孟山都农业大数据的生产应用及中国启示

专题孟山都农业大数据的生产应用及中国启示文/陈 威1 ，2，李燕妮1，2，周 涵1，2，李哲敏1，2（1.中国农业科学院农业信息研究所；2.农业部农业信息服务技术重点实验室）近年来信息技术在农业领域的迅速渗透，推动了农业大数据发展和应用，引发了农业生产、经营、管理、服务等全产业环节的改革与创新，大大提高了农业生产力。

本文以孟山都公司为例，通过介绍孟山都在农业大数据应用发展情况、孟山都大数据技术及在以大数据平台助力农业资源利用、以数字化工具挖掘农业生产潜力、以信息分析推进农业生产智能化、以先进的技术手段保护农作物免受虫草危害等方面的工作进展，提出了农业大数据应用发展对我国借鉴的建议。

作者简介：陈威，博士，副研究员，研究方向：农业监测预警、农业信息技术。

通信作者：李哲敏，博士，研究员，博士生导师，研究方向：农业信息监测、分析与预警、食物安全。

近年来，以信息技术为核心的新一轮科技革命正在兴起，大数据浪潮正在推动着世界的发展，迫使各行各业创新其生产、经营、管理、服务方式，改变了人们的生活方式，助推了经济的稳定发展。

农业大数据利用大数据的思想及技术方法来处理整条农业产业链中产生的海量数据，从中获取有用的信息，对农业的生产、经营、管理、服务等方方面面进行指导和数据支撑。

通过农业大数据对相关信息进行挖掘、整理和分析来调整和引导现有的农业生产经营行为，以减少不必要的资源浪费。

农业大数据的实现是农业信息化的重要组成部分，为涉农企业发展、农业科学研究和政府决策提供了新的方法和思路，推动了农业供给侧结构性改革，培育了农业经济发展新动能。

数字化时代的到来促使许多企业都开始涉足农业大数据领域。

孟山都就在传统业务的基础上利用最新的大数据技术，通过引用数字化技术来帮助农民改进传统的耕作方式，在提高产量和质量的同时减少资源浪费，以巩固其市场领先的地位。

一、孟山都农业大数据应用发展概况孟山都公司（Monsanto Company）于1901年成立，从生产糖精起家，之后开始生产和销售农药、除草剂等农业化工产品，并不断涉足新的领域。

经过一百多年的发展，目前孟山都拥有许多世界上最前沿的生物科学技术，成为转基因种子领域的一大巨头，占有全球多种农作物种子70%~100%的市场份额。

近年来，世界粮食市场增长减缓和农资产品市场逐渐饱和，孟山都在传统业务上难以实现突破。

开拓新的领域，也就成为孟山都摆脱以上困境的关键。

信息化浪潮的兴起使孟山都将大数据技术开始应用于其传统业务，以期拓展出更大的发展空间。

2012年1月，孟山都公司结合已有的种子数据库，建设了“一体化农田耕作系统”，以期实现精准农业，提高农产品产量和品质。

专题为了提升平台的数据基础，同年6月孟山都以2.5 亿美元收购了Precision Planting公司，利用分析土壤中的数据，来实现非均匀播种。

农民使用该公司提供的监测工具，极大地优化了农作物播种，实现在不同环境下进行与之相匹配的播种，同时还能够优化灌溉，在促进农作物增产的同时减少资源的消耗。

2013年，孟山都又以9.3 亿美元收购了精准农业领域具有很强的竞争力Climate Corporation公司。

孟山都通过收购该公司，逐渐变成农业大数据领域的有利竞争者。

Climate Basic TM 和Climate Pro TM这两项网络和手机农业大数据软件服务，融合了孟山都公司相关大数据技术和资源，帮助了农民快速地获取气候、土壤和作物信息，以便更好地管理农田，实现精准农业，同时还能通过分析获取的数据制定理财的决策，最终实现增加农民收入的目标。

2017年1月，孟山都与NRGene公司合作，就基因组分析技术达成了全球性多年的、非排他专利许可协议。

该项合作的达成，使得孟山都能够利用NRGene公司的相关数据库，更好地预测、比较和筛选出最佳的遗传修饰，同时也能更好地分析、保存、挖掘其行业领先的基因组数据资源，有利于加快育种和研发进程。

通过这些举措，孟山都拓展并丰富了数据资源，奠定了其在农业大数据领域的优势地位，走在了世界的最前列。

二、孟山都大数据技术主要应用领域（一）以大数据平台助力农业资源利用农业的角色定位正在发生转变，不仅需要迎合日益增长的全球人口，更要保护生物的多样性以及土壤、水源等自然资源的可持续性。

2016年6月，孟山都公司以气候公司（T h e Climate Corporation）的Climate FieldView 农业数据平台为基础，搭建一套全新的农业服务平台，用丰富详尽的数据带动更全面的数字农业发展，为注册的农民用户提供具有针对性的数据服务和农业建议，从而有效释放出更多的农业产量潜力。

FieldView通过土壤传感器搜集田间数据，并上传到Climate FieldView 数字可视化操作平台。

操作平台将收集到的各项数据转化为可视图像，用户可以在移动设备上随时监控自家农田，并能查看其中任意一点的信息并进行备注。

后台数据还可以将农田的具体数据分享给用户所选的相关专家，以获得专家给出的有针对性的可执行建议。

自FieldView农业数据平台启用以来，使用率不断提高，当前已覆盖美国约5.5 亿亩农田，农民用户超过10 万人，其中75%的农场主为月活跃用户。

在印度，孟山都开发了为农民提供免费信息服务的Monsanto Farm AgVisory Service（MFAS）农业数据平台，该平台目前约有400 万的注册用户，大约掌握约1.9 亿亩农田的数据信息，为农民提供从播种期到收获期的各种信息。

