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智慧農業將讓農民消失美國七成農場“觸網”

2015年11月06月
20世紀以來,農業的進步主要體現在現代農業機械基本取代了人力和畜力作業,以及農業生產的組織管理形式變得專業化、社會化和企業化。眼下,“互聯網+”的概念炙手可熱,那么以物聯網、大數據、云技術為工具的新生代農場,會給人類描繪出怎樣的一幅智慧農業前景呢?

  一、美國七成農場“觸網”

  幾千年來,人口數量的增加離不開糧食的不斷增產。世界糧食組織預測,到2050年全球約有90億人,激增的人口和有限的耕地、寶貴的淡水和其他不可知因素(如氣候變化)之間的矛盾,使人類的吃飯問題變得極其嚴峻,改變傳統農業的發展模式,提高農產品的產量和質量勢在必行。

  在信息技術高速發展的背景下,智慧農業被寄予厚望。智慧農業,就是利用信息技術對農業生產進行定時定量管理,根據農產品(含糧食、水果和肉類等)的生長情況合理分配資源,實現農業生產的高效低耗、優質環保。近年來,歐美發達國家的農民們在利用互聯網方面表現積極。

  2011年2月,美國農業部發布的報告表明,年銷售額25萬美元以上的美國農場,有70%以上在農場業務中使用互聯網,更小的農場則有41%使用互聯網。美國加州弗雷斯諾的農場主麥克·史密斯有一個40英畝的小型家庭農場,他將自己農場的照片貼在臉書網站上,每周更新網頁內容,感興趣的顧客可以和他通過電子郵件聯系。麥克·史密斯現身說法稱:“互聯網對許多小農場意味著生存,如果你只有一個有機農場而沒有網站,那么沒人愿意去了解你。”

  但這只是互聯網力量輕度介入現代農業的冰山一角。在更多的智慧農業案例中,大家會看到在互聯網、物聯網的幫助下,越來越多的農民掌握了莊稼種植、灌溉和收獲的最好時機,時時監控牲畜的生長狀態,最大限度地減少了資源浪費并獲得效益。

  二、從大農業轉向精準農業

  國內主流學界曾把西方現代農業的特點概括為一個“大”字,主要表現為耕地面積的廣袤,農機設備的大型寬幅和高速聯合。這個“大”字在當下發達國家農業中仍占主流地位,但新的趨勢已經非常明顯,那就是農民們利用物聯網等技術,收集有關田地的精確數據,制定策略,對每一小塊土地精耕細作,從每一顆種子中榨取出最高的價值,這就是“精準農業”。

  美國《外交事務》雜志今年5/6月刊載文披露,因為人工測試土壤的成本昂貴,美國大多數農民在實際操作中改為每2.5英畝(約合1.01公頃)采取一個泥土樣本,巴西每12.5英畝(約合5.06公頃)采取一個樣本。實踐中,因為一英畝(約0.4公頃)內的土壤有時各個指標差異很大,這樣稀疏采樣造成的后果,是農民忽視了提高部分地塊的生產力,又在其他地塊里施了不必要的肥料。專家們的對策是開發低成本的傳感器,提高采樣密度。例如,新的酸度傳感器每隔一米就在土壤中插一個,自動讀取數據并記錄自己的GPS坐標,這種做法的經濟成本比同等密度下的人工采樣顯著降低。當前的主要問題是大多數農場仍未普及這樣的傳感器,更可靠、更準確的傳感器仍在努力開發中。

  三、農業云服務覆蓋130國

  美國加州奧克斯塔德的草莓生產商“諾克爾收獲”公司,采用的草莓生長實時監控設備,是由美國“氣候看守者(ClimateMinder)”公司開發的。“諾克爾收獲”公司的草莓田里,傳感器負責測量土壤中的鹽分和水分等,物聯網采用射頻識別的電子標簽,把數據發送到“氣候看守者”的網絡服務器。農民可以通過特定賬號訪問網站,實時觀察草莓溫室的各項數據。

  “氣候看守者”成立于2005年,成立頭兩年就在土耳其200多個溫室中推廣自己的管理系統,在土耳其的家禽場、煙草儲存設施和冷庫中也有所應用。“氣候看守者”2012年被著名的美國灌溉公司“雨鳥”收購,成為其旗下物聯網系統品牌。

  幾百年來,葡萄園一直是西班牙加利西亞地區的亮點,這里的葡萄酒享譽世界。以往在氣候變化劇烈的季節,農民們擔心收成受影響,常通宵不睡守在葡萄園里。如今,當地人把物聯網技術引入傳統的葡萄種植中,以便在訪問環境數據時做出更明智的選擇。

  加利西亞的雷亞斯·拜薩斯地區的葡萄園,引進了“利比利姆(Libelium)”公司的物聯網設備(成立于2006年的一家西班牙公司),在園中組建了無線傳感器網絡,收集環境溫度、環境濕度和葉面濕度等數據,結合GPS設備提供的精確位置和時間信息,通過3G網絡發送到云端。園丁們只要連接互聯網,就可以有針對性地對園內環境數據進行監控和調整。成立于2009年的“索倫姆(Solum)”公司,是美國斯坦福大學3個畢業生創建的。

  公司強項是更高效準確的農產品抽樣分析,能更精確地判斷化肥的投放量,獲得更好的收益。用公司開發的兩套測量工具,農戶們可以自行到田野中測量土壤硝酸鹽含量。對于郵寄來的土壤樣本,公司有實驗室可以進行分析。2012年,該公司獲得了1700萬美元的投資。

