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

1、編輯部：

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

黃巖波：

       精準農(nóng)業(yè)的概念實際上有兩個方面的含義，一是管理上要觀察識別田間地塊內(nèi)的差異性 (within-field variability)，比如土壤類型，養(yǎng)分及作物產(chǎn)量，并據(jù)此在田間地塊內(nèi)進行及時的變異投入 (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(tǒng) (GPS)，地理信息系統(tǒng) (GIS)和遙感（RS）的強力支撐。

       由此可以看到在管理層面上現(xiàn)在沒有什么“更先進”的理念可以直接傳承。而在技術(shù)層面卻發(fā)展迅猛，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)，特別是北斗系統(tǒng)的發(fā)展將提供有效的覆蓋和更精準的定位；同時，地理信息系統(tǒng)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(shù)據(jù)工程等技術(shù)為實現(xiàn)整體高度自動化的網(wǎng)絡實體系統(tǒng)成為可能。

       值得注意的是，在系統(tǒng)的精準農(nóng)業(yè)概念出現(xiàn)以前美國已經(jīng)在農(nóng)業(yè)上實現(xiàn)了相當程度的機械化。因此，當精準農(nóng)業(yè)概念建立之后美國迅速在20世紀80年代掀起了一個精準農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣應用的高潮。但由于當時的衛(wèi)星、傳感器及計算機水平，精準農(nóng)業(yè)的推廣應用主要以農(nóng)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)實現(xiàn)農(nóng)田變異的快速識別在當時成為精準農(nóng)業(yè)推廣應用發(fā)展的一個瓶頸。到本世紀一零年左右，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在世界范圍內(nèi)風起云涌，隨之農(nóng)業(yè)信息技術(shù)以新的面貌出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的推廣應用也全面展開。精準農(nóng)業(yè)到此時在美國已可以根據(jù)高頻率高分辨率衛(wèi)星、飛機和地面行走系統(tǒng)上的高性能傳感器獲取的圖像數(shù)據(jù)通過計算機的快速推算迅速識別農(nóng)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(zhuǎn)換成配方為農(nóng)機的田間精準操作提供控制依據(jù)。

       近年來，隨著無人機技術(shù)的全面推廣應用，使精準農(nóng)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(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高和保證使精準農(nóng)業(yè)的應用更加深入廣泛而且使精準農(nóng)業(yè)技術(shù)邁入了一個以互聯(lián)網(wǎng)、云計算為基礎(chǔ)，通過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(nèi)的學者專家也在積極地開展精準農(nóng)業(yè)研究。2017年中央1號文件還特別指出要發(fā)展“精準農(nóng)業(yè)”。從我國具體國情出發(fā)，您建議國內(nèi)發(fā)展“精準農(nóng)業(yè)”應該聚焦哪些方面？

黃巖波：

       農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。我考察過國內(nèi)的一些農(nóng)業(yè)試驗基地也留意過農(nóng)田耕作的實際情況，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的農(nóng)業(yè)機械化水平總體還比較低，這使得農(nóng)業(yè)信息化精準農(nóng)業(yè)技術(shù)很難迅速嵌入實施。所以，開發(fā)普及推廣適合中國國情的農(nóng)業(yè)機械應該是實現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的首要任務。

       農(nóng)業(yè)自動化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的目標。中國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)在面臨勞動力嚴重短缺的問題。所以，在此情況下，如何有效地保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力就成為中國農(nóng)業(yè)亟待解決的問題。農(nóng)業(yè)自動化是建立在機械化之上的，以此通過人工智能，互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)工程使其成為一個完整的體系為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化服務。

3、編輯部：

       “智慧農(nóng)業(yè)”在國內(nèi)現(xiàn)在比較熱，政府、研究人員、企業(yè)都在研究“智慧農(nóng)業(yè)”。能否請您談談美國科研界、企業(yè)界有沒有在“智慧農(nóng)業(yè)”相關(guān)方面開展工作？有沒有已經(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(nóng)業(yè)”的支持政策？

黃巖波：

       美國農(nóng)業(yè)科學和工程界從精準農(nóng)業(yè)的概念和現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)重點在農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)和無人機等方面進行進一步的開發(fā)、整合、傳播和應用，以把新一代的精準農(nóng)業(yè)提高到智慧的層面。美國農(nóng)業(yè)部食品和農(nóng)業(yè)國家研究院 (USDA NIFA) 和美國國家科學基金 (NSF) 合作建立了農(nóng)業(yè)機器人和網(wǎng)絡實體系統(tǒng)等方面的研究基金吸引支持學術(shù)研究以最終實現(xiàn)整體高度網(wǎng)絡化自動化的精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。

       美國農(nóng)業(yè)與生物工程師協(xié)會 (ASABE) 和電氣工程師學會 (IEEE) 在Michigan State University的協(xié)助下已辦了兩屆智慧農(nóng)業(yè)研討會。與會代表對智慧農(nóng)業(yè)的概念、范圍、今后的發(fā)展方向進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(nóng)組織發(fā)起的《全球糧農(nóng)系統(tǒng)到2050年展望》一書撰寫了關(guān)于新一代精準農(nóng)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(nóng)業(yè)航空施藥、農(nóng)業(yè)遙感、農(nóng)業(yè)統(tǒng)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(nèi)有專家提出，“智慧農(nóng)業(yè)”是“精準農(nóng)業(yè)”的升級，您認為應該怎樣定義“智慧農(nóng)業(yè)”？您對國內(nèi)發(fā)展“智慧農(nóng)業(yè)”有哪些建議？

黃巖波：

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

       發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)首先要統(tǒng)一認識，要搞清智慧農(nóng)業(yè)的目的、意義、范圍和方向。搞智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)固然重要，但要有核心重點，要認真研究其對現(xiàn)有的農(nóng)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，又同時擔任好幾個高水平期刊，如Transactions of the ASABE、IJABE的欄目主編、編委等職務。最后能否請您談談在管理高水平期刊方面的經(jīng)驗和您對于《智慧農(nóng)業(yè)》的辦刊建議？

黃巖波：

       任何一個刊物所面臨的最大問題就是如何保持長期穩(wěn)定的稿源。辦法一般都是投稿和約稿相結(jié)合，正刊和特刊相結(jié)合，研究文章和綜述文章相結(jié)合。但無論怎么做，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，這樣才會有影響力才會有人看有人引用。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。

編委簡介

       Yanbo Huang (黃巖波)，男，博士，現(xiàn)任美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務局作物生產(chǎn)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)航空施藥和遙感首席科學家，農(nóng)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(nóng)業(yè)科學院客座研究員。美國Texas A&M University農(nóng)業(yè)工程博士。長期從事過程的系統(tǒng)建模，優(yōu)化和控制方面的研究，特別是農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)和技術(shù)在食品工程，灌溉工程和精準農(nóng)業(yè)方面的研發(fā)和應用。發(fā)表和出版200多個科學出版成果，包括2本專著，10篇書刊章節(jié)，85篇同行評審期刊文章。曾任美國農(nóng)業(yè)部食品和農(nóng)業(yè)國家研究院 (USDA NIFA) 的項目評審委員會主管并應邀任美國國家科學基金(NSF) 項目評審專家。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的專業(yè)副主編以及其它幾個刊物的編委委員和專刊客座編輯。曾任海外華人農(nóng)業(yè)，生物和食品工程師協(xié)會主席 (AOCABFE)。