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精准农业可以开启第二次绿色革命
由于中美贸易战,生产乳制品、玉米和大豆的农民受到影响,与此同时,许多新兴的农业技术例如无人机,越来越受到欢迎,这些技术可以帮助农场在降低运营成本的同时提高产量,也是向“数据驱动”精准农业的转变。
作为20世纪中叶发起的绿色革命的延伸,目前我们可能正处于第二次绿色革命的门槛上,人们现在可以使用新型拖拉机为农作物施肥,其驾驶室类似于驾驶舱,收集和无线传输由无数传感器收集的现场数据,这些传感器可以使作物在生长季节期间最大化产量,同时计划明年的作物。越来越多的农民依靠软件的实地调查分析来衡量如何最好地提高产量,同时降低化肥、农药和灌溉的成本。因此,精准农业支持者声称:“软件正在为世界提供食物”。
第一次绿色革命为饥饿世界提供了模板,下一次农业转型也必须解决相关的能源和环境问题,以及可持续发展研究人员提到的“营养安全”。绿色革命教会了人类如何用更少的土壤种植更多的食物、消除饥饿和改善营养的障碍,也为贫困和战争困扰的人类提供更好的分配渠道。
▲摘编自:
https://www.eetindia.co.in
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精准农业的利器——传感器
物联网技术的迅速发展、扩散以及数据分析正在降低精准农业的成本,农民通过物联网和数据分析能更有针对性地利用化肥和水等资源来提高产量、减少损失并降低成本。这种“精准农业”的出发点是数据,传感器和无线网络也起着关键作用。
精确农业基本上涉及三种平台类型:
(1)空中平台:这些平台利用遥感从空中收集有关农作物和农田的数据。传感器可能安装在有人驾驶的飞机或卫星上,但越来越多地由固定翼或多直升机设计的无人机携带。无人机装备有精确定位传感器,适合于测量中小型领域的植物健康监测,飞机和卫星提供更大面积的调查。
(2)地面移动平台:这些移动平台通常携带电化学传感器,监测多种深度的生长条件,包括pH值、土壤电导率(与作物产量有关)、含水量和氮含量等因素。伽马射线传感器检测自然背景辐射的变化,以评估土壤成分和结构。光学传感器有助于测量土壤的有机含量,包括农作物的残留。
(3)固定式农业系统:固定式系统是精密农业传感器产品开发的主要部分。与其他平台相比,这些固定式系统提供更广泛的传感器类型。这些传感器可以用来提供本地化的环境和天气监测(温度、降雨、日照、风等)。或是像植物健康传感器和环境监测器,用以匹配实际的植物生长与期望。
虽然精确农业已经探索了十多年,但支持这种传感器驱动的农业仍然是一个新兴产业。国际精准农业协会和挪威精准农业中心等组织正在积极开展研究并推广该方法,以帮助进一步推广与采用。
▲摘编自:
https://potatonewstoday.com
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精准农业和数字农业是塑造欧洲农业现在和未来的基石
精准农业是指使用高精度定位系统、自动转向系统、可变速率技术、辅助转向系统、智能引导系统、地理映射传感器和遥感等,从而准确管理农田的变化,使用更少的资源和降低生产成本来种植更多的食物。 而数字农业则是农业和农业工程从精准农业到基于知识连通的农业生产系统的转变。数字农业利用精确农业技术,还可以使用智能网络和数据管理工具。数字农业的目标是利用所有可用的信息和专业知识,实现农业可持续过程的自动化。
共同农业政策(CAP)是欧盟政策的一个里程碑,自成立以来一直支持欧洲农业的发展和现代化。在过去的几十年里,欧洲农业已经变得非常富有成效,比如农民已经准备好利用最好的技术,无论是高产、抗病的作物品种,改良的农场管理技术,还是更高效的机械。
尽管如此,为了保持同步并确保农业保持与全球农业竞争,CAP也需要发展。此外,随着新的国家成员加入,欧洲农业的形象更加多元化。这意味着欧盟各国的农场规模差异将会很大,精准农业技术投资水平和创新技术的应用也是如此。
▲摘编自:
https://www.cema-agri.org/
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英国国家精准农业中心致力精准农业的发展
国家精准农业中心位于英国哈珀亚当斯大学的农业工程创新中心,目的是促进和支持精准农业技术的开发和商业化,以解决区域、国家和全球农业和粮食安全问题。
国家精准农业中心的核心目标是:
(1)确定和发展精准农业的原则和实践,并提供一流的内部和外部教育和培训计划;
(2)建立高质量应用研究,为精准农业研究培训提供领导力,与其他中心建立协作农业网络联系;
(3)建立和创新企业设施,特别是将研究成果转化为可利用的农场产品和服务;
(4)为行业和实验室提供咨询和支持服务,特别关注区域和国家业务的发展和增长;
(5)与大学推广和营销支持活动相关联,特别是针对精准农业发展的方法,引入和利用“智能”和“智能集成”等概念耕作。
国家精准农业中心正在进行最先进的研究和工业项目合作,这将使世界各地的农民能够持续提高产量和利润,同时优化资源利用。
▲摘编自:
https://www.harper-adams.ac.uk/research/ncpf/
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GPS有助于开发精准农业
