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电子信息化将彻底改变现有农业模式

【发表时间:2020-08-01 11:25:47 来源:锦思网】

电子电器化将改变现在的农业状况,未来的农场或许只需要农场主坐在家电按几个按钮就可以完成一系列的生产措施。

在美国,农业从牲畜农业到内燃机农业的转化仅经历100年时间。在过去20年时间,全球定位系统(GPS),电子传感器以及其他新工具的出出现,让农业朝着科技产业迈出了一大步。

现在,科技农业还仅仅是一个开始。能够自动勘察和培育农作物的无人机,飞行机器人在美国农场早已司空见惯,我们将其称之为“精细农业”。

所有这些高科技产品应用的最终目的是“优化”农业,包括了经济和环境两方面。我们希望借助这些工具来为庄家合理施肥、浇水、喷洒杀虫剂和安排劳动力等,从而能够让农作物获得高产丰收。

全球定位系统(GPS)

GPS通过至少三个轨道卫星能够计算出你到某个特定地点的距离,从而提供准确的地理位置信息。因此,配置GPS农作物机器就能够识别出它们在农田中的位置,并调整操作,以便在该处能够实现生产率最大化。

以施肥为例,农场主可以使用GPS接收器来定位预先选定的农田位置来收集土壤样本,随后实验室会分析样本,并在地理信息系统中创建一个土壤肥力地图。通过这张地图,农场主就可以为每块经过抽样分析的田地制定合理施肥计划。“变产量技术施肥”施加器随后就能够按需为农田施肥。整个过程就体现我们所说的“精细农业”。

信息、分析和工具

“精细农业”需要三样东西才能做成功。首先,它需要具体地理位置信息(土壤肥力地图);其次,它需要一种基于具体地理位置信息就能理解和做出决定的能力,这一过程需要计算机模型辅助(计算机模型可以精确分析不同变量之间的关系,比如土壤肥力和农作物产量);最后,农场主还需要使用具体工具来执行这些管理决定。比如,具备GPS功能的变产量技术施肥施加器就会自动充当这样的“角色”:自动调整每款田地的施肥量。其他精细农业例子还包括了依据种子类型来调整种子播种率,使用传感器来确认农田中的杂草、病害或者昆虫。

特定区域信息除了能够提供土壤条件地图和农作物产量,它甚至还可以提供可以显示农田庄家健康状况的卫星图片。这些图片通常也可以通过飞行器来收集,比如无人机,它可以收集有关农作物和农田特征的高精确图片,这些图片会以不同反光色来显示出它们之间的区别,而这些差异又跟农作物的健康和土壤类型相关,比如病害区域颜色看起来就更暗。一旦农田中出现病害区域,农场主就会安排“救治”工作。无人机的优势在于每次飞行成本低,但是目前有关无人机在农业领域的监管法规还未正式颁布。

自动机器人

自动导航在汽车领域已经有成功应用先例。但是,出于安全考虑,无人驾驶目前仅限于小型机器上。全自动农田机器人在一些小规模、高收益农业中已经开始应用,比如酿酒葡萄,某些水果和蔬菜等。

机器人可以替代人来做一些繁琐的任务,比如手工采摘蔬菜。他们使用传感器技术(其中包括机器视觉系统),来监测事物的地理位置,尺寸大小,并对此信息进行机器处理。日本是该领域的领先者。具体来讲,日本农业在小范围农田中进行,这个国家在机器人领域又拥有技术创新。不过,如今自动机器人也开始在美国流行起来,尤其是在加州。

飞行机器人发展的也使得对大多数农作物勘察工作(目前主要由人完成)可以让无人机来做。很多农作物勘察工作,比如预防害虫,需要人在田地中行走很长一段路程来采集不同作物叶子,然后再拿回去研究害虫情况。研究人员目前正在开发一种新技术,它能够让飞行机器人在无人工干预的情况就能完成此项工作。

培育 + 传感器+ 机器人

高通量作物分型(HTPP)是一种即将出现的精准农业技术,它融合了遗产学,传感器和机器人。这种技术可以用来开发某个农作物的新品种,从而提升农作物特性,比如营养元素,抗旱性和抗虫性。HTPP使用多个传感器来评估农作物的重要物理特性,比如高度,叶子数量,形状,颜色,茎厚,以及能够结果的位置数量。研究人员可以将这些数据与某个农作物品种已知的基因标记作对比。这些传感器能够快速的比较数千中作物上的表型特征,从而决定在未来测试中使用和放弃哪种品种,这样他们就会逐步获得改良品种。

在过去几十年中,农作物生产已经发生了很大变化,我们很难想象在未来几年时间它的变化趋势。10年以后,当我们开着车行驶在乡村公路上时,如果看到农田上飞行的小型直升机,田地里的正在“劳作”的机器人和摄像头,千万别惊讶啊!


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