趙婧 柴守璽 李星
摘要:闡述了甘肅馬鈴薯專家系統(tǒng)的主要內(nèi)容和功能,分析了馬鈴薯專家系統(tǒng)的突出特點(diǎn)及其應(yīng)用過程中面對(duì)的脅迫和應(yīng)用前景。探討提出了甘肅馬鈴薯專家系統(tǒng)推廣應(yīng)用的途徑:上手專業(yè)技術(shù)人員,成為技術(shù)工具;入戶新型經(jīng)營(yíng)主體,成為良師益友;進(jìn)入行業(yè)管理部門,成為決策依據(jù);加入農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)組織,成為聯(lián)接媒介。
關(guān)鍵詞:甘肅;馬鈴薯;專家系統(tǒng);推廣應(yīng)用
中圖分類號(hào):S532? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? 文章編號(hào):1001-1463(2019)06-0077-05
doi:10.3969/j.issn.1001-1463.2019.06.017
馬鈴薯是甘肅省三大糧食作物之一,在全省農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。全省馬鈴薯種植面積自 2011 年以來一直穩(wěn)定在 67.0 萬 hm2左右,總產(chǎn)量為 1 000 萬 t 左? ? 右[1 ]。2015年1月國(guó)家農(nóng)業(yè)部正式啟動(dòng)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略[2 - 3 ],將馬鈴薯與水稻、小麥、玉米并列為中國(guó)四大主糧。隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的提出和農(nóng)產(chǎn)品供求形勢(shì)的變化,馬鈴薯已由解決溫飽的糧食作物轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾募Z、菜、加工等多種用途的兼用作物,把馬鈴薯納入主食,有助于推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)和需求側(cè)的有效對(duì)接。近年來,在各級(jí)政府的高度重視下,馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略正在實(shí)施之中,主糧化將成為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上的一次重大革命。馬鈴薯具有產(chǎn)量高、耐瘠薄、抗干旱、適應(yīng)性強(qiáng)、避災(zāi)減災(zāi)、比較效益高等特點(diǎn),現(xiàn)已成為甘肅實(shí)施新形勢(shì)下糧食安全戰(zhàn)略、保障糧食安全的主要糧食作物,具有良好的發(fā)展前景。尤其是隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深化,馬鈴薯也由抗旱救災(zāi)作物發(fā)展成為支持農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,促進(jìn)農(nóng)民增收致富的經(jīng)濟(jì)作物,種植面積逐年擴(kuò)大。為加快推動(dòng)甘肅省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,通過對(duì)各地馬鈴薯專家系統(tǒng)進(jìn)行分析[4 - 8 ],在消化吸收各地研制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上[9 - 10 ],針對(duì)甘肅省馬鈴薯生產(chǎn)現(xiàn)狀及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題,并結(jié)合應(yīng)用需求,我們將計(jì)算機(jī)技術(shù)與馬鈴薯相關(guān)的農(nóng)業(yè)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,開發(fā)出了甘肅馬鈴薯專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有清晰美觀的多媒體人機(jī)交互界面和方便的查詢與搜索功能,整個(gè)系統(tǒng)操作靈活、方便,易于掌握和推廣。甘肅馬鈴薯專家系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,不僅填補(bǔ)了甘肅省馬鈴薯專家信息系統(tǒng)的空白,而且大大促進(jìn)了新技術(shù)、新成果的推廣,對(duì)甘肅省的馬鈴薯生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)的意義。
1? ?系統(tǒng)內(nèi)容
甘肅馬鈴薯專家系統(tǒng)在吸納國(guó)內(nèi)相關(guān)省市成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開發(fā)完成。在軟件設(shè)計(jì)中,以互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)設(shè)備為支撐,兼顧了理念的超前性、儀器的通用兼容性、系統(tǒng)的先進(jìn)性、模式的集成性。在數(shù)據(jù)的收集及知識(shí)層面方面,縱向兼顧了推廣技術(shù)、專家知識(shí)和科技成果等各個(gè)方面;橫向涉及到省內(nèi)外、行業(yè)之間各個(gè)類型。在內(nèi)容層面上,包含了基本常識(shí)、知識(shí)角、栽培技術(shù)、相關(guān)企業(yè)介紹等。在時(shí)間層面上,貫穿到過去、現(xiàn)在、未來各個(gè)時(shí)期。在架構(gòu)構(gòu)建中,采用REST面向資源的架構(gòu)體系,按業(yè)務(wù)應(yīng)用層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層4個(gè)層級(jí)構(gòu)建,每個(gè)層之間相互獨(dú)立,層和層之間自上而下交互,完成各自的功能[11 ]。在使用和互動(dòng)平臺(tái)搭建中,兼顧了網(wǎng)絡(luò)的暢通、操作的簡(jiǎn)便、運(yùn)行的高效、維護(hù)的容易等因素。
