羅德尼·席林(RodneySchilling)是美國伊利諾伊州的一個農(nóng)場主，他和父親二人經(jīng)營著1300英畝(約7900畝)田地。他的父親已經(jīng)83歲了，地里的活兒全靠席林自己上陣，即便在農(nóng)忙時節(jié)，他也不用雇工，最好的幫手是農(nóng)場里的那幾臺農(nóng)業(yè)機(jī)械。

跟國內(nèi)常見的農(nóng)業(yè)機(jī)械比，這些機(jī)器高大得多，一臺噴藥機(jī)完全張開“臂膀”，翼展達(dá)36米。 更重要的是，這些“大家伙”還很有“頭腦”——駕駛室里配備的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)。 即使在下田作業(yè)時，席林也遠(yuǎn)沒有傳統(tǒng)農(nóng)民那么辛苦，只要他愿意，完全可以坐在駕駛座上，一邊喝著咖啡，一邊用平板電腦瀏覽新聞，機(jī)器會按照設(shè)定的路線工作，施肥、打藥完全自動化，哪些地方打過，哪些地方?jīng)]打，絕對不會搞混，GPS上都顯示得清清楚楚。

大多數(shù)時候，席林會把平板電腦帶在身邊，內(nèi)置的APP軟件會提醒他何時適宜下地查看，該打藥或是該施肥了，以及提供實(shí)時的和未來幾天的天氣數(shù)據(jù)。

在美國，像席林這樣“勞作”的農(nóng)場主越來越多。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式正在從機(jī)械化向信息化轉(zhuǎn)變，以精準(zhǔn)為特征的農(nóng)業(yè)，正在讓種植變得更加容易。

美國的農(nóng)業(yè)

美國農(nóng)業(yè)約占其GDP的1.2%。美國不僅是世界上最大的工業(yè)化國家，而且也是世界上最大的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家。美國土地肥沃，氣候溫和，現(xiàn)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(nóng)場，每個農(nóng)場平均面積約170公頃。2011年農(nóng)業(yè)就業(yè)人數(shù)213萬人，占整個就業(yè)人口的1.45%。

美國是農(nóng)業(yè)大國，但農(nóng)業(yè)產(chǎn)值僅占美國經(jīng)濟(jì)1.2%。美國有3億多人口，其中住在農(nóng)村地區(qū)的人僅占約2%， 從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人不到1% ，其中又只有半數(shù)將農(nóng)業(yè)作為主業(yè)，根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)，美國農(nóng)場數(shù)量1935年達(dá)到峰值680萬個，農(nóng)業(yè)人口超過1.27億，現(xiàn)如今農(nóng)場數(shù)量只有220萬個，農(nóng)民數(shù)量也降至300萬左右。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的盈利性從根本上保證了農(nóng)業(yè)的吸引力。愛荷華州全職農(nóng)民年收入基本都在5萬至7萬美元以上，有些農(nóng)民可能會達(dá)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(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)收集比較齊全的國家，也是較早進(jìn)行農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)開放的國家，目前，有關(guān)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的采集、共享和利用正幫助美國農(nóng)業(yè)政策制定者對農(nóng)業(yè)部門的發(fā)展制定各種政策。不僅如此，美國各大農(nóng)場主協(xié)會以及涉農(nóng)企業(yè)也不惜投入大量的時間、金錢以及花費(fèi)巨大的精力去搜集被人們稱為“大數(shù)據(jù)”的涉農(nóng)數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)對于農(nóng)業(yè)的作用

隨著全球人口的增加，天氣的波動更加不穩(wěn)定，以及依賴石油的農(nóng)業(yè)對于石化燃料的價格越來越敏感，必然激勵更多地運(yùn)用新技術(shù)來提高作物產(chǎn)量，并管理風(fēng)險。圍繞著基因組學(xué)、生物信息學(xué)以及計(jì)算生物學(xué)的研究活動都已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展，使得科學(xué)家和組織能夠更好地養(yǎng)活全世界，并提高食品和農(nóng)作物的質(zhì)量。這些技術(shù)都涉及到龐大的數(shù)據(jù)集和計(jì)算分析，那么在此過程中， 大數(shù)據(jù)的作用是什么?

