高万林，李佩佩，李桢，陶红燕，胡慧
（中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083）
摘要：当前中国处在信息技术高速发展的时代，各行各业的信息化水平日益提升。农业作为中国国民经济的基础，其信息化水平的建设势必影响到整个社会信息化进程的推进，笔者就农业信息化这个概念做了比较详细的剖析，将农业信息化按生产过程分为产前、产中、产后的信息化，并将各个阶段又具体细化为3 个方面的内容，提出了农业信息化进程的3X3架构。随后对3X3架构的具体内容进行了全方位多角度的详细阐述，指出农业信息化产前、中、后3 个阶段紧密联系、不可分割、互相促进，很好地把握农业信息化这几个方面的关系，以科学的方式推进农业信息化进程有助于中国的农业信息化更好地实现。最后，在全面推进农业信息化的基础上，提出了“新农业”的概念，努力实现社会主义新农业是需要不断奋斗的目标。
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关键词 ：农业信息化；3X3架构；产前信息化；产中信息化；产后信息化；新农业
中图分类号：S-9 文献标志码：A 论文编号：2013-0131
基金项目：国家“十一五”科技支撑计划——现代村镇服务业技术集成示范(2006BAJ07B09)。
第一作者简介：高万林，男，1965 年出生，四川广元人，教授，博士，研究方向：农业信息化技术。通信地址：100083 北京市海淀区清华东路17 号中国农业大学东校区信息与电气工程学院，Tel：010-62736755，Email: gaowlin@cau.edu.cn。
收稿日期：2013-03-26，修回日期：2015-04-02。
0 引言
农业是中国国民经济的基础，主要表现在农业是人类的衣食之源，生存之本，中国农业要保证十几亿人的吃饭问题；农业为工业提供原料，农产品是重要的出口商品；农业的发展和劳动生产率的提高，将为其他部门的国民经济发展提供丰富的资源[1]。
而现阶段中国农业生产相对落后，已成为国民经济最薄弱的环节，如果得不到加强，它将很难支撑国民经济其他部门的发展。因而，农业生产的发展是中国人民生活水平提高、现代化建设、社会稳定的基础，并最终决定着国民经济其他各部门的发展规模和速度，是能否实现现代化战略目标的关键[2]。
计算机等信息化技术的不断发展在各领域取得了巨大的进步，用最先进的生产力信息化武装农业，利用农业信息化技术来解决农业问题，是当前加快农业发展的最好途径[3-4]。
1 农业的概念
什么是农业？农业的范围很广，定义也有很多版本，一般比较熟悉和常见的分类是把农业定义为农林牧副渔行业的统称，这五业之一的农业指的是小农业，即平常所说的狭义农业种植业，而广义的农业包含这5 个方面，即需要讨论的农业这个概念。
另有一种比较好的定义方法，是把农业定义为从生物生长繁殖中取得产品的行业，有人将农业的这个概念很好地诠释成了“十字形大农业”，十字中的那一横道，由植物生产业、动物生产业和微生物生产业构成，这是按照作为生产对象的不同种类的生物来划分的诸农业部门的整体。笔者将这个整体称为“一字形大农业”。十字中的那一竖道，分做一的上下两截。上截用来表示“农业服务业”，下截用来表示“农产品完成业”。这里的“农业服务业”是指为整个“一字形大农业”服务的服务业。而“农产品完成业”也是指整个“一字形大农业”中的农产品的完成业[5-6]。
总之，一般意义上农业即通常所说的第一产业。目前，随着世界经济的发展，时代赋予了农业更多的内涵。随着市场化、工业化进程的加快，农业包含了从生产到加工以至流通各个环节，农业不单是第一产业，而是三次产业的聚合[7]。农业的效率也是各个环节效益之和。这也正是笔者阐述的广义农业的含义，这是现代意义上的农业，与以往传统农业相比已经有了很大的改变。
2 农业信息化的内涵及农业信息化的3X3 架构
