5G将重新定义传统产业:农业革命

农业关系到人类的生存,是国家经济的根基,虽然繁荣发达的大城市吸引了越来越多的农村人口进入,但人总归要吃饭,还得有人种粮食,种植水果蔬菜,所以农业发展对于一个国家的重要性不言而喻。传统的农业发展主要依赖于自然条件,利用人力、农业工具进行手工劳作。农作物的生长、产量和质量靠世世代代的农民积累下来的经验来把控。早期的农业以自给自足为目标。靠天吃饭和人工分散劳作,长期以来是农业的主要特征。传统的农业生产水平低下,产量十分有限,生产方式传统,受自然环境影响大。虽然这种生产模式可以让供求基本处于平衡状态,然而,不可控因素多是传统农业面临的最大问题,一旦出现天灾,影响收成,百姓即遭受饥寒交迫之苦。

传统农业生产和运作依靠以往的经验,农作物的产出依赖于个人努力和自然条件。当人类社会不断进步,技术革命不断出现,传统农业也从过去的自给自足、手工劳作的原始模式逐步向现代农业进化,不断吸收和利用新的机械和技术。在大数据时代,农学专家通过整合湿度、土壤质量、空气指标、天气预测等相关历史数据,对农作物与其他相关因素的数据加以分析,找到种植农产品的最佳配比,从而大幅度提高农产品的产量和质量。

“科技兴农”在未来的5G时代将不再是口号,当大数据与农业相结合,现代农业将再次升级,为我们展现出一幅优美的画卷。

地球可以养活更多的人,在农业技术不断进步的同时,我们也要看到一个现实问题:随着世界人口的逐年增加,土地资源日益减少,一味开发原有资源和填海造陆并不是可持续发展的良策。此外,全球各地依然有许多荒芜贫瘠之地无法使用,依然有农业比较落后的地区。

就我国而言,随着城市化进程的加速,农业用地资源不断减少,耕地后备资源不仅数量很少,而且大多分布零散,并且由于自然条件欠佳,可利用度低。而现有的农业用地也存在许多不合理利用的情况,耕地抛荒现象严重。此外,当下我国农村的土地质量明显下降,可持续利用率也不高。要想实现新型农业模式,对于土地资源的利用就必须借助最新科技,与大数据结合,提高利用效率,让有限的农用土地资源养活更多的人。

20世纪80年代初,美国率先提出精准农业的概念,用数据来管理农场运作,研发和配备可以承载数据的农业用具。由于当时的硬件条件还不够成熟,智能网络尚未建成,精准农业的设想暂时搁浅。10年以后,美国陆续出现了专门的农业数据公司,生产智能农业配套设备。这些设备具有智能学习的功能,可以根据天气变化进行实时分析,让农场作业做出相应的调整。

在大片农田中,每一块土地的水分指数、营养指标、农作物生长情况都可能有所不同。传统的农场管理主要依靠人力,一定面积内分派一定数量的农民进行播种和施肥等工作,而且他们不会区分农田里的土地差异,会把同样的品种以等间距的方式播种。这种方式往往导致一定比例的农作物生长不佳,极大地浪费了土地资源。精准农业颠覆了对土地资源的传统利用方式,专业的自动播种机带有土壤分析功能,根据科学的分析数据,在土壤肥沃的土地上密集播种,在肥力低的土地上进行稀植。除了分析土壤,智能设备还会进行种子分析,找出种子与土壤的最佳配比,更换种子品种。大面积播种都使用这种带有强大智能的自动播种机,只需一人管理就可高效完成,并且由于精准播种,每公顷土地都能实现增产。

智能播种机大大提高了农场作业质量,单粒播比率提高到99%,整个工作流程都可以实时监控。有了数据的实时记录,农场管理者可以根据数据来判断机器的运作情况,一旦数据发生异常,可以随时停机纠正,有效地防止不必要的损失。除了智能播种机,其他农业设备也运用在整个农业活动中。通过准确的数据分析,精准把控所有原料的配比,最大限度地节约成本,充分利用每一寸土地,这在过去是无法想象的。

