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詳細分析大數(shù)據(jù)對于農(nóng)業(yè)的作用

Bs4D_tuopuwulia ? 2017-12-26 17:56 ? 次閱讀

羅德尼?席林是美國伊利諾伊州的一個農(nóng)場主,他和父親二人經(jīng)營著約7900畝的田地。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)機械

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)模式正在從機械化向信息化轉(zhuǎn)變,以精準為特征的農(nóng)業(yè),正在讓種植變得更加容易。

美國的農(nóng)業(yè)

美國是農(nóng)業(yè)大國,但農(nóng)業(yè)產(chǎn)值僅占美國經(jīng)濟1.2%。美國有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)美國農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù),美國農(nóng)場數(shù)量1935年達到峰值680萬個,農(nóng)業(yè)人口超過1.27億,現(xiàn)如今農(nóng)場數(shù)量只有220萬個,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)民可能會達到10萬至25萬美元,一般而言要比城市居民平均收入水平高。

美國是對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)收集比較齊全的國家,也是較早進行農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)開放的國家。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農(nóng)業(yè)政策制定者對農(nóng)業(yè)部門的發(fā)展制定各種政策。不僅如此,美國各大農(nóng)場主協(xié)會以及涉農(nóng)企業(yè)也不惜投入大量的時間、金錢以及花費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)對于農(nóng)業(yè)的作用

隨著全球人口的增加,天氣的波動更加不穩(wěn)定,以及依賴石油的農(nóng)業(yè)對于石化燃料的價格越來越敏感,必然激勵更多地運用新技術(shù)來提高作物產(chǎn)量,并管理風險。圍繞著基因組學、生物信息學以及計算生物學的研究活動都已經(jīng)取得了重大的進展,使得科學家和組織能夠更好地養(yǎng)活全世界,并提高食品和農(nóng)作物的質(zhì)量。

這些技術(shù)都涉及到龐大的數(shù)據(jù)集和計算分析,那么在此過程中,大數(shù)據(jù)的作用是什么?

首先,也是最重要的,農(nóng)民需要需要測量和了解數(shù)據(jù)巨大和種類繁多的數(shù)據(jù)能夠帶來怎樣的影響,因為這些數(shù)據(jù)驅(qū)動著他們的耕作質(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)、土壤細節(jié)、種子、化肥和作物藥劑等,充分利用這些數(shù)據(jù)對于土地進行長期管理和短期模擬,以實現(xiàn)產(chǎn)量和利潤的最大化。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)機械制造商是整個價值鏈的另一個重要組成部分。他們不僅需要確保其資產(chǎn)能夠在最低成本保持最長的正常運行時間,還要支持移動數(shù)據(jù)采集(如土壤樣本、水分監(jiān)視器和傳感器、田間作物顏色、生長速率、天氣破壞、營養(yǎng)水平、農(nóng)作物品種等),并讓這些瑣碎的信息在價值鏈能被實時獲取,以進行進一步的處理。

除了農(nóng)民、農(nóng)企、種子化肥供應(yīng)商和農(nóng)業(yè)機械制造商以外,氣象站和實驗室、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日益復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)的一部分。他們對于來自無數(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)域之一就是精準農(nóng)業(yè)。通過對氣候、土壤和空氣質(zhì)量、作物成熟度,甚至是設(shè)備和勞動力的成本及可用性方面的實時數(shù)據(jù)收集,預(yù)測分析可以用來做出更明智的決策,而這就是所謂的精準農(nóng)業(yè)。

在精準農(nóng)業(yè)中,控制中心實時收集并處理數(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)星圖像和無人機會被用來拍攝田地的照片。隨著時間的推移,圖像會顯示作物成熟,加上對未來48小時的精準天氣預(yù)測模型,就可以建立模型并進行模擬,從而預(yù)測未來的情況,并幫助農(nóng)民做出前瞻性的決策。

對農(nóng)場的土地情況,農(nóng)民還可以聘請專業(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,農(nóng)民會得到一份書面報告,除了給出各個地塊詳細的土壤成分數(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ClimateCorporation的氣象數(shù)據(jù)軟件。他把農(nóng)場的坐標和相關(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(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)驗做出決策已遠遠不夠,需要依靠科學、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

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。

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(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(chǎn)。

精準農(nóng)業(yè)下的農(nóng)業(yè)機械必須是智能化的,通常安裝有衛(wèi)星導航系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、計算機設(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,并準確地執(zhí)行。 智能化的農(nóng)業(yè)機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)控播種機的準確率,如果出現(xiàn)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(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。現(xiàn)在,智能化的農(nóng)機可根據(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算,精準農(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)地進行,從而實現(xiàn)規(guī)模化經(jīng)營。

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原文標題:7900畝的土地, 看一個美國農(nóng)場主,如何運用大數(shù)據(jù)來管理?

文章出處:【微信號:tuopuwulianwang,微信公眾號:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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