在過去二十年中，全球初級(jí)作物產(chǎn)量增長了50%以上。農(nóng)業(yè)公司是如何在20年內(nèi)將產(chǎn)量翻一番的?面對(duì)不斷增長的全球人口，他們?nèi)绾稳〉酶钊苏駣^的成果?簡而言之，就是不斷創(chuàng)新農(nóng)業(yè)技術(shù)。

1.農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新

互聯(lián)農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)最有前景的趨勢(shì)之一，有助于我們了解農(nóng)業(yè)企業(yè)如何生產(chǎn)足夠的糧食來滿足日益增長的需求。

互聯(lián)農(nóng)業(yè)是指在農(nóng)業(yè)周期的生產(chǎn)前、生產(chǎn)和生產(chǎn)后階段，使用農(nóng)業(yè)中的新技術(shù)來監(jiān)測、管理、控制并最終改進(jìn)關(guān)鍵的農(nóng)業(yè)操作和農(nóng)業(yè)流程。

互聯(lián)農(nóng)業(yè)是通過各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，這些設(shè)備在現(xiàn)場、設(shè)備內(nèi)、云中和公司辦公室收集和交換數(shù)據(jù)。

土壤墑情監(jiān)測站

田間環(huán)境監(jiān)測是一個(gè)很好的實(shí)例，可以展示物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等農(nóng)業(yè)創(chuàng)新如何取代低效和耗時(shí)的方法。通過布置傳感器在田間跟蹤土壤狀況、空氣溫度和濕度水平。一旦特定參數(shù)的級(jí)別達(dá)到黃色區(qū)域，種植人員就會(huì)收到實(shí)時(shí)通知，以便預(yù)警他們采取必要的行動(dòng)。

由于該系統(tǒng)具有高度的可定制性，通過配套的調(diào)整措施，可以在多數(shù)情況下不需要人工參與。例如依據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)來觸發(fā)灌溉系統(tǒng)。

田間灌溉設(shè)備

物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)被用于各種農(nóng)業(yè)場景。主要用例包括：

*通過各種類型的田間和農(nóng)場傳感器進(jìn)行集成數(shù)據(jù)收集，包括自動(dòng)駕駛農(nóng)機(jī)傳感器、控制器、可穿戴設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備

*通過4G、LoRaWAN、Wi-Fi、LTE-M和其他連接技術(shù)提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫室和田間管理

*用于灌溉、作物健康管理、田間灌溉等的自動(dòng)化系統(tǒng)

*氣象及田間環(huán)境的數(shù)據(jù)采集報(bào)告和預(yù)測分析

2.農(nóng)業(yè)中的大數(shù)據(jù)預(yù)測分析

在農(nóng)業(yè)生命周期的每個(gè)階段，種植者都必須做出數(shù)十個(gè)及時(shí)有效的決策。過去，品種選擇、土壤準(zhǔn)備、肥料使用、種子播種、灌溉、除草、收割和儲(chǔ)存都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場調(diào)研后做出的決定。

如今，農(nóng)業(yè)決策者可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)和人工智能(AI)技術(shù)推動(dòng)的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新理念，節(jié)省大量時(shí)間，獲得準(zhǔn)確的預(yù)測，并做出更好的決策。

基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的創(chuàng)新農(nóng)業(yè)技術(shù)可用于多種場景，從作物種植可持續(xù)性的預(yù)測分析和需求預(yù)測分析，到雜草和作物病蟲害感染的主動(dòng)識(shí)別，以及在最大限度減少損失的情況下進(jìn)行采收。大數(shù)據(jù)分析可以以各種方式應(yīng)用，例如用于智能放牧、智慧灌溉、水肥需求預(yù)測。

簡單地說，市場上提供的人工智能驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新可以分為兩類：功能多樣或?qū)I(yè)具體的解決方案。

現(xiàn)在，考慮一種基于大數(shù)據(jù)采集分析的解決方案，幫助農(nóng)藝專家評(píng)估田間投入對(duì)作物的表現(xiàn)，并揭示作物管理過程的弱點(diǎn)。然而，基于人工智能的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的大規(guī)模采用仍然受到最終用戶對(duì)算法普遍缺乏信任。好消息是，可解釋的人工智能系統(tǒng)正在快速發(fā)展，這意味著越來越多的種植者能夠從數(shù)據(jù)中了解農(nóng)場的運(yùn)作情況。

