未来的农场应该是这样

2016-04-16 15:05 来源:智慧农业产业联盟 点击数: 加入收藏

  近年来,随着政策的大力扶持,以家庭农场为代表的新型农业经营主体发展迅速,成为未来农业的发展趋势和发展方向。而眼下,“互联网+”的概念炙手可热,那么以物联网、大数据、云技术为工具的新生代农场,会给人类描绘出怎样的一幅智慧农业前景呢? 

    美国七成农业“触网”

  几千年来,人口数量的增加离不开粮食的不断增产。世界粮食组织预测,到2050年全球约有90亿人,激增的人口和有限的耕地、宝贵的淡水和其他不可知因素(如气候变化)之间的矛盾,使人类的吃饭问题变得极其严峻,改变传统农业的发展模式,提高农产品的产量和质量势在必行。 

  在信息技术高速发展的背景下,智慧农业被寄予厚望。智慧农业,就是利用信息技术对农业生产进行定时定量管理,根据农产品(含粮食、水果和肉类等)的生长情况合理分配资源,实现农业生产的高效低耗、优质环保。近年来,欧美发达国家的农民们在利用互联网方面表现积极。2011年2月,美国农业部发布的报告表明,年销售额25万美元以上的美国农场,有70%以上在农场业务中使用互联网,更小的农场则有41%使用互联网。美国加州弗雷斯诺的农场主麦克·史密斯有一个40英亩的小型家庭农场,他将自己农场的照片贴在FaceBook上,每周更新网页内容,感兴趣的顾客可以和他通过电子邮件联系。麦克·史密斯现身说法称:“互联网对许多小农场意味着生存,如果你只有一个有机农场而没有网站,那么没人愿意去了解你。” 但这只是互联网力量轻度介入现代农业的冰山一角。在更多的智慧农业案例中,大家会看到在互联网、物联网的帮助下,越来越多的农民掌握了庄稼种植、灌溉和收获的最好时机,时时监控牲畜的生长状态,最大限度地减少了资源浪费并获得效益。 

  

   从大农业转向精准农业

  国内主流学界曾把西方现代农业的特点概括为一个“大”字,主要表现为耕地面积的广袤,农机设备的大型宽幅和高速联合。这个“大”字在当下发达国家农业中仍占主流地位,但新的趋势已经非常明显,那就是农民们利用物联网等技术,收集有关田地的精确数据,制定策略,对每一小块土地精耕细作,从每一颗种子中榨取出最高的价值,这就是“精准农业”。  

  因为人工测试土壤的成本昂贵,美国大多数农民在实际操作中改为每2.5英亩(约合1.01公顷)采取一个泥土样本,巴西每12.5英亩(约合5.06公顷)采取一个样本。实践中,因为一英亩(约0.4公顷)内的土壤有时各个指标差异很大,这样稀疏采样造成的后果,是农民忽视了提高部分地块的生产力,又在其他地块里施了不必要的肥料。专家们的对策是开发低成本的传感器,提高采样密度。例如,新的酸度传感器每隔一米就在土壤中插一个,自动读取数据并记录自己的GPS坐标,这种做法的经济成本比同等密度下的人工采样显著降低。当前的主要问题是大多数农场仍未普及这样的传感器,更可靠、更准确的传感器仍在努力开发中。 

    农业云服务覆盖130国

  美国加州奥克斯塔德的草莓生产商“诺克尔收获”公司,采用的草莓生长实时监控设备,是由美国“气候看守者(Climate Minder)”公司开发的。“诺克尔收获”公司的草莓田里,传感器负责测量土壤中的盐分和水分等,物联网采用射频识别的电子标签,把数据发送到“气候看守者”的网络服务器。农民可以通过特定账号访问网站,实时观察草莓温室的各项数据。

