2022年大数据时代的未来农业发展模式 .pdf

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1、大数据时代的未来农业发展模式吴磊现在，古老的农业又到了变革前夜，这一次的“搅局者”是信息技术传感器、物联网、云计算、大数据以及互联网，其不但颠覆了日出而作日落而息地手工劳作方式，也打破了粗放式的传统生产模式转而迈向集约化、精准化、智能化、数据化，农业生产因此获得了类工业的产业属性。而互联网电子商务及现代物流的横空出世，使得整个产业链各要素激烈碰撞、重组，线上线下的耦合度空前提高，这极大地拓展了未来农业经营模式的想象空间。随之而来的，各方新势力正源源不断地投身农业，希望能用自己的力量改造农业，在这一次的变革浪潮中捕捉到商机。北京天安农业总经理刘雁飞的观点非常有代表性：“ICT 技术已经全方位渗透

2、到了农业全产业链的所有环节，旧有的农业模式正在被颠覆。”精准农业从北京飞行两个小时落地后再坐半天汽车，才能抵达位于呼伦贝尔草原深处的呼伦贝尔农垦集团农场。这个农垦集团有22个农场，600 多万亩农田，共计好几万个地块。规模化、集约化的农场正在实施精准农业。精准农业概念最早由美国提出，它的目的是以较少的投入达到同等收入或更高收入，并改善环境，高效利用各类资源，取得经济效益和环境效益。对于大量地处偏远地区、人口稀少、人才资源稀缺的大农场，如何实现现代化的精准农业？过去，农垦集团很难找到人，搭建和维护实现精准农业所需的IT 决策系统，也很难及时找到农学专家来指导交流。现在，云服务改变了一切。几年前，

3、国家农业信息化工程技术研究中心开始建立农业云服务平台。全国各地的农田数据，像温湿度、作物参数、遥感影像，还有土肥工作站定期采集、化验的土壤参数，农产品贸易价格,都源源不断地经过网络流入这个农业云服务平台；这些数据再结合农业专家研究的各种专业模型和算法，就能为全国各地名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 7 页 -的农场提供全方位的精准农业决策服务。通过“施肥决策服务系统”，全国农场一年减少了几百万吨化肥的使用。“中国目前是全球最大的化肥消费国，虽然我们水稻、小麦、玉米的单产比发达国家还高，但代价是，同等产出的粮食所用的化肥，是发达国家的 3 到 4 倍甚至更多。”国家农

4、业信息化工程技术研究中心陈天恩博士说，“盲目施肥的后果是作物根本无法吸收，不仅浪费，还污染地下水和土壤。”现在，云服务下的精准施肥正在扭转这样的局面。而通过“精准灌溉系统”，农场不过度抽取地下水，防止呼伦贝尔草原沙漠化；通过病虫害预警系统，农场可以在局部爆发病虫害时及时反应，进行精准施药决策。在过去没有精准施药时，“农用飞机飞过去，哗哗哗，一路上几万亩农田就被施药了”。现在的精准施药可以区分田块来施药，避免过度施药、污染和浪费，也提高了食品安全。物联网同样是实施精准农业的重要技术。我国重要的粮食主产地东北，是应用大型农机装备的主要区域。由于耕地面积广大，农场的生产经营与“一亩三分地”式的小农作

5、业完全不同。比如土地平整和起垄作业，一方面对拖拉机手的技术和经验提出了很高的要求，因为这直接决定了作业质量如直线度、平整度；另一方面由于作业过程中需要注意力高度集中，造成劳动强度很大，非常需要拖拉机在作业过程中减少人为操作。因此科研人员想到给拖拉机安装传感器、激光仪、导航设备等，赋予拖拉机“智慧”，使得拖拉机在导航状态下自动走直；利用激光发收设备结合传感器精确完成土地平整作业。除了生产作业之外，农场的管理同样需要借助物联网。据黑龙江红星农场技术负责人孙洪江介绍，基于精准农业和现代化大农业的发展趋势，红星农场近年引进了一套机车监管服务系统。孙洪江说，红星农场属于国营农场，行使国家土地管理职能。农

6、场把土地承租给农户，机车由农户自己购买，农场实行统一管理，每辆机车在农场有编制。农场根据农户的作业量进行结算。以往每年耕种时节，是由农机统计员手工统计每个农户的工作量，但因为耕名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 7 页 -种面积大，往往一块地有35 台机车作业，有的车干得多，有的车干得少，统计员就偷懒取平均数，农户吃大锅饭。因此，为了能准确获取每个农户每天的工作量，农场和国家农业智能装备工程技术研究中心合作，给每台机车上安装一个传感器和GPS 定位，传感器能实时获取机车作业数据并传送到机载终端，终端把数据发送到农场的系统平台。孙洪江说，就是这样一套系统，一方面能让农场