居住在美国伊利诺伊州的一个农场上的农场主罗德尼·西林,与父亲一起经营了一块约为7900亩的田地。农场只有这父子二人,没有雇用任何工人,即便在最忙碌的时节,西林也只需要农场上那一套智能农业机械设备和一台平板电脑就可以轻松高效地完成整个农场的所有工作。西林的这些设备都配有卫星导航系统和自动驾驶功能,他可以在驾驶室里做任何自己喜欢的事情,而机器会按照设定好的路线工作,并且整个工作的进度随时都有记录,西林可以远程监控。他不是唯一一个这样管理农场的人,在美国,像西林这样的农场主越来越多。

如果每一寸土地都可以按照精准农业的理念进行开发,那么未来的5G时代,农业将和工业一样,与信息产业有机结合,实现大数据运作。这样的智能农场将创造更大的产量,节约更多的成本,真正实现以有限的土地资源养活更多人的目标。

传统农业的主要特征就是靠天吃饭,受自然条件影响较大。随着人类社会的发展、农业技术的进步以及农业人口的减少,科技兴农已经成为农业发展的主要方向,农业从传统向现代化转型是必然趋势。弹丸之国以色列是科技兴农的成功典范,它所创造的奇迹尤为引人注目。以色列国土面积1.49万平方公里,其中有2/3的土地为沙漠和山地,年均降水量只有200毫米左右,人均水资源还不到世界平均水平的3%。这样的自然环境,对于农业发展来说实在是太过糟糕。然而,就是这样一个土地资源极其贫瘠、水资源严重缺乏的国家,通过走科技兴农的道路,竟然成为全球闻名的农业强国。

纵观以色列的农业神话,大致经过三个发展阶段:
20世纪50年代初,以色列政府开始大力发展农业。当时,国家处于战争中,经济压力巨大,农业成为以色列恢复经济的救命稻草。

政府支持在全国垦荒,建立定居点,旨在实现粮食的自给自足。1952年,以色列政府积极引种棉花,以解决国民的穿衣问题,并出口到国外。一年以后,以色列开始开发沙漠,实施“北水南调”工程。

从1952年开始,以色列政府耗时11年,投资1.5亿美元,建成了“北水南调”输水管道,但传统的农业灌溉技术很难适应推进沙漠改造工作,项目进展十分缓慢。1962年,一位农民无意中发现水管漏水处的庄稼长势良好,原来水在同一个位置渗入土壤,不仅可以有效减少蒸发,还可以很好地控制肥料和农药。这一发现得到政府的大力支持,两年以后,著名的耐特菲姆滴灌公司成立。从60年代开始,滴灌技术迅速推动了以色列的农业革命,农产品迅猛增产,沙漠改造进程大大加快,耕种面积不断扩大,沙漠城市绿树成荫,旧貌换新颜。此后,以色列继续研发新的滴灌技术,改进滴灌设备,从根本上改变了传统农业模式。滴灌技术比漫灌节约1/3~1/2的水,单位面积土地增产1/3以上,水资源利用率高达90%。如今的以色列,广泛采用滴灌系统,以科技为本,实行电脑自动化操作,并把这种技术出口到世界其他国家,大大缓解了水资源危机。

从80年代开始,以色列积极走农业产业化道路,实施农业产业结构转型战略,同时大力开辟国际市场,建立起一套集农业科技和工厂化管理为一体的现代农业管理体系。农产品的品种也在最初单一粮食的基础上,不断扩展到高质量的肉类、花卉、蔬菜水果等,并出口海外。科技兴农成为以色列的国策,国家鼓励农民学习新的技术,大力扶持农业研究。现在以色列拥有3500多个高科技公司、7个研究所,250多位博士、研究员从事750多个科研项目,政府每年拨上亿美元经费用于农业科研。如今,善于创新的以色列,不但改变了农业靠天吃饭的局面,让靠天收变为可控制,而且每年吸引全球大量的农业技术专家前去学习参观。

