探索现代农业发展的智慧农业解决方案

托普物联网开创智慧农业新时代。探索现代农业发展的智慧农业解决方案托普物联网指出：智慧农业是将全球定位系统、遥感、地理信息系统、人工智能等高新技术用于对农作物精确的管理方法。这种定位技术用于农业生产，主要是针对农田因土壤构成、肥力状况、作物生长情况等因素的差异而对种籽、化肥、除草剂和杀虫剂施用量提出的不同要求。在目前情况下，农民一般难以顾及这些因素，在同一地区不同条块的农田上使用等量的种籽和农用化学品，这除了用量过多而造成经济上的浪费之外，还导致了土壤中残余化学物质的积累和地下水资源的污染。智慧农业的核心是“精确”。5年前美国市场上已开始提供一种名为“绿色寻求者”的手握式遥感器，只要握着这个小小的遥感器在庄稼地里走上一圈，电子显示屏就会准确显示：每o．4平方米的庄稼目前的肥料、水分等营养情况，以及现在还缺多少肥料、水分，或存在过多的肥料和水分等。此类庄稼遥感测量仪还可以安装在拖拉机等各种农机上，农机开到哪里，就可以测到哪里；也可以安装在小型飞机上，对大面积农田进行作物检测。上世纪80年代后，逐步发展到将卫星定位系统具体应用到农作物的种植生产上。例如，美国的农场主为了实现精确种植，在种植作物前要对土壤进行化验检测，大多数农场主是把每块土地的土样送到土壤研究所检测，研究所通过仪器检测和电脑分析，向农场主提供一个书面数据图表，表明这块土地在种植各种作物时所需要的肥料、水分以及未来产量等各种情况。据此，农场主会选择该土地本季最适合种什么，达到以最低成本得到最高收入的目的。在现代信息技术应用日趋广泛的今天，卫星正在帮助许多国家的农场主从事低污染而又高效益的农业耕作。例如，由英国梅西一弗格森公司研制出全球定位系统测绘系统，可用于一家耕地面积为1000公顷的农场，该农场种植小麦、葡萄、豌豆、马铃薯、大豆和向日葵。产量和位置两套数据储存进机载计算机中，并加以标准化。随后将这种信息转存至一张小巧的像厚信用卡一样的小存储芯片上，再将其放入农场的计算机中，从而得出差别所带来的产量波动。目前，卫星定位系统和电脑结合的技术设备，在美国、欧洲和日本已广泛用于拖拉机、播种机和收割机上。比如，将卫星定位系统接收器与电脑显示屏安装在拖拉机上和播种机上，农场主形容开这些农机就像开飞机一样，按照提前设定好的耕作路线图，走得不偏不斜，夜间照样可以均匀地精耕细作。把这些技术设备用在收割机上，收割机在收割行进时，驾驶舱里的显示屏就会准确显示出每块地的庄稼产量和重量。卫星和信息技术还可以准确地监测到每块地庄稼的病虫害以及肥料、水分等庄稼营养成分的现状。在现代信息技术的支持下，智慧农业得以大放光彩：根据土壤的状况使肥力的效果得到改善；根据病虫害的情况来调节农药喷洒量；不再耕种那些土壤已经板结的土地，也就是说放弃那些耕种托普物联网开创智慧农业新时代。时间过长的土地；自动调节拖拉机的耕种深度……在卫星的密切监视下，加上拖拉机的电脑上已经记录了机器的作业情况以及取得的成果，这样农场主就可以以最“科学”的方式来管理自己的“电脑农场”。智慧农业解决方案“精细派”的崛起为什么美国产汽车或卡车卖不出去，而农作物却仍然畅销?这或多或少应归功于那些“精细派”的农民。通过测量土地以可见的红外线波长所反射和释放出来的能量，精细派农民可以对影响作物的多种变量进行监测，比如土壤湿度、表面温度，光合作用以及杂草或病虫害等。简而言之，智慧农业采用了远程感应成像、数据分析软件以及可应用于拖拉机的电子设备，以便在正确的时间和地点使用适量的水、化学品、杀虫剂或除草剂。尽管美国经济不景气的阴影仍未散去，但美国农民约翰·波特的收入并未减少，他依赖的就是智慧农业经营模式。这位明尼苏达州的农民，他驾驶拖拉机在田里工作，表面上看他的行为和别的农民没有什么区别。但是，他的拖拉机上装了一台电脑，从屏幕上可看到面积达700公顷的玉米和大豆田的地图，计算机还会告诉他哪个地方需要施肥，施多少肥。去年2月，他更新卫星信号接收器，可以更准确地收到全球卫星定位系统发出的遥感遥测信息，根据这些信息可进行精确的土壤调查、合理施肥、作物估产、农业环境监测和土地合理利用等。20世纪80年代初，美国提出智慧农业的构想，其间微电子技术发展推动了智能化监控技术的发展，农作物生长模拟、栽培管理、测土配方施肥等农业系统构成了智慧农业早期技术基础。20世纪90年代初，全球定位系统应用到农业生产领域。在大规模普及现代信息技术后，智慧农业更有了长足的进步。此后智慧农业迅速发展成新的农托普物联网开创智慧农业新时代。业产业，并在世界范围内形成了科学的新的农业发展道路。