许多人认为精准农业的好处只能在拥有巨额资本投资和信息技术经验的大型农场中实现,但其实通过结合全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),小型农场也可以开发和实施精准农业。
这些技术将实时数据采集与准确的位置信息相结合,从而有效地处理和分析大量地理空间数据。基于GPS的精准农业应用正用于农场规划、田间测绘、土壤取样、拖拉机引导及作物侦察和产量绘图。GPS允许农民在能见度很低的现场条件如雨、灰尘、雾和黑暗下工作。这样能更好地利用化肥和其他土壤改良剂,降低防治害虫和杂草的侵袭的成本,以及保护自然资源,农民可以获得额外的好处。
全球定位系统设备制造商开发了多种工具,帮助农民和农业企业在精准农业活动中提高生产力和效率。如今,许多农民使用GPS衍生产品来加强农业生产:
(1)GPS接收器收集位置信息,用于绘制田地边界、道路、灌溉系统以及杂草或疾病等作物中的问题区域;
(2)GPS的准确性允许农民创建农场地图,测出野外区域、道路位置和兴趣点之间的精确面积;
(3)GPS使农民能够准确导航到田间的特定位置,以收集土壤样本或监测作物情况。
随着GPS的不断现代化,农民和农业服务提供商可以期待进一步的改进。农业技术服务人员使用带有GPS的采集设备进行精确定位,以找出野外害虫、昆虫和杂草的精确定位,并绘制作物中的害虫问题区域,以用于将来的管理决策。飞机喷雾器也可以使用相同的现场数据,就可以精确地对田地进行扫描,仅在需要时施加化学品,最大限度地减少所需化学品的数量,从而有益于环境。
▲摘编自:
https://www.gps.gov/applications/agriculture/
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精准农业可以改变行业的趋势和技术
以前,种植者只能从他们的田地收集最基本的信息。精准农业可以获得非常具体的数据,例如种植者应该喷洒多少杀虫剂或化学品来对抗昆虫和杂草,地面传感器可以收集有关湿度、天气和机器性能的数据,可以跟踪是否错过了应该喷洒的区域。
整合无人机和卫星数据是推动精准农业发展的下一个重要步骤。将天气数据的分析与无人机数据相结合,使用卫星图像作为基础层,为有效的作物管理决策提供了更完整的图景。相关信息也可以用于机器学习模型,帮助农民识别病虫害,也就是说,农民只需要有简化数据管理的系统,就能够在测量内容和使用它们之间实现相关性。此外,无人机操作员不仅知道如何使用软件以及如何保证信息安全,还能够根据任务确定飞行场地的最佳时间。
农场使用的设备将继续变小,并开始取代人,机器将处理种植和其他田间工作,从而提高了效率。现在玉米播种机将告诉你每行种植多少种子、播种单位的压力和播种单位的深度,并记录种植时的所有数据。
未来几年,农业将完全不同。农业将是数据驱动的,在精准农业普及的情况下,所有拖拉机都是在没有人或机器人的情况下完成所有工作。通过机器学习和人工智能,人们可以训练地面和空中机器人,从数据中学习完成特定任务,这有助于提高效率和降低成本,让农业逐步实现自动化和智能化。
▲摘编自:
http://insideunmannedsystems.com/
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FarmWise和Roush联手开发自动蔬菜除草机
总部位于美国旧金山的创业公司FarmWise和密歇根州的汽车制造商Roush正在合作开发和测试密歇根州的自动蔬菜除草机。
通过合作,两家公司将在2019年开发十几个机器人原型,并计划在2020年扩大规模。自动农业机器人将提供高精度的除草,并有能力取代除草剂,节省劳动力成本。机器人还将能够适应不同的作物,帮助提高农场的效率。
技术正在迅速改变全球所有行业,农业可能是最需要大胆创新的行业之一,以提高效率,为消费者生产更安全的产品。
▲摘编自:
http://insideunmannedsystems.com/
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用于精准农业的GIS和遥感
作为一种新的农业管理概念,精准农业或特定地点作物管理(SSCM)通过地理信息系统(GIS),观测、测量和响应作物田和田间的变化。
GPS的出现使精准农业保持资源的同时,还将优化投入回报的实践目标成为可能。
精准农业通常分为四个阶段来观察空间变化:
(1)数据收集:通过对农田进行地理定位,农民可以从土壤和剩余氮分析中收集到信息,以及以前作物和土壤电阻率的信息。地理定位主要有用车载GPS接收器来描绘田地和根据航空或卫星图像的基本地图划定这两种方式。
(2)变量:田间的变化可能由许多因素造成,包括气候条件(冰雹、干旱、降雨等)、土壤(质地、深度、氮水平)、耕作方式(不耕作)、杂草和病虫害等。永久性指标主要是土壤指标,为农民提供主要环境的信息,可以让他们跟踪作物的状态,这些信息可能来自气象站和其他传感器(土壤电阻率、肉眼探测、卫星图像等)。
(3)策略:农民可以静态指标和静态指标的定期更新来调整田间投入,称量生物量,测量叶片叶绿素含量,称量果实等。
(4)实现实践:农业设备的GPS和GIS等软件技术使新的信息和通信技术使农田的作物管理更加可操作,更容易实现。
▲摘编自:
https://www.technologytimes.pk/
