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互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)在美國:第一農(nóng)業(yè)強(qiáng)國利用大數(shù)據(jù)打造精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
文章來源:中國智慧農(nóng)業(yè)網(wǎng) 人氣:1277 分布時(shí)間:2018-10-25 15:48:39 【 S M L】
美國農(nóng)業(yè)正在采用大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)方法提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和效益,以1%的農(nóng)業(yè)人口維持龐大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系,不僅滿足美國本土需要,而且還大量出口。
羅德尼·席林(RodneySchilling)是美國伊利諾伊州的一個(gè)農(nóng)場主,他和父親二人經(jīng)營著1300英畝(約7900畝)田地。他的父親已經(jīng)83歲了,地里的活兒全靠席林自己上陣,即便在農(nóng)忙時(shí)節(jié),他也不用雇工,最好的幫手是農(nóng)場里的那幾臺(tái)農(nóng)業(yè)機(jī)械。
跟國內(nèi)常見的農(nóng)業(yè)機(jī)械比,這些機(jī)器高大得多,一臺(tái)噴藥機(jī)完全張開“臂膀”,翼展達(dá)36米。更重要的是,這些“大家伙”還很有“頭腦”——駕駛室里配備的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。即使在下田作業(yè)時(shí),席林也遠(yuǎn)沒有傳統(tǒng)農(nóng)民那么辛苦,只要他愿意,完全可以坐在駕駛座上,一邊喝著咖啡,一邊用平板電腦瀏覽新聞,機(jī)器會(huì)按照設(shè)定的路線工作,施肥、打藥完全自動(dòng)化,哪些地方打過,哪些地方?jīng)]打,絕對(duì)不會(huì)搞混,GPS上都顯示得清清楚楚。
大多數(shù)時(shí)候,席林會(huì)把平板電腦帶在身邊,內(nèi)置的APP軟件會(huì)提醒他何時(shí)適宜下地查看,該打藥或是該施肥了,以及提供實(shí)時(shí)的和未來幾天的天氣數(shù)據(jù)。
在美國,像席林這樣“勞作”的農(nóng)場主越來越多。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式正在從機(jī)械化向信息化轉(zhuǎn)變,以精準(zhǔn)為特征的農(nóng)業(yè),正在讓種植變得更加容易。
作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國,中國的新疆、東北等地也正吹起精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的微風(fēng)。不過在全國范圍內(nèi),龐大的、分散的小農(nóng)生產(chǎn)方式等種種因素都讓精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)這一注定顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的新概念推行不易。
大數(shù)據(jù)進(jìn)農(nóng)田
席林對(duì)農(nóng)場的土地情況了如指掌,他甚至聘請(qǐng)了專業(yè)服務(wù)公司,在田地中,每4英畝設(shè)1個(gè)取樣點(diǎn),做土壤的分析測試。完成后,席林得到一份書面報(bào)告,除了給出各個(gè)地塊詳細(xì)的土壤成分?jǐn)?shù)據(jù),還有種植不同作物時(shí)所需要的肥料、水分以及未來產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。據(jù)此,他可以精確安排農(nóng)場的生產(chǎn)計(jì)劃。
隨著種植活動(dòng),土壤的成分是動(dòng)態(tài)變化的。因此,每過三年,席林會(huì)重新做一次土壤分析,每次要花費(fèi)5000多美元。不過,由于精確數(shù)據(jù)意味著幾乎最高的投入產(chǎn)出比,席林還是很樂意花這筆錢的。
在席林的平板電腦里,安裝了ClimateCorporation的氣象數(shù)據(jù)軟件。他把農(nóng)場的坐標(biāo)和相關(guān)信息通過軟件上傳,即可獲得農(nóng)場范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)天氣信息,如溫度、濕度、風(fēng)力、雨水等,這些信息可以幫助他判斷每個(gè)地塊的播種、收獲、耕作時(shí)間。
事實(shí)上,從生產(chǎn)規(guī)劃、種植前準(zhǔn)備、種植期管理,直到采收,席林每年要做40多項(xiàng)決策。這些決策大多環(huán)環(huán)相扣,如果哪一步選錯(cuò)了,那就不得不忍受減產(chǎn)的后果。
影響作物生長的因素有很多,土壤、氣候、水分、品種、病蟲害和雜草等,作物產(chǎn)量是這些因素的綜合結(jié)果。因此,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,農(nóng)民光憑經(jīng)驗(yàn)做出決策已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,需要依靠科學(xué)、概率和專業(yè)分析得出優(yōu)化決策。
國際種業(yè)巨頭們已經(jīng)看到了這步棋,紛紛投入巨資,將產(chǎn)品研發(fā)線延伸至大數(shù)據(jù)支持下的農(nóng)業(yè)決策領(lǐng)域。孟山都近兩年分別以2.5億美元收購PrecisionPlanting公司,9.3億美元并購ClimateCorporation公司。
ClimateCorporation是兩名Google工程師在2006年創(chuàng)辦,他們想通過歷年的氣候數(shù)據(jù)來提供更加精確的小范圍氣象預(yù)測?;灸J绞沁\(yùn)用遙感和其他測繪技術(shù),將美國的土地都“描繪”下來,并在其上疊加一切可用的氣候信息。然后,依靠大數(shù)據(jù)分析結(jié)果向農(nóng)民出售農(nóng)作物保險(xiǎn)服務(wù)。
