科技成就現代農業

從無人機、商業智能到物聯網，現代農業因為這些新技術的應用大大提升了生產能力，同時也變得更為環保。

Tim Malterer是美國的第四代農民，當他還是個孩子時就開始在他家的土地上勞作。他的很多農業知識來自他的父母，而他的父母則來自祖父母，這樣代代相傳下來。算起來，在他28歲時，Malterer已經有了20多年的實際耕作經驗，他也從世代相傳的這些農耕經驗中受益匪淺。不過，他現在開始認識到在農耕知識方面計算機可能更有優勢。

去年，他在為自己的玉米施氮肥時，考慮了各種因素（包括降雨和土壤條件），準備每英畝施氮肥20～30磅，但他使用的The Climate公司一個名為Nitrogen Advisor（氮顧問）的分析工具推薦每英畝40～50磅。

“在絕大多數時候，我們都會接受這些工具的推薦。我們和我們父母掌握的那些直覺和實際經驗只能算基礎知識，而新的技術給我們提供了更有針對性的方法。”他說。

有些地塊上Malterer會根據自己的經驗，而有些土地上他會接受軟件的建議。到了收獲季節，采用了軟件推薦量的土地產量明顯要高一些。“這么做我們的前期投入要高些，但回報明顯也更高。”他說。

實際上，越來越多的農民正在使用復雜的IT系統來幫助他們耕作。他們采取先進的分析工具和復雜的軟件，以更好地對農業生產進行規劃和管理。他們甚至開始使用一些更尖端的技術，如衛星圖像和無人駕駛飛機，不久機器人也將進入農業。

“我們看到大量的新技術進入農業領域，讓農場得以實現更精細化的管理，這一切就是在近幾年內發生的。”The Climate公司（The Climate是農藥和農業生物技術公司Monsanto的子公司）營銷副總裁Anthony Osborne表示。

正如許多其他行業，技術正在改變傳統農業，使糧食生產更有效率，作物產量更高。同樣重要的是，技術使農民以更環保的方式進行農業生產。

“在農業領域，IT還有很大的機會來改變農場的經營和日常管理。”埃森哲提供精密農業服務的數字實踐部門董事總經理Ankur Mathur如是說。

事關人類生存

隨著全球人口數量持續走高，饑餓問題成為高懸在我們頭上的一把利劍。在這樣的背景之下，利用各種IT技術來增加產量，同時降低對資源的消耗，既有助于提供更多的食物來滿足人類所需，同時也能更好地保護我們的環境。

“IT技術的應用最直接的意義是確保糧食安全，這事關我們每一個人。”美國農業部國家食品和農業研究所所長桑尼拉馬斯瓦米表示。

根據聯合國的統計信息，到2050年地球要養活全球95億人——這是一個常被引用的數字。然而，在人類對食物總量需求上升的同時，可耕作的農田和水的供應量都在下降，也就是說我們必須在更少的土地上生產出更多的糧食。

“在這樣的條件下，我們要保證全球人吃飽真的很難，不只是美國，在全球都一樣。”拉馬斯瓦米說，“我們需要采用一些根本性的措施來提高糧食的產量，而且是在上述約束條件之下，此時技術就變得極為重要。”

Mathur說，糧食生產的計算機化是農業幾千年來發生的最重要的技術革命之一，在之前是機械犁的發明。

應該說，這種技術革命早在幾十年前當拖拉機制造商把計算機放進他們的設備就開始了。這些計算機不僅幫助農民提高了生產效率，提升了管理水平，同時也獲得了之前從來沒有過的寶貴數據。隨著計算機變得更加專業，并與GPS 技術相結合，農民們能夠對他們的車輛行進路線進行精確控制，從而能在特定地點播下指定數量的植物種子。在收獲的季節，農民可以收集每個地方莊稼的產量數據。

新技術的回報

34歲的Aaron Ault也是美國第四代農民。他在農場里長大，他在印第安納州擁有約3000畝土地，種有玉米、大豆，還養了3000頭牛。他親眼目睹了IT革命給農業帶來的巨大變化。

Aaron Ault還記得很多農民用一張作物產量圖來記錄各個地塊的產量，這些信息很有趣，但多年來它沒有多大的戰略價值。

“這張圖上會記錄每個地塊的產量，據此我們知道今年的收成如何，除此之外，這個圖就沒有其他的價值了。而今天通過與GPS結合，我們就可以確切知道各個地塊的產量，從而優化明年的生產安排。”Aaron Ault介紹說。Aaron Ault是普渡大學OpenAg 技術和系統集團高級研究工程師，致力于將開源項目應用到農業。

顯然，像其他行業一樣，農業經營者學會了如何利用IT技術，并把它們與更新的其他技術結合來取得實際的回報。比如，農民正在和其他專業人士一樣，借助大數據分析和云計算技術，對所獲取的那些數據以前所未有的方式進行存儲、組合和分析。這賦予他們新的能力，這種能力不僅幫助他們做出更好的決策，同時也讓他們在更精細的級別上來解決問題，比如他們的規劃不只是就整個農場，而是可以具體到每畝甚至具體到某1平方米的土地。

這意味著農民可以根據土壤條件、水和其他因素詳細規劃他們種植什么、種多少以及種在哪里。他們還可以更有針對地使用的水、營養素和其他物質（如殺蟲劑），從而減少浪費，以減少對環境的影響。

“你開始看到大量顛覆性技術的人進入農業。”Ault說。

行業領導者率先采用IT技術

在農業世界，一些世界知名的公司扮演了IT技術引領者的角色。

迪爾（Deere amp; Co.）有限公司是約翰·迪爾品牌機械的制造商。迪爾公司車載應用總經理Ron Zink介紹說，出于監控設備運行狀況、方便維修的目的，迪爾公司在上世紀70 年代末期首次在其收割機和拖拉機上裝備計算機。從那時開始，約翰迪爾的計算機系統一直在不斷改進和完善。

在上世紀90 年代后期，迪爾在它所有的設備中配備了計算機系統，其中連接各個控制模塊的數據總線為控制噴霧機、打包機、播種機創建了一個生態系統。

后來有一些新的技術公司加入進來，幫助農民實踐今天所說的精準農業。迪爾公司的產品包括 AutoTrac GPS 輔助控制轉向系統，它讓設備操作員可以雙手離開方向盤;JDLink，使機械設備可自動將地塊上的數據上載到云端，同時允許農民把播種或施肥指令以及其他操作信息下載到機械設備中; Machine Sync，通過使用 GPS 數據在衛星照片生成地圖，以提高種植、播種、噴涂和營養效果。

“精準農業是拖拉機問世以來最重要的技術進步，它不僅將成為制造行業的未來，而且也將成為未來世界食物供應行業的未來。”Zink說。

潛力巨大

在精準農業領域另一個熟悉的名字是Land O'Lakes公司。這家位于明尼蘇達州的食品制造商是美國第二大采用會員制的農業合作社。公司副總裁、CIO Michael Macrie介紹說，Land O'Lakes的目標是提高產量，同時最大程度地保護環境。

為此，Land O'Lakes于2010年開始涉足數字農業。公司開發和部署各種技術，用來幫助糧食生產者更有效、更低成本、同時更可持續地進行生產。今天， Land O'Lakes 提供的很多技術都涉及農業服務。例如，其R7精準農業工具分析大量的數據點，如種子的生長記錄和衛星圖像，以確定哪些種子在哪些地塊生長得最好。

今年，Land O'Lakes還發布了R7地塊監測系統，該系統通過分析衛星圖像來發現有問題的區域并將報警信息發送給農民。Macrie 解釋說，該工具讓種植者能及時發現他們以前通過步行或駕車難以發現的問題，因而管理范圍可能達數千英畝。雖然農民也可以自己發現哪塊土地出了問題，但這個系統會比人快得多，從而為農民盡早采取行動贏得時間。另外，R7地塊監測系統還可以準確定位問題區域，從而避免了浪費。

“所有這一切都可以幫助農民快速決策，這在以前是很難想象的。”Macrie 說，其好處也是顯著的。比如，這些地塊每英畝能收獲4000～4800加侖玉米，而美國平均水平才是1360加侖。

“還有更多的技術，包括更多計算能力，可以應用到農業中，其中的技術組合甚至要超過把人類送到月球的阿波羅航天器中所用的技術。”他說。

而之所以能有今天的局面，是因為一些關鍵IT技術的進步，才讓農民使用這些系統成為可能。其中一個是云計算，它允許農民和其他農業專家可以存儲海量的數據，這些數據可以來自各種數據源，例如農場、氣象衛星、歷史記錄、土樣、學術研究實驗室和農業公司。

其他推動因素還包括高速互聯網服務和移動技術的進步，它們讓農民需要實時訪問和共享數據時保持與數據源的連接，即使他們正在地頭操作設備。

大數據和分析工具的崛起也是重要驅動力，現在的農民可以從收集的所有信息中獲得實時洞察，其中GPS 發揮了重要作用，它把數據和位置結合了起來。在此之上還有一些更新的技術，如裝有攝像頭的無人駕駛飛機和可以放置在土壤中或者放在一些植物中的傳感器上。

未來，農民可能很快將使用機器人到田間進行巡檢、除蟲、除草，以及發現問題并及時反饋給農民。而把所有這些聚集到一起的關鍵技術就是新興的物聯網。像其他的行業一樣，農業正在形成傳感器和各種設備的生態系統，這些傳感器和設備收集大量數據，并把這些數據傳輸給分析引擎進行分析，然后將結論傳回給農民和農業機械設備。

這些新的農業技術在農作物的生產中使用得最多，但專家說，在其他行業，如畜牧業和漁業，先進的IT系統也在不同程度上被使用。

實際上，農業行業這些高科技的方法在全球各地都有使用，只是在美國和其他發達國家的農民可能有更多的硬件和應用程序可供選擇，但發展中國家的農民選擇也在逐漸增多。部分原因在于互聯網的觸角延伸到更多的農村地區，同時移動服務的成本和其他相關技術的使用成本正在下降。

“今天，我們已經很難發現有不會用計算機也不會用手機或平板電腦的農民。像我們所有人一樣，他們接受了最新的技術，正在探索如何用它來幫助進行農業生產和經營。”一家從事農業相關咨詢服務的分析師表示，“因為他們發現這些技術可以幫助他們更精確地使用肥料、水，減少浪費，以及更有效地使用設備。這可以節省資源和金錢。而且它不只是省錢，也是關乎地球的可持續發展。”

當今各種新技術在農業領域的應用代表我們向前邁出一步，但還只是開始。