2? ?系統(tǒng)特點(diǎn)
2.1? ?設(shè)計(jì)理念超前, 技術(shù)模式先進(jìn),軟件系統(tǒng)成熟
甘肅馬鈴薯專家系統(tǒng),在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面,對(duì)比篩選出了先進(jìn)的結(jié)構(gòu)、對(duì)應(yīng)的構(gòu)架、流暢的模塊、配套的設(shè)備。數(shù)據(jù)顯示方面,選擇了文字、圖片、聲音、影像、視頻等多個(gè)板塊,滿足了不同對(duì)象、不同設(shè)備和不同系統(tǒng)的需求,且條理清楚、層次分明,同時(shí)增加了互動(dòng)交流板塊。應(yīng)用軟件開發(fā)方面,所采用的技術(shù)數(shù)據(jù)、專家知識(shí)、科技成果都是經(jīng)過示范推廣的成熟技術(shù),應(yīng)用系統(tǒng)通過了嚴(yán)格的測(cè)試。因此,該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)理念超前、技術(shù)模式先進(jìn)和軟件系統(tǒng)成熟的特點(diǎn)[7, 12 ]。
2.2? ?符合甘肅馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際
甘肅馬鈴薯專家系統(tǒng)充分考慮了甘肅氣候生態(tài)類型復(fù)雜、土壤類型繁多、降雨稀少且分布不均、海拔差異較大,以及各地不同的種植習(xí)慣、生產(chǎn)條件等多方面因素。也充分考慮了現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)、信息技術(shù),以及設(shè)施設(shè)備等現(xiàn)狀;同時(shí)考慮了農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、種植農(nóng)戶的技術(shù)水平和科技素質(zhì)。系統(tǒng)貼近馬鈴薯生產(chǎn)的實(shí)際,具有符合甘肅馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的特點(diǎn)[13 ]。
2.3? ?滿足馬鈴薯規(guī)?;?、區(qū)域化種植要求
專家系統(tǒng)充分考慮了馬鈴薯種植大戶、家庭農(nóng)場(chǎng)和專業(yè)合作社等新型經(jīng)營(yíng)主體大量涌現(xiàn)的趨勢(shì),設(shè)計(jì)的信息決策模塊更加注重適度規(guī)模種植,集約經(jīng)營(yíng)。也充分考慮了甘肅馬鈴薯河西、中部、隴東、隴南及高寒五大生產(chǎn)區(qū)域的特點(diǎn),根據(jù)種植區(qū)的環(huán)境、氣候條件,決策馬鈴薯栽培管理技術(shù)措施,為馬鈴薯種植提供專家水平的指導(dǎo)。同時(shí),系統(tǒng)突出了用戶品種選擇決策、播期決策、施肥決策、合理密植決策、病害診斷和蟲害診斷決策等重點(diǎn)需求,在指導(dǎo)本省馬鈴薯產(chǎn)地向優(yōu)勢(shì)區(qū)域集中、種植向規(guī)?;l(fā)展等方面具有明顯的特點(diǎn)[14 ]。
2.4? ?符合農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的要求
在專家系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)品種收集中,充分挖掘了多年的品種資源,全面收集了適宜于甘肅栽培的品種,兼顧馬鈴薯品種在早、中、晚不同熟期,菜用、熟食快餐、淀粉加工不同用途等類型。在指導(dǎo)種植戶選擇新優(yōu)馬鈴薯品種,優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)和區(qū)域布局,充分發(fā)揮不同生態(tài)類型區(qū)域優(yōu)勢(shì),挖掘馬鈴薯生產(chǎn)潛力,特別對(duì)滿足農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革和市場(chǎng)需求針對(duì)性極強(qiáng),具有明顯特點(diǎn)。
2.5? ?設(shè)備通用, 操作方便
系統(tǒng)選擇了先進(jìn)實(shí)用的儀器設(shè)備,充分考慮了不同設(shè)備的融合及不同媒介終端的兼容。決策推理模塊設(shè)計(jì)中,既考慮了單項(xiàng)內(nèi)容,又考慮了系統(tǒng)模式;既考慮了實(shí)物,又考慮了技術(shù);同時(shí),選擇常規(guī)設(shè)施設(shè)備就能正常運(yùn)轉(zhuǎn),會(huì)用手機(jī)、電腦的人員就能使用[15 ],具有設(shè)備通用,操作簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。
3? ?系統(tǒng)應(yīng)用過程中面對(duì)的脅迫
3.1? ?自然條件差等客觀因素造成的脅迫
