20世紀(jì)以來(lái)，農(nóng)業(yè)的進(jìn)步主要體現(xiàn)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械基本取代了人力和畜力作業(yè)，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的組織管理形式變得專業(yè)化、社會(huì)化和企業(yè)化。眼下，“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念炙手可熱，那么以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云技術(shù)為工具的新生代農(nóng)場(chǎng)，會(huì)給人類描繪出怎樣的一幅智慧農(nóng)業(yè)前景呢?

美國(guó)七成農(nóng)場(chǎng)“觸網(wǎng)”

幾千年來(lái)，人口數(shù)量的增加離不開(kāi)糧食的不斷增產(chǎn)。

世界糧食組織預(yù)測(cè)，到2050年全球約有90億人，激增的人口和有限的耕地、寶貴的淡水和其他不可知因素(如氣候變化)之間的矛盾，使人類的吃飯問(wèn)題變得極其嚴(yán)峻，改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量勢(shì)在必行。

在信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，智慧農(nóng)業(yè)被寄予厚望。智慧農(nóng)業(yè)，就是利用信息技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行定時(shí)定量管理，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品(含糧食、水果和肉類等)的生長(zhǎng)情況合理分配資源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效低耗、優(yōu)質(zhì)環(huán)保。近年來(lái)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)民們?cè)诶没ヂ?lián)網(wǎng)方面表現(xiàn)積極。2011年2月，美國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的報(bào)告表明，年銷售額25萬(wàn)美元以上的美國(guó)農(nóng)場(chǎng)，有70%以上在農(nóng)場(chǎng)業(yè)務(wù)中使用互聯(lián)網(wǎng)，更小的農(nóng)場(chǎng)則有41%使用互聯(lián)網(wǎng)。美國(guó)加州弗雷斯諾的農(nóng)場(chǎng)主麥克·史密斯有一個(gè)40英畝的小型家庭農(nóng)場(chǎng)，他將自己農(nóng)場(chǎng)的照片貼在臉書(shū)網(wǎng)站上，每周更新網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容，感興趣的顧客可以和他通過(guò)電子郵件聯(lián)系。麥克·史密斯現(xiàn)身說(shuō)法稱：“互聯(lián)網(wǎng)對(duì)許多小農(nóng)場(chǎng)意味著生存，如果你只有一個(gè)有機(jī)農(nóng)場(chǎng)而沒(méi)有網(wǎng)站，那么沒(méi)人愿意去了解你。”

但這只是互聯(lián)網(wǎng)力量輕度介入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的冰山一角。在更多的智慧農(nóng)業(yè)案例中，大家會(huì)看到在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的幫助下，越來(lái)越多的農(nóng)民掌握了莊稼種植、灌溉和收獲的最好時(shí)機(jī)，時(shí)時(shí)監(jiān)控牲畜的生長(zhǎng)狀態(tài)，最大限度地減少了資源浪費(fèi)并獲得效益。

從大農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

國(guó)內(nèi)主流學(xué)界曾把西方現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)概括為一個(gè)“大”字，主要表現(xiàn)為耕地面積的廣袤，農(nóng)機(jī)設(shè)備的大型寬幅和高速聯(lián)合。這個(gè)“大”字在當(dāng)下發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)中仍占主流地位，但新的趨勢(shì)已經(jīng)非常明顯，那就是農(nóng)民們利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，收集有關(guān)田地的精確數(shù)據(jù)，制定策略，對(duì)每一小塊土地精耕細(xì)作，從每一顆種子中榨取出最高的價(jià)值，這就是“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”。

美國(guó)《外交事務(wù)》雜志今年5/6月刊載文披露，因?yàn)槿斯y(cè)試土壤的成本昂貴，美國(guó)大多數(shù)農(nóng)民在實(shí)際操作中改為每2.5英畝(約合1.01公頃)采取一個(gè)泥土樣本，巴西每12.5英畝(約合5.06公頃)采取一個(gè)樣本。實(shí)踐中，因?yàn)橐挥€(約0.4公頃)內(nèi)的土壤有時(shí)各個(gè)指標(biāo)差異很大，這樣稀疏采樣造成的后果，是農(nóng)民忽視了提高部分地塊的生產(chǎn)力，又在其他地塊里施了不必要的肥料。專家們的對(duì)策是開(kāi)發(fā)低成本的傳感器，提高采樣密度。例如，新的酸度傳感器每隔一米就在土壤中插一個(gè)，自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)并記錄自己的GPS坐標(biāo)，這種做法的經(jīng)濟(jì)成本比同等密度下的人工采樣顯著降低。當(dāng)前的主要問(wèn)題是大多數(shù)農(nóng)場(chǎng)仍未普及這樣的傳感器，更可靠、更準(zhǔn)確的傳感器仍在努力開(kāi)發(fā)中。

