趙春江是我國農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域的領(lǐng)軍人，他領(lǐng)導(dǎo)并參與研發(fā)的兩個(gè)項(xiàng)目被專家們稱為是“頂天立地”的項(xiàng)目。所謂“項(xiàng)天”，指的是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范研究，目標(biāo)是要把一塊大田里每一小塊土地最大的生產(chǎn)潛力挖掘出來，這是目前國際農(nóng)業(yè)研究的前沿項(xiàng)目；而“立地”，說的是農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，也就是農(nóng)民常說的“電腦農(nóng)業(yè)”，就是用電腦來指導(dǎo)農(nóng)民種地，選什么品種、什么時(shí)候播種、施多少肥、澆多少水，電腦全能告訴你。這“頂天”“立地”的兩項(xiàng)研究，分別獲得了2007和2006年度的國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。這位能夠在“天”、“地”之間自由翱翔的科學(xué)家究竟具有什么特殊的本領(lǐng)呢?

國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范基地建立在北京市的小湯山，北京小湯山國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范基地是從1999年開始建設(shè)的，這個(gè)占地2500畝的項(xiàng)目是當(dāng)時(shí)國家計(jì)委批準(zhǔn)立項(xiàng)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。趙春江領(lǐng)導(dǎo)的國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心是這個(gè)項(xiàng)目主要的承擔(dān)者。作為國內(nèi)第一個(gè)國家級(jí)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范基地，這里每年都要接待數(shù)以千計(jì)的農(nóng)業(yè)科研工作者。人們來這里的目的只有一個(gè)：感受現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的核心思想就是要因地制宜、按需投入，通過這種管理的思想理念，要發(fā)揮農(nóng)田里每一小塊土地的最大的潛力，另一個(gè)方面，就是要高效率的使用我們投入的化肥、農(nóng)藥、灌溉等等。

從上個(gè)世紀(jì)九十年代中期開始，糧食安全問題越來越受到中央和地方各級(jí)政府的高度重視，在這種背景下，如何挖掘生產(chǎn)潛力，最大限度地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，成為農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重要突破口，科學(xué)家們紛紛致力于尋找新的技術(shù)途徑。出路在哪里呢?

趙春江覺得，要讓精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)成為可以操作的生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，必須建立一套完整的技術(shù)體系，這涉及到遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、智能機(jī)具等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。

趙春江形象地解釋了這一技術(shù)體系的三個(gè)環(huán)節(jié)，第一個(gè)環(huán)節(jié)是要獲取這些農(nóng)田每個(gè)地方的基本情況，這就是信息，第二個(gè)環(huán)節(jié)，有了這個(gè)信息之后，應(yīng)該怎么管理，這就是管理的決策處方，相當(dāng)于醫(yī)生給病人看病一樣，開的處方，讓你吃什么藥，第三個(gè)環(huán)節(jié)，如何把精確量的化肥、農(nóng)藥科學(xué)準(zhǔn)確地投放進(jìn)地里。

信息獲取是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)很重要的研究?jī)?nèi)容，測(cè)土是分析研究的第一步。不過在2500畝土地上取樣可是很有難度的，取多了，化驗(yàn)分析成本高，取少了，又不精準(zhǔn)，那么怎么才能找到一個(gè)平衡點(diǎn)呢?

趙春江研究并決定使用規(guī)劃采樣的方法，就是先在比較密地取一部分田，然后分析這個(gè)地的變化的情況。如果變化比較大，就再加密取樣，加密到什么程度取決于模型計(jì)算出來的數(shù)據(jù)，如果變化不是特別大，那就取稀一點(diǎn)，可以節(jié)省時(shí)間和成本。

按照趙春江的規(guī)劃采樣理論，工作人員在基地2500畝土地上共選擇了713個(gè)取樣點(diǎn)。除了傳統(tǒng)的測(cè)土分析之外，他們還采用先進(jìn)的遙感技術(shù)來大面積地快速獲取信息。趙春江認(rèn)為，這是將來精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)真正走向?qū)嵱没竺娣e推廣的一個(gè)主要的信息源。

他們做了大量的遙感飛行試驗(yàn)，目的就是要建立這種模型，將來通過這個(gè)模型就可以解析出具有農(nóng)學(xué)意義的一些信息。

2001年，趙春江的科研小組在北京小湯山地區(qū)連續(xù)做了4次大型的衛(wèi)星、飛機(jī)、地面同步測(cè)量試驗(yàn)。每一次試驗(yàn)，都像是在進(jìn)行一場(chǎng)多兵種聯(lián)合參與的實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。

