基于物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域積累了大量的數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。從國內(nèi)國際的發(fā)展來看，大數(shù)據(jù)正在驅(qū)動農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑發(fā)生變化，以提高農(nóng)業(yè)效率，保障食品安全，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)蘊含著巨大的商業(yè)價值。這里整理了全球農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)經(jīng)典案例，供大家參考。
01
美國：利用大數(shù)據(jù)打造精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
美國農(nóng)業(yè)正在采用大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)方法提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和效益，以1%的農(nóng)業(yè)人口維持龐大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(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)機械。
跟國內(nèi)常見的農(nóng)業(yè)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(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)方式等種種因素都讓精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)這一注定顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的新概念推行不易。
大數(shù)據(jù)進(jìn)農(nóng)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(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。
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。
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。
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)10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。
Precusion 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后部，同步運行的播種機和其他設(shè)備上。以播種為例，經(jīng)過數(shù)據(jù)加載，它們能夠根據(jù)天氣的變化進(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(zhǔn)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�，F(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(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。
02
英國：大數(shù)據(jù)整合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
近年來，由于氣候變化和全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)競爭強度的提升，英國農(nóng)業(yè)部門收入經(jīng)歷了多次明顯波動。英國環(huán)境、食品和農(nóng)村事務(wù)部認(rèn)為，應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，一方面，英國農(nóng)業(yè)需要向“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”邁進(jìn)，結(jié)合數(shù)字技術(shù)、傳感技術(shù)和空間地理技術(shù)，更為精準(zhǔn)地進(jìn)行種植和養(yǎng)殖作業(yè)；另一方面，需要提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(chǔ)就是強大的數(shù)據(jù)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(nóng)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略”，該戰(zhàn)略高度重視利用“大數(shù)據(jù)”和信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。參與該戰(zhàn)略制定的愛丁堡大學(xué)信息學(xué)院科林·亞當(dāng)姆斯教授認(rèn)為，農(nóng)業(yè)可能是最后一個面臨信息化和數(shù)字化的產(chǎn)業(yè)，大數(shù)據(jù)將是未來提升農(nóng)作物產(chǎn)量、畜牧業(yè)產(chǎn)量的關(guān)鍵。
03
法國：打造歐洲大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)典范
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)正在遭遇著互聯(lián)網(wǎng)的沖擊，傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)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(tǒng)生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)而邁向集約化、精準(zhǔn)化、智能化、數(shù)據(jù)化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因此獲得了“類工業(yè)”的產(chǎn)業(yè)屬性。