  “气候看守者”成立于2005年,成立头两年就在土耳其200多个温室中推广自己的管理系统,在土耳其的家禽场、烟草储存设施和冷库中也有所应用。“气候看守者”2012年被著名的美国灌溉公司“雨鸟”收购,成为其旗下物联网系统品牌。 

  几百年来,葡萄园一直是西班牙加利西亚地区的亮点,这里的葡萄酒享誉世界。以往在气候变化剧烈的季节,农民们担心收成受影响,常通宵不睡守在葡萄园里。如今,当地人把物联网技术引入传统的葡萄种植中,以便在访问环境数据时做出更明智的选择。加利西亚的雷亚斯·拜萨斯地区的葡萄园,引进了“利比利姆(Libelium)”公司的物联网设备(成立于2006年的一家西班牙公司),在园中组建了无线传感器网络,收集环境温度、环境湿度和叶面湿度等数据,结合GPS设备提供的精确位置和时间信息,通过3G网络发送到云端。园丁们只要连接互联网,就可以有针对性地对园内环境数据进行监控和调整。成立于2009年的“索伦姆(Solum)”公司,是美国斯坦福大学3个毕业生创建的。公司强项是更高效准确的农产品抽样分析,能更精确地判断化肥的投放量,获得更好的收益。用公司开发的两套测量工具,农户们可以自行到田野中测量土壤硝酸盐含量。对于邮寄来的土壤样本,公司有实验室可以进行分析。2012年,该公司获得了1700万美元的投资。 

  2011年,成立于美国硅谷的“农场逻各斯(FarmLogs)”公司,是一家提供农业云服务的初创公司。该公司的业务是让农民通过互联网和手机移动应用平台,把耕作方面的数据上传到平台上,公司在拿到数据后进行分析,为农作物轮作提供智能预测和优化。农户们可以通过“农场逻各斯”的服务了解农产品价格、耕作开支、利润预测和天气等。截至去年,全美15%的农场是“农场逻各斯”的客户,其应用者遍及世界130多个国家,包括中国。该公司发展如此之快的主要原因据估计和免费提供服务有关,因为受到多方青睐,迄今已获得1500万美元的融资。 

    智慧灌溉滴水归田

  农业灌溉用水利用率不高的情况,在全球很多国家和地区存在。 

  为解决这一问题,智慧灌溉能够通过传感器探测土壤中水分含量,根据不同作物的根系对水的吸收速度和需求量的不同,控制灌溉系统进行有效运作,从而达到自动节水、节能的目标。 

  “超级农作物(CropX)”也是来自美国硅谷的创业公司,其主要产品是探测土壤参数的硬件,并用软件向农民们显示有关数据,旨在建立“土壤物联网”。该公司的硬件产品包含的重要传感器有3个,分别负责收集地形信息、土壤结构和含水量,以决定土壤对水的需求是多少。“超级农作物”公司用移动应用客户端把云计算结果发送给农民,如灌溉地图和土壤水分状况等信息,农民也可以通过更改相应参数来计算不同区域土壤所需的灌溉量,做到滴水归田。 

  目前,“超级农作物”公司的产品主要在美国密苏里州、科罗拉多州和堪萨斯州近5000亩农田中应用,今年刚获得900万美元的融资,该公司把中国、印度和大洋洲也列为自己的目标市场。谷歌首席执行官埃里克·施密特很看好这家公司。   

  具有创新思维的不仅仅是上面提及的创业公司总部位于瑞士苏黎世的ABB公司(一家世界五百强大企业)也参与瓜分智慧农业这块大蛋糕。ABB公司在西班牙马德里南部210平方公里的重要农业区推广使用“海王星”智能灌溉系统,使这片农业区的用电、用水分别比以前节省了12%和20%。“海王星”灌溉系统由远程终端装置、数据采集与监控系统和通信3部分组成,“海王星”数据采集与监控系统不仅可显示远程终端装置的状态、报警、事件、报告和历史数据,还可通过短信和电子邮件进行通信,允许用户通过互联网远程接入。 

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