实践证实，智慧农业是信息技术革命，它不只是引入新技术，它更是由于引入新技术而引发的一场信息革命，而且带来了一场全新的农业变革。发展智慧农业已成为共识在许多国家，发展智慧农业已成为一种共识，可以使土地得到充分的科学利用，合理密植；可以节省时间和资源。提高工作效率，减少人力、财力不必要的浪费，最大限度地降低成本。比如，通过对庄稼肥力、水分的检测，可以科学合理地施肥和浇水。据统计，使用智慧农业技术，每季度庄稼可以节省30％的水。不仅各种资源和成本大大降低，更重要的是能大大提高作物的产量。目前智慧农业技术在美国中西部地区和西欧应用得最为广泛，主要用于甜菜、玉米和大豆等作物的种植。大部分的智慧农业技术需要依靠各种全球定位系统装置和可以将天气模式、土壤性质和虫害控制等方面的信息在地图上用一个点表示出来的软件。农场主们可以利用这些信息来进行指挥，根据种植区的每个部分需要多少肥料和杀虫剂来调整可变速率喷洒器的施用量。使用了智慧农业技术的农场主认为，这种种植方法给他们提供了一些新的方式来分析他们对-t-_地的投入和他们从土地中获得的回报之间的关系，并且使他们可以在成本不变的情况下管理更多的土地。但长期以来智慧农业技术的推广应用一直进展得相当缓慢，这主要是因为有关设备和服务的成本太高，小型农场是无法负担这笔费用的，还有一个原因是智慧农业技术带来的好处并不总是十分明确。美国明尼苏达大学智慧农业研究中心负责人皮埃尔·罗伯特博士说：“南北达科他和蒙大拿州的小麦生产者现在发现，根据目前的国际市场价格，要想通过种植小麦来获取利润确实非常困难。如果你没有取得利润，你就没有额外的资金购买和使用新技术。”在伊利诺伊州的尚佩恩地区，约翰·赖夫斯特克经营着一个面积为1800英亩的玉米和大豆种植农场。他说：“有了信息技术，按照智慧农业思路，农场主就不需要整天坐在计算机前。”大多数购买精确种植技术的农业生产者都承认，如果想在激烈的竞争中取得胜利，智慧农业技术的各个组成部分都是必不可少的。设在罗切斯特的阿格里林克食品合作组织的副主席托马斯-费瑟说：“对智慧农业技术有抵触情绪的人将无法在竞争中生存下来。”亚拉巴马扑I奥本大学工程与生物系统学教授约翰·富尔顿指出：“使用更先进的智慧农业工具能够节约更多的费用，约为每英亩15美元。“使用指导系统和智慧农业基本技术可每英亩节约2至8美元不等。”研究显示，精细耕作技术可以将杀虫剂和化肥的使用量减少10％或更多，而不会影响农作物的产量。而且，这些技术还在不断发展。比如，亚利桑那州研究人员正在使用全球动态实时定位系统(一种精细度高达次英寸级别的GPS系统)，以通过耕耘机来控制棉花地的种子。更为托普物联网开创智慧农业新时代。重要的是，这种做法比现今所有杀虫剂都更加有效和节约成本。对中国的启示我国是世界上的农业大国，但又是耕地严重不足的国家，目前我国人均耕地面积排名世界第126位，仅占有世界人均耕地面积的40％。因此。发展智慧农业具有长远和现实意义。我国幅员辽阔，农业自然条件复杂，农业机械化综合水平较低，在农业生产领域，电子、计算机和信息等技术的应用还较少。因此全面推广智慧农业尚有一定困难，但可以在规模化和机械化程度较高的地区，如新疆、黑龙江等地区的大型农场率先开展智慧农业技术应用。对于经济发达、城市化程度高的地方，要建立合理的土地流转机制，引导农户发展适度规模经营，进行智慧农业试验，逐步推广智慧农业技术。此外，应广泛建立适合于家庭联产承包分散经营的智慧农业技术体系。以提高农业生产效益。尤其要提及的是，我国西部地广人稀，有较好的规模经营基础，从自然条件来说，比较适于开展智慧农业；西部地区占主导的是第一产业，第三产业并未得到充分发展，但如果发展基于知识之上的新技术，西部的产业结构可以得到进一步优化；另外西北地区现阶段水资源开发利用方式不合理，管理落后，灌溉方式不当引起土壤沙化、草场退化和土地次生盐碱化，目前全国水土流失面积约80％发生在西部，每年新增的荒漠化土地也大多分布在西部地区。智慧农业系统中在自动监测控制条件下的精准灌溉工程技术，如喷灌、滴灌、微灌和渗灌等，可大大节约西部水资源利用塞。作为长远策略，我国可以县或乡为单位，研究建立区域性土壤养分信息系统，分区指导当地的养分管理和肥料合理施用，逐步建立起适合小规模分散经营体制下的智慧农业信息化管理模式。面对我国农业发展相对落后的现状和国际市场的挑战，我国应不失时机地大力发展智慧农业，使之成为我国农业普及现代信息技术、实现农业现代化的突破口。长期以来的实践证实，现代农业离不开现代信息技术，后者打造的智慧农业无疑将改造世界农业，并孕育世界农业未来的新希望。