yè)技術(shù)推廣應用的高潮。但由于當時(shí)的衛星、傳感器及計算機水平，精準農業(yè)的推廣應用主要以農田地域粗略的產(chǎn)量變異圖為下一年的田間操作提供配方。但如何利用信息技術(shù)實(shí)現農田變異的快速識別在當時(shí)成為精準農業(yè)推廣應用發(fā)展的一個(gè)瓶頸。到本世紀一零年左右，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在世界范圍內風(fēng)起云涌，隨之農業(yè)信息技術(shù)以新的面貌出現，農業(yè)生物技術(shù)的推廣應用也全面展開(kāi)。精準農業(yè)到此時(shí)在美國已可以根據高頻率高分辨率衛星、飛機和地面行走系統上的高性能傳感器獲取的圖像數據通過(guò)計算機的快速推算迅速識別農田地塊中由各種原因造成的脅迫和變異。而這種變異識別可以迅速地轉換成配方為農機的田間精準操作提供控制依據。

       近年來(lái)，隨著(zhù)無(wú)人機技術(shù)的全面推廣應用，使精準農業(yè)具有大量在頻度上、空間上、尺度上更高質(zhì)量的全天候高分辨率數據。數據質(zhì)量的提高和保證使精準農業(yè)的應用更加深入廣泛而且使精準農業(yè)技術(shù)邁入了一個(gè)以互聯(lián)網(wǎng)、云計算為基礎，通過(guò)高性能空間分析計算指導田間地塊變異管理的新階段。

2、編輯部：

       國內的學(xué)者專(zhuān)家也在積極地開(kāi)展精準農業(yè)研究。2017年中央1號文件還特別指出要發(fā)展“精準農業(yè)”。從我國具體國情出發(fā)，您建議國內發(fā)展“精準農業(yè)”應該聚焦哪些方面？

黃巖波：

       農業(yè)機械化是農業(yè)現代化的基礎。我考察過(guò)國內的一些農業(yè)試驗基地也留意過(guò)農田耕作的實(shí)際情況，發(fā)現國內的農業(yè)機械化水平總體還比較低，這使得農業(yè)信息化精準農業(yè)技術(shù)很難迅速嵌入實(shí)施。所以，開(kāi)發(fā)普及推廣適合中國國情的農業(yè)機械應該是實(shí)現中國農業(yè)現代化的首要任務(wù)。

       農業(yè)自動(dòng)化是農業(yè)現代化的目標。中國的農業(yè)現在面臨勞動(dòng)力嚴重短缺的問(wèn)題。所以，在此情況下，如何有效地保證農業(yè)生產(chǎn)力就成為中國農業(yè)亟待解決的問(wèn)題。農業(yè)自動(dòng)化是建立在機械化之上的，以此通過(guò)人工智能，互聯(lián)網(wǎng)，數據工程使其成為一個(gè)完整的體系為農業(yè)現代化服務(wù)。

3、編輯部：

       “智慧農業(yè)”在國內現在比較熱，政府、研究人員、企業(yè)都在研究“智慧農業(yè)”。能否請您談?wù)劽绹蒲薪?、企業(yè)界有沒(méi)有在“智慧農業(yè)”相關(guān)方面開(kāi)展工作？有沒(méi)有已經(jīng)典型應用的技術(shù)、案例等？政府是否已經(jīng)出臺了針對“智慧農業(yè)”的支持政策？

黃巖波：

       美國農業(yè)科學(xué)和工程界從精準農業(yè)的概念和現有技術(shù)出發(fā)重點(diǎn)在農業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數據和無(wú)人機等方面進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)、整合、傳播和應用，以把新一代的精準農業(yè)提高到智慧的層面。美國農業(yè)部食品和農業(yè)國家研究院 (USDA NIFA) 和美國國家科學(xué)基金 (NSF) 合作建立了農業(yè)機器人和網(wǎng)絡(luò )實(shí)體系統等方面的研究基金吸引支持學(xué)術(shù)研究以最終實(shí)現整體高度網(wǎng)絡(luò )化自動(dòng)化的精準農業(yè)系統。

       美國農業(yè)與生物工程師協(xié)會(huì ) (ASABE) 和電氣工程師學(xué)會(huì ) (IEEE) 在Michigan State University的協(xié)助下已辦了兩屆智慧農業(yè)研討會(huì )。與會(huì )代表對智慧農業(yè)的概念、范圍、今后的發(fā)展方向進(jìn)行了充分的討論和計劃。

