智慧農(nóng)業(yè)就只有在牛身上嗎

時間：2020-05-01 14:54:01

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[導(dǎo)讀] 農(nóng)業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)是利潤率偏低和行業(yè)吸引力較差。物聯(lián)網(wǎng)正在改變這種狀況。食物供應(yīng)鏈的可持續(xù)發(fā)展世界上最古老的行業(yè)正在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行改造。智慧農(nóng)業(yè)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的延伸

農(nóng)業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)是利潤率偏低和行業(yè)吸引力較差。物聯(lián)網(wǎng)正在改變這種狀況。

食物供應(yīng)鏈的可持續(xù)發(fā)展

世界上最古老的行業(yè)正在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行改造。

智慧農(nóng)業(yè)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的延伸，增產(chǎn)幅度可達百分之五，利潤總額可達百分之二十。

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用全球定位和其他新技術(shù)。它們的工作是對目標(biāo)進行監(jiān)測并做出適當(dāng)反應(yīng)。

有了這些，我們或許能夠應(yīng)對未來挑戰(zhàn)——提高我們生產(chǎn)和管理食物的方式。

我們正在關(guān)注：

▲谷物，蔬菜和水果的種植和收獲

▲牲畜，如牛、羊、豬和雞

智慧農(nóng)業(yè)的挑戰(zhàn)：

日益增長的糧食需求

隨著全球人口的增加，糧食需求總量也隨之增加，到2050年，預(yù)計農(nóng)業(yè)增長將達到70％。

主要驅(qū)動因素是人口增長和平均卡路里攝入量的增加。平均卡路里消耗量將增加10％（2010 - 2050年）。

專家數(shù)量減少

農(nóng)業(yè)目前面臨的最大挑戰(zhàn)是利潤率偏低和行業(yè)吸引力較差，這導(dǎo)致傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)所依賴的專家數(shù)量大幅減少。

效率低下

谷物和蔬菜的種植受到農(nóng)業(yè)效率低下影響。其中一個重要原因是信息和可預(yù)測性的缺失。這將導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和灌溉、施肥、病蟲害防治的浪費。由于該領(lǐng)域?qū)＜覕?shù)量的減少，農(nóng)業(yè)經(jīng)營者越來越依賴于傳統(tǒng)經(jīng)驗判斷。

飼養(yǎng)牲畜的目的是實現(xiàn)牛奶、羊毛、雞蛋和肉類的生產(chǎn)。具體挑戰(zhàn)是對牲畜健康狀況的全面了解，否則，可能導(dǎo)致疾病傳播和生育力下降。此外，牲畜的“生活”壓力也需要最小化，以獲得最佳產(chǎn)量和最低死亡率。

收益風(fēng)險

一般風(fēng)險是播種與收獲或出生與屠宰之間周期時間長，在此期間，產(chǎn)品價格可能會出現(xiàn)波動，由此產(chǎn)生的不確定性使未來的支出和利潤受到風(fēng)險影響。

如果在銷售時，牛的價格低于預(yù)期，則農(nóng)民利潤就會降低。計劃的準(zhǔn)確性受到信息不完整和不確定性影響。

解決方案

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和新技術(shù)的結(jié)果。好處包括：

▲提高效率

▲提高產(chǎn)量

▲提高計劃準(zhǔn)確度

這為農(nóng)業(yè)創(chuàng)造更高的盈利能力，增加行業(yè)吸引力，并提供了更好應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的工具。

圖片來源：https://pixabay.com/photo-3279253/

1、谷物，水果和蔬菜

監(jiān)測

監(jiān)測土壤是農(nóng)業(yè)成功的重要因素。例如，農(nóng)民考慮選種作物種類、如何輪耕、何時播種和收獲。在生長季節(jié)，監(jiān)測有助于協(xié)調(diào)施肥、灌溉、除草和病蟲害防治。

數(shù)據(jù)源

衛(wèi)星、飛機或無人機的成像技術(shù)使用視覺掃描，衛(wèi)星成像可提供0.5-10米的圖像分辨率。無人飛機或遙感控制飛行系統(tǒng)（RPAS）可提供高達2-10厘米的圖像分辨率。