除此之外,另一種業(yè)巨頭杜邦先鋒公司也已推出類似產(chǎn)品,與愛科集團(tuán)已經(jīng)達(dá)成合作,將自家的農(nóng)場決策服務(wù)平臺(tái)與愛科設(shè)備中的數(shù)據(jù)和農(nóng)場管理信息進(jìn)行無縫對(duì)接,從而幫助農(nóng)民提高產(chǎn)量和利潤。
智能化農(nóng)機(jī)
大數(shù)據(jù)讓農(nóng)民開始用移動(dòng)設(shè)備管理農(nóng)場,可以掌握實(shí)時(shí)的土壤濕度、環(huán)境溫度和作物狀況等信息,大幅度提高了管理的精確性。然而,再好的決策,也需要硬件設(shè)備去實(shí)施。
其實(shí),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的概念和設(shè)想,最早由美國在20世紀(jì)80年代初提出,經(jīng)10年后才進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用,彼時(shí)技術(shù)和設(shè)備的儲(chǔ)備已基本具備。
PrecusionPlanting專門制造與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)配套的設(shè)備。這些設(shè)備可以固定在大馬力拖拉機(jī)后部,同步運(yùn)行的播種機(jī)和其他設(shè)備上。以播種為例,經(jīng)過數(shù)據(jù)加載,它們能夠根據(jù)天氣的變化進(jìn)行不同深度、不同間距以及不同品種的播種活動(dòng)。
在大田中,即使相隔兩三米遠(yuǎn)的兩塊土地,土壤的水分含量、營養(yǎng)情況、農(nóng)作物的生長情況都可能不相同。過去幾千年中,農(nóng)民并不區(qū)分這種差異,會(huì)把同樣的品種以等間距播種下去。如今,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)顛覆了這一傳統(tǒng),在肥力高的地方密植,在肥力低的地方稀植,還可以更換種子品種。這些作業(yè)都是隨著播種機(jī)的行進(jìn),自動(dòng)完成的。僅此一項(xiàng)改變,即可給玉米帶來每公頃300公斤-600公斤的增產(chǎn)。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)下的農(nóng)業(yè)機(jī)械必須是智能化的,通常安裝有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備,以及必要的傳感器,這樣才能“理解”大數(shù)據(jù)分析軟件給出的信息,并準(zhǔn)確地執(zhí)行。
智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械也大大提高了作業(yè)質(zhì)量,單粒播比率可以提高到99%。農(nóng)民可以實(shí)時(shí)監(jiān)控播種機(jī)的準(zhǔn)確率,如果出現(xiàn)大面積異常,可以馬上停機(jī),檢查糾正播種機(jī)。以前,如果播種機(jī)出了毛病,農(nóng)民很難立即發(fā)現(xiàn),而只能接受損失?,F(xiàn)在,智能化的農(nóng)機(jī)可根據(jù)土地的松軟程度,自動(dòng)調(diào)節(jié)播種動(dòng)作,以便所有種子處于同樣的深度。
通過全流程的精打細(xì)算,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以極大地節(jié)約化肥、水、農(nóng)藥等投入,把各種原料的使用量控制在非常準(zhǔn)確的程度,讓農(nóng)業(yè)經(jīng)營像工業(yè)流程一樣連續(xù)地進(jìn)行,從而實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?jīng)營。
中國慢熱現(xiàn)狀
由于初始投資太高,農(nóng)民又認(rèn)為沒有節(jié)約成本,盡管農(nóng)業(yè)界十分看好,但精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)卻沒有像預(yù)計(jì)的發(fā)展那么快。在中國推行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),還存在地塊太小的問題。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、中國工程院院士汪懋華表示,在新疆和黑龍江有大規(guī)模農(nóng)業(yè),比較適用;但其他省份以小農(nóng)業(yè)為主,要推行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù),困難不小。
盡管效益明顯,但精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在進(jìn)入中國10余年后仍未打開局面。多年來,國內(nèi)農(nóng)業(yè)的提升重點(diǎn)是向機(jī)械化邁進(jìn),自動(dòng)化和智能化的要求相對(duì)沒那么緊迫。截至目前,新疆地區(qū)只有500余臺(tái)具有衛(wèi)星導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛功能的農(nóng)機(jī),主要用于播種和收獲。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)事關(guān)每一寸田地,其推廣可能還要經(jīng)歷日求寸進(jìn)的過程。汪懋華認(rèn)為,其發(fā)展取決于:技術(shù)裝備價(jià)格下降和機(jī)器是否容易安裝和維護(hù);保護(hù)性耕作是否得到廣泛推廣;機(jī)械燃料、肥料和服務(wù)價(jià)格所占的比重??梢孕Х旅绹鴮?shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的經(jīng)驗(yàn),根據(jù)需要、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則進(jìn)行,不必一次性有把所有的技術(shù)都全套應(yīng)用。只選對(duì)的,不選貴的。
現(xiàn)在,當(dāng)席林忙不過來的時(shí)候,他的父親仍然會(huì)駕駛大型拖拉機(jī)去農(nóng)田??萍甲屓说哪芰Φ靡匝诱埂?/span>