农业信息化就是培育和发展以计算机为主的、智能化工具为代表的新的生产力，并使之应用于农业的历史过程。农业信息化是农业全过程的信息化，是在农业领域全面地发展和应用现代信息技术，使之渗透到农业生产、消费、市场等各个具体环节，以加速对传统农业改造，大幅度地提高农业生产效率和农业生产力水平，促进农业持续、稳定、高效发展的过程[8-9]。
根据农业生产过程的时间顺序，笔者将农业信息化分为产前、产中、产后3 个阶段的信息化过程，其中产前信息化包含劳动资料、劳动对象和劳动者的信息化[10]；产中信息化包含生产过程、生长过程和产品管理的信息化；产后信息化包含储运、加工及产后销售的信息化[11]，其体系如图1 所示。这种分类方法思路完备、线条清晰，以一种新的视角将农业信息化的内容按时间顺序阐述得清晰明了，指出农业信息化的各个阶段紧密联系而又相互制约。在实际工作中，只有将这3个阶段及各3 个小方面的要点内容深刻理解，并扎实掌握其核心思想，才能有助于更好地建设农业信息化，将农业信息化的这种分类方法称为农业信息化的3X3架构。推进农业信息化的快速健康发展，关键就是这3X3 具体内容的推进，它为人们实际工作中对农业信息化具体推进措施和对策的提出提供了一个很好的参考和借鉴。
2.1 产前信息化
通常情况下，任何生产过程离不开生产力的作用，农产品的生产也是如此。生产力是人类改造自然的能力，构成生产力的基本要素是：以生产工具为主的劳动资料，引入生产过程的劳动对象，具有一定生产经验与劳动技能的劳动者。而平时所说的生产资料指的是人们从事物质资料生产所必需的一切物质条件，即劳动资料和劳动对象的总和。其中劳动资料是指人用以影响和改变劳动对象的一切物质资料的总和，包括生产工具、土地、建筑物、道路、运河、仓库、机器、设备、厂房等。劳动对象指在劳动中被采掘和加工的东西，可以是自然界原来就有的如地下矿石，也可以是加工过的原材料如钢材等。
农业生产的产前主要是准备工作的实施，首先需要调研，根据市场需求分析制定什么样的生产才能让农民致富赚钱，生产出的农产品有最终的销路，可以让农民得到更多的实惠。如某年种田计划播什么种、怎么播，还涉及到所需的土地面积、种植工具、所需设备以及需要什么样的劳动者等。具体可以按生产力的三要素来分类，即劳动资料、劳动对象和劳动者。这3 个方面的信息化基本包含了农业的产前信息化。在这里可以创建一个市场分析预测系统，利用这个系统提供的对生产力要素需求资料，创建一个区域宏观决策系统，对这些信息进行决策处理。
2.1.1 劳动者信息化首先，劳动者的信息化是产前信息化的关键。劳动者是生产的主体，劳动者的能动性在生产中发挥着无法替代的作用。加强对劳动者的信息化水平培训，是农业产前信息化的第一步也是最重要的一步。农业劳动者素质的高低直接影响着整个生产过程中信息化的实现水平，影响着产前决策的正确性与否。劳动者信息化需要对各类人员进行培训，包括各级农业技术推广员、农业领导、农户等，同时劳动者的信息化还可包括对劳动者自身信息的信息化，统计一定区域内劳动力资源分部情况，以便在有合适的农业生产项目时更好地分配这些劳动力到不同的岗位上，因产施才，做到资源的最合理分配。
2.1.2 劳动资料信息化其次，前面提到的在生产前确定如何选址、需用土地的大小及面积、需要的机器设备及厂房、以及什么样的环境、用什么样的生产工具等，这些都是产前必不可少的工作，同时也属于劳动资料的相关问题，对劳动资料的信息化，可以很方便地了解并分配这些资源。例如知道一块地上现阶段种小麦会创收，以后也会有很好的销路，就需要对小麦播种相关劳动资料进行准备。需要规划用地多少公顷，拖拉机、水泵等如何准备，犁、耙或更高级的工具如何选用及准备，或如何配置更智能化的工具，把这些工作信息化，利用现代科学技术并根据实际调研出的需求估算出用地面积、联网核查出拖拉机等如何与其它土地分配使用更节约，犁耙等需要多少把更合适，并如何与劳动者搭配等，这将大大增加农业生产的科学性和合理性。另外对种子、种苗、农药、肥料等农资产品进行信息化管理及产品、市场信息发布，创建方便农民选购、验证和投诉的农资信用信息体系、建立农资监管长效机制，切实保障农民等广大消费者的利益，是劳动资料信息化中重要组成部分。
