大数据时代的未来农业发展模式

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，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，但因为耕种面积大，往往一块地有3～5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。

昔日联想集团的“少帅”用“幸福、兴奋、幸运”总结了自己新的职业生涯，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。