農(nóng)業(yè)云服務(wù)覆蓋130國(guó)

美國(guó)加州奧克斯塔德的草莓生產(chǎn)商“諾克爾收獲”公司，采用的草莓生長(zhǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，是由美國(guó)“氣候看守者(Climate Minder)”公司開(kāi)發(fā)的。“諾克爾收獲”公司的草莓田里，傳感器負(fù)責(zé)測(cè)量土壤中的鹽分和水分等，物聯(lián)網(wǎng)采用射頻識(shí)別的電子標(biāo)簽，把數(shù)據(jù)發(fā)送到“氣候看守者”的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。農(nóng)民可以通過(guò)特定賬號(hào)訪問(wèn)網(wǎng)站，實(shí)時(shí)觀察草莓溫室的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

“氣候看守者”成立于2005年，成立頭兩年就在土耳其200多個(gè)溫室中推廣自己的管理系統(tǒng)，在土耳其的家禽場(chǎng)、煙草儲(chǔ)存設(shè)施和冷庫(kù)中也有所應(yīng)用。“氣候看守者”2012年被著名的美國(guó)灌溉公司“雨鳥(niǎo)”收購(gòu)，成為其旗下物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)品牌。

幾百年來(lái)，葡萄園一直是西班牙加利西亞地區(qū)的亮點(diǎn)，這里的葡萄酒享譽(yù)世界。以往在氣候變化劇烈的季節(jié)，農(nóng)民們擔(dān)心收成受影響，常通宵不睡守在葡萄園里。如今，當(dāng)?shù)厝税盐锫?lián)網(wǎng)技術(shù)引入傳統(tǒng)的葡萄種植中，以便在訪問(wèn)環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)做出更明智的選擇。加利西亞的雷亞斯·拜薩斯地區(qū)的葡萄園，引進(jìn)了“利比利姆(Libelium)”公司的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(成立于2006年的一家西班牙公司)，在園中組建了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，收集環(huán)境溫度、環(huán)境濕度和葉面濕度等數(shù)據(jù)，結(jié)合GPS設(shè)備提供的精確位置和時(shí)間信息，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到云端。園丁們只要連接互聯(lián)網(wǎng)，就可以有針對(duì)性地對(duì)園內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。成立于2009年的“索倫姆(Solum)”公司，是美國(guó)斯坦福大學(xué)3個(gè)畢業(yè)生創(chuàng)建的。公司強(qiáng)項(xiàng)是更高效準(zhǔn)確的農(nóng)產(chǎn)品抽樣分析，能更精確地判斷化肥的投放量，獲得更好的收益。用公司開(kāi)發(fā)的兩套測(cè)量工具，農(nóng)戶們可以自行到田野中測(cè)量土壤硝酸鹽含量。對(duì)于郵寄來(lái)的土壤樣本，公司有實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行分析。2012年，該公司獲得了1700萬(wàn)美元的投資。

2011年，成立于美國(guó)硅谷的“農(nóng)場(chǎng)邏各斯(FarmLogs)”公司，是一家提供農(nóng)業(yè)云服務(wù)的初創(chuàng)公司。該公司的業(yè)務(wù)是讓農(nóng)民通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)，把耕作方面的數(shù)據(jù)上傳到平臺(tái)上，公司在拿到數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析，為農(nóng)作物輪作提供智能預(yù)測(cè)和優(yōu)化。農(nóng)戶們可以通過(guò)“農(nóng)場(chǎng)邏各斯”的服務(wù)了解農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格、耕作開(kāi)支、利潤(rùn)預(yù)測(cè)和天氣等。截至去年，全美15%的農(nóng)場(chǎng)是“農(nóng)場(chǎng)邏各斯”的客戶，其應(yīng)用者遍及世界130多個(gè)國(guó)家，包括中國(guó)。該公司發(fā)展如此之快的主要原因據(jù)估計(jì)和免費(fèi)提供服務(wù)有關(guān)，因?yàn)槭艿蕉喾角嗖A，迄今已獲得1500萬(wàn)美元的融資。