首先，也是最重要的，農(nóng)民需要需要測量和了解數(shù)據(jù)巨大和種類繁多的數(shù)據(jù)能夠帶來怎樣的影響，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)驅(qū)動著他們的耕作質(zhì)量與產(chǎn)量。這些數(shù)據(jù)包括天氣數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、土壤細(xì)節(jié)、種子、化肥和作物藥劑等，充分利用這些數(shù)據(jù)對于土地進(jìn)行長期管理和短期模擬，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量和利潤的最大化。

其次，種子和肥料以及藥劑的供應(yīng)商需要接收所有的這些數(shù)據(jù)，將其放入統(tǒng)一的模型中，并使用專用算法，以便向農(nóng)民提供盡可能最優(yōu)化的解決方案和服務(wù)。

再次，農(nóng)業(yè)機(jī)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(chǎn)能夠在最低成本保持最長的正常運(yùn)行時間，還要支持移動數(shù)據(jù)采集(如土壤樣本、水分監(jiān)視器和傳感器、田間作物顏色、生長速率、天氣破壞、營養(yǎng)水平、農(nóng)作物品種等)，并讓這些瑣碎的信息在價值鏈能被實(shí)時獲取，以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

除了 農(nóng)民、農(nóng)企、種子化肥供應(yīng)商和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商 以外， 氣象站和實(shí)驗(yàn)室、貿(mào)易商和行業(yè)合作伙伴、技術(shù)和解決方案提供商 也是這個日益復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)的一部分。他們對于來自無數(shù)信息源的大數(shù)據(jù)也有著巨大的需要。

大數(shù)據(jù)進(jìn)田

大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用最普遍的領(lǐng)域之一就是 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 。通過對氣候、土壤和空氣質(zhì)量、作物成熟度，甚至是設(shè)備和勞動力的成本及可用性方面的實(shí)時數(shù)據(jù)收集，預(yù)測分析可以用來做出更明智的決策，而這就是所謂的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，控制中心實(shí)時收集并處理數(shù)據(jù)，來幫助農(nóng)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(wèi)星圖像和無人機(jī)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(zhǔn)天氣預(yù)測模型，就可以建立模型并進(jìn)行模擬，從而預(yù)測未來的情況，并幫助農(nóng)民做出前瞻性的決策。

就如文中剛開始所提到的農(nóng)場主席林對農(nóng)場的土地情況了如指掌，他甚至聘請了專業(yè)服務(wù)公司，在田地中，每4英畝設(shè)1個取樣點(diǎn)，做土壤的分析測試。完成后，席林得到一份書面報告，除了給出各個地塊詳細(xì)的土壤成分?jǐn)?shù)據(jù)，還有種植不同作物時所需要的肥料、水分以及未來產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。據(jù)此，他可以精確安排農(nóng)場的生產(chǎn)計(jì)劃。

隨著種植活動，土壤的成分是動態(tài)變化的。因此，每過三年，席林會重新做一次土壤分析，每次要花費(fèi)5000多美元。不過，由于精確數(shù)據(jù)意味著幾乎最高的投入產(chǎn)出比，席林還是很樂意花這筆錢的。

在席林的平板電腦里，安裝了ClimateCorporation的氣象數(shù)據(jù)軟件。他 把農(nóng)場的坐標(biāo)和相關(guān)信息通過軟件上傳，即可獲得農(nóng)場范圍內(nèi)的實(shí)時天氣信息，如溫度、濕度、風(fēng)力、雨水等，這些信息可以幫助他判斷每個地塊的播種、收獲、耕作時間。

事實(shí)上，從生產(chǎn)規(guī)劃、種植前準(zhǔn)備、種植期管理，直到采收，席林每年要做40多項(xiàng)決策。這些決策大多環(huán)環(huán)相扣，如果哪一步選錯了，那就不得不忍受減產(chǎn)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(chǎn)量是這些因素的綜合結(jié)果。因此， 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)民光憑經(jīng)驗(yàn)做出決策已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要依靠科學(xué)、概率和專業(yè)分析得出優(yōu)化決策。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來的智能化農(nóng)機(jī)

