在过去二十年中，全球初级作物产量增长了50%以上。农业公司是如何在20年内将产量翻一番的?面对不断增长的全球人口，他们如何取得更令人振奋的成果?简而言之，就是不断创新农业技术。

农业中的物联网创新

互联农业是农业最有前景的趋势之一，有助于我们了解农业企业如何生产足够的粮食来满足日益增长的需求。

互联农业是指在农业周期的生产前、生产和生产后阶段，使用农业中的新技术来监测、管理、控制并最终改进关键的农业操作和农业流程。

互联农业是通过各种物联网设备的生态系统实现的，这些设备在现场、设备内、云中和公司办公室收集和交换数据。

田间环境监测是一个很好的实例，可以展示物联网技术等农业创新如何取代低效和耗时的方法。通过布置传感器在田间跟踪土壤状况、空气温度和湿度水平。一旦特定参数的级别达到黄色区域，种植人员就会收到实时通知，以便预警他们采取必要的行动。

由于该系统具有高度的可定制性，通过配套的调整措施，可以在多数情况下不需要人工参与。例如依据传感器的数据来触发灌溉系统。

物联网创新农业技术已经被用于各种农业场景。主要用例包括：

*通过各种类型的田间和农场传感器进行集成数据收集，包括自动驾驶农机传感器、控制器、可穿戴设备和监控设备

*通过4G、LoRaWAN、Wi-Fi、LTE-M和其他连接技术提供的基于物联网的监控实现远程温室和田间管理

*用于灌溉、作物健康管理、田间灌溉等的自动化系统

*气象及田间环境的数据采集报告和预测分析

农业中的大数据预测分析

在农业生命周期的每个阶段，种植者都必须做出数十个及时有效的决策。过去，品种选择、土壤准备、肥料使用、种子播种、灌溉、除草、收割和储存都是根据经验、现场调研后做出的决定。

如今，农业决策者可以利用机器学习(ML)和人工智能(AI)技术推动的农业创新理念，节省大量时间，获得准确的预测，并做出更好的决策。

基于人工智能和机器学习的创新农业技术可用于多种场景，从作物种植可持续性的预测分析和需求预测分析，到杂草和作物病虫害感染的主动识别，以及在最大限度减少损失的情况下进行采收。大数据分析可以以各种方式应用，例如用于智能放牧、智慧灌溉、水肥需求预测。

简单地说，市场上提供的人工智能驱动的农业创新可以分为两类：功能多样或专业具体的解决方案。

现在，考虑一种基于大数据采集分析的解决方案，帮助农艺专家评估田间投入对作物的表现，并揭示作物管理过程的弱点。然而，基于人工智能的农业创新的大规模采用仍然受到最终用户对算法普遍缺乏信任。好消息是，可解释的人工智能系统正在快速发展，这意味着越来越多的种植者能够从数据中了解农场的运作情况。

区块链如何在农业生产中应用

在谈到农业和耕作的关键创新时，不可能不提到区块链。区块链和分布式账本技术(DLT)已经在农业商业周期的几乎每个阶段被用于：

*简化农业供应链

*加强食品安全，杜绝假冒伪劣商品

*跟踪从现场到商店的完整产品路径

*降低金融风险促进公平贸易

*提供当局要求的证书

*为农民和企业提供顺畅的金融和保险服务

很大程度上是因为农业一直容易受到不可预测的天气和气候变化的影响，保险服务对农业企业的财务健康至关重要。

农业和区块链中的新技术发挥作用，降低了利益相关者的风险，加快了索赔过程，并消除了人为错误。有了基于区块链的智能合约，一旦满足合同条件，就可以自动触发赔偿支付。利用分布式账本技术开发的智能合约使赔偿支付过程快速、简单、安全。

农业自动化开创新局面

到2025年，农业自动化产业的价值可能会翻四番，从2020年的46亿美元增长到200多亿美元。农业的这一趋势和其他未来趋势表明，全球人口不断增长带来了挑战，这让种植者别无选择，只能提高效率。

