未来农业很发达 无需金坷垃

*本文由TECH2IPO/创见 陈刚编译

创见干货:科技潮流已经影响了人类生活的各个方面,农业也不例外。未来,在高科技的帮助下,种田不再是传统农家人的象征,而是一项工业化,系统化的工程。无人机、GPS、传感器等科技设备会渗透进农业的方方面面,播种、除草、除害虫、灌溉等都可以通过技术手段实现,真正实现全自动化。

如今的农业已经转化为了很多生活在 20 世纪里的农民也许都不明白的高科技产业。毕竟,100 年前左右,美国农业才从动物耕种时代走向机械化时代。在过去的 20 年间,全球定位系统(GPS)、电子传感器以及其他的新工具被运用于农业领域,推动农业发展,走向科技时代。

现代一台先进的大型拖拉机除了配备常规的空调和立体声音响系统,在驾驶室里还有电脑显示器,可以监控显示拖拉机状态、作业区域,还可以操控其他附属的设施,如播种机。

就像现代科技发展一样,这仅仅是个开始。在未来农业中,自动驾驶机械和无人机种植将会成为常态,这种农业模式也就是所谓的精细农业。

这些高科技设备运用在农业上的最终目的就是在经济上和环境保护上实现最优化。水、肥料、杀虫剂、燃料、劳力等的投入最小化,而作物的产量最大化。

全球定位系统

全球定位系统通过至少三颗卫星的同步定位能够给出地球表面任何一点的具体位置信息,所以一台配有 GPS 接收系统的农业机械可以识别其在作业区域的准确位置,并通过调整运作方式最大化该地区的产量。

就拿土壤肥力来说,农民可以使用 GPS 定位预选土地,然后收集土壤样本。实验室分析样本,并给出该地理区域土壤肥力图。这本质上是一个计算机数据库系统,专门处理地理位置系统以及肥力地图。通过这样地图,农民可以计算出某地区所需的施肥量,变量施肥技术(VRT)可以精准地提供必需的量。这一过程就是我们所说的精细化农业的绝佳典范。

信息 分析 工具

精细化农业的成功必需以来三个方面。首先,精确的地理位置信息,这点土壤肥力地图可以实现;其二,理解地图,并基于地图作出分析决策的能力。计算机模型可以在数学和统计学方面分析变量之间的关系,如土壤肥力和产量之前的关系,决定也通常是在计算机模型的辅助下作出的。最后,农民必须有工具去实现基于以上信息制定的计划。例如,之前提到的 VRT 施肥机就能自动根据地图数据精确施肥。还有一个例子就是根据土壤类型调整播种量以及使用传感器去监测种子发芽率、疾病和害虫,这样杀虫剂只有在需要的时候才会发挥作用。

地理位置信息不仅仅局限在土地肥力地图等方面,甚至卫星地图可以反应某片地区的作物的健康状况,这种远程遥感地图通常是通过飞机采集。但是现在无人机可以可以获取高清作物和农田的特征。无论是通过肉眼观测这些地图,还是通过电脑分析,反光区域的不同都与作物健康程度和土壤类型存在某种关联。比如,患病的区域明显会比健康区域更暗。一旦发现患病区域,那么就要对该区域采取进一步的措施。无人机的优势就在于单次飞行的成本低,获取的图片质量高,但是无人机农业运用相关法规仍在不断完善中。

自动化

凭借着 GPS 以极精确化的方引导农业器械,可以实现自动化引导,比人类驾驶员更加靠谱。完全自动化的机械已经开始在小规模、收益高的部署,如葡萄园、苗圃以及一些水果和蔬菜种植基地。

自动化机械可以取代人类进行枯燥,重复的工作,如手工收割蔬菜。在传感器技术的帮助下,机器可以侦测诸如作物位置,茎干和叶子的大小,然后传至机械臂进行操作。日本在这方面处于领先地位,一般来说,日本的农业是小规模的,而且机器人产业在日本很发达。但是自动机械在美国越来越普及,尤其是在加利福尼亚。

飞行器的发展使得无人机取代人类,进行田地勘察成为可能,这些无人机配有摄像头和手型的夹持器。常规的勘察工作,如害虫状况,农场主需要走到很远的田地里去,在样本田摘取叶子,反过来看看背面有没有害虫。研究人员已经研究出可以取代人类这种工作的飞行器。

遗传学与技术手段的交集

HTPP 是一项先进的,即将到来的精细农业技术,处于遗传学、传感器和机器人的交叉口。该项技术被运用于开发新品种,提升作物的某项能力,如营养物质含量,抗旱性、抗虫性。HTTP 技术通过多个传感器监测作物重要的物理参数:高度、叶片数、大小、形状、角度、颜色、枯萎程度、茎干直径、果实数等等。这些表型特征是由内在的基因决定的,科学家将这些参数与已知的基因进行对比,从而研究出特定的作物变种。

在过去的几十年里,农作物产量已经取得了长足的进步,在现代这些技术的帮助下,未来的发展难以想象,高科技在农业中的运用愈加成熟。10 年后,看到这样的景象不要惊讶:你开车在农村的公路飞驰而过,看到小型直升机在农田上空飞过,降落在农田上,伸出机械臂检查作物的叶子,摄像头查看害虫情况,一切工作做完之后,升起,前往下一个既定的地点进行勘察。这一切都在人类的掌控之中。

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