2.1.3 劳动对象信息化最后，劳动对象的信息化也是从一开始就起着很重要作用，根据市场需求确定要种什么或养什么进而进行具体准备，本身就是信息化的一个重要内容。如开始调研某年市场猪肉供不应求，根据信息化搜集情报及分析，观察如果这种情况还将持续一段时间，这时才应开始有规划地进行养猪，确定好要养的数量及以何种方式喂养等，将会对生产起到关键的作用。先与客户签订合同并按照其组织安排生产的订单农业，实质就是通过订单的形式把市场需求反映出来，引导农民按市场需求进行生产，克服农业生产的盲目性和波动性。这是产前信息化的一种重要形式。因此农产品市场监测预测系统及农业决策系统在农业产前信息化中占有举足轻重的地位。
2.2 产中信息化
农业产中信息化包括生产过程的信息化、生长过程的信息化以及产品管理的信息化。
2.2.1 生产过程信息化生产过程信息化是农业生产中比较关键的一步，它是一个非常复杂的过程，关系到农业生产的方方面面，包括农作物生产过程中的平整土地、播种、育苗、插秧、施肥、除虫、收割和牲畜饲喂等一系列过程，生产过程信息化就是指用信息化的手段对这些过程进行改进并更好地完成，提高农业生产的效率。如对农作物土地平整可以采用激光平地等技术，大大提高平地的效率和质量；利用智能化的机械播种、育苗、插秧，利用机器人进行果实采摘，实现智能喷洒农药等，提高农作物生产过程的自动化水平；利用病虫害防治系统实现对农作物的病虫害监测；对牲畜的饲喂采取自动配料方式，科学地进行喂养；在生产过程中使用现代化的生产管理系统、智能控制系统等实现对生产过程的高效可靠控制等。
2.2.2 生长过程信息化生长过程包含了农作物从开始的发芽到最后的收获结果，牲畜的生、老、病、死等整个过程，甚至微生物的孕育死亡，生长过程的信息化正是对生物从开始到结束整个生长过程中可能的工作进行信息化，包括监控生物生长过程、病虫害防治、疾病预防、营养配置、生长环境监测等很多步骤，很好地实现生长信息化，有利于农产品健康、高效地成长。如建立农作物生长动态监测系统，对农产品长势进行监测；建立病虫害防治信息系统，尽可能实现相关信息共享；建立牲畜生长情况监测系统，及时监控牲畜的生、老、病、死等过程。由此可见，农业中生产过程与生长过程信息化是有交叉的，可以结合看待。
2.2.3 产品管理信息化产品管理信息化主要是为了方便人们对农产品的统计管理，这是一项繁杂的工作，可能需要大量的计算、分析与信息共享等，主要包含农产品收获及农产品管理，利用现代化手段统计农产品数量并及时跟踪其物流情况，如利用RFID 技术进行农产品数量和信息的记录统计[12]，这也为下一阶段产后信息化的实现做了较好的准备工作；利用信息农业、网络农业的手段实现农产品信息搜集与共享，方便进行产品的信息化管理[13]。建立农产品管理信息系统，利用现代化手段实现产品管理的信息化，是实现农业信息化中不可缺少的一步，同时也关系到产后信息化能否更好地实现。
2.3 产后信息化
产后信息化包括农产品的储存运输、再加工以及销售等过程的信息化。这是农业生产中最关键的一步，农产品的最终合理销售处理才能使农民真正得到实惠。
2.3.1 储运信息化首先储运信息化很重要的一点就是农产品的物流信息化。要改变中国农产品物流落后的现状，减少农产品损耗的最直接方法就是将信息技术应用到农产品物流的过程中，实现农产品物流的信息化[14]。具体来说可承接产中产品管理信息化的过程，将RFID 用于物流管理过程中。同时应在原有农村经济信息系统的基础上，加强市场信息硬件基础设施建设，实现生产者和销售者的计算机联网、资源共享、信息共用，对物流各环节进行实时跟踪、有效控制与全程管理，并逐步搞好农产品信息处理与发布工作以及市场信息咨询服务[15-16]。
2.3.2 加工信息化通过信息化的信息实时流动，可以高效地知道哪些产品运往哪里，在哪里进行何种加工比较经济合理。这就自然引出了产后另一个重要环节——加工信息化。在加工阶段，也要利用RFID 标签中的信息对产品进行分拣，将符合加工条件的产品进入下一个加工环节，同时可将产品信息、生产日期、产品等级、保质期等内容添加到RFID标签中[17]。不但这样，加工信息化还包含很多方面，如选择怎样的加工方式，在什么情况下加工最合理合适，加工环境怎样选择，根据市场需要将农产品再加工成什么形式最有销售市场等。