這些攝像機可以提供熱、紅外和可見光的成像。高達1000英畝/小時的高掃描速度使遙感控制飛行系統(tǒng)適用于大規(guī)模農(nóng)業(yè)，它們可以收集有關(guān)植物水分、雜草和葉綠素含量數(shù)據(jù)。

地面傳感器可以安裝在固定位置，也可以安裝在車輛上。典型的車輛包括智能拖拉機或“農(nóng)用機器人”（地面無人駕駛車輛）。土壤傳感器可以監(jiān)測電導(dǎo)率、濕度、輻射度和pH數(shù)據(jù)。固定傳感器裝置還利用聲學(xué)技術(shù)來監(jiān)測較大型害蟲。

數(shù)據(jù)庫包括更多來源數(shù)據(jù)，例如天氣預(yù)報和氣候數(shù)據(jù)。一個額外好處是可以訪問相互連網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫，比如，相鄰農(nóng)場和農(nóng)業(yè)設(shè)備提供商之間。

播種

在播種過程中，種子的有效性可以通過精確投放來提高。必要的田間和土壤分析，可以由自動或遙控農(nóng)業(yè)機器人完成。

種植

在種植過程中，遠程控制和自動化設(shè)備可以減少人工勞動?，F(xiàn)代農(nóng)場設(shè)備還具有預(yù)測性維護功能，以減少設(shè)備檢測工作量。

GPS控制轉(zhuǎn)向和優(yōu)化路線規(guī)劃推薦穿過田地的最短路線，同時確保所有農(nóng)場交通遵循相同的路線，最大限度地減少土壤侵蝕和壓實，同時降低燃料成本。

考慮到耕地投入的90%能源是修復(fù)拖拉機造成的損害，這對農(nóng)民來說是一個重要的節(jié)省。

收集按區(qū)域劃分的濕度水平和天氣預(yù)報信息，對減少水、農(nóng)藥和化肥消費支出有著直接影響。首先是盈利能力，其次是環(huán)境壓力。

果園受益于適量化肥和農(nóng)藥投放，機器視覺識別單個樹的大小并控制藥量分配。隨著農(nóng)業(yè)機器人的使用，精準(zhǔn)肥料投放成為可能，這使得化肥消耗量大幅減少達99.9％。

此外，農(nóng)業(yè)機器人還可以監(jiān)測雜草，并通過“外科手術(shù)”將它們從地里清除，這將減少有害農(nóng)藥的使用。

收獲

農(nóng)業(yè)機器人和拖拉機上的機器視覺使我們能夠?qū)κ称焚|(zhì)量和安全進行分級。在收獲前的運營管理中，可以對產(chǎn)量和收獲時間進行預(yù)測。在收割期間，如果機器識別到感染，它可以發(fā)出質(zhì)量警報，這減少了分揀過程中的浪費和污染可能擴散到其他地區(qū)。

2、牲畜

生命特征

牲畜健康的核心標(biāo)志是它們的生命特征。類似于“智能健康”產(chǎn)品的傳感器可以監(jiān)測多個或單個牲畜。

個別牲畜監(jiān)測案例如下：

▲為豬配備聲學(xué)傳感器。這些傳感器能識別咳嗽，并能識別牲畜的呼吸道疾病。

▲在牛尾巴上配備加速度傳感器?？梢粤私馑鼈兊纳芰徒慌浠蚍置涞臏?zhǔn)確時間。在特定使用情況下，傳感器向農(nóng)民發(fā)送短信。這大大降低牲畜死亡率。

▲在牛體內(nèi)放置傳感器。溫度傳感器保留在牛的一個胃里，只有監(jiān)測到溫度或pH值異常時，傳感器才被激活，這可以讓農(nóng)民立即識別疾病。

▲監(jiān)測雞活動。這些數(shù)據(jù)能夠顯示疾病可能蔓延或需要重新平衡雞舍內(nèi)雞的密度。

這些技術(shù)試驗表明，牲畜產(chǎn)量提高了60 %，產(chǎn)奶量提高了10 %。

放牧

在大面積牧場散養(yǎng)牲畜，跟蹤牛羊的位置很重要。位置傳感器和GPS輔助跟蹤減少了人工檢查的工作量。

雖然有些試驗用無人機放牧羊群，但這種應(yīng)用尚未獲益。然而，在某些情況下，它可以支持跟蹤和定位丟失的牲畜，大大減少了搜索時間。