用傳感器監(jiān)控豬咳嗽

為了生產(chǎn)更多更好的肉蛋奶，禽畜飼養(yǎng)業(yè)中與動(dòng)物健康相關(guān)的大量數(shù)據(jù)，也是智慧農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化操作所必需的關(guān)鍵信息。這方面典型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括動(dòng)物體溫、脈搏和空間位置等，傳感器對(duì)于監(jiān)控動(dòng)物繁殖和疾病至關(guān)重要。例如，有母畜要產(chǎn)仔了，傳感器會(huì)把該信息傳送上網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)再通過(guò)短信等形式發(fā)送到飼養(yǎng)者手機(jī)上。

歐盟對(duì)于精準(zhǔn)禽畜飼養(yǎng)很重視，近年來(lái)贊助了多個(gè)項(xiàng)目。如在2011年投入運(yùn)營(yíng)的PCM項(xiàng)目，旨在對(duì)豬咳嗽進(jìn)行記錄、監(jiān)控。該項(xiàng)目相比人工觀察，能更早發(fā)現(xiàn)豬的呼吸系統(tǒng)疾病，便于獸醫(yī)迅速介入，及早治療。法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院則通過(guò)在牛群中安裝傳感器，對(duì)牛的實(shí)時(shí)位置、體重、食物攝入量、甲烷排放量等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，強(qiáng)化對(duì)牲畜行為的研究和分析。

創(chuàng)立于2011年的“法爾米農(nóng)”是一家專注于牲畜飼養(yǎng)的克羅地亞初創(chuàng)公司，公司CEO馬特加·考匹克在克羅地亞一個(gè)農(nóng)場(chǎng)出生和長(zhǎng)大。他母親當(dāng)年在管理農(nóng)場(chǎng)時(shí)，很多數(shù)據(jù)是以大量報(bào)表的形式出現(xiàn)，分析數(shù)據(jù)給家人帶來(lái)很多困難，于是他在大學(xué)就讀時(shí)有了開(kāi)發(fā)這方面項(xiàng)目的想法。如今該公司幫助農(nóng)戶們從農(nóng)場(chǎng)各處把這些信息收集出來(lái)，使農(nóng)戶們借助平板電腦獲得農(nóng)場(chǎng)每一頭牛的實(shí)時(shí)信息，這些數(shù)據(jù)包括產(chǎn)奶量、體重、醫(yī)療護(hù)理、健康問(wèn)題、繁殖等，數(shù)據(jù)用清晰明快的圖表表達(dá)出來(lái)，便于農(nóng)戶掌握牲畜生長(zhǎng)周期、飼料配比和投放等。

“法爾米農(nóng)”公司的服務(wù)啟動(dòng)后不到1年，就吸引了450家農(nóng)場(chǎng)使用，對(duì)于最多75頭牛的農(nóng)戶，每頭每月收取0.25美元，對(duì)最多600頭牛的農(nóng)戶每頭每月收取0.45美元。更大的農(nóng)場(chǎng)按照量身定做的計(jì)劃付費(fèi)。該公司去年5月獲得了410萬(wàn)美元的融資，目前正在雇用銷售力量，準(zhǔn)備把總部轉(zhuǎn)往美國(guó)，研發(fā)工作則仍在克羅地亞開(kāi)展。

智能灌溉滴水歸田

農(nóng)業(yè)灌溉用水利用率不高的情況，在全球很多國(guó)家和地區(qū)存在。

為解決這一問(wèn)題，智慧灌溉能夠通過(guò)傳感器探測(cè)土壤中水分含量，根據(jù)不同作物的根系對(duì)水的吸收速度和需求量的不同，控制灌溉系統(tǒng)進(jìn)行有效運(yùn)作，從而達(dá)到自動(dòng)節(jié)水、節(jié)能的目標(biāo)。