3.區(qū)塊鏈如何在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用

在談到農(nóng)業(yè)和耕作的關(guān)鍵創(chuàng)新時(shí)，不可能不提到區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈和分布式賬本技術(shù)(DLT)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)商業(yè)周期的幾乎每個(gè)階段被用于：

*簡化農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈

*加強(qiáng)食品安全，杜絕假冒偽劣商品

*跟蹤從現(xiàn)場到商店的完整產(chǎn)品路徑

*降低金融風(fēng)險(xiǎn)促進(jìn)公平貿(mào)易

*提供當(dāng)局要求的證書

*為農(nóng)民和企業(yè)提供順暢的金融和保險(xiǎn)服務(wù)

很大程度上是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)一直容易受到不可預(yù)測的天氣和氣候變化的影響，保險(xiǎn)服務(wù)對(duì)農(nóng)業(yè)企業(yè)的財(cái)務(wù)健康至關(guān)重要。

農(nóng)業(yè)和區(qū)塊鏈中的新技術(shù)發(fā)揮作用，降低了利益相關(guān)者的風(fēng)險(xiǎn)，加快了索賠過程，并消除了人為錯(cuò)誤。有了基于區(qū)塊鏈的智能合約，一旦滿足合同條件，就可以自動(dòng)觸發(fā)賠償支付。利用分布式賬本技術(shù)開發(fā)的智能合約使賠償支付過程快速、簡單、安全。

4.農(nóng)業(yè)自動(dòng)化開創(chuàng)新局面

到2025年，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的價(jià)值可能會(huì)翻四番，從2020年的46億美元增長到200多億美元。農(nóng)業(yè)的這一趨勢(shì)和其他未來趨勢(shì)表明，全球人口不斷增長帶來了挑戰(zhàn)，這讓種植者別無選擇，只能提高效率。

應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的無人機(jī)

如今，包括無人機(jī)、灌溉機(jī)和智能拖拉機(jī)在內(nèi)的自動(dòng)化機(jī)械被用來代替體力勞動(dòng)來完成重復(fù)的任務(wù)和過程。其結(jié)果是優(yōu)化了用于收割、水果采摘、噴灑、種植、播種和除草的人力資源。

以GPS引導(dǎo)的用于收割的遙控農(nóng)機(jī)為例。一個(gè)操作員可以同時(shí)管理和控制數(shù)十輛這樣的車輛。最終，整體生產(chǎn)力得到提高，同時(shí)將人為失誤的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

農(nóng)業(yè)創(chuàng)新不僅僅是機(jī)器取代體力勞動(dòng)。它們還涉及流程的自動(dòng)化和由特定數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)觸發(fā)的即時(shí)行動(dòng)。

無人機(jī)作物監(jiān)測需要數(shù)個(gè)階段。首先，種植者選擇要被無人機(jī)監(jiān)控的物體和土地。然后，無人機(jī)收集這些物體和土地的圖像。接下來，對(duì)這些圖像進(jìn)行排序，以便只保留相關(guān)數(shù)據(jù)。分析選定的數(shù)據(jù)后，生成報(bào)告和分析。最后，自動(dòng)操作被觸發(fā)(例如田間灌溉)。這就是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)在實(shí)踐中的作用。

5.垂直與室內(nèi)農(nóng)業(yè)

全球氣候變化導(dǎo)致極端天氣條件，進(jìn)而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用地短缺。政府和企業(yè)正在共同努力，將農(nóng)業(yè)創(chuàng)新理念帶到人口稠密的城市地區(qū)、沙漠和其他傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)實(shí)踐和方法不起作用的土地上。

控制環(huán)境農(nóng)業(yè)(CEA)是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵新技術(shù)之一，它將決定可持續(xù)農(nóng)業(yè)的未來。CEA使用光照、濕度、空氣溫度和營養(yǎng)物質(zhì)的正確組合，以確保植物在生長的任何地方都能獲得所需的一切。