甘肅干旱、高寒等自然條件嚴(yán)酷,降水量少且分布不均,海拔高且差異大。加之土地類型多樣、交通設(shè)施落后、農(nóng)戶經(jīng)營(yíng)規(guī)模小。這些都對(duì)馬鈴薯專家系統(tǒng)信息采集、數(shù)據(jù)整理、模塊集成及決策推理帶來影響。同時(shí),由于干旱、霜凍、冰雹等自然災(zāi)害頻發(fā),對(duì)專家系統(tǒng)決策方案的落實(shí)也造成脅迫。
3.2? ?生產(chǎn)條件差帶來的脅迫
甘肅經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá),生產(chǎn)條件較差,種植規(guī)?;潭鹊?,肥力水平差異大,不同農(nóng)戶投入水平差異較大[16 ]。系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理,方案的決策,無法細(xì)化到各個(gè)層級(jí)及各種類型,針對(duì)性、精準(zhǔn)性受到影響。受制于不同農(nóng)民的生產(chǎn)條件和管理水平的脅迫,專家系統(tǒng)決策方案的落實(shí)也會(huì)受到影響。
3.3? ?專業(yè)技術(shù)人員、 農(nóng)民科技水平造成的脅迫
甘肅地處內(nèi)陸,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步等落后于中東部發(fā)達(dá)省區(qū),不論是行政管理部門、社會(huì)各界,農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣從業(yè)人員,整體觀念、農(nóng)業(yè)科技意識(shí)比較落后,對(duì)馬鈴薯專家系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用的認(rèn)識(shí)程度較低,接受程度比較差,也是必須充分考慮的脅迫因素[17 ]。
3.4? ?市場(chǎng)波動(dòng),比較效益低等發(fā)展環(huán)境造成的脅迫
馬鈴薯種植集中在甘肅省干旱山區(qū),產(chǎn)量相對(duì)比較低。同時(shí),由于單位面積用種量和產(chǎn)品絕對(duì)數(shù)量都比較大,導(dǎo)致生產(chǎn)、運(yùn)輸成本較高,比較效益低。另一方面,馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的投資高、生產(chǎn)投入大、周期長(zhǎng)、效益低,加之產(chǎn)品受到市場(chǎng)需求和價(jià)格波動(dòng)的影響程度較高,直接影響著種植大戶和農(nóng)民種植馬鈴薯的積極性,影響著馬鈴薯生產(chǎn)投入和機(jī)械購置的主動(dòng)性,影響著馬鈴薯專家系統(tǒng)的選擇和推廣應(yīng)用的迫切性,這也是需要考慮的一個(gè)方面。
3.5? ?農(nóng)業(yè)投入品種類繁多、 質(zhì)量差異造成的脅迫
目前,市場(chǎng)供應(yīng)的化肥種類繁多,有通用型,也有專用型,有無機(jī)的,也有有機(jī)的,但缺乏綠色生態(tài)產(chǎn)品。供應(yīng)的地膜樣式雜亂,有寬幅的,也有窄幅的,有薄的,也有厚的,但缺乏功能性、低成本的可降解地膜。供應(yīng)的農(nóng)藥品牌多樣,有晶體、粉劑、水劑和霧劑,但缺乏高效低毒低殘留的產(chǎn)品。供應(yīng)的儀器設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械款式多樣,質(zhì)量、作業(yè)效率相差懸殊,缺乏質(zhì)優(yōu)價(jià)低的產(chǎn)品。所有的農(nóng)業(yè)投入品,品牌雜亂,質(zhì)量參差不齊,給馬鈴薯專家系統(tǒng)開發(fā)數(shù)據(jù)采集處理和整理分析造成影響,同時(shí)對(duì)馬鈴薯專家系統(tǒng)決策方案的落實(shí)和成效的發(fā)揮帶來脅迫。
4? ?系統(tǒng)應(yīng)用前景展望
4.1? ?馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展大勢(shì)所趨
在信息技術(shù)日益發(fā)展的今天,最大程度地將馬鈴薯生產(chǎn)與先進(jìn)科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來,使我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高度綜合的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展,農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是一個(gè)十分有用的工具??梢灶A(yù)見,用以農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)為重要手段的智能化農(nóng)業(yè)信息技術(shù)指導(dǎo)農(nóng)戶,推廣先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù),是未來社會(huì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[18 ]。
4.2? ?推廣應(yīng)用潛力巨大
隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的推進(jìn),以家庭農(nóng)場(chǎng)、種植大戶和專業(yè)合作社為主的新型經(jīng)營(yíng)主體的大量涌現(xiàn),生產(chǎn)方式逐步發(fā)生轉(zhuǎn)變及栽培向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展,種植向規(guī)?;~進(jìn)。農(nóng)村勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)也逐年發(fā)生變化,生產(chǎn)者向職業(yè)農(nóng)民轉(zhuǎn)變。同時(shí),由于農(nóng)業(yè)技術(shù)人員數(shù)量相對(duì)缺乏,技術(shù)服務(wù)覆蓋面相對(duì)較小,無法滿足技術(shù)服務(wù)的需要。因此馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要專家系統(tǒng),新型經(jīng)營(yíng)主體渴望專家系統(tǒng),這為馬鈴薯專家系統(tǒng)推廣應(yīng)用提供了廣闊空間。
4.3? ?相關(guān)部門技術(shù)所需
馬鈴薯專家系統(tǒng)積累了全省馬鈴薯栽培多年的技術(shù)數(shù)據(jù),匯集了幾乎所有專家的知識(shí)和科技成果,可分析推理出多種種植方 案[7 ]??梢哉f專家系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣、科研和教學(xué)部門,農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)組織,在技術(shù)推廣和科技項(xiàng)目實(shí)施中,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析、宏觀決策,以及組織技術(shù)觀摩交流、技術(shù)培訓(xùn)的有型抓手、技術(shù)幫手和決策工具,可滿足馬鈴薯產(chǎn)業(yè)相關(guān)部門的多種現(xiàn)實(shí)所需。
4.4? ?生產(chǎn)者用戶的技術(shù)所求
馬鈴薯專家系統(tǒng)把信息服務(wù)、技術(shù)咨詢與提供優(yōu)質(zhì)專用品種、農(nóng)藥、化肥等技術(shù)物化手段相結(jié)合,即開藥方又抓藥,為農(nóng)民提供產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后的全程化服務(wù),執(zhí)行容易。系統(tǒng)通過一個(gè)光盤,或現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端,就能進(jìn)行高水平的技術(shù)服務(wù),就能面對(duì)面的與知名專家互動(dòng)交流,操作簡(jiǎn)單,是廣大馬鈴薯種植戶的現(xiàn)實(shí)所求。
5? ?馬鈴薯專家系統(tǒng)的推廣應(yīng)用途徑
5.1? ?上手專業(yè)技術(shù)人員, 成為技術(shù)工具
讓專業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)掌握專家系統(tǒng),自覺應(yīng)用馬鈴薯專家系統(tǒng),指導(dǎo)他們的技術(shù)研發(fā)、科技成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)模式集成,以及馬鈴薯生產(chǎn);作為手段遠(yuǎn)距離開展技術(shù)服務(wù);作為平臺(tái)支持專業(yè)技術(shù)人員相互交流,向?qū)<易稍儯岣呒夹g(shù)推廣效率,突破最后“一公里”瓶頸。
5.2? ?入戶新型經(jīng)營(yíng)主體, 成為良師益友
通過培訓(xùn)交流,讓種植大戶、家庭農(nóng)場(chǎng)、合作社等新型經(jīng)營(yíng)主體了解馬鈴薯專家系統(tǒng),從而利用專家系統(tǒng)決策主栽品種、選擇主推技術(shù)和區(qū)域模式,以及田間管理、病蟲害防控技術(shù),并快捷、低成本購置農(nóng)業(yè)投入品。達(dá)到專業(yè)技術(shù)人員、專家進(jìn)地、下田的目的,支持他們有效組織生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目標(biāo)。
5.3? ?進(jìn)入行業(yè)管理部門, 成為決策依據(jù)
馬鈴薯行業(yè)管理部門的領(lǐng)導(dǎo)和管理人員可利用專家系統(tǒng)篩選相關(guān)專家,謀劃制定發(fā)展規(guī)劃;了解發(fā)展動(dòng)態(tài),安排部署、調(diào)度馬鈴薯生產(chǎn);確定技術(shù)方案和防控措施,應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害和病蟲害發(fā)生;掌握市場(chǎng)和加工信息,指導(dǎo)馬鈴薯產(chǎn)品銷售。支撐行業(yè)管理部門提高管理能力、組織手段和管理水平。
5.4? ?加入農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)組織, 成為聯(lián)接媒介
依托馬鈴薯專家系統(tǒng),構(gòu)建起馬鈴薯社會(huì)化服務(wù)組織、專業(yè)技術(shù)人員、農(nóng)業(yè)投入品的生產(chǎn)、運(yùn)銷企業(yè)等多方協(xié)作機(jī)制,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),從而為社會(huì)化服務(wù)組織開展技術(shù)服務(wù),制定最合理的技術(shù)方案,篩選最優(yōu)的設(shè)施設(shè)備,選擇優(yōu)質(zhì)的投入品,采取最佳組織措施。微觀上提高社會(huì)化服務(wù)組織的服務(wù)水平和效益,宏觀上降低成本、節(jié)約資源、減少殘留、提質(zhì)增效。
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(本文責(zé)編:鄭立龍)