数字农业——欧美案例分享

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  基于物联网等技术的应用，农业领域积累了大量的数据，为大数据应用于农业奠定了基础。从国内国际的发展来看，大数据正在驱动农业发展路径发生变化，以提高农业效率，保障食品安全，实现农产品优质优价，农业大数据蕴含着巨大的商业价值。这里整理了全球农业大数据经典案例，供大家参考。
  1 美国：利用大数据打造精准农业
  美国农业正在采用大数据和互联网方法提升农业生产的效率和效益，以1%的农业人口维持庞大的农业生产体系，不仅满足美国本土需要，而且还大量出口。
  罗德尼·席林(Rodney Schilling)是美国伊利诺伊州的一个农场主，他和父亲二人经营着1300英亩(约7900亩)田地。他的父亲已经83岁了，地里的活儿全靠席林自己上阵，即便在农忙时节，他也不用雇工，最好的帮手是农场里的那几台农业机械。
  跟国内常见的农业机械比，这些机器高大得多，一台喷药机完全张开“臂膀”，翼展达36米。更重要的是，这些“大家伙”还很有“头脑”——驾驶室里配备的全球卫星导航系统和自动驾驶系统。即使在下田作业时，席林也远没有传统农民那么辛苦，只要他愿意，完全可以坐在驾驶座上，一边喝着咖啡，一边用平板电脑浏览新闻，机器会按照设定的路线工作，施肥、打药完全自动化，哪些地方打过，哪些地方没打，绝对不会搞混，GPS上都显示得清清楚楚。
  大多数时候，席林会把平板电脑带在身边，内置的APP软件会提醒他何时适宜下地查看，该打药或是该施肥了，以及提供实时的和未来几天的天气数据。
  在美国，像席林这样“劳作”的农场主越来越多。农业生产模式正在从机械化向信息化转变，以精准为特征的农业，正在让种植变得更加容易。
  作为传统的农业大国，中国的新疆、东北等地也正吹起精准农业的微风。不过在全国范围内，庞大的、分散的小农生产方式等种种因素都让精准农业这一注定颠覆传统农业的新概念推行不易。
  大数据进农田
  席林对农场的土地情况了如指掌，他甚至聘请了专业服务公司，在田地中，每4英亩设1个取样点，做土壤的分析测试。完成后，席林得到一份书面报告，除了给出各个地块详细的土壤成分数据，还有种植不同作物时所需要的肥料、水分以及未来产量等数据。据此，他可以精确安排农场的生产计划。
  随着种植活动，土壤的成分是动态变化的。因此，每过三年，席林会重新做一次土壤分析，每次要花费5000多美元。不过，由于精确数据意味着几乎最高的投入产出比，席林还是很乐意花这笔钱的。
  在席林的平板电脑里，安装了气象数据软件。他把农场的坐标和相关信息通过软件上传，即可获得农场范围内的实时天气信息，如温度、湿度、风力、雨水等，这些信息可以帮助他判断每个地块的播种、收获、耕作时间。
  事实上，从生产规划、种植前准备、种植期管理，直到采收，席林每年要做40多项决策。这些决策大多环环相扣，如果哪一步选错了，那就不得不忍受减产的后果。
  影响作物生长的因素有很多，土壤、气候、水分、品种、病虫害和杂草等，作物产量是这些因素的综合结果。因此，在现代农业领域，农民光凭经验做出决策已远远不够，需要依靠科学、概率和专业分析得出优化决策。
  国际种业巨头们已经看到了这步棋，纷纷投入巨资，将产品研发线延伸至大数据支持下的农业决策领域。孟山都近两年分别以2.5亿美元收购Precision Planting公司，9.3亿美元并购Climate Corporation公司。
  智能化农机
  大数据让农民开始用移动设备管理农场，可以掌握实时的土壤湿度、环境温度和作物状况等信息，大幅度提高了管理的精确性。然而，再好的决策，也需要硬件设备去实施。
  其实，精准农业的概念和设想，最早由美国在20世纪80年代初提出，经10年后才进入生产应用，彼时技术和设备的储备已基本具备。
  Precusion Planting专门制造与精准农业配套的设备。这些设备可以固定在大马力拖拉机后部，同步运行的播种机和其他设备上。以播种为例，经过数据加载，它们能够根据天气的变化进行不同深度、不同间距以及不同品种的播种活动。
  在大田中，即使相隔两三米远的两块土地，土壤的水分含量、营养情况、农作物的生长情况都可能不相同。过去几千年中，农民并不区分这种差异，会把同样的品种以等间距播种下去。如今，精准农业颠覆了这一传统，在肥力高的地方密植，在肥力低的地方稀植，还可以更换种子品种。这些作业都是随着播种机的行进，自动完成的。仅此一项改变，即可给玉米带来每公顷300公斤-600公斤的增产。
  精准农业下的农业机械必须是智能化的，通常安装有卫星导航系统、自动驾驶系统、计算机设备，以及必要的传感器，这样才能“理解”大数据分析软件给出的信息，并准确地执行。
  智能化的农业机械也大大提高了作业质量，单粒播比率可以提高到99%。农民可以实时监控播种机的准确率，如果出现大面积异常，可以马上停机，检查纠正播种机。以前，如果播种机出了毛病，农民很难立即发现，而只能接受损失。现在，智能化的农机可根据土地的松软程度，自动调节播种动作，以便所有种子处于同样的深度。