5G时代的智能农业,将万物互联和大数据应用于现代化的农业当中,有望在更大程度上摆脱自然条件的制约。届时,人们可以通过大数据对荒地和土地资源贫瘠的地区进行系统分析,有效将这些资源进行科学利用,利用对气候条件的精准分析,定制出针对某一块土地的开发利用计划,从而实现农业增产。

农业生产工厂化。如今,充分利用大数据,大规模种植农作物成为一种趋势。在科技的助力下,土地可以实现效益最大化,以后的农业将采用工厂化运作。实际上,目前以色列的农业产业化已经具备生产工厂化的雏形。

美国的农业十分发达,是农业强国,该国对农业数据的开放时间较早,也比较注重收集农业数据。可以想象,一旦进入5G时代,美国势必将致力于利用大数据对天气、土壤、种子、化肥、作物药剂等进行系统化处理,建立统一模型,并将这套系统提供给农民和供应商,实现信息互通、流程扁平化、农产品产量和利润最大化。此外,农业机械制造商也会成为整个新的农业产业链的一部分。

随着5G时代的万物互联成熟运营,气象站、贸易商、技术商以及相关合作伙伴也会加入到整个农业发展的价值链,互通信息,实现智能工厂化精准农业。

当然,不仅美国会运用这样全新的农业运作模式,其他各个国家都会积极利用大数据探索智能农业产业链的发展方向。只不过得益于异常发达的高科技,美国的智能农业走得比其他国家更早一点:相关农业数据公司纷纷成立,包括精密播种公司的硬件和软件、气候集团的气象数据分析产品、智慧农场公司的SaaS预测数据系统、FarmLogs公司开发的历史气象数据定位等。而成立于1901年的孟山都公司,对未来数据与农业结合的前景十分看好,已经收购多家数据分析机构,力图在农业领域继续保持优势。
随着智能农业设备的出现、数据农业分析产业的兴起,现代化手段让未来的农业能像工业一样运作,轻松实现规模化经营。而当农产品的生产和加工都得到实时监控后,农产品、粮食和食品的安全体系也会被重新建构。

粮食安全问题得到彻底解决,因为关系到民众的身体健康,食品安全一直是世界各国最为关心的问题。尤其在中国,近年来三聚氰胺奶粉等重大食品安全事件被曝光后,引发民众恐慌,涉事企业也遭遇灭顶之灾。未来的5G时代,在智能农业、智能物联和智能物流等大数据流的监控下,粮食安全问题将得到彻底解决。世界卫生组织已经提出采用大数据方法来支持食品安全决策,并建立食品安全平台Foscollab,对不同学科、不同企业包括农业、食品和公共卫生指数的数据进行整合。未来,在大数据运作成熟时期,有关部门可以通过在线数据库、互联网、移动智能终端和社交媒体等手段进行食品安全的数据收集。在移动通信进入到5G网络以后,智能手机将有望具备食品感应监测功能,并将生产记录同步到计算机和官方食品数据中心,从而将食品安全置于全民监督之下,形成良性监管。

大数据应用于粮食安全体系,除了数据采集和储存,还能利用可视化工具提供图片和进行位置关联,甚至在初期进行环境因素信息分析时,就能预测出病原体和污染源,将不安全因素提前排除。不仅如此,通过大数据的检测功能,还能应对突发性食品安全事件。

2011年,德国发生了“肠出血性大肠杆菌”事件,这些细菌的存在信息在不同地区被及时收集到,专业的检测人员利用这些数据,通过检测每个家庭来筛选二级感染,迅速提供预防措施,最终阻止了事件的恶化。在智能物联网时代,万物互联,食品安全与数据产生关联,粮食安全体系将变得更加完善。人们很有可能在购买某个食品和食材时,就可以通过手机感应在屏幕上看到该产品非常详细的安全监测数据库,不但方便快捷,数据还会是实时更新的。

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2020-09-27
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