無論是采取地面取樣，還是通過遙感測(cè)量，所有獲得的信息都必須錄入計(jì)算機(jī)，通過相應(yīng)的軟件計(jì)算之后，把它們變成處方圖。而能夠解讀處方圖，并按照要求進(jìn)行變量操作的智能機(jī)具的研發(fā)，成了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施環(huán)節(jié)的最大問題。剛開始的時(shí)候，趙春江他們從美國進(jìn)口過一批智能機(jī)具，比如這臺(tái)五鏵犁，當(dāng)初購買的價(jià)格是65萬元人民幣，使用之后他們才發(fā)現(xiàn)，基本上每用一次，就得再花最少5千元錢。這臺(tái)機(jī)器的犁片，每一次耕作之后，原先新的犁片就會(huì)磨損很多，基本上每使用一次，5片犁都得換，買一個(gè)新的犁，一片需要800元錢，然后再加上25％的關(guān)稅，成本非常的高，從訂貨到到貨，有一個(gè)非常長的周期，少則幾個(gè)月，多則半年，這期間有可能會(huì)耽誤農(nóng)時(shí)。趙春江直為這事發(fā)愁，后來趙春江想了一個(gè)辦法來解決這個(gè)問題，就是在上面堆焊了一層耐磨的材料，這個(gè)材料可以在工作的時(shí)候起到保護(hù)底下這個(gè)犁片的作用，這樣的話，使用的壽命可以延長。

修修補(bǔ)補(bǔ)雖然可以解決一時(shí)的困難，但趙春江清醒地認(rèn)識(shí)到，國外進(jìn)口的智能機(jī)具并不適合中國目前的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平和生產(chǎn)作業(yè)規(guī)模，否則得話，別說是一個(gè)農(nóng)民，就是一個(gè)農(nóng)場(chǎng)、一個(gè)企業(yè)，它也無法接受。于是，他帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)在消化吸收進(jìn)口農(nóng)機(jī)的基礎(chǔ)上，先后開發(fā)出了一系列小型化、經(jīng)濟(jì)適用的智能機(jī)具，成本比進(jìn)口的同類機(jī)具降低至少50％以上。比如安裝了衛(wèi)星定位系統(tǒng)和車載電腦的變量施肥機(jī)、具有光譜識(shí)別功能的除草機(jī)、溫室里使用的可移動(dòng)施肥噴藥一體機(jī)、還有能夠利用手機(jī)短信遠(yuǎn)程控制的噴灌設(shè)施等等。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范研究獲得了2007年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，專家評(píng)價(jià)說：趙春江他們的研究，初步構(gòu)建了我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)從理論到技術(shù)，到產(chǎn)品，再到系統(tǒng)的技術(shù)體系，產(chǎn)品技術(shù)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。

而這個(gè)“頂了天”的項(xiàng)目，當(dāng)初居然是撿來的，是另外一個(gè)單位干了一年多時(shí)間，覺得難度太大，做不下去了，轉(zhuǎn)送到了北京市農(nóng)林科學(xué)院的。那是2000年，那一年趙春江36歲，一個(gè)36歲的年輕人怎么就敢接手這個(gè)“燙手的山芋”呢?那是因?yàn)橼w春江當(dāng)時(shí)手頭正在進(jìn)行的一個(gè)“立地”的項(xiàng)目給他墊了底。

趙春江1964年出生在河北省定興縣，1985年畢業(yè)于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)系，同年考上北京市農(nóng)林科學(xué)院小麥栽培專業(yè)的研究生，師從我國著名的小麥專家諸德輝教授，1988年，他考入中國農(nóng)業(yè)大學(xué)攻讀作物栽培與耕作專業(yè)的博士學(xué)位。雖然所學(xué)專業(yè)一直沒有離開農(nóng)學(xué)的范疇，但他從剛上大學(xué)開始，就對(duì)數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)表現(xiàn)出極大的興趣。在他看來，農(nóng)業(yè)的問題，如果要是不用量的問題來進(jìn)行表達(dá)的話，將永遠(yuǎn)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)，永遠(yuǎn)只是憑借經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)業(yè)。

1991年，趙春江完成博士學(xué)位，回到北京市農(nóng)林科學(xué)院小麥栽培研究室工作，正趕上單位準(zhǔn)備開展《北京地區(qū)小麥生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)》的研究，兼?zhèn)滢r(nóng)學(xué)和計(jì)算機(jī)知識(shí)的趙春江成了挑大梁的角色。

趙春江開始做專家系統(tǒng)，把專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，通過一種途徑集成在一起，然后讓農(nóng)民去使用。要讓計(jì)算機(jī)像專家一樣有學(xué)問，首先需要收集、錄入大量的信息，比如土壤、氣溫、水分、病蟲害等等；然后，還得讓計(jì)算機(jī)像專家一樣會(huì)分析問題，能從數(shù)據(jù)中找出小麥增產(chǎn)的基本規(guī)律。而農(nóng)民能利用這個(gè)規(guī)律來對(duì)照小麥生長過程中各種條件的變化，科學(xué)地進(jìn)行調(diào)整，從而