2.3.3 销售信息化销售这个环节应该说更需要信息化的支持。众所周知，只有通过销售这个环节，农产品才能转化为货币为农民增收做出贡献，所以说销售这个环节至关重要，是整个农业产业中无可替代的一步。首先是待售产品的信息公开化，只有让更多的人知道农民有什么产品，这些产品的好处何在，才能让农产品有更多的市场，进而较好地实现其价值，甚至可以“待价而沽”。其次就交易方式的信息化来说，中国各地区发展存在极大的不平衡。在绝大部分地区还是传统的看货、订货、装车、人工过秤、开单、付款等交易流程，这样既慢又不安全，而在另一些地区已经实现了全程电子化，即市场交易电子化、市场结算电子化。电子交易的基本流程是：买方看货、订货、装车、电子过秤、刷卡、交易完成。卖方将所有货款都划到自己的IC 卡上。卖完货后直接到市场结算中心取货款。既不用担心货物丢失，也不用担心票据丢失，既方便又安全[18]，效率大大提高。
产后信息化的具体实现可通过制定农产品交易系统，物流配送信息系统，储运登记系统等完成，同时也可依托于网络农业、信息农业的手段实现产后农产品信息的发布与共享，还可通过在线发布农业相关新闻、农产品具体信息、交易信息等内容实现产品更好地宣传与销售。
另外，农业的产前信息化依托于产后的信息化，尤其是农产品市场预测系统、分析决策系统，都是依托现有的市场情况进行分析和实现的，所以产后信息化至关重要。
2.4 产前、产中、产后信息化的关系
为了便于理解和阐述，笔者将农业信息化按时间顺序分为了产前、产中和产后这3 个阶段的信息化，它们虽然各有侧重，但却又互相渗透，不可割裂，共同统一于农业信息化这个有机的整体中。其中产前信息化是基础，引领产、中、后的信息化，是整个农业信息化的先导；产中信息化是实现农业高产增收的关键性阶段，它依托于产前信息化，又影响着产后的信息化；而产后信息化的结果如市场行情等又反映了农业市场的走势，决定着产前信息化的实施，3 个阶段信息化互相衔接、互有影响、互相交织。
因此，相应地很多农业的信息化手段贯穿于农业生产的前、中、后整个过程中，如设施农业，它的核心设施是环境安全型温室、环境安全型畜禽舍、环境安全型菇房[19]，采用必要的设施设备，同时选择适宜的品种和相应的栽培技术，使传统农业逐步摆脱了自然的束缚，同时也使农产品打破传统农业的季节性，实现农产品的反季节上市的有效方法，其中既包括产前相关设备的准备和作物品种的选用，又包含产中栽培技术的应用及产后反季节作物的销售；又如农业专家系统，它主要包括产中栽培及生产管理系统、农作物生长发育模型模拟系统、营养诊断系统、温室的环境控制与调节系统、病虫草害预测预报诊断系统、产前市场预测系统、农场管理决策系统等[20]；网络农业既包括利用网络的资源指导农产品生产过程，还包括产前和产后的在线新闻发布（如品种信息，技术信息，市场导向，生产资料等的最新新闻），专家论坛，网上BBS，农业生产的政府指导方针等信息，同时便于人们的查找；另外超市农业是探索现代的农业产业体系和产销体系的一种形式，主要是指优质农产品，如无公害农产品、绿色食品、有机食品等，通过标准化建设原料基地，组织生产，根据超市的经营业态要求进行分级、整理、包装、储运、配送，形成一个新型的农业产销体系；又如信息农业，正是集知识、信息、智能、技术、加工和销售等生产经营诸要素为一体的开放式、高效化的农业……这就要求人们在进行农业信息化建设的进程中统一布置，全面推进。
3 农业信息化是实现“新农业”的第一步
在经济全球化、信息化背景下，中国农业迫切需要快速发展，以便满足国内人民的需要，迎接经济全球化带来的挑战，发展“新农业”的需求日益紧迫。
3.1 新农业的概念
