智慧农业将让农民消失 美国七成农场“触网”

　　20世纪以来，农业的进步主要体现在现代农业机械基本取代了人力和畜力作业，以及农业生产的组织管理形式变得专业化、社会化和企业化。眼下，“互联网+”的概念炙手可热，那么以物联网、大数据、云技术为工具的新生代农场，会给人类描绘出怎样的一幅智慧农业前景呢?

　　美国七成农场“触网”

　　几千年来，人口数量的增加离不开粮食的不断增产。

　　世界粮食组织预测，到2050年全球约有90亿人，激增的人口和有限的耕地、宝贵的淡水和其他不可知因素(如气候变化)之间的矛盾，使人类的吃饭问题变得极其严峻，改变传统农业的发展模式，提高农产品的产量和质量势在必行。

　　在信息技术高速发展的背景下，智慧农业被寄予厚望。智慧农业，就是利用信息技术对农业生产进行定时定量管理，根据农产品(含粮食、水果和肉类等)的生长情况合理分配资源，实现农业生产的高效低耗、优质环保。近年来，欧美发达国家的农民们在利用互联网方面表现积极。2011年2月，美国农业部发布的报告表明，年销售额25万美元以上的美国农场，有70%以上在农场业务中使用互联网，更小的农场则有41%使用互联网。美国加州弗雷斯诺的农场主麦克·史密斯有一个40英亩的小型家庭农场，他将自己农场的照片贴在脸书网站上，每周更新网页内容，感兴趣的顾客可以和他通过电子邮件联系。麦克·史密斯现身说法称：“互联网对许多小农场意味着生存，如果你只有一个有机农场而没有网站，那么没人愿意去了解你。”

　　但这只是互联网力量轻度介入现代农业的冰山一角。在更多的智慧农业案例中，大家会看到在互联网、物联网的帮助下，越来越多的农民掌握了庄稼种植、灌溉和收获的最好时机，时时监控牲畜的生长状态，最大限度地减少了资源浪费并获得效益。

　　从大农业转向精准农业

　　国内主流学界曾把西方现代农业的特点概括为一个“大”字，主要表现为耕地面积的广袤，农机设备的大型宽幅和高速联合。这个“大”字在当下发达国家农业中仍占主流地位，但新的趋势已经非常明显，那就是农民们利用物联网等技术，收集有关田地的精确数据，制定策略，对每一小块土地精耕细作，从每一颗种子中榨取出最高的价值，这就是“精准农业”。

　　美国《外交事务》杂志今年5/6月刊载文披露，因为人工测试土壤的成本昂贵，美国大多数农民在实际操作中改为每2.5英亩(约合1.01公顷)采取一个泥土样本，巴西每12.5英亩(约合5.06公顷)采取一个样本。实践中，因为一英亩(约0.4公顷)内的土壤有时各个指标差异很大，这样稀疏采样造成的后果，是农民忽视了提高部分地块的生产力，又在其他地块里施了不必要的肥料。专家们的对策是开发低成本的传感器，提高采样密度。例如，新的酸度传感器每隔一米就在土壤中插一个，自动读取数据并记录自己的GPS坐标，这种做法的经济成本比同等密度下的人工采样显着降低。当前的主要问题是大多数农场仍未普及这样的传感器，更可靠、更准确的传感器仍在努力开发中。

　　农业云服务覆盖130国

　　美国加州奥克斯塔德的草莓生产商“诺克尔收获”公司，采用的草莓生长实时监控设备，是由美国“气候看守者(Climate Minder)”公司开发的。“诺克尔收获”公司的草莓田里，传感器负责测量土壤中的盐分和水分等，物联网采用射频识别的电子标签，把数据发送到“气候看守者”的网络服务器。农民可以通过特定账号访问网站，实时观察草莓温室的各项数据。

　　“气候看守者”成立于2005年，成立头两年就在土耳其200多个温室中推广自己的管理系统，在土耳其的家禽场、烟草储存设施和冷库中也有所应用。“气候看守者”2012年被著名的美国灌溉公司“雨鸟”收购，成为其旗下物联网系统品牌。

　　几百年来，葡萄园一直是西班牙加利西亚地区的亮点，这里的葡萄酒享誉世界。以往在气候变化剧烈的季节，农民们担心收成受影响，常通宵不睡守在葡萄园里。如今，当地人把物联网技术引入传统的葡萄种植中，以便在访问环境数据时做出更明智的选择。加利西亚的雷亚斯·拜萨斯地区的葡萄园，引进了“利比利姆(Libelium)”公司的物联网设备(成立于2006年的一家西班牙公司)，在园中组建了无线传感器网络，收集环境温度、环境湿度和叶面湿度等数据，结合GPS设备提供的精确位置和时间信息，通过3G网络发送到云端。园丁们只要连接互联网，就可以有针对性地对园内环境数据进行监控和调整。成立于2009年的“索伦姆(Solum)”公司，是美国斯坦福大学3个毕业生创建的。公司强项是更高效准确的农产品抽样分析，能更精确地判断化肥的投放量，获得更好的收益。用公司开发的两套测量工具，农户们可以自行到田野中测量土壤硝酸盐含量。对于邮寄来的土壤样本，公司有实验室可以进行分析。2012年，该公司获得了1700万美元的投资。

　　2011年，成立于美国硅谷的“农场逻各斯(FarmLogs)”公司，是一家提供农业云服务的初创公司。该公司的业务是让农民通过互联网和手机移动应用平台，把耕作方面的数据上传到平台上，公司在拿到数据后进行分析，为农作物轮作提供智能预测和优化。农户们可以通过“农场逻各斯”的服务了解农产品价格、耕作开支、利润预测和天气等。截至去年，全美15%的农场是“农场逻各斯”的客户，其应用者遍及世界130多个国家，包括中国。该公司发展如此之快的主要原因据估计和免费提供服务有关，因为受到多方青睐，迄今已获得1500万美元的融资。