達(dá)到增產(chǎn)的目的。由于是個(gè)新鮮事物。沒有先例，趙春江只能探索著進(jìn)行。

趙春江白天到郊區(qū)的試驗(yàn)田里收集各種數(shù)據(jù)，晚上回到單位把它們錄入電腦，進(jìn)行計(jì)算，算出結(jié)果再拿到田里去比對(duì)、分析，出現(xiàn)誤差再回來修改計(jì)算程序。經(jīng)過3年多反反復(fù)復(fù)的計(jì)算、修改和實(shí)踐檢驗(yàn)，《北京地區(qū)小麥生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)研究》終于取得了階段性的成果，試驗(yàn)田平均增產(chǎn)8％～10％，每畝小麥能增收節(jié)支40元左右。1995年5月12日出版的《人民日?qǐng)?bào)》報(bào)道了這項(xiàng)技術(shù)成果。誰也沒有想到，這篇報(bào)道會(huì)讓趙春江的命運(yùn)出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變。

國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院的吳泉源教授，當(dāng)時(shí)是國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃，也就是863計(jì)劃智能計(jì)算機(jī)專家組的項(xiàng)目監(jiān)理，主要負(fù)責(zé)智能技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用研究。他無意中看到了《人民日?qǐng)?bào)》上的那篇報(bào)道，于是率領(lǐng)專家組開始對(duì)趙春江進(jìn)行考察。

由于政府對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的高度重視，國家863計(jì)劃也開始向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的高新技術(shù)研究?jī)A斜，吳泉源教授從1991年就開始在全國范圍內(nèi)尋找把計(jì)算機(jī)高技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的研究案例。趙春江博士既懂農(nóng)業(yè)又懂計(jì)算機(jī)，是最佳的人選。

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)從此被納入國家863計(jì)劃，簡(jiǎn)稱為“863電腦農(nóng)業(yè)”，從1996年開始得到國家科技部連續(xù)10年的大力支持。趙春江擔(dān)當(dāng)起了這一成果在全國推廣的重任?？墒沁@一推，新的問題馬上就出現(xiàn)了。因?yàn)樽畛醯难芯渴前凑毡本┑貐^(qū)的條件來設(shè)計(jì)的，可是其它地方的土壤、氣候條件完全不一樣，對(duì)北京地區(qū)有用的系統(tǒng)對(duì)其它地區(qū)根本沒有用，到了每一個(gè)地方都必須重新進(jìn)行二次開發(fā)。按照863課題組的規(guī)劃，趙春江他們選擇了河北、黑龍江、海南等幾個(gè)省先進(jìn)行試點(diǎn)，在工作中他們很快發(fā)現(xiàn)，各省選派來參與系統(tǒng)開發(fā)的人員根本上不了手。

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的推廣是從電腦掃盲開始的，要讓習(xí)慣了使用尺子的農(nóng)技推廣人員習(xí)慣用鼠標(biāo)，可不是一件容易事。趙春江帶領(lǐng)他的課題組成員采用“邊開發(fā)邊示范”的原則，在全國各地展開了曠日持久的技術(shù)培訓(xùn)。

十年間，趙春江和他的課題組成員在全國共培訓(xùn)了十幾萬農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)人員。除了廣泛地講授專家系統(tǒng)的基本原理和操作方法之外，趙春江他們還采用了手把手的方式進(jìn)行具體指導(dǎo)。趙春江還研發(fā)出了核心成果…農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上，裝入什么種類的農(nóng)業(yè)知識(shí)，就可以建造相應(yīng)種類的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。這套系統(tǒng)操作界面比較簡(jiǎn)單、生動(dòng)，農(nóng)技推廣人員和農(nóng)民可以利用它進(jìn)行各種農(nóng)業(yè)問題的咨詢，比如當(dāng)?shù)剡m合種植什么品種、怎樣施肥、灌溉，也可以利用它對(duì)作物病害和畜禽疾病進(jìn)行診斷，給出防治處方。

十年間，“863電腦農(nóng)業(yè)”推廣到了全國26個(gè)省市、自治區(qū)，已經(jīng)開發(fā)出大田作物、蔬菜、果樹、畜牧、水產(chǎn)、中藥材等農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)83種、200多個(gè)，覆蓋700多萬農(nóng)戶，幫助農(nóng)民增收致富近百億元。在這個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)和推廣過程中，趙春江所領(lǐng)導(dǎo)的國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心集納了計(jì)算機(jī)、農(nóng)學(xué)、工程、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科的專業(yè)人才，在專家決策、信息采集等方面具備了較強(qiáng)的技術(shù)力量。