羅德尼·席林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,好的幫手是農(nóng)場里的那幾臺農(nóng)業(yè)機械。
大數(shù)據(jù)“下田”:預測 促進智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展
跟國內(nèi)常見的農(nóng)業(yè)機械比,這些機器高大得多,一臺噴藥機完全張開“臂膀”,翼展達36米。更重要的是,這些“大家伙”還很有“頭腦”——駕駛室里配備的衛(wèi)星導航系統(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,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)模式正在從機械化向信息化轉(zhuǎn)變,以為特征的農(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%。美國不僅是世界上大的工業(yè)化國家,而且也是世界上大的農(nóng)業(yè)發(fā)達國家。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,必然激勵更多地運用新技術(shù)來提高作物產(chǎn)量,并管理風險。圍繞著基因組學、生物信息學以及計算生物學的研究活動都已經(jīng)取得了重大的進展,使得科學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,因為這些數(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)對于土地進行長期管理和短期模擬,以實現(xiàn)產(chǎn)量和利潤的大化。
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)民提供盡可能優(yōu)化的解決方案和服務(wù)。
再次,農(nóng)業(yè)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(chǎn)能夠在低成本保持長的正常運行時間,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時獲取,以進行進一步的處理。
除了農(nóng)民、農(nóng)企、種子化肥供應(yīng)商和農(nóng)業(yè)機械制造商以外,氣象站和實驗室、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)進田
大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用普遍的領(lǐng)域之一就是農(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時數(shù)據(jù)收集,預測分析可以用來做出更明智的決策,而這就是所謂的農(nóng)業(yè)。在農(nóng)業(yè)中,控制中心實時收集并處理數(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(nóng)民做出前瞻性的決策。