7、管理者实时了解机车的田间位置、作业轨迹、农户的作业量，系统自动生成日、月、年报表，给核算提供支持；另一方面由于机载终端可以自动生成作业报表，农户自己也可以很清楚地知道每天干了多少活，产生了多少效益。美国风河公司认为，利用物联网等技术使农田与农机网络化、为农场主提供决策支持是未来智能农业的发展趋势。未来不管是火星上的探测车、空中的飞机还是田间的农机，都需要具备一些基本能力物联网中每一个终端设备都需要网络互连性、可管理性和安全性。孙洪江对这样的趋势看得很清楚，但多年的实践也让他深切体会到理论与现实的差距。他以精准农业中的变量施肥为例指出，困扰变量施肥的瓶颈在土壤取样和化验，虽然国外提供了土壤取样机

8、和快速化验的设备，但误差率高，所以精确的变量施肥依然没有从技术上解决。蜜蜂的启示把传感器安装在田间地头并不困难，但要在动物身上放传感器就不那么容易了。一个有趣的例子是在蜜蜂身上贴RFID标签，这是伦敦大学Queen Mary 学院的一项动物行为学研究。研究人员把实验室的几百只黄蜂贴上RFID标签，当黄蜂寻蜜时，安装在蜂箱或者假花里的阅读器就可以获取黄蜂的RFID数据。获取这些数据后就能更好地研究诸如“一个蜂房内可以容纳多少只蜜蜂”、“蜜蜂可以连续在外活动多久”、“蜜蜂迷巢现象的原因”等蜜蜂行为学的课题。这改变了传统用颜料标识导致速度慢、精度差的弊端。国内的 RFID企业远望谷在 2009 年与

9、江西农业大学蜜蜂研究所合作建设了“基于 RFID的蜜蜂研究信息平台”，在国内尚属首例。给蜜蜂贴上 RFID芯片的例子大大拓展了传感器应用场景的想象空间，尽管名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -这只是一项学术研究。在实践中，除司空见惯地给牛羊贴RFID耳标外，日本富士通公司给韩国的牛蹄绑上计步器观察“牛的发情行为学”，则产生了不小的商业价值。据韩国首尔韩畅牧场社长金希澈解释，对于畜牧农户而言，通过牛的发情期来支配怀孕、分娩的管理方法是直接影响销售的关键。牛的发情周期为 21 天，其中可孕时间仅有16 个小时。如果错过这一时间段，就必须再等 21 天。在传统管理

10、模式下，为了观察牛的发情征兆，牧场工作人员需要随时确认牛的状态。而牛的发情时间主要在夜晚和凌晨，即使安装有摄像头，依然难以有效观察。实际上，即便是经验丰富的工作人员，在肉眼观察时，平均发现率也只有 58%。相比肉眼直接观察，富士通牛步系统使用计步器能准确掌握牛的生理周期。事实上，有发情征兆的牛步伐数会比平时增加。安装计步器后，每头牛的步伐数信息会通过发射器搜集到牛棚一边的接收器上。每隔一小时，接收器所采集的信息会传输到富士通的平台进行分析，得到的分析结果又传送给牧场管理员。金希澈说，牛步系统大幅降低了牧场的工作量，为工作人员赢得了更多时间。而最重要的收获是发情发现率达到几乎100%，大大提高了

11、繁殖率，增加了销售额。追溯是种管理思想再见陈绍鹏，他名片上的职位已变为“联想控股高级副总裁、佳沃集团总裁”。佳沃是联想布局农业的一枚重要棋子。2011年 10 月，经过千挑万选，联想控股董事长柳传志把联想控股农业领军权杖交给了陈绍鹏。陈绍鹏无疑是一个拓荒者：他所在的联想集团是一家成立近30年的 IT 企业，与农业几乎没有任何交集；而陈绍鹏本人虽然出生在甘肃农村，但18岁来北京上大学后就基本与田间地头绝缘。不过，传统农业正因为IT 信息技术而发生巨大改变，从佳沃的品牌标识就能反映这一点：广袤肥沃的原野大地和普照大地的太阳形成了一个指纹符号，代表了佳沃对品质的承诺，更折射出佳沃的科技基因。昔日联想

12、集团的“少帅”用“幸福、兴奋、幸运”总结了自己新的职业生涯，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -陈绍鹏强调：“很幸运，接触农业后我深刻体会到，农业与IT 高度关联，比如佳沃的全程可追溯系统就让IT 技术得到了充分的发挥。”“全程可追溯系统”是佳沃“三全战略”最重要的一部分。全程可追溯系统从选育、种植开始，到采摘、筛选、品控再到物流、终端等产业链，每个环节都进行有效的运营和管控。“我来做个演示吧！”陈绍鹏掏出手机，打开一个扫描软件，对准一盒蓝莓包装盒上的二维码，佳沃全程可追溯系统的界面马上出现。这个界面包含五个模块：生产基地、加工工厂、监测信息、物流运输及销售

13、信息。消费者可以看到这盒蓝莓生产流通环节的信息，信息细致到了土壤和水的检测、农残指标，还有加工工厂具体的地址、生产人员等。所有这些信息由强大的后台系统支撑，涵盖了生命周期的所有环节，包括灌溉、修建、授粉、降雨量等。除了消费端，佳沃的全程可追溯系统还包括企业内部系统。陈绍鹏继续演示内部系统：“想知道一个子基地施了什么肥料，直接从后台点击该基地，系统马上就会显示肥料类型、每株的施肥量及施肥负责人的信息等。”佳沃的全程可追溯系统涉及到158 个环节、超过 300人次、产生 3100个字段信息量。由此可见，农业的全程可追溯系统操作步骤多，而且是各自操作，不像工厂流水线管理。“IT 系统谁都能做，技术其