“超級(jí)農(nóng)作物(CropX)”也是來(lái)自美國(guó)硅谷的創(chuàng)業(yè)公司，其主要產(chǎn)品是探測(cè)土壤參數(shù)的硬件，并用軟件向農(nóng)民們顯示有關(guān)數(shù)據(jù)，旨在建立“土壤物聯(lián)網(wǎng)”。該公司的硬件產(chǎn)品包含的重要傳感器有3個(gè)，分別負(fù)責(zé)收集地形信息、土壤結(jié)構(gòu)和含水量，以決定土壤對(duì)水的需求是多少。“超級(jí)農(nóng)作物”公司用移動(dòng)應(yīng)用客戶端把云計(jì)算結(jié)果發(fā)送給農(nóng)民，如灌溉地圖和土壤水分狀況等信息，農(nóng)民也可以通過(guò)更改相應(yīng)參數(shù)來(lái)計(jì)算不同區(qū)域土壤所需的灌溉量，做到滴水歸田。

目前，“超級(jí)農(nóng)作物”公司的產(chǎn)品主要在美國(guó)密蘇里州、科羅拉多州和堪薩斯州近5000畝農(nóng)田中應(yīng)用，今年剛獲得900萬(wàn)美元的融資，該公司把中國(guó)、印度和大洋洲也列為自己的目標(biāo)市場(chǎng)。谷歌首席執(zhí)行官埃里克·施密特很看好這家公司。

具有創(chuàng)新思維的不僅僅是上面提及的創(chuàng)業(yè)公司，總部位于瑞士蘇黎世的ABB公司(一家世界五百?gòu)?qiáng)大企業(yè))也參與瓜分智慧農(nóng)業(yè)這塊大蛋糕。ABB公司在西班牙馬德里南部210平方公里的重要農(nóng)業(yè)區(qū)推廣使用“海王星”智能灌溉系統(tǒng)，使這片農(nóng)業(yè)區(qū)的用電、用水分別比以前節(jié)省了12%和20%。“海王星”灌溉系統(tǒng)由遠(yuǎn)程終端裝置、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)和通信3部分組成，“海王星”數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)不僅可顯示遠(yuǎn)程終端裝置的狀態(tài)、報(bào)警、事件、報(bào)告和歷史數(shù)據(jù)，還可通過(guò)短信和電子郵件進(jìn)行通信，允許用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程接入。

此外，從大范疇上來(lái)看，智慧農(nóng)業(yè)也包括精準(zhǔn)漁業(yè)。

例如，大西洋鮭魚(yú)這樣的冷水魚(yú)種，對(duì)溫度變化非常敏感，連續(xù)、精確和靈敏的傳感器對(duì)于控制水溫、觀察魚(yú)類行為不可或缺。歐洲是精準(zhǔn)漁業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，中國(guó)、韓國(guó)、日本和美國(guó)的發(fā)展也很快。

最后，我們不妨大膽展望一下互聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)充分融合的前景：人們一方面享受著農(nóng)產(chǎn)品大量增長(zhǎng)帶來(lái)的優(yōu)裕生活，一方面驚奇地發(fā)現(xiàn)，人類的勞作身影已在農(nóng)田里消失了，甚至傳統(tǒng)農(nóng)民這個(gè)職業(yè)也不存在了——你和身邊的一位白領(lǐng)都在手機(jī)上玩開(kāi)心農(nóng)場(chǎng)，你玩的是游戲，他玩的卻是真正的農(nóng)場(chǎng)，彈指之間，播種、灌溉和收割就可輕松完成。

(本文在寫作中參考了美國(guó)《外交事務(wù)》《大西洋月刊》《紐約時(shí)報(bào)》等媒體的信息，也參考了歐盟、ABB公司官網(wǎng)的信息，特此鳴謝。)

【環(huán)境百科】物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)的概念，早在1999年由美國(guó)麻省理工學(xué)院“自動(dòng)ID”實(shí)驗(yàn)室主任凱文·阿什頓教授提出，當(dāng)時(shí)起名叫“傳感網(wǎng)”。其功能是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。物聯(lián)網(wǎng)的本意是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品(商品)的信息能夠進(jìn)行全方位的捕捉和“交流”，被視為互聯(lián)網(wǎng)的延伸。

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，是包括中國(guó)在內(nèi)的世界許多國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。

早在1999年，中國(guó)科學(xué)院就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))的研究和開(kāi)發(fā)。