借力于存储海量数据的数字化平台，农业信息化得以发展。

孟山都公司将此种数字平台的服务称之为“电商亚马逊”式的进化，让农业数据可以真正走进农民生活，帮助农业生产。

该平台利用农业大数据，不断研发出新型农业数字工具，为农民提供与农业生产相关的信息，帮助农民做出合理决策。

与农业生产产生断层的数字农业平台无助于生产和市场的进一步发展，只有将平台技术与用户资源完全开放，使农业数据平台更加规模化、规范化，与上下游无缝链接，推动了农业信息化的进一步发展。

（二）以数字化工具挖掘农业生产潜力2017年1月12日，孟山都公司与NRGene公司正式建立合作关系，双方就NRGene公司的基因组分析技术达成了全球性多年的、非排他专利许可协议。

该合作将有助于孟山都研发人员从其海量的遗传学、基因组和性状信息数据库，更好地预测、比较并筛选出最佳的遗传修饰，为孟山都的基因大数据提供更好的科学补充。

NRGene公司运用现有基因大数据，通过开发先进的计算系统来揭示农作物、动物和水生生物的复杂性和多样性，已提供最先进、最精细的育种服务。

NRGene工具目前已被一些全球领先的种子公司以及学术界最具影响力的研究团队所采用。

NRGene公司开发的GenoMAGIC TM和DeNovoMAGIC TM基因序列组装解决方案持续为全球种子公司以及主要学术和研究机构在玉米、小麦、大豆、蔬菜和其他在全球粮食安专题全中起重要作用的作物研究方面提供支持。

孟山都通过与NRGene公司的合作，运用最前沿的数据分析技术，帮助解锁作物生长的遗传信息潜能，Geno MAGIC的平台数据补充了Climate FieldView的种子基因数据库，通过分析作物种子在不同类型的土壤、田块以及特定区域中的生长表现，帮助农民分析农业生产措施对最终产量的影响，优化生产操作方案，以期获得更高收益。

大数据的应用可以不断帮助农民优化生产操作，同时也可以为育种家提供更全面的视野，帮助他们进一步提高分析和决策能力，达到帮助农民提高效益的最终目的。

（三）以信息分析推进农业生产智能化2016年8月17日，孟山都旗下的气候公司Climate Corporation推出业界首个传感器网络田间信息采集系统，该系统采用土壤硝酸盐传感器技术，实现了农田数据与Climate FieldView农业数据平台农艺模型间的无缝对接2016年，孟山都通过Veris Technologies公司研发的高分辨率的土壤传感移动设备，将高清土壤信息图整合到Climate FieldView平台中，为平台的农艺模型提供了更多数据，同时也为用户提供了定位精准的土壤质地、有机质含量及酸碱度信息，帮助农民精准掌握农田土壤状态，提高盈利能力。

孟山都推出的传感器网络田间信息采集系统采用了业界首款硝酸盐传感器，可帮助农民优化氮肥管理，有效地管理农田肥力，实现高产。

借助这些工具，为农民提供综合肥力解决方案，根据农民的特殊需求，提供定制的作物营养和肥力管理解决建议。

除了上述的农田和肥料管理外，FieldView平台的数据也可以利用在播种工作中，被称为“灵活种植率方案”。

该方案从孟山都育种项目中抓取有效数据，从而建立精准的播种模型，帮助用户选择适宜的种子、确定具体的数量以及播种范围和播种密度等，帮助农民活得最高收益。

（四）以先进的技术手段保护农作物免受虫草危害农业生产过程中虫害、杂草、病害以及环境变量等因素均会导致农产品产量降低。

在病虫害预防方面，孟山都不断尝试以农业信息技术为手段，加强对病虫害的预警以及风险评估。

孟山都的农田作物健康管理系统专注于为农民提供作物生产过程中的成长数据，帮助他们了解田间实时情况、优化当季作物的生产管理，并借助卫星图像及其他田间数据，帮助农民掌握适宜的种植意向和种植方案。

气候公司的农田作物健康研究包括一系列病害防治方案，不仅可识别和预测农作物的易感病害，还能通过人工智能对关键农作物病害进行诊断。

此外，气候公司还率先开发了一种新型的定向探查工具，通过探测田块信息为农民提供田地优先管理建议，帮助他们节约时间，在作物受到影响之前及时进行处理，确保收成。

孟山都通过现代化的数据采集方式，分析整理病虫害发生条件，帮助农民找到更精准的方法，管理田间植物病害等各种复杂挑战。

种子、作物保护和数据科学技术的综合开发将优化产品投放的时机、定位和组合方案，为农民提供更高的生产力和更好的抗性管理措施。

三、农业大数据应用发展对我国的借鉴意义我国农业大数据技术及应用正处于快速发展阶段，农业大数据的技术研究及应用推广与发达国家相比还存在着一定的差距。

孟山都公司在农业大数据领域的各项研究与发展，对我国农业大数据发展具有一定的借鉴意义，主要体现在以下几个方面。

（一）做好农业大数据发展战略布局抓住我国农业大数据发展的战略机遇，加强与国际先进农业大数据企业合作，引进先进农业大数据技术、资金、管理方法及推广经验，做好农业全产业链大数据发展战略布局。

根据我国农业生产、农产品市场的特点，建立适合我国国情的农业大数据采集、分析、应用技术研究与推广体系。

在农田基本信息、作物育种、精准耕作等环节收集数据，利用农田基本信息指导精细化播种及耕作，同时在作业过程中进一步收集农田数据，实现一体化农田耕作。