　　用传感器监控猪咳嗽

　　为了生产更多更好的肉蛋奶，禽畜饲养业中与动物健康相关的大量数据，也是智慧农业实现精准化操作所必需的关键信息。这方面典型的监测数据包括动物体温、脉搏和空间位置等，传感器对于监控动物繁殖和疾病至关重要。例如，有母畜要产仔了，传感器会把该信息传送上网，网络再通过短信等形式发送到饲养者手机上。

　　欧盟对于精准禽畜饲养很重视，近年来赞助了多个项目。如在2011年投入运营的PCM项目，旨在对猪咳嗽进行记录、监控。该项目相比人工观察，能更早发现猪的呼吸系统疾病，便于兽医迅速介入，及早治疗。法国农业科学研究院则通过在牛群中安装传感器，对牛的实时位置、体重、食物摄入量、甲烷排放量等进行统计，强化对牲畜行为的研究和分析。

　　创立于2011年的“法尔米农”是一家专注于牲畜饲养的克罗地亚初创公司，公司CEO马特加·考匹克在克罗地亚一个农场出生和长大。他母亲当年在管理农场时，很多数据是以大量报表的形式出现，分析数据给家人带来很多困难，于是他在大学就读时有了开发这方面项目的想法。如今该公司帮助农户们从农场各处把这些信息收集出来，使农户们借助平板电脑获得农场每一头牛的实时信息，这些数据包括产奶量、体重、医疗护理、健康问题、繁殖等，数据用清晰明快的图表表达出来，便于农户掌握牲畜生长周期、饲料配比和投放等。

　　“法尔米农”公司的服务启动后不到1年，就吸引了450家农场使用，对于最多75头牛的农户，每头每月收取0.25美元，对最多600头牛的农户每头每月收取0.45美元。更大的农场按照量身定做的计划付费。该公司去年5月获得了410万美元的融资，目前正在雇用销售力量，准备把总部转往美国，研发工作则仍在克罗地亚开展。

　　智能灌溉滴水归田

　　农业灌溉用水利用率不高的情况，在全球很多国家和地区存在。

　　为解决这一问题，智慧灌溉能够通过传感器探测土壤中水分含量，根据不同作物的根系对水的吸收速度和需求量的不同，控制灌溉系统进行有效运作，从而达到自动节水、节能的目标。

　　“超级农作物(CropX)”也是来自美国硅谷的创业公司，其主要产品是探测土壤参数的硬件，并用软件向农民们显示有关数据，旨在建立“土壤物联网”。该公司的硬件产品包含的重要传感器有3个，分别负责收集地形信息、土壤结构和含水量，以决定土壤对水的需求是多少。“超级农作物”公司用移动应用客户端把云计算结果发送给农民，如灌溉地图和土壤水分状况等信息，农民也可以通过更改相应参数来计算不同区域土壤所需的灌溉量，做到滴水归田。

　　目前，“超级农作物”公司的产品主要在美国密苏里州、科罗拉多州和堪萨斯州近5000亩农田中应用，今年刚获得900万美元的融资，该公司把中国、印度和大洋洲也列为自己的目标市场。谷歌首席执行官埃里克·施密特很看好这家公司。

　　具有创新思维的不仅仅是上面提及的创业公司，总部位于瑞士苏黎世的ABB公司(一家世界五百强大企业)也参与瓜分智慧农业这块大蛋糕。ABB公司在西班牙马德里南部210平方公里的重要农业区推广使用“海王星”智能灌溉系统，使这片农业区的用电、用水分别比以前节省了12%和20%。“海王星”灌溉系统由远程终端装置、数据采集与监控系统和通信3部分组成，“海王星”数据采集与监控系统不仅可显示远程终端装置的状态、报警、事件、报告和历史数据，还可通过短信和电子邮件进行通信，允许用户通过互联网远程接入。

　　此外，从大范畴上来看，智慧农业也包括精准渔业。

　　例如，大西洋鲑鱼这样的冷水鱼种，对温度变化非常敏感，连续、精确和灵敏的传感器对于控制水温、观察鱼类行为不可或缺。欧洲是精准渔业领域的领跑者，中国、韩国、日本和美国的发展也很快。

　　最后，我们不妨大胆展望一下互联网(物联网)与现代农业充分融合的前景：人们一方面享受着农产品大量增长带来的优裕生活，一方面惊奇地发现，人类的劳作身影已在农田里消失了，甚至传统农民这个职业也不存在了——你和身边的一位白领都在手机上玩开心农场，你玩的是游戏，他玩的却是真正的农场，弹指之间，播种、灌溉和收割就可轻松完成。

　　(本文在写作中参考了美国《外交事务》《大西洋月刊》《纽约时报》等媒体的信息，也参考了欧盟、ABB公司官网的信息，特此鸣谢。)

　　【环境百科】物联网

　　物联网(Internet of things)的概念，早在1999年由美国麻省理工学院“自动ID”实验室主任凯文·阿什顿教授提出，当时起名叫“传感网”。其功能是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。物联网的本意是物物相连的互联网，在这个网络中，物品(商品)的信息能够进行全方位的捕捉和“交流”，被视为互联网的延伸。

　　物联网已经在很多领域得到应用，是包括中国在内的世界许多国家战略性新兴产业的重要组成部分。

　　早在1999年，中国科学院就启动了传感网(物联网)的研究和开发。