  通过全流程的精打细算，精准农业可以极大地节约化肥、水、农药等投入，把各种原料的使用量控制在非常准确的程度，让农业经营像工业流程一样连续地进行，从而实现规模化经营。
  2 英国：大数据整合精准农业
  近年来，由于气候变化和全球农业生产竞争强度的提升，英国农业部门收入经历了多次明显波动。英国环境、食品和农村事务部认为，应对上述挑战，一方面，英国农业需要向“精准农业”迈进，结合数字技术、传感技术和空间地理技术，更为精准地进行种植和养殖作业；另一方面，需要提升农业生产部门和市场需求的对接，加强其对于市场的理解。而这一系列需求的基础就是强大的数据搜集和分析处理平台。
  在此背景下，英国政府于2013年开始专门启动“农业技术战略”，该战略高度重视利用“大数据”和信息技术提升农业生产效率。参与该战略制定的爱丁堡大学信息学院科林·亚当姆斯教授认为，农业可能是最后一个面临信息化和数字化的产业，大数据将是未来提升农作物产量、畜牧业产量的关键。
  3 法国：打造欧洲大数据农业典范
  传统农业正在遭遇着互联网的冲击，传感器、物联网、云计算、大数据不但颠覆了日出而作日落而息的手工劳作方式，也打破了粗放式的传统生产模式，转而迈向集约化、精准化、智能化、数据化，农业生产因此获得了“类工业”的产业属性。
  法国农业部计划在2017年建立一个大数据收集的门户网站，该项目由法国农业科学与环境研究院院长让马克·布尔尼嘉尔负责。布尔尼嘉尔院长表示，大数据将颠覆目前法国农业的生产方式，为农民带来更多机会，改变农民与银行、保险公司、农业互助合作社等利益相关者之间的关系。目前每天有成百上千的农业相关数据出现在互联网上，如何有效地甄别有利于农业发展的数据是目前面临的挑战，这也将成为很好的创业机会。布尔尼嘉尔院长还指出，如果这些农业数据仅被少数几个互联网企业获取，很容易形成垄断，不利于法国发展多样化的农业生产方式。
  该门户网站预计将在2017年第二季度推出。虽然法国政府提出了该想法，并且已存有大量的公共数据库可以共享，但该项目实施的最大挑战在于农民是否有意愿了解如何有效运用这些数据，以及政府是否能够保证提供持续增值的农业数据服务。
  该农业数据库门户网站将建立在现有数据库基础上，保证具有良好的易用性和可操作性。鉴于目前鲜有国家在这一领域投资，法国希望将此门户网站建成欧洲大数据农业的典范。
  4 德国：积极扶持数字农业
  德国农民联合会的统计数据显示，目前一个德国农民可以养活144个人，这一数字是1980年的3倍。但要想临时解决全球饥饿问题，每个农民需要至少养活200人。这就需要更加高效、可持续的农业新技术。目前，德国正致力于发展更高水平的数字农业。
  数字农业”基本理念与“工业4.0并无二致。通过大数据和云技术的应用，一块田地的天气、土壤、降水、温度、地理位置等数据上传到云端，云平台上进行处理，然后将处理好的数据发送到智能化的大型农业机械上，指挥它进行精细作业。
  德国在开发农业技术上投入大量资金，并由大型企业牵头研发“数字农业”技术。据德国机械和设备制造联合会的统计，德国去年在农业技术方面的投入为54亿欧元。今年的汉诺威消费电子、信息及通信博览会上，德国软件供应商SAP公司推出了数字农业”解决方案。该方案能在电脑上实时显示多种生产信息，如某块土地上种植何种作物、作物接受光照强度如何、土壤中水分和肥料分布情况，农民可据此优化生产，实现增产增收。
  拥有百年历史的德国农业机械制造商科乐收集团（CLAAS与德国电信开展合作，借助“工业4.0技术实现收割过程的全面自动化。利用传感器技术加强机器之间的交流，使用第四代移动通信技术作为交流通道，使用云技术保证数据平安，并通过大数据技术进行数据分析。
  德国电信2年前推出了数字化奶牛养殖监控技术。农民购买温度计和传感器等设备在养殖场装置，这些设备可以监控奶牛何时受孕、何时产仔等信息，而且可以自动将监控信息以短信形式发送到养殖户的手机上。
  现代德国农民的工作离不开电脑和网络的支持。每天早上一开始的工作就是检查当天天气信息、查询粮食市价和查收电子邮件。现在大型农业机械都是由全球卫星定位系统（GPS导航系统控制。农民只需要切换到GPS导航模式，卫星数据便能让农业机械精确作业，误差可以控制在几厘米之内。
  信息通讯技术的发展也让农民的工作更加高效便利。柏林的一家名为“365Farm Net初创企业为小型农场主提供了一套包括种植、饲养和经营在内的全程服务软件。该软件可以提供详细的土地信息、种植和饲养规划、实时监控以及经营咨询等服务。而且通过该软件可以方便地与企业的合作伙伴取得联系，以便及时获取相应的服务协助。
  目前，德国农业数字化建设面临的一个重要问题是农村地区宽带覆盖率还不够高，尤其是德国东部农村地区。另外一个问题是数据平安问题。目前，并不是所有农民都愿意将自家农场的数据上传到网络，很多人对网络安全的可靠性仍持怀疑态度。
  我们国家人口众多，对提高农业科技十分重视，可能的话应该多与外国的农业强国展开更多的互利合作。（来源：Agri智慧农业）