大數(shù)據(jù)讓農(nóng)民開始用移動設(shè)備管理農(nóng)場，可以掌握實(shí)時的土壤濕度、環(huán)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(shè)備去實(shí)施。

其實(shí)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的概念和設(shè)想，最早由美國在20世紀(jì)80年代初提出，經(jīng)10年后才進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用，彼時技術(shù)和設(shè)備的儲備已基本具備。

PrecusionPlanting專門制造與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)配套的設(shè)備。這些設(shè)備可以固定在大馬力拖拉機(jī)后部，同步運(yùn)行的播種機(jī)和其他設(shè)備上。以播種為例，經(jīng)過數(shù)據(jù)加載，它們能夠根據(jù)天氣的變化進(jìn)行不同深度、不同間距以及不同品種的播種活動。

在大田中，即使相隔兩三米遠(yuǎn)的兩塊土地，土壤的水分含量、營養(yǎng)情況、農(nóng)作物的生長情況都可能不相同。過去幾千年中，農(nóng)民并不區(qū)分這種差異，會把同樣的品種以等間距播種下去。

如今，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)顛覆了這一傳統(tǒng)，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(yè)都是隨著播種機(jī)的行進(jìn)，自動完成的。僅此一項(xiàng)改變，即可給玉米帶來每公頃300公斤-600公斤的增產(chǎn)。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)下的農(nóng)業(yè)機(jī)械必須是智能化的，通常安裝有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備，以及必要的傳感器，這樣才能“理解”大數(shù)據(jù)分析軟件給出的信息，并準(zhǔn)確地執(zhí)行。

智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械也大大提高了作業(yè)質(zhì)量，單粒播比率可以提高到99%。農(nóng)民可以實(shí)時監(jiān)控播種機(jī)的準(zhǔn)確率，如果出現(xiàn)大面積異常，可以馬上停機(jī)，檢查糾正播種機(jī)。以前，如果播種機(jī)出了毛病，農(nóng)民很難立即發(fā)現(xiàn)，而只能接受損失。

理想情況下，播下的種子應(yīng)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(yǎng)分;淺了，則抗倒伏性不好。現(xiàn)在，智能化的農(nóng)機(jī)可根據(jù)土地的松軟程度，自動調(diào)節(jié)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(xì)算，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以極大地節(jié)約化肥、水、農(nóng)藥等投入，把各種原料的使用量控制在非常準(zhǔn)確的程度，讓農(nóng)業(yè)經(jīng)營像工業(yè)流程一樣連續(xù)地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)模化經(jīng)營。

大數(shù)據(jù)公司在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的案例

孟山都公司(Monsanto)，雖然該公司已經(jīng)被妖魔化為企業(yè)貪婪和罪惡的代表，但也正是它使得農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生了革命性的改變。成立于1901年的孟山都公司最初是銷售DDT、牛激素、多氯聯(lián)苯(PCB)和阿斯巴甜的化學(xué)公司。從20世紀(jì)80年代起，孟山都公司開始購買種子企業(yè)并投資于生物技術(shù)研究，戰(zhàn)略性地過渡成為一家農(nóng)業(yè)公司。孟山都公司早在公眾認(rèn)識到之前就看到了農(nóng)業(yè)的長期機(jī)會，并投注于此。該公司認(rèn)為，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是個價值數(shù)十億美元的投資，而其在2012年5月到2014年2月間收購的幾家農(nóng)場數(shù)據(jù)分析公司也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

2012年初，孟山都公司收購了精密播種(Precision Planting)公司，該公司生產(chǎn)的硬件和軟件能夠在田間播種空間、深度以及根系方面向農(nóng)民提供幫助。2013年10月，孟山都公司以9.3億美金收購了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)的最大的公司之一，即位于舊金山的氣象數(shù)據(jù)分析公司——?dú)夂蚣瘓F(tuán)(Climate Corporation)，標(biāo)志著要轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)與生物技術(shù)解決方案的整合。而金融時報(Financial Times)報道說，孟山都公司的這一收購行動標(biāo)志著首宗重大的“大數(shù)據(jù)”收購順利完成。隨后，在2014年2月，氣候集團(tuán)買下了總部設(shè)在舊金山的土壤測試服務(wù)公司Solum。而孟山都公司的主要軟件產(chǎn)品Fieldscripts適用于所有的這些系統(tǒng)，以確定土壤的生產(chǎn)力和產(chǎn)量。