法國農(nóng)業(yè)部計劃在2017年建立一個大數(shù)據(jù)收集的門戶網(wǎng)站，該項目由法國農(nóng)業(yè)科學(xué)與環(huán)境研究院院長讓馬克·布爾尼嘉爾負(fù)責(zé)。布爾尼嘉爾院長表示，大數(shù)據(jù)將顛覆目前法國農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式，為農(nóng)民帶來更多機會，改變農(nóng)民與銀行、保險公司、農(nóng)業(yè)互助合作社等利益相關(guān)者之間的關(guān)系。目前每天有成百上千的農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上，如何有效地甄別有利于農(nóng)業(yè)發(fā)展的數(shù)據(jù)是目前面臨的挑戰(zhàn)，這也將成為很好的創(chuàng)業(yè)機會。布爾尼嘉爾院長還指出，如果這些農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)僅被少數(shù)幾個互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)獲取，很容易形成壟斷，不利于法國發(fā)展多樣化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
該門戶網(wǎng)站預(yù)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(shù)據(jù)庫可以共享，但該項目實施的最大挑戰(zhàn)在于農(nóng)民是否有意愿了解如何有效運用這些數(shù)據(jù)，以及政府是否能夠保證提供持續(xù)增值的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。
該農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫門戶網(wǎng)站將建立在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)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(lǐng)域投資，法國希望將此門戶網(wǎng)站建成歐洲大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)的典范。
04
德國：積極扶持?jǐn)?shù)字農(nóng)業(yè)
德國農(nóng)民聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前一個德國農(nóng)民可以養(yǎng)活144個人，這一數(shù)字是1980年的3倍。但要想臨時解決全球饑餓問題，每個農(nóng)民需要至少養(yǎng)活200人。這就需要更加高效、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。目前，德國正致力于發(fā)展更高水平的數(shù)字農(nóng)業(yè)。
數(shù)字農(nóng)業(yè)”基本理念與“工業(yè)4.0并無二致。通過大數(shù)據(jù)和云技術(shù)的應(yīng)用，一塊田地的天氣、土壤、降水、溫度、地理位置等數(shù)據(jù)上傳到云端，云平臺上進(jìn)行處理，然后將處理好的數(shù)據(jù)發(fā)送到智能化的大型農(nóng)業(yè)機械上，指揮它進(jìn)行精細(xì)作業(yè)。
德國在開發(fā)農(nóng)業(yè)技術(shù)上投入大量資金，并由大型企業(yè)牽頭研發(fā)“數(shù)字農(nóng)業(yè)”技術(shù)。據(jù)德國機械和設(shè)備制造聯(lián)合會的統(tǒng)計，德國去年在農(nóng)業(yè)技術(shù)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(yīng)商SAP公司推出了數(shù)字農(nóng)業(yè)”解決方案。該方案能在電腦上實時顯示多種生產(chǎn)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(nóng)民可據(jù)此優(yōu)化生產(chǎn)，實現(xiàn)增產(chǎn)增收。
擁有百年歷史的德國農(nóng)業(yè)機械制造商科樂收集團（CLAAS與德國電信開展合作，借助“工業(yè)4.0技術(shù)實現(xiàn)收割過程的全面自動化。利用傳感器技術(shù)加強機器之間的交流，使用第四代移動通信技術(shù)作為交流通道，使用云技術(shù)保證數(shù)據(jù)平安，并通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
德國電信2年前推出了數(shù)字化奶牛養(yǎng)殖監(jiān)控技術(shù)。農(nóng)民購買溫度計和傳感器等設(shè)備在養(yǎng)殖場裝置，這些設(shè)備可以監(jiān)控奶牛何時受孕、何時產(chǎn)仔等信息，而且可以自動將監(jiān)控信息以短信形式發(fā)送到養(yǎng)殖戶的手機上。
現(xiàn)代德國農(nóng)民的工作離不開電腦和網(wǎng)絡(luò)的支持。每天早上一開始的工作就是檢查當(dāng)天天氣信息、查詢糧食市價和查收電子郵件�，F(xiàn)在大型農(nóng)業(yè)機械都是由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS導(dǎo)航系統(tǒng)控制。農(nóng)民只需要切換到GPS導(dǎo)航模式，衛(wèi)星數(shù)據(jù)便能讓農(nóng)業(yè)機械精確作業(yè)，誤差可以控制在幾厘米之內(nèi)。
信息通訊技術(shù)的發(fā)展也讓農(nóng)民的工作更加高效便利。柏林的一家名為“365Farm Net初創(chuàng)企業(yè)為小型農(nóng)場主提供了一套包括種植、飼養(yǎng)和經(jīng)營在內(nèi)的全程服務(wù)軟件。該軟件可以提供詳細(xì)的土地信息、種植和飼養(yǎng)規(guī)劃、實時監(jiān)控以及經(jīng)營咨詢等服務(wù)。而且通過該軟件可以方便地與企業(yè)的合作伙伴取得聯(lián)系，以便及時獲取相應(yīng)的服務(wù)協(xié)助。
目前，德國農(nóng)業(yè)數(shù)字化建設(shè)面臨的一個重要問題是農(nóng)村地區(qū)寬帶覆蓋率還不夠高，尤其是德國東部農(nóng)村地區(qū)。另外一個問題是數(shù)據(jù)平安問題。目前，并不是所有農(nóng)民都愿意將自家農(nóng)場的數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)，很多人對網(wǎng)絡(luò)安全的可靠性仍持懷疑態(tài)度。
