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【世界農業案例】數字農業——歐美案例分享

2023-06-07 08:16:19

[ 導讀 ] 全球農業大數據經典案例。

基于物聯網等技術的應用，農業領域積累了大量的數據，為大數據應用于農業奠定了基礎。從國內國際的發展來看，大數據正在驅動農業發展路徑發生變化，以提高農業效率，保障食品安全，實現農產品優質優價，農業大數據蘊含著巨大的商業價值。這里整理了全球農業大數據經典案例，供大家參考。

美國：利用大數據打造精準農業

美國農業正在采用大數據和互聯網方法提升農業生產的效率和效益，以1%的農業人口維持龐大的農業生產體系，不僅滿足美國本土需要，而且還大量出口。

羅德尼·席林(Rodney Schilling)是美國伊利諾伊州的一個農場主，他和父親二人經營著1300英畝(約7900畝)田地。他的父親已經83歲了，地里的活兒全靠席林自己上陣，即便在農忙時節，他也不用雇工，最好的幫手是農場里的那幾臺農業機械。

跟國內常見的農業機械比，這些機器高大得多，一臺噴藥機完全張開“臂膀”，翼展達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星導航系統和自動駕駛系統。即使在下田作業時，席林也遠沒有傳統農民那么辛苦，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，機器會按照設定的路線工作，施肥、打藥完全自動化，哪些地方打過，哪些地方沒打，絕對不會搞混，GPS上都顯示得清清楚楚。

大多數時候，席林會把平板電腦帶在身邊，內置的APP軟件會提醒他何時適宜下地查看，該打藥或是該施肥了，以及提供實時的和未來幾天的天氣數據。

在美國，像席林這樣“勞作”的農場主越來越多。農業生產模式正在從機械化向信息化轉變，以精準為特征的農業，正在讓種植變得更加容易。

作為傳統的農業大國，中國的新疆、東北等地也正吹起精準農業的微風。不過在全國范圍內，龐大的、分散的小農生產方式等種種因素都讓精準農業這一注定顛覆傳統農業的新概念推行不易。

大數據進農田

席林對農場的土地情況了如指掌，他甚至聘請了專業服務公司，在田地中，每4英畝設1個取樣點，做土壤的分析測試。完成后，席林得到一份書面報告，除了給出各個地塊詳細的土壤成分數據，還有種植不同作物時所需要的肥料、水分以及未來產量等數據。據此，他可以精確安排農場的生產計劃。

隨著種植活動，土壤的成分是動態變化的。因此，每過三年，席林會重新做一次土壤分析，每次要花費5000多美元。不過，由于精確數據意味著幾乎最高的投入產出比，席林還是很樂意花這筆錢的。

在席林的平板電腦里，安裝了氣象數據軟件。他把農場的坐標和相關信息通過軟件上傳，即可獲得農場范圍內的實時天氣信息，如溫度、濕度、風力、雨水等，這些信息可以幫助他判斷每個地塊的播種、收獲、耕作時間。

事實上，從生產規劃、種植前準備、種植期管理，直到采收，席林每年要做40多項決策。這些決策大多環環相扣，如果哪一步選錯了，那就不得不忍受減產的后果。

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，作物產量是這些因素的綜合結果。因此，在現代農業領域，農民光憑經驗做出決策已遠遠不夠，需要依靠科學、概率和專業分析得出優化決策。

國際種業巨頭們已經看到了這步棋，紛紛投入巨資，將產品研發線延伸至大數據支持下的農業決策領域。孟山都近兩年分別以2.5億美元收購Precision Planting公司，9.3億美元并購Climate Corporation公司。

智能化農機

大數據讓農民開始用移動設備管理農場，可以掌握實時的土壤濕度、環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，也需要硬件設備去實施。

其實，精準農業的概念和設想，最早由美國在20世紀80年代初提出，經10年后才進入生產應用，彼時技術和設備的儲備已基本具備。

Precusion Planting專門制造與精準農業配套的設備。這些設備可以固定在大馬力拖拉機后部，同步運行的播種機和其他設備上。以播種為例，經過數據加載，它們能夠根據天氣的變化進行不同深度、不同間距以及不同品種的播種活動。

在大田中，即使相隔兩三米遠的兩塊土地，土壤的水分含量、營養情況、農作物的生長情況都可能不相同。過去幾千年中，農民并不區分這種差異，會把同樣的品種以等間距播種下去。如今，精準農業顛覆了這一傳統，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。這些作業都是隨著播種機的行進，自動完成的。僅此一項改變，即可給玉米帶來每公頃300公斤-600公斤的增產。

精準農業下的農業機械必須是智能化的，通常安裝有衛星導航系統、自動駕駛系統、計算機設備，以及必要的傳感器，這樣才能“理解”大數據分析軟件給出的信息，并準確地執行。

智能化的農業機械也大大提高了作業質量，單粒播比率可以提高到99%。農民可以實時監控播種機的準確率，如果出現大面積異常，可以馬上停機，檢查糾正播種機。以前，如果播種機出了毛病，農民很難立即發現，而只能接受損失。現在，智能化的農機可根據土地的松軟程度，自動調節播種動作，以便所有種子處于同樣的深度。

通過全流程的精打細算，精準農業可以極大地節約化肥、水、農藥等投入，把各種原料的使用量控制在非常準確的程度，讓農業經營像工業流程一樣連續地進行，從而實現規模化經營。

