農(nóng)田里的大數(shù)據(jù)

羅德尼·席林（Rodney Schilling）是美國伊利諾伊州的一個農(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)忙時節(jié)，他也不用雇工，最好的幫手是農(nóng)場里的那幾臺農(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)和自動駕駛系統(tǒng)。即使在下田作業(yè)時，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)器會按照設(shè)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?jīng)]打，絕對不會搞混，GPS上都顯示得清清楚楚。

大多數(shù)時候，席林會把平板電腦帶在身邊，內(nèi)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(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，以及農(nóng)民在種植管理上的頑固程度，會讓精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)這一注定顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的新概念知易行難。

大數(shù)據(jù)進(jìn)田

席林對農(nóng)場的土地情況了如指掌，他甚至聘請了專業(yè)服務(wù)公司，在田地中，每4英畝設(shè)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(xì)的土壤成分?jǐn)?shù)據(jù)，還有種植不同作物時所需要的肥料、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)計劃。

隨著種植活動，土壤的成分是動態(tài)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(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Climate Corporation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)的實時天氣信息，如溫度、濕度、風(fēng)力、雨水等，這些信息可以幫助他判斷每個地塊的播種、收獲、耕作時間。

事實上，從生產(chǎn)規(guī)劃、種植前準(zhǔn)備、種植期管理，直到采收，席林每年要作40多項決策。這些決策大多環(huán)環(huán)相扣，如果哪一步選錯了，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)驗作出決策已遠(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。孟山都公司亞洲區(qū)企業(yè)事務(wù)部總監(jiān)高勇告訴《財經(jīng)》記者，長期以來，人類收集了海量的農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，包括氣候、土壤、病蟲害爆發(fā)、產(chǎn)量和密度之間的相關(guān)性，以及農(nóng)產(chǎn)品的市場價格等。如果把這些數(shù)據(jù)整合起來，通過模擬分析，就能給農(nóng)民提供決策上的幫助。

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Precision Planting公司，9.3億美元并購Climate Corporation公司。

Climate Corporation由兩名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)作物保險服務(wù)。

孟山都是世界頭號種子商，擁有全球最大的種子資源和海量的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與Climate Corporation的數(shù)據(jù)庫結(jié)合，就會得到一張信息豐富的美國地圖，農(nóng)民可以在上面查詢本農(nóng)場所處的區(qū)域，了解種植什么種子、什么條件下長勢最好，以及很多實用信息。2014年，這套精準(zhǔn)種植系統(tǒng)開始在美國的四個農(nóng)業(yè)州推廣。

另一種業(yè)巨頭杜邦先鋒公司也已推出類似產(chǎn)品，該公司的種子部門和農(nóng)場機(jī)械制造商約翰迪爾聯(lián)手，給農(nóng)民提供種子和化肥方面的指導(dǎo)。今年5月，杜邦先鋒公司與愛科集團(tuán)合作，將自家的農(nóng)場決策服務(wù)平臺與愛科設(shè)備中的數(shù)據(jù)和農(nóng)場管理信息進(jìn)行無縫對接，從而幫助農(nóng)民提高產(chǎn)量和利潤。

大數(shù)據(jù)可以幫助農(nóng)民進(jìn)行更好的決策，農(nóng)作物產(chǎn)量也有所提高，遺憾的是，握在農(nóng)民手中上千年積累的經(jīng)驗和技藝變得不再重要了，農(nóng)民本身的核心競爭力正在消失。而且，農(nóng)民們也擔(dān)心自家農(nóng)場的詳細(xì)數(shù)據(jù)可能會被出售，或者泄露給競爭對手。

可持續(xù)發(fā)展智庫千年研究所所長漢斯·赫倫（Hans Herren）就對種業(yè)巨頭進(jìn)入數(shù)據(jù)領(lǐng)域感到擔(dān)憂，他們控制的數(shù)據(jù)越多，對農(nóng)民的控制就越強(qiáng)，農(nóng)場主們將由企業(yè)主淪落成為巨頭們的勞工。這種擔(dān)心在任何領(lǐng)域都有，大公司搶占市場的行為總會被認(rèn)為是威脅，尤其是在數(shù)據(jù)領(lǐng)域。不過，人們總是忘了大公司不是獨立存在的，在任何國家都要遵從一個國家的法規(guī)和政府的管理。

智能化農(nóng)機(jī)

大數(shù)據(jù)讓農(nóng)民開始用移動設(shè)備管理農(nóng)場，可以掌握實時的土壤濕度、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)備去實施。

其實，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)十年后才進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用，彼時技術(shù)和設(shè)備的儲備已基本具備。

Precision Planting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，以及同步運(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，它們能夠進(jìn)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(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(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)、自動駕駛系統(tǒng)、計算機(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)民可以實時監(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。

理想情況下，播下的種子應(yīng)在地里有同樣的深度，如果種得深了，種子出苗晚，不利于競爭陽光和養(yǎng)分；淺了，則抗倒伏性不好?，F(xiàn)在，智能化的農(nóng)機(jī)可根據(jù)土地的松軟程度，自動調(diào)節(jié)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(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，從而實現(xiàn)規(guī)?；?jīng)營。