MySmartFarm，農(nóng)民都不可避免地要使用數(shù)據(jù)，有機(jī)農(nóng)業(yè)運(yùn)營更需要采集大量的耕作數(shù)據(jù)。MySmartFarm的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Wolfgang van Loeper正在利用大數(shù)據(jù)來改造農(nóng)業(yè)。MySmartFarm致力于為農(nóng)民創(chuàng)造一種環(huán)境，讓他們的耕種更適應(yīng)自然，即更多地利用大自然的技巧，用更低的成本收獲莊稼，并讓作物含有更多的重要的天然植物營養(yǎng)素，這些營養(yǎng)素在經(jīng)過大量化學(xué)處理的農(nóng)產(chǎn)品中含量很少。

MySmartFarm是個SaaS系統(tǒng)，它將收集到的數(shù)據(jù)與預(yù)測數(shù)據(jù)相結(jié)合，幫助農(nóng)民對預(yù)測或趨勢做出反應(yīng)。通過MySmartFarm系統(tǒng)，農(nóng)民能夠擁有他所有的數(shù)據(jù)，包括收獲、施肥、實(shí)驗(yàn)室、天氣、疾病，以及來自當(dāng)?shù)赝寥阑蛉~片水分和衛(wèi)星傳感器的傳感器數(shù)據(jù)，同時還能有重要的映射和地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)。MySmartFarm將所有這些數(shù)據(jù)與氣候數(shù)據(jù)相結(jié)合，并產(chǎn)生新的情報。將其加入農(nóng)民自身完整的安全存儲的數(shù)據(jù)中，農(nóng)民可以得出一個非常方便的管理儀表板，指明面對眾多的參數(shù)時，要做出快速而高效的決策，最重要的是什么，從而更及時地采取行動。

MySmartFarm將推動農(nóng)民走向更可持續(xù)的耕作實(shí)踐活動，這不僅僅是節(jié)約水和化學(xué)品，更是幫助他們通過知識轉(zhuǎn)移(比如成功并且盈利的，或者是更加生態(tài)的耕作實(shí)踐)，轉(zhuǎn)向更農(nóng)業(yè)生態(tài)化的做法。

FarmLogs，FarmLogs依靠移動網(wǎng)絡(luò)，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式幫助耕作的農(nóng)民快速有效地預(yù)測利潤、跟蹤開支，更有效地安排工作。最棒的是，該軟件利用GPS可以給出任何給定位置的歷史氣象數(shù)據(jù)。農(nóng)民朋友們可以利用該軟件的移動應(yīng)用，快速記下筆記和輸入數(shù)據(jù)。它為古老的農(nóng)業(yè)行業(yè)帶來了一場根本性革命。

“FarmLogs讓農(nóng)民獲得他們的田間情況變得非常容易。雨水、養(yǎng)分、作物健康、土壤條件以及機(jī)器的所有數(shù)據(jù)都可以通過直觀的Web/移動用戶界面進(jìn)行分析和交付，”FarmLogs的創(chuàng)始人以及CEO沃爾馬表示。“我們從學(xué)術(shù)界獲得了最先進(jìn)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究，然后我們把它用在美國的每一個農(nóng)場。”

結(jié)語：有人認(rèn)為，數(shù)據(jù)帶來的趨勢會鼓勵大規(guī)模種植單一作物，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)有效性的最大化，因此可能會造成科技趨勢排擠小型農(nóng)場;但另一些人認(rèn)為，隨著大數(shù)據(jù)成本的迅速下降，小農(nóng)場主也能使用這些技術(shù)來不斷加強(qiáng)自身。但無論如何，我們正在邁進(jìn)一個人口更多、資源更少的時代，這使得農(nóng)業(yè)成為世界上最重要的產(chǎn)業(yè)之一。最終，農(nóng)業(yè)會贏得全世界的尊重。

====================================分割線================================

本文轉(zhuǎn)自d1net（轉(zhuǎn)載）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的看美国如何实现农业大数据的建设的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。