新农业是相对传统农业而言的，是指按照现代农业是市场农业的基本特性的思路，转变传统观念，树立以工业的理念发展农业，以商业思维经营农业，加快构建一个与WTO规则相衔接的现代化农业框架，以市场引导拓展提升农业的产业内涵，创新农业生产方式、产业形态和经营方式，提高农业与工业、信息、商贸、旅游服务业的关联度，实施一、二、三产业相互渗透、相互交融、相互支持的产业发展战略，努力实现全面健康可持续发展农业，从而达到服务于最广大农民利益乃至整个社会人民群众共同利益的新型化大农业[21]。
3.2 新农业的内涵
新农业着重于新技术在生产中的应用、经营农业和市场营销流通方面，从体制、机制上创新农业生产方式、经营方式和经营主体，推进农业专业化、产业化，实行产供销一体化，强化农业物流体系建设，完善营销网络，把“订单农业”、“超市农业”、连锁经营农业、网络农业等农产品现代流通方式，作为新农业的主导方式，以市场需求引导现代农业新发展，促进农业转型升级。新农业是用高新信息技术全面改造和提升传统农业，是以人的智力和技术资源为动力，以高附加值的农产品生产、经营和服务为支柱，以强大的农业科技创新系统为后盾的知识化农业。发展新农业，引领中国现代农业和当代农业发展，是未来中国农业发展的必由之路。
3.3 农业信息化与“新农业”的关系
在组织方式上，新农业是通过信息化手段，透过农业企业经营的整合、创新及改革，构建农业产业价值链。它应以农会、农业合作社、规模化农业企业等为中心经营体，以周边农民团体、卫星农场为基础，运用垂直整合、水平扩张、同业与异业结盟等方式，将小农整合为大农，以扩大经营规模，降低经营成本，改进农产品品质，稳定农产品供需，提高产销效率，塑造竞争优势。
在生产环节上，新农业在产前环节，会根据“订单农业”的要求，进行农业信息化相关建设，收集整理市场信息，确定生产何类产品，准备相关的生产资料，确定劳动对象，并对劳动者进行信息、技能等相关培训。产中环节，会采用“生物农业”、“精准农业”等一系列先进的信息化、生化手段，促进农业的高效产出。产后环节，会通过“超市农业”、“网络农业”等物流、加工、销售手段，确保农产品及时、准确地进行二次加工及运输、配送，保证产品的营销渠道畅通。可以预见，在新农业的实现发展过程中，农业生产力水平将大幅提高，农民收入水平也将加快上涨，城乡差距将进一步缩小，城乡一体化进一步实现。
4 结论与讨论
收集信息、整理信息、使用信息、传播信息，用信息技术武装农业，提高农业产量及附加值，是新农业实现的前提和第一步。思想认识上，只有掌握了信息，认识到模式的优越性，改变农民的传统观念，新农业才能够快速发展；产前，只有掌握了信息，对农民进行技能培训，对拟生产作物进行判断规划，农业生产才能脱离盲目化的生产，引进商业经营的概念，面向复杂多变的市场，加强抗风险性；产中，只有掌握了信息，了解到最先进的技术，才能引进和应用先进的生产工具和种养殖技术，快速提高农业生产力水平；产后，只有掌握了信息，才能保证农产品的销售及匀速，才能够做到与城市接轨，与国际接轨，促进城乡一体化发展。上述对信息的收集、应用，是农业信息化正在开展的工作。因而，农业信息化是新农业的前提和第一步。整个农业信息化的建设过程最终也是为了实现社会主义“新农业”服务的。当前，应大力加强中国农村基础设施建设，推动农业信息化发展，改变中国农业现状，为新农业的发展走好第一步。
农业信息化是农业行业的信息化，笔者用农业信息化的3X3 架构能更加清晰和详细地阐述这个概念，即根据生产过程将其分为产前、产中和产后信息化，农业信息化的这3 个阶段是紧密联系不可分割的，在农业信息化进程中互有渗透，共同组成了农业的全面信息化。在中国社会主义现代化建设进程当中，只有牢牢把握农业信息化的概念，理清农业信息化的主要任务和内容，用科学的模式推进，才能实现中国农业的最终信息化。
农业信息化是农业化、工业化和信息化的有机融合，以信息化带动工业化，以工业化促进农业产业化，这是中国改革开放多年总结的宝贵经验。在社会主义现代化建设过程中，在不断提倡和推进新农村建设的浪潮中，提出了“新农业”的概念。作为发展新农业的第一步，当前，应该大力加强农业信息化建设，在农业信息化水平不断提升和发展的过程中，逐渐实现“新农业”的目标。
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