英國：大數據整合精準農業

近年來，由于氣候變化和全球農業生產競爭強度的提升，英國農業部門收入經歷了多次明顯波動。英國環境、食品和農村事務部認為，應對上述挑戰，一方面，英國農業需要向“精準農業”邁進，結合數字技術、傳感技術和空間地理技術，更為精準地進行種植和養殖作業；另一方面，需要提升農業生產部門和市場需求的對接，加強其對于市場的理解。而這一系列需求的基礎就是強大的數據搜集和分析處理平臺。

在此背景下，英國政府于2013年開始專門啟動“農業技術戰略”，該戰略高度重視利用“大數據”和信息技術提升農業生產效率。參與該戰略制定的愛丁堡大學信息學院科林·亞當姆斯教授認為，農業可能是最后一個面臨信息化和數字化的產業，大數據將是未來提升農作物產量、畜牧業產量的關鍵。

法國：打造歐洲大數據農業典范

傳統農業正在遭遇著互聯網的沖擊，傳感器、物聯網、云計算、大數據不但顛覆了日出而作日落而息的手工勞作方式，也打破了粗放式的傳統生產模式，轉而邁向集約化、精準化、智能化、數據化，農業生產因此獲得了“類工業”的產業屬性。

法國農業部計劃在2017年建立一個大數據收集的門戶網站，該項目由法國農業科學與環境研究院院長讓馬克·布爾尼嘉爾負責。布爾尼嘉爾院長表示，大數據將顛覆目前法國農業的生產方式，為農民帶來更多機會，改變農民與銀行、保險公司、農業互助合作社等利益相關者之間的關系。目前每天有成百上千的農業相關數據出現在互聯網上，如何有效地甄別有利于農業發展的數據是目前面臨的挑戰，這也將成為很好的創業機會。布爾尼嘉爾院長還指出，如果這些農業數據僅被少數幾個互聯網企業獲取，很容易形成壟斷，不利于法國發展多樣化的農業生產方式。

該門戶網站預計將在2017年第二季度推出。雖然法國政府提出了該想法，并且已存有大量的公共數據庫可以共享，但該項目實施的最大挑戰在于農民是否有意愿了解如何有效運用這些數據，以及政府是否能夠保證提供持續增值的農業數據服務。

該農業數據庫門戶網站將建立在現有數據庫基礎上，保證具有良好的易用性和可操作性。鑒于目前鮮有國家在這一領域投資，法國希望將此門戶網站建成歐洲大數據農業的典范。

德國：積極扶持數字農業

德國農民聯合會的統計數據顯示，目前一個德國農民可以養活144個人，這一數字是1980年的3倍。但要想臨時解決全球饑餓問題，每個農民需要至少養活200人。這就需要更加高效、可持續的農業新技術。目前，德國正致力于發展更高水平的數字農業。

數字農業”基本理念與“工業4.0并無二致。通過大數據和云技術的應用，一塊田地的天氣、土壤、降水、溫度、地理位置等數據上傳到云端，云平臺上進行處理，然后將處理好的數據發送到智能化的大型農業機械上，指揮它進行精細作業。

德國在開發農業技術上投入大量資金，并由大型企業牽頭研發“數字農業”技術。據德國機械和設備制造聯合會的統計，德國去年在農業技術方面的投入為54億歐元。今年的漢諾威消費電子、信息及通信博覽會上，德國軟件供應商SAP公司推出了數字農業”解決方案。該方案能在電腦上實時顯示多種生產信息，如某塊土地上種植何種作物、作物接受光照強度如何、土壤中水分和肥料分布情況，農民可據此優化生產，實現增產增收。

擁有百年歷史的德國農業機械制造商科樂收集團（CLAAS與德國電信開展合作，借助“工業4.0技術實現收割過程的全面自動化。利用傳感器技術加強機器之間的交流，使用第四代移動通信技術作為交流通道，使用云技術保證數據平安，并通過大數據技術進行數據分析。

德國電信2年前推出了數字化奶牛養殖監控技術。農民購買溫度計和傳感器等設備在養殖場裝置，這些設備可以監控奶牛何時受孕、何時產仔等信息，而且可以自動將監控信息以短信形式發送到養殖戶的手機上。

現代德國農民的工作離不開電腦和網絡的支持。每天早上一開始的工作就是檢查當天天氣信息、查詢糧食市價和查收電子郵件。現在大型農業機械都是由全球衛星定位系統（GPS導航系統控制。農民只需要切換到GPS導航模式，衛星數據便能讓農業機械精確作業，誤差可以控制在幾厘米之內。

信息通訊技術的發展也讓農民的工作更加高效便利。柏林的一家名為“365Farm Net初創企業為小型農場主提供了一套包括種植、飼養和經營在內的全程服務軟件。該軟件可以提供詳細的土地信息、種植和飼養規劃、實時監控以及經營咨詢等服務。而且通過該軟件可以方便地與企業的合作伙伴取得聯系，以便及時獲取相應的服務協助。

目前，德國農業數字化建設面臨的一個重要問題是農村地區寬帶覆蓋率還不夠高，尤其是德國東部農村地區。另外一個問題是數據平安問題。目前，并不是所有農民都愿意將自家農場的數據上傳到網絡，很多人對網絡安全的可靠性仍持懷疑態度。

來源：Agri智慧農業

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