       我本人和University of Maryland的Molly Brown教授一起應邀為聯(lián)合國糧農組織發(fā)起的《全球糧農系統到2050年展望》一書(shū)撰寫(xiě)了關(guān)于新一代精準農業(yè)的一章 (Huang Y. and Brown, M. Advancing to the next generation precision agriculture. In Agriculture & Food Systems to 2050 – Global Trends, Challenges and Opportunities, Chapter 9, 285-314, 2018. World Scientific Publishing, Singapore)。本章介紹了在農業(yè)航空施藥、農業(yè)遙感、農業(yè)統計等典型應用的技術(shù)和成功的案例，歡迎大家閱讀參考。

4、編輯部：

       國內有專(zhuān)家提出，“智慧農業(yè)”是“精準農業(yè)”的升級，您認為應該怎樣定義“智慧農業(yè)”？您對國內發(fā)展“智慧農業(yè)”有哪些建議？

黃巖波：

       到現在還沒(méi)有看到一個(gè)完整統一的智慧農業(yè)定義。個(gè)人認為智慧農業(yè)只是個(gè)技術(shù)概念，沒(méi)有涉及管理策略。而且在技術(shù)上也沒(méi)有明確的分工和聯(lián)系。在這方面還需要一些理論基礎上的工作以保證學(xué)科和行業(yè)在明確的方向上發(fā)展。應該說(shuō)現今智慧農業(yè)仍然涵蓋在精準農業(yè)之中，智慧農業(yè)的發(fā)展到今天還沒(méi)有跳出精準農業(yè)的管理和技術(shù)框架，但這不是說(shuō)將來(lái)不能，這要看大家的努力和實(shí)際的需要。

       發(fā)展智慧農業(yè)首先要統一認識，要搞清智慧農業(yè)的目的、意義、范圍和方向。搞智慧農業(yè)技術(shù)固然重要，但要有核心重點(diǎn)，要認真研究其對現有的農業(yè)管理方法有什么要求、影響，甚至有什么改變。

5、編輯部：

       您是期刊International Journal of Agricultural Science and Technology 的主編，又同時(shí)擔任好幾個(gè)高水平期刊，如Transactions of the ASABE、IJABE的欄目主編、編委等職務(wù)。最后能否請您談?wù)勗诠芾砀咚狡诳矫娴慕?jīng)驗和您對于《智慧農業(yè)》的辦刊建議？

黃巖波：

       任何一個(gè)刊物所面臨的最大問(wèn)題就是如何保持長(cháng)期穩定的稿源。辦法一般都是投稿和約稿相結合，正刊和特刊相結合，研究文章和綜述文章相結合。但無(wú)論怎么做，稿件的質(zhì)量是刊物成功與否的關(guān)鍵，刊物就是拼質(zhì)量拼水平，這樣才會(huì )有影響力才會(huì )有人看有人引用。所以，對稿件的質(zhì)量要嚴格把關(guān)。對稿件的評審一定要實(shí)事求是，不能看情面，刊物從上到下要有寧缺毋濫的決心。

編委簡(jiǎn)介

       Yanbo Huang (黃巖波)，男，博士，現任美國農業(yè)部農業(yè)研究服務(wù)局作物生產(chǎn)系統農業(yè)航空施藥和遙感首席科學(xué)家，農業(yè)工程研究工程師，Texas A&M University，Mississippi State University 和 Delta State University的兼職教授，中國農業(yè)科學(xué)院客座研究員。美國Texas A&M University農業(yè)工程博士。長(cháng)期從事過(guò)程的系統建模，優(yōu)化和控制方面的研究，特別是農業(yè)信息系統和技術(shù)在食品工程，灌溉工程和精準農業(yè)方面的研發(fā)和應用。發(fā)表和出版200多個(gè)科學(xué)出版成果，包括2本專(zhuān)著(zhù)，10篇書(shū)刊章節，85篇同行評審期刊文章。曾任美國農業(yè)部食品和農業(yè)國家研究院 (USDA NIFA) 的項目評審委員會(huì )主管并應邀任美國國家科學(xué)基金(NSF) 項目評審專(zhuān)家。曾任International Journal of Agricultural Science and Technology和Journal of Agricultural Science and Applications的主編和International Journal of Agricultural and Biological Engineering的欄目主編和Transactions of the ASABE的專(zhuān)業(yè)副主編以及其它幾個(gè)刊物的編委委員和專(zhuān)刊客座編輯。曾任海外華人農業(yè)，生物和食品工程師協(xié)會(huì )主席 (AOCABFE)。