通過美國(guó)看大數(shù)據(jù)建設(shè)對(duì)農(nóng)業(yè)的作用

有人認(rèn)為，數(shù)據(jù)帶來的趨勢(shì)會(huì)鼓勵(lì)大規(guī)模種植單一作物，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)有效性的最大化，因此可能會(huì)造成科技趨勢(shì)排擠小型農(nóng)場(chǎng)；但另一些人認(rèn)為，隨著大數(shù)據(jù)成本的迅速下降，小農(nóng)場(chǎng)主也能使用這些技術(shù)來不斷加強(qiáng)自身。但無論如何，我們正在邁進(jìn)一個(gè)人口更多、資源更少的時(shí)代，這使得農(nóng)業(yè)成為世界上最重要的產(chǎn)業(yè)之一。

美國(guó)的農(nóng)業(yè)

美國(guó)農(nóng)業(yè)約占其GDP的1.2%。美國(guó)不僅是世界上最大的工業(yè)化國(guó)家，而且也是世界上最大的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。美國(guó)土地肥沃，氣候溫和，現(xiàn)有可耕地約1.52億公頃，牧場(chǎng)5.6億公頃。美國(guó)約有220萬個(gè)農(nóng)場(chǎng)，每個(gè)農(nóng)場(chǎng)平均面積約170公頃。2011年農(nóng)業(yè)就業(yè)人數(shù)213萬人，占整個(gè)就業(yè)人口的1.45%。

美國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，但農(nóng)業(yè)產(chǎn)值僅占美國(guó)經(jīng)濟(jì)1.2%。美國(guó)有3億多人口，其中住在農(nóng)村地區(qū)的人僅占約2%，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人不到1%，其中又只有半數(shù)將農(nóng)業(yè)作為主業(yè)，根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)，美國(guó)農(nóng)場(chǎng)數(shù)量1935年達(dá)到峰值680萬個(gè)，農(nóng)業(yè)人口超過1.27億，現(xiàn)如今農(nóng)場(chǎng)數(shù)量只有220萬個(gè)，農(nóng)民數(shù)量也降至300萬左右。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的盈利性從根本上保證了農(nóng)業(yè)的吸引力。愛荷華州全職農(nóng)民年收入基本都在5萬至7萬美元以上，有些農(nóng)民可能會(huì)達(dá)到10萬至25萬美元，一般而言要比城市居民平均收入水平高。

美國(guó)是對(duì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)收集比較齊全的國(guó)家，也是較早進(jìn)行農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)開放的國(guó)家，目前，有關(guān)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的采集、共享和利用正幫助美國(guó)農(nóng)業(yè)政策制定者對(duì)農(nóng)業(yè)部門的發(fā)展制定各種政策。不僅如此，美國(guó)各大農(nóng)場(chǎng)主協(xié)會(huì)以及涉農(nóng)企業(yè)也不惜投入大量的時(shí)間、金錢以及花費(fèi)巨大的精力去搜集被人們稱為“大數(shù)據(jù)”的涉農(nóng)數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)對(duì)于農(nóng)業(yè)的作用

首先，也是最重要的，農(nóng)民需要測(cè)量和了解數(shù)據(jù)巨大和種類繁多的數(shù)據(jù)能夠帶來怎樣的影響，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)著他們的耕作質(zhì)量與產(chǎn)量。這些數(shù)據(jù)包括天氣數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、土壤細(xì)節(jié)、種子、化肥和作物藥劑等，充分利用這些數(shù)據(jù)對(duì)于土地進(jìn)行長(zhǎng)期管理和短期模擬，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量和利潤(rùn)的最大化。

其次，種子和肥料以及藥劑的供應(yīng)商需要接收所有的這些數(shù)據(jù)，將其放入統(tǒng)一的模型中，并使用專用算法，以便向農(nóng)民提供盡可能最優(yōu)化的解決方案和服務(wù)。

再次，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商是整個(gè)價(jià)值鏈的另一個(gè)重要組成部分。他們不僅需要確保其資產(chǎn)能夠在最低成本保持最長(zhǎng)的正常運(yùn)行時(shí)間，還要支持移動(dòng)數(shù)據(jù)采集，并讓這些瑣碎的信息在價(jià)值鏈能被實(shí)時(shí)獲取，以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

除了農(nóng)民、農(nóng)企、種子化肥供應(yīng)商和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商以外，氣象站和實(shí)驗(yàn)室、貿(mào)易商和行業(yè)合作伙伴、技術(shù)和解決方案提供商也是這個(gè)日益復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)的一部分。他們對(duì)于來自無數(shù)信息源的大數(shù)據(jù)也有著巨大的需要。

大數(shù)據(jù)進(jìn)田

大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用最普遍的領(lǐng)域之一就是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。通過對(duì)氣候、土壤和空氣質(zhì)量、作物成熟度，甚至是設(shè)備和勞動(dòng)力的成本及可用性方面的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集，預(yù)測(cè)分析可以用來做出更明智的決策，而這就是所謂的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，控制中心實(shí)時(shí)收集并處理數(shù)據(jù)，來幫助農(nóng)民在播種、施肥和收割作物等方面做出最明智的決策。遍布田間的傳感器用于測(cè)量土壤和周圍空氣的溫度與濕度。此外，衛(wèi)星圖像和無人機(jī)會(huì)被用來拍攝田地的照片。隨著時(shí)間的推移，圖像會(huì)顯示作物成熟，加上對(duì)未來48小時(shí)的精準(zhǔn)天氣預(yù)測(cè)模型，就可以建立模型并進(jìn)行模擬，從而預(yù)測(cè)未來的情況，并幫助農(nóng)民做出前瞻性的決策。

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(zhǎng)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。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來的智能化農(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(chǎng)，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(guó)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。

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(yíng)養(yǎng)情況、農(nóng)作物的生長(zhǎng)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。

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(jìng)爭(zhēng)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(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(yíng)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(yíng)。

來源：中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)網(wǎng)