赵春江：“顶天立地”之人

赵春江是我国农业信息化领域的领军人，他领导并参与研发的两个项目被专家们称为是“顶天立地”的项目。所谓“项天”，指的是精准农业示范研究，目标是要把一块大田里每一小块土地最大的生产潜力挖掘出来，这是目前国际农业研究的前沿项目；而“立地”，说的是农业专家系统，也就是农民常说的“电脑农业”，就是用电脑来指导农民种地，选什么品种、什么时候播种、施多少肥、浇多少水，电脑全能告诉你。这“顶天”“立地”的两项研究，分别获得了2007和2006年度的国家科技进步二等奖。这位能够在“天”、“地”之间自由翱翔的科学家究竟具有什么特殊的本领呢?

国家精准农业示范基地建立在北京市的小汤山，北京小汤山国家精准农业示范基地是从1999年开始建设的，这个占地2500亩的项目是当时国家计委批准立项的现代农业高技术产业化项目。赵春江领导的国家农业信息化工程技术研究中心是这个项目主要的承担者。作为国内第一个国家级精准农业示范基地，这里每年都要接待数以千计的农业科研工作者。人们来这里的目的只有一个：感受现代精准农业。

精准农业的核心思想就是要因地制宜、按需投入，通过这种管理的思想理念，要发挥农田里每一小块土地的最大的潜力，另一个方面，就是要高效率的使用我们投入的化肥、农药、灌溉等等。

从上个世纪九十年代中期开始，粮食安全问题越来越受到中央和地方各级政府的高度重视，在这种背景下，如何挖掘生产潜力，最大限度地提高农业生产水平，成为农业科技发展的重要突破口，科学家们纷纷致力于寻找新的技术途径。出路在哪里呢?

赵春江觉得，要让精准农业成为可以操作的生产实践活动，必须建立一套完整的技术体系，这涉及到遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、智能机具等多个学科的知识。

赵春江形象地解释了这一技术体系的三个环节，第一个环节是要获取这些农田每个地方的基本情况，这就是信息，第二个环节，有了这个信息之后，应该怎么管理，这就是管理的决策处方，相当于医生给病人看病一样，开的处方，让你吃什么药，第三个环节，如何把精确量的化肥、农药科学准确地投放进地里。

信息获取是精准农业很重要的研究内容，测土是分析研究的第一步。不过在2500亩土地上取样可是很有难度的，取多了，化验分析成本高，取少了，又不精准，那么怎么才能找到一个平衡点呢?

赵春江研究并决定使用规划采样的方法，就是先在比较密地取一部分田，然后分析这个地的变化的情况。如果变化比较大，就再加密取样，加密到什么程度取决于模型计算出来的数据，如果变化不是特别大，那就取稀一点，可以节省时间和成本。

按照赵春江的规划采样理论，工作人员在基地2500亩土地上共选择了713个取样点。除了传统的测土分析之外，他们还采用先进的遥感技术来大面积地快速获取信息。赵春江认为，这是将来精准农业真正走向实用化大面积推广的一个主要的信息源。

他们做了大量的遥感飞行试验，目的就是要建立这种模型，将来通过这个模型就可以解析出具有农学意义的一些信息。

2001年，赵春江的科研小组在北京小汤山地区连续做了4次大型的卫星、飞机、地面同步测量试验。每一次试验，都像是在进行一场多兵种联合参与的实战演习。

无论是采取地面取样，还是通过遥感测量，所有获得的信息都必须录入计算机，通过相应的软件计算之后，把它们变成处方图。而能够解读处方图，并按照要求进行变量操作的智能机具的研发，成了精准农业实施环节的最大问题。刚开始的时候，赵春江他们从美国进口过一批智能机具，比如这台五铧犁，当初购买的价格是65万元人民币，使用之后他们才发现，基本上每用一次，就得再花最少5千元钱。这台机器的犁片，每一次耕作之后，原先新的犁片就会磨损很多，基本上每使用一次，5片犁都得换，买一个新的犁，一片需要800元钱，然后再加上25％的关税，成本非常的高，从订货到到货，有一个非常长的周期，少则几个月，多则半年，这期间有可能会耽误农时。赵春江直为这事发愁，后来赵春江想了一个办法来解决这个问题，就是在上面堆焊了一层耐磨的材料，这个材料可以在工作的时候起到保护底下这个犁片的作用，这样的话，使用的寿命可以延长。

修修补补虽然可以解决一时的困难，但赵春江清醒地认识到，国外进口的智能机具并不适合中国目前的农业经济水平和生产作业规模，否则得话，别说是一个农民，就是一个农场、一个企业，它也无法接受。于是，他带领科研团队在消化吸收进口农机的基础上，先后开发出了一系列小型化、经济适用的智能机具，成本比进口的同类机具降低至少50％以上。比如安装了卫星定位系统和车载电脑的变量施肥机、具有光谱识别功能的除草机、温室里使用的可移动施肥喷药一体机、还有能够利用手机短信远程控制的喷灌设施等等。