如今，包括无人机、灌溉机和智能拖拉机在内的自动化机械被用来代替体力劳动来完成重复的任务和过程。其结果是优化了用于收割、水果采摘、喷洒、种植、播种和除草的人力资源。

以GPS引导的用于收割的遥控农机为例。一个操作员可以同时管理和控制数十辆这样的车辆。最终，整体生产力得到提高，同时将人为失误的风险降至最低。

农业创新不仅仅是机器取代体力劳动。它们还涉及流程的自动化和由特定数据驱动触发的即时行动。

无人机作物监测需要数个阶段。首先，种植者选择要被无人机监控的物体和土地。然后，无人机收集这些物体和土地的图像。接下来，对这些图像进行排序，以便只保留相关数据。分析选定的数据后，生成报告和分析。最后，自动操作被触发(例如田间灌溉)。这就是农业产业趋势在实践中的作用。

垂直与室内农业

全球气候变化导致极端天气条件，进而导致农业用地短缺。政府和企业正在共同努力，将农业创新理念带到人口稠密的城市地区、沙漠和其他传统农业实践和方法不起作用的土地上。

控制环境农业(CEA)是农业领域的关键新技术之一，它将决定可持续农业的未来。CEA使用光照、湿度、空气温度和营养物质的正确组合，以确保植物在生长的任何地方都能获得所需的一切。

CEA使室内和垂直农业的农业趋势成为可能。室内和垂直农场几乎可以在世界任何地方建造，而不考虑周围的地理和气候条件。

想象一下，一个大型农业综合体在沙漠中央生产各种作物，或者在空间站内有一个农场。这不再是科幻小说。农业的未来趋势已经出现。除了能够在几乎任何气候和天气条件下种植作物外，垂直农业的好处还包括：

*将病虫害风险降至最低

*减少了对化学品、杀虫剂和除草剂的使用

*降低劳动力和收割机械成本

*全年不间断生产

*精确的灌溉系统，可减少90%的用水

*对农场条件进行实时监测和控制，以维持每个工厂的完美条件

*土地维护、机械、劳动力和除草剂方面的节约大大超过了初始投资

垂直农业可以在室内生产农产品

垂直农业与农业中的新技术直接相关，如水培和气培，这些技术使用液体营养介质代替土壤种植植物。

垂直农业中使用的另一种可持续农业技术是水培，指的是同时种植植物和鱼类。在水产养殖中，植物为鱼类净化水源，而鱼类则为植物提供营养。

地理信息系统

在农业方面，田地产量取决于土地开发的质量和可持续性。这就是为什么土地评估和管理如此重要。过去，土地管理依赖于实地样本分析、物理观测，当然还有大量的经验判断。

今天，地理信息系统(GIS)正在快速发展并改变土地管理的方式。GIS解决方案能够通过硬件、软件和大数据实现任何领域或其他地理实体的空间表示。硬件——卫星、全球定位系统、无人车辆或无人机——接收并定位数据点，然后将数据点传输到集成的中央系统并由其进行分析。最后，种植者会得到一张地图，显示最新的作物位置和健康状况、降水量、地形细节、土壤类型和海拔、施肥统计数据、风速和风向、洪水、坡面、田地侵蚀等。精确的数据集可以根据业务需求和现场规范进行定制。

在讨论农业的未来趋势时，你可能听说过“卫星农业”一词，因为卫星仍然是为GIS提供数据的核心硬件设备。然而，无论用于GIS的设备是什么，GIS系统的实际意义包括：

*灌溉地形测绘，排水建模

*牲畜监测，放牧管理

*洪水、侵蚀和干旱控制

*作物长势监测，农田产量预测分析

*土地退化估计分析

*病虫害防治及预警

*田间灌溉参数分析

*土地侵蚀监测和管理

面对包括破纪录的人口增长和气候变化在内的全球挑战，农业和农业的可持续发展趋势势在必行。确保足够的粮食满足不断增长的需求的唯一手段是在农业中不断创新。

(来源：乡村振兴产业规划·中农农业研究院)