  2011年,成立于美國硅谷的“農場邏各斯(FarmLogs)”公司,是一家提供農業云服務的初創公司。該公司的業務是讓農民通過互聯網和手機移動應用平臺,把耕作方面的數據上傳到平臺上,公司在拿到數據后進行分析,為農作物輪作提供智能預測和優化。農戶們可以通過“農場邏各斯”的服務了解農產品價格、耕作開支、利潤預測和天氣等。截至去年,全美15%的農場是“農場邏各斯”的客戶,其應用者遍及世界130多個國家,包括中國。該公司發展如此之快的主要原因據估計和免費提供服務有關,因為受到多方青睞,迄今已獲得1500萬美元的融資。

  四、用傳感器監控豬咳嗽

  為了生產更多更好的肉蛋奶,禽畜飼養業中與動物健康相關的大量數據,也是智慧農業實現精準化操作所必需的關鍵信息。這方面典型的監測數據包括動物體溫、脈搏和空間位置等,傳感器對于監控動物繁殖和疾病至關重要。例如,有母畜要產仔了,傳感器會把該信息傳送上網,網絡再通過短信等形式發送到飼養者手機上。

  歐盟對于精準禽畜飼養很重視,近年來贊助了多個項目。如在2011年投入運營的PCM項目,旨在對豬咳嗽進行記錄、監控。該項目相比人工觀察,能更早發現豬的呼吸系統疾病,便于獸醫迅速介入,及早治療。法國農業科學研究院則通過在牛群中安裝傳感器,對牛的實時位置、體重、食物攝入量、甲烷排放量等進行統計,強化對牲畜行為的研究和分析。

  創立于2011年的“法爾米農”是一家專注于牲畜飼養的克羅地亞初創公司,公司CEO馬特加·考匹克在克羅地亞一個農場出生和長大。他母親當年在管理農場時,很多數據是以大量報表的形式出現,分析數據給家人帶來很多困難,于是他在大學就讀時有了開發這方面項目的想法。如今該公司幫助農戶們從農場各處把這些信息收集出來,使農戶們借助平板電腦獲得農場每一頭牛的實時信息,這些數據包括產奶量、體重、醫療護理、健康問題、繁殖等,數據用清晰明快的圖表表達出來,便于農戶掌握牲畜生長周期、飼料配比和投放等。

  “法爾米農”公司的服務啟動后不到1年,就吸引了450家農場使用,對于最多75頭牛的農戶,每頭每月收取0.25美元,對最多600頭牛的農戶每頭每月收取0.45美元。更大的農場按照量身定做的計劃付費。該公司去年5月獲得了410萬美元的融資,目前正在雇用銷售力量,準備把總部轉往美國,研發工作則仍在克羅地亞開展。

  五、智能灌溉滴水歸田

  農業灌溉用水利用率不高的情況,在全球很多國家和地區存在。為解決這一問題,智慧灌溉能夠通過傳感器探測土壤中水分含量,根據不同作物的根系對水的吸收速度和需求量的不同,控制灌溉系統進行有效運作,從而達到自動節水、節能的目標。

  “超級農作物(CropX)”也是來自美國硅谷的創業公司,其主要產品是探測土壤參數的硬件,并用軟件向農民們顯示有關數據,旨在建立“土壤物聯網”。該公司的硬件產品包含的重要傳感器有3個,分別負責收集地形信息、土壤結構和含水量,以決定土壤對水的需求是多少。“超級農作物”公司用移動應用客戶端把云計算結果發送給農民,如灌溉地圖和土壤水分狀況等信息,農民也可以通過更改相應參數來計算不同區域土壤所需的灌溉量,做到滴水歸田。

  目前,“超級農作物”公司的產品主要在美國密蘇里州、科羅拉多州和堪薩斯州近5000畝農田中應用,今年剛獲得900萬美元的融資,該公司把中國、印度和大洋洲也列為自己的目標市場。谷歌首席執行官埃里克·施密特很看好這家公司。

  具有創新思維的不僅僅是上面提及的創業公司,總部位于瑞士蘇黎世的ABB公司(一家世界五百強大企業)也參與瓜分智慧農業這塊大蛋糕。ABB公司在西班牙馬德里南部210平方公里的重要農業區推廣使用“海王星”智能灌溉系統,使這片農業區的用電、用水分別比以前節省了12%和20%。“海王星”灌溉系統由遠程終端裝置、數據采集與監控系統和通信3部分組成,“海王星”數據采集與監控系統不僅可顯示遠程終端裝置的狀態、報警、事件、報告和歷史數據,還可通過短信和電子郵件進行通信,允許用戶通過互聯網遠程接入。

  六、此外,從大范疇上來看,智慧農業也包括精準漁業

  例如,大西洋鮭魚這樣的冷水魚種,對溫度變化非常敏感,連續、精確和靈敏的傳感器對于控制水溫、觀察魚類行為不可或缺。歐洲是精準漁業領域的領跑者,中國、韓國、日本和美國的發展也很快。

  最后,我們不妨大膽展望一下互聯網(物聯網)與現代農業充分融合的前景:人們一方面享受著農產品大量增長帶來的優裕生活,一方面驚奇地發現,人類的勞作身影已在農田里消失了,甚至傳統農民這個職業也不存在了——你和身邊的一位白領都在手機上玩開心農場,你玩的是游戲,他玩的卻是真正的農場,彈指之間,播種、灌溉和收割就可輕松完成。
(責任編輯:國際畜牧獸醫雜志社) 返 回
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