精准农业应用示范研究获得了2007年度国家科技进步二等奖，专家评价说：赵春江他们的研究，初步构建了我国精准农业从理论到技术，到产品，再到系统的技术体系，产品技术性能达到国际先进水平。

而这个“顶了天”的项目，当初居然是捡来的，是另外一个单位干了一年多时间，觉得难度太大，做不下去了，转送到了北京市农林科学院的。那是2000年，那一年赵春江36岁，一个36岁的年轻人怎么就敢接手这个“烫手的山芋”呢?那是因为赵春江当时手头正在进行的一个“立地”的项目给他垫了底。

赵春江1964年出生在河北省定兴县，1985年毕业于河北农业大学农学系，同年考上北京市农林科学院小麦栽培专业的研究生，师从我国著名的小麦专家诸德辉教授，1988年，他考入中国农业大学攻读作物栽培与耕作专业的博士学位。虽然所学专业一直没有离开农学的范畴，但他从刚上大学开始，就对数学和统计学表现出极大的兴趣。在他看来，农业的问题，如果要是不用量的问题来进行表达的话，将永远是传统的农业，永远只是凭借经验的农业。

1991年，赵春江完成博士学位，回到北京市农林科学院小麦栽培研究室工作，正赶上单位准备开展《北京地区小麦生产管理专家系统》的研究，兼备农学和计算机知识的赵春江成了挑大梁的角色。

赵春江开始做专家系统，把专家的知识和经验，通过一种途径集成在一起，然后让农民去使用。要让计算机像专家一样有学问，首先需要收集、录入大量的信息，比如土壤、气温、水分、病虫害等等；然后，还得让计算机像专家一样会分析问题，能从数据中找出小麦增产的基本规律。而农民能利用这个规律来对照小麦生长过程中各种条件的变化，科学地进行调整，从而

达到增产的目的。由于是个新鲜事物。没有先例，赵春江只能探索着进行。

赵春江白天到郊区的试验田里收集各种数据，晚上回到单位把它们录入电脑，进行计算，算出结果再拿到田里去比对、分析，出现误差再回来修改计算程序。经过3年多反反复复的计算、修改和实践检验，《北京地区小麦生产管理专家系统研究》终于取得了阶段性的成果，试验田平均增产8％～10％，每亩小麦能增收节支40元左右。1995年5月12日出版的《人民日报》报道了这项技术成果。谁也没有想到，这篇报道会让赵春江的命运出现重大转变。

国防科技大学计算机学院的吴泉源教授，当时是国家高技术研究发展计划，也就是863计划智能计算机专家组的项目监理，主要负责智能技术在各行各业的应用研究。他无意中看到了《人民日报》上的那篇报道，于是率领专家组开始对赵春江进行考察。

由于政府对农业发展的高度重视，国家863计划也开始向农业领域的高新技术研究倾斜，吴泉源教授从1991年就开始在全国范围内寻找把计算机高技术应用在农业生产方面的研究案例。赵春江博士既懂农业又懂计算机，是最佳的人选。

农业专家系统从此被纳入国家863计划，简称为“863电脑农业”，从1996年开始得到国家科技部连续10年的大力支持。赵春江担当起了这一成果在全国推广的重任。可是这一推，新的问题马上就出现了。因为最初的研究是按照北京地区的条件来设计的，可是其它地方的土壤、气候条件完全不一样，对北京地区有用的系统对其它地区根本没有用，到了每一个地方都必须重新进行二次开发。按照863课题组的规划，赵春江他们选择了河北、黑龙江、海南等几个省先进行试点，在工作中他们很快发现，各省选派来参与系统开发的人员根本上不了手。

农业专家系统的推广是从电脑扫盲开始的，要让习惯了使用尺子的农技推广人员习惯用鼠标，可不是一件容易事。赵春江带领他的课题组成员采用“边开发边示范”的原则，在全国各地展开了旷日持久的技术培训。

十年间，赵春江和他的课题组成员在全国共培训了十几万农业技术开发人员。除了广泛地讲授专家系统的基本原理和操作方法之外，赵春江他们还采用了手把手的方式进行具体指导。赵春江还研发出了核心成果…农业智能系统平台，在这个平台上，装入什么种类的农业知识，就可以建造相应种类的农业专家系统。这套系统操作界面比较简单、生动，农技推广人员和农民可以利用它进行各种农业问题的咨询，比如当地适合种植什么品种、怎样施肥、灌溉，也可以利用它对作物病害和畜禽疾病进行诊断，给出防治处方。

十年间，“863电脑农业”推广到了全国26个省市、自治区，已经开发出大田作物、蔬菜、果树、畜牧、水产、中药材等农业专家系统83种、200多个，覆盖700多万农户，帮助农民增收致富近百亿元。在这个项目的研发和推广过程中，赵春江所领导的国家农业信息化工程技术研究中心集纳了计算机、农学、工程、机械等多个学科的专业人才，在专家决策、信息采集等方面具备了较强的技术力量。