七十年代初的應用
70年代初微型機剛剛誕生,立即進入農業應用領域,其轉移速度之快是令人振奮的。早在1972年,美國就采用計算機研究農業區域規劃長期發展問題,建成了美國“國家——區域規劃係統”計算機模擬模型,為聯邦政府和有關部門、機構進行輔助決策之用。與此同時,計算機技術迅速而又廣泛地滲透到農業活動的各個領域,無論是作物品種資源研究、作物育種、栽培、保護,還是土壤肥料、畜禽飼養、農業氣象等方麵,尤其是農業管理部門都逐步使用計算機,成效卓著。農業活動的信息化趨勢日益明顯。
據分析歸納,計算機在作物育種方麵的應用水平可以區別為三種:一是初級水平,主要是數據處理,建立各種數據庫等;二是中級水平,主要是仿真模擬,建立各類仿真模型等;三是高級水平,主要是建立有關人工智能專家係統,輔助決策和指導實踐。
顯然,這三種應用水平的計算機技術已在農業活動的各個領域交叉使用。近五六年,美國的農業專家係統蓬勃發展,美國農業部與全國棉花委員會研製的棉花綜合生產管理專家係統、普渡大學建立的土壤侵蝕控製專家係統、維吉尼亞工學院殺蟲劑評估專家係統等,都是其中的佼佼者。我國農業專家係統的研究和開發起步較早,80年代以來,初戰告捷,取得了令人振奮的成果。1980年浙江大學與中國農科院蠶桑所合作研製了蠶育種專家係統,1983年中科院合肥智能所與安徽省農科院共同開發砂薑黑土小麥施肥專家係統,中國農科院作物所創建了小麥玉米品種選育專家係統,華中理工大學與華中農業大學合作完成了柑園專家係統。
這些專家係統均已通過技術鑒定,並在農業領域的應用中發揮重要作用。農業活動的智能化趨勢初露端倪,並初見成效。
品種資源研究方麵
為了充分有效地利用作物品種資源,人們正在利用計算機,加強種質資源遺傳評估,同時,力求準確和迅速地向育種工作者和農業生產部門提供有生活力的種子及其基本屬性的檔案資料。目前,人們通過種質資源遺傳特性的講究,種質分類研究,種質與生態環境關係的研究,建立種質資源信息係統。聯合國糧農組織專門設立了國際植物資源委員會,經過10年的努力,初步形成了國際種質資源網絡。美國建立了“國家植物種質資源係統”,保存種質33萬份。該係統的組成如下:國家種子貯藏實驗室、地區引種站、國家種質資源實驗室、植物探險家、作物谘詢委員會、種質資源信息網。該係統致力於保存各種作物的遺傳特性,從世界各地係統地搜集種質資源,並對其進行保存、鑒定和分類,使之能為人們有效地利用。該係統由美國農業部農業研究服務中心負責協調,參加單位有聯邦、州、私人組織和研究單位。該係統關於作物種質遺傳特性的數據資料,通過國家種質資源實驗室的計算機,傳送到農業部的計算機中心,國立種子貯藏庫的遺傳基因的資源信息則保存在農業部計算機中心。該中心可隨時向民間研究人員提供這些檔案資料。
由中國農業科學院作物品種資源研究所主持,浙江大學計算機係人工智能研究所等12個協作單位聯合攻關,建成了“國家農作物種質資源數據係統”,獲1991年農業部科技進步二等獎。該係統貯存了141種作物、27萬份種質、1259萬個數據,總數據量達到590兆,是我國最大的農作物種質資源數據庫,數據量僅次於美國。這些單位合作完成了我國第一部《農作物品種資源信息處理規範》,為製定國家種質資源信息處理標準奠定了基礎。該係統適用於不同農作物和不同類型數據結構。通過設置高層管理控製層技術,在國內首次使用統一軟件管理141種作物種質信息。整個係統有87個功能模塊,307個子功能模塊,37000多行源程序,具有數據維護生成、查詢、報表打印、分類統計、數據連接變換等功能,並在微型機上首次實現了400個以上大樣本快速聚類分析和多元統計分析,開發了作物係譜分析、圖形分析、多字段分類等功能,還建成了國家作物種質資源數據庫配套的印刷係統。此項成果對發展我國農業科學具有很高的理論意義和實用價值。