CEA使室內(nèi)和垂直農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)趨勢(shì)成為可能。室內(nèi)和垂直農(nóng)場幾乎可以在世界任何地方建造，而不考慮周圍的地理和氣候條件。

想象一下，一個(gè)大型農(nóng)業(yè)綜合體在沙漠中央生產(chǎn)各種作物，或者在空間站內(nèi)有一個(gè)農(nóng)場。這不再是科幻小說。農(nóng)業(yè)的未來趨勢(shì)已經(jīng)出現(xiàn)。除了能夠在幾乎任何氣候和天氣條件下種植作物外，垂直農(nóng)業(yè)的好處還包括：

*將病蟲害風(fēng)險(xiǎn)降至最低

*減少了對(duì)化學(xué)品、殺蟲劑和除草劑的使用

*降低勞動(dòng)力和收割機(jī)械成本

*全年不間斷生產(chǎn)

*精確的灌溉系統(tǒng)，可減少90%的用水

*對(duì)農(nóng)場條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，以維持每個(gè)工廠的完美條件

*土地維護(hù)、機(jī)械、勞動(dòng)力和除草劑方面的節(jié)約大大超過了初始投資

垂直農(nóng)業(yè)可以在室內(nèi)生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品。垂直農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)中的新技術(shù)直接相關(guān)，如水培和氣培，這些技術(shù)使用液體營養(yǎng)介質(zhì)代替土壤種植植物。

垂直農(nóng)業(yè)中使用的另一種可持續(xù)農(nóng)業(yè)技術(shù)是水培，指的是同時(shí)種植植物和魚類。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，植物為魚類凈化水源，而魚類則為植物提供營養(yǎng)。

地理信息系統(tǒng)

在農(nóng)業(yè)方面，田地產(chǎn)量取決于土地開發(fā)的質(zhì)量和可持續(xù)性。這就是為什么土地評(píng)估和管理如此重要。過去，土地管理依賴于實(shí)地樣本分析、物理觀測，當(dāng)然還有大量的經(jīng)驗(yàn)判斷。

今天，地理信息系統(tǒng)(GIS)正在快速發(fā)展并改變土地管理的方式。GIS解決方案能夠通過硬件、軟件和大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)任何領(lǐng)域或其他地理實(shí)體的空間表示。硬件——衛(wèi)星、全球定位系統(tǒng)、無人車輛或無人機(jī)——接收并定位數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后將數(shù)據(jù)點(diǎn)傳輸?shù)郊傻闹醒胂到y(tǒng)并由其進(jìn)行分析。最后，種植者會(huì)得到一張地圖，顯示最新的作物位置和健康狀況、降水量、地形細(xì)節(jié)、土壤類型和海拔、施肥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、風(fēng)速和風(fēng)向、洪水、坡面、田地侵蝕等。精確的數(shù)據(jù)集可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求和現(xiàn)場規(guī)范進(jìn)行定制。

農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)(GIS)

在討論農(nóng)業(yè)的未來趨勢(shì)時(shí)，你可能聽說過“衛(wèi)星農(nóng)業(yè)”一詞，因?yàn)樾l(wèi)星仍然是為GIS提供數(shù)據(jù)的核心硬件設(shè)備。然而，無論用于GIS的設(shè)備是什么，GIS系統(tǒng)的實(shí)際意義包括：

*灌溉地形測繪，排水建模

*牲畜監(jiān)測，放牧管理

*洪水、侵蝕和干旱控制

*作物長勢(shì)監(jiān)測，農(nóng)田產(chǎn)量預(yù)測分析

*土地退化估計(jì)分析

*病蟲害防治及預(yù)警

*田間灌溉參數(shù)分析

*土地侵蝕監(jiān)測和管理

面對(duì)包括破紀(jì)錄的人口增長和氣候變化在內(nèi)的全球挑戰(zhàn)，農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)在必行。確保足夠的糧食滿足不斷增長的需求的唯一手段是在農(nóng)業(yè)中不斷創(chuàng)新。