14、实并不是最难的，最难的是管理和团队的执行力。”陈绍鹏强调，“像全程可追溯这样的IT 技术运用到农业，主要体现在管理效率上的提升、管理体系的健全。”佳沃常务副总裁汤捷对此深有感触：“以全程可追溯系统中的土壤和水分采集器为例，每 50 亩为单位安装一个采集器，万亩地需要200个采集器。但如何管理及维护这些采集器呢？最终还得靠人。”“万亩农地不仅面积庞大，地势和气候条件也相当复杂，作业条件枯燥、艰苦，这就需要实际操作人员要有非常强的责任心，而且必须要有检查的方法，保证他们认真履行职责。只有管理到位了，才能够优化技术。”所以在汤捷看来，农业现代化的过程很重要的一点就是思维现代化，全程可名师资料总结-精

15、品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -追溯系统改变的也将是传统农业的思维方式，目的是培养从业人员在生产流通等各个环节标准化和流程化等习惯。电商、社区与大数据互联网，以颠覆者的姿态横扫一切传统领域，比如商贸、金融、汽车、餐饮、教育、医疗等等。农业遇上互联网，也碰撞出了许多新玩法。淘宝生态农业组对农产品新卖法酝酿已久。一直以来，淘宝的农产品销售都混在食品板块，直到去年，淘宝内部提出要建立一个农产品网络交易市场。经过调研发现，建立这个市场并不容易，很多偏远地区有产品的合作社完全不懂互联网，无法自己做网店运营。“反复论证之后，我们认为预售和分销将是两个可实现的途径。一方面，互联网是个

16、海量数据平台，并能以最低代价组织大量消费者实现购买行为，有更好的条件实现订单农业，实现的方法就是预售。另一方面，农场主把产品信息用最简单的方法传到分销库里，然后我们负责规范描述，目前已有的 80 万农产品卖家是接盘商，他们根据信息确定进货，然后用统一的配送渠道把农场主的产品进行配送。”淘宝农业发展部资深总监陈庆探说。好的产品想卖出去，没有渠道，没有定价权，而通过电子商务平台可以搜集到大量消费者消费行为信息，用来指导农产品的销售。“以前，农场主有产品却没有定价权，但淘宝海量数据可以来指导他进行合理定价；第二，规模化运作成功的话，未来也会改变流通模式，原先是种多少卖多少，以后市场倒过来指导生产，以

17、销定产，卖多少种多少成为可能。”陈庆探说。除了淘宝这样的纯电商平台外，诸如小毛驴有机农场、有机农夫市集等线上线下结合的农业模式近几年也方兴未艾。它们充分利用社交网络经营社区，将爱好有机农业的人群组织起来，再通过线下的各种活动完成商业闭环。从线下到线上，农户们从与批发商打交道转换到直面消费者，他们开始比任何时候都更有条件关注消费市场的变化，关注数据。而这种转变，直接推动了传统生产方式的升级。沱沱工社 CEO 杜非对数据运用颇有心得，他去年到任后，立刻在运营部成立了四个人的数据分析小组，专职对后台数据进行搜集和整理。今年，沱沱工社基于消费者购买频次和消费占比数据分析，决定去掉20个品类不再种植，而

18、把黑名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -花生的种植面积扩充25 倍。北京天安农业也开始利用数据指导农业生产。总经理刘雁飞认为，传统的农业生产与市场销售是基本脱节的，农民的种植完全根据经验，“供不应求”或者“菜贱伤农”的现象经常发生。天安打破了这一模式，按照工业生产方式“以销定产”，由公司搜集市场需求，继而指导农户种植。“比如我预计今年需要提供1000 斤黄瓜给市场，那我就会根据这个指标换算成具体每个种植单元的种植面积，然后与农户签订合约。同时我要对农户的生产全程管控，保证食品安全。”刘雁飞说，“这就需要依靠信息技术。”为此，天安农业引入了多个信息管理系统，如

19、生产管理系统、销售管理系统、ERP管理系统、温室管家系统、二维码追溯系统、配送管理系统等。据天安农业信息工程部经理李长春介绍，公司每年沉淀的数据量已经从4 年前的 40G提升到现在的 100G，“老的 SQL Server 数据库已经跑不动了。”李长春介绍，天安将上马 SAP公司新推出的基于内存计算技术的高性能实时数据计算平台 HANA，这也是 HANA 在 SAP Business One 平台的首次应用。刘雁飞回忆，2008年，天安在考察了用友、金蝶等软件企业之后，决定采用SAP Business One 系统，天安也成为SAP中小企业中的经典用户。刘雁飞也坦言：“农业看起来很美，做起来却很累，但沉下去又会觉得乐在其中。”名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -