通過美國看大數據建設對農業的作用

有人認為，數據帶來的趨勢會鼓勵大規模種植單一作物，從而實現技術有效性的最大化，因此可能會造成科技趨勢排擠小型農場；但另一些人認為，隨著大數據成本的迅速下降，小農場主也能使用這些技術來不斷加強自身。但無論如何，我們正在邁進一個人口更多、資源更少的時代，這使得農業成為世界上最重要的產業之一。

美國的農業

美國農業約占其GDP的1.2%。美國不僅是世界上最大的工業化國家，而且也是世界上最大的農業發達國家。美國土地肥沃，氣候溫和，現有可耕地約1.52億公頃，牧場5.6億公頃。美國約有220萬個農場，每個農場平均面積約170公頃。2011年農業就業人數213萬人，占整個就業人口的1.45%。

美國是農業大國，但農業產值僅占美國經濟1.2%。美國有3億多人口，其中住在農村地區的人僅占約2%，從事農業生產的人不到1%，其中又只有半數將農業作為主業，根據美國農業部的數據，美國農場數量1935年達到峰值680萬個，農業人口超過1.27億，現如今農場數量只有220萬個，農民數量也降至300萬左右。

農業生產的盈利性從根本上保證了農業的吸引力。愛荷華州全職農民年收入基本都在5萬至7萬美元以上，有些農民可能會達到10萬至25萬美元，一般而言要比城市居民平均收入水平高。

美國是對農業數據收集比較齊全的國家，也是較早進行農業數據開放的國家，目前，有關農業數據的采集、共享和利用正幫助美國農業政策制定者對農業部門的發展制定各種政策。不僅如此，美國各大農場主協會以及涉農企業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“大數據”的涉農數據。

大數據對于農業的作用

首先，也是最重要的，農民需要測量和了解數據巨大和種類繁多的數據能夠帶來怎樣的影響，因為這些數據驅動著他們的耕作質量與產量。這些數據包括天氣數據、GPS數據、土壤細節、種子、化肥和作物藥劑等，充分利用這些數據對于土地進行長期管理和短期模擬，以實現產量和利潤的最大化。

其次，種子和肥料以及藥劑的供應商需要接收所有的這些數據，將其放入統一的模型中，并使用專用算法，以便向農民提供盡可能最優化的解決方案和服務。

再次，農業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，還要支持移動數據采集，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。

除了農民、農企、種子化肥供應商和農業機械制造商以外，氣象站和實驗室、貿易商和行業合作伙伴、技術和解決方案提供商也是這個日益復雜的生態系統的一部分。他們對于來自無數信息源的大數據也有著巨大的需要。

大數據進田

大數據在農業中應用最普遍的領域之一就是精準農業。通過對氣候、土壤和空氣質量、作物成熟度，甚至是設備和勞動力的成本及可用性方面的實時數據收集，預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業。在精準農業中，控制中心實時收集并處理數據，來幫助農民在播種、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小時的精準天氣預測模型，就可以建立模型并進行模擬，從而預測未來的情況，并幫助農民做出前瞻性的決策。

事實上，從生產規劃、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。這些決策大多環環相扣，如果哪一步選錯了，那就不得不忍受減產的后果。

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，作物產量是這些因素的綜合結果。因此，在現代農業領域，農民光憑經驗做出決策已遠遠不夠，需要依靠科學、概率和專業分析得出優化決策。

物聯網發展帶來的智能化農機

大數據讓農民開始用移動設備管理農場，可以掌握實時的土壤濕度、環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，也需要硬件設備去實施。

其實，精準農業的概念和設想，最早由美國在20世紀80年代初提出，經10年后才進入生產應用，彼時技術和設備的儲備已基本具備。

在大田中，即使相隔兩三米遠的兩塊土地，土壤的水分含量、營養情況、農作物的生長情況都可能不相同。過去幾千年中，農民并不區分這種差異，會把同樣的品種以等間距播種下去。如今，精準農業顛覆了這一傳統，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。

精準農業下的農業機械必須是智能化的，通常安裝有衛星導航系統、自動駕駛系統、計算機設備，以及必要的傳感器，這樣才能“理解”大數據分析軟件給出的信息，并準確地執行。

智能化的農業機械也大大提高了作業質量，單粒播比率可以提高到99%。農民可以實時監控播種機的準確率，如果出現大面積異常，可以馬上停機，檢查糾正播種機。以前，如果播種機出了毛病，農民很難立即發現，而只能接受損失。

理想情況下，播下的種子應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分；淺了，則抗倒伏性不好。現在，智能化的農機可根據土地的松軟程度，自動調節播種動作，以便所有種子處于同樣的深度。

通過全流程的精打細算，精準農業可以極大地節約化肥、水、農藥等投入，把各種原料的使用量控制在非常準確的程度，讓農業經營像工業流程一樣連續地進行，從而實現規模化經營。

來源：中國智慧農業網