中國慢熱

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，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)卻沒有像十年前預(yù)計的發(fā)展那么快。比如，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系在歐洲就沒有真正進(jìn)入推廣階段，在英國，幾乎一半農(nóng)場沒有采用任何精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。

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分析，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。

早在20世紀(jì)90年代，中國即開始精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用研究，先后在北京、上海、新疆、黑龍江等13個省市實現(xiàn)了大面積示范應(yīng)用。自2005年起，農(nóng)業(yè)部還啟動了測土配方施肥項目，并在全國2000多個縣進(jìn)行試點，累計投入經(jīng)費近50億元。并建成了一套“測土配方施肥專家系統(tǒng)”，能根據(jù)每個地塊土壤、作物品種等相關(guān)信息生成肥料配方，指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民購肥施用。

農(nóng)業(yè)部相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，施用個性化配方肥后，各種作物產(chǎn)量平均提高4%-7%，節(jié)省施肥成本約30%。但普及這一系統(tǒng)，需要實時更新數(shù)據(jù)，因為土壤中各種元素的含量會不斷變化，一次測土數(shù)據(jù)不能長期適用。

在新疆，棉花播種的效益尤其明顯。使用衛(wèi)星導(dǎo)航和自動駕駛技術(shù)，在同一地塊、同一臺播種機(jī)播種的條件下，畝株數(shù)在原有的基礎(chǔ)上增加了690株，畝產(chǎn)量增加17公斤，每畝增收138元。而且，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在黑夜也無礙，可全天候不間斷工作。

新疆地區(qū)每年都有棉花受災(zāi)，需要重新播種的情況，面積均達(dá)到20%以上，2014年災(zāi)害重播面積超過30%。使用衛(wèi)星導(dǎo)航和自動駕駛技術(shù)幫助災(zāi)后重播，作業(yè)精度高，接茬精度可控制在2厘米-3厘米，以昌吉市為例，由于種植精度的提升，畝均棉花株數(shù)可增加3%以上。況且接茬準(zhǔn)確，補(bǔ)種的棉花就能很好地嵌入原有的棉田，不會七扭八歪，利于機(jī)械采收，這是人工駕駛拖拉機(jī)播種無法做到的。

“凡是體驗過自動作業(yè)方式的，就不會再接受人工操作機(jī)械的方式?！毙陆r(nóng)機(jī)局總工裴新民告訴《財經(jīng)》記者。

盡管效益明顯，但精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在進(jìn)入中國十余年后仍未打開局面。多年來，國內(nèi)農(nóng)業(yè)的提升重點是向機(jī)械化邁進(jìn)，自動化和智能化的要求相對沒那么緊迫。截至目前，新疆地區(qū)只有500余臺具有衛(wèi)星導(dǎo)航和自動駕駛功能的農(nóng)機(jī)，主要用于播種和收獲。

和歐洲農(nóng)民顧慮高成本一樣，中國農(nóng)民根本支付不起前期的高投入。在美國的席林做一次土壤分析要花費5000多美元，約合3萬多元人民幣，對于年收入僅萬元、只擁有幾畝地的中國農(nóng)民而言，這是一件想都不敢想的事。按通常慣例，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等一般是國家設(shè)立支持項目，目前農(nóng)業(yè)部的示范項目還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

不過，裴新民認(rèn)為，現(xiàn)在已到了推廣衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)和自動駕駛的最好時機(jī)。因為，勞動力成本的壓力越來越大。在新疆，一臺大型采棉機(jī)駕駛員的月工資已達(dá)3萬元以上，精量播種拖拉機(jī)駕駛員月工資在1.5萬元以上。采用自動作業(yè)的方式可以降低人工成本，效率更高，作業(yè)質(zhì)量也有保證。

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)也確實在行動，到2015年，其農(nóng)業(yè)綜合機(jī)械化作業(yè)水平將達(dá)到93%。在此基礎(chǔ)上，通過在現(xiàn)有機(jī)具上加裝衛(wèi)星導(dǎo)航和自動駕駛系統(tǒng)，困難會小很多。新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所研究員、中國工程院院士陳學(xué)庚也認(rèn)為，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)中應(yīng)用最廣泛、最明顯的就是這兩項技術(shù)，未來3年-5年將逐步推開。

根據(jù)陳學(xué)庚的預(yù)測，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)棉花播種面積近900萬畝，玉米、番茄、甜菜等中耕作物面積400余萬畝。按照每1200畝配備一臺作業(yè)機(jī)組，衛(wèi)星導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)需求量將超過1萬套。整個新疆中耕作物面積超過兵團(tuán)兩倍，僅自動駕駛系統(tǒng)一項總需求量就在3萬套。

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)價格所占的比重。在他看來可以效仿美國實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的經(jīng)驗，根據(jù)需要、經(jīng)濟(jì)、實用的原則進(jìn)行，不必一次性把所有的技術(shù)都全套應(yīng)用。只選對的，不選貴的。

現(xiàn)在，當(dāng)席林忙不過來的時候，他83歲的父親仍然會駕駛大型拖拉機(jī)去農(nóng)田?？萍甲屓说哪芰Φ靡匝诱?。