清研智库：物联网赋能精准农业

考虑到气候变化、人口增长和粮食供应需求增加的综合影响，对高效农业系统的需求达到了前所未有的高度。低效的商业农业造成的粮食不安全的破坏性影响是不可避免的，除非能实现精准农业。物联网支持的作物健康管理是缓解传统农业痛点的一个方法。

传统农作物健康管理痛点

农民面临着许多挑战，包括过度的体力劳动，不准确的天气和降水的预测，不精确的种植时间计算，以及无法治愈的作物疾病。

过度的体力劳动

作物健康管理在时间和精力上都是非常昂贵的。传统形式的作物维护工作比较枯燥乏味，因为需要亲自检查每一片叶子、茎和枝条是否有疾病或损伤的迹象。

不准确的天气和降水预测

90%的农作物损失都是由于天气造成的。农民们单一地依靠天气预报来决定浇灌300亩玉米田的正确时间，想象一下在降雨前给300亩田地浇水，这种规模的失败不仅是浪费，而且成本也会高得惊人。

不精确的种植时间计算

围绕农作物的最佳种植和收获时间，可能会有很多不准确的推断。当试图考虑所有潜在的外部因素，如劳动力供应、气候、土壤类型、农场规模、作物轮作和作物疾病时，会有很多错误。变量的数量往往导致次优的种植和收获计划。

不可治愈的作物疾病

植物病害可源于真菌、细菌和病毒有机体，这些有机体可从受感染的植物传播到健康的植物，使这些传染病威胁到整个作物的产量。抗生素可以预防作物病害，但是，它们不能治疗已经感染的植物，使该植物无法收获。最终，农作物病害会给农民带来潜在的巨大损失。

什么是精准农业

精准农业是指支持物联网的作物健康管理，它在提高效率和产出的同时，将所有的猜测从农业中剔除。通过数据驱动的纠偏行动，可以解决农业的传统痛点，让农户更容易实现农作物的盈余产量，从而为建立更高的粮食安全。IBM估计，到2050年，物联网将使农民的粮食产量增加70%。智慧农业与物联网支持的作物健康管理是农业产业的未来。

无线传感器网络（WSN）推动了精准农业的表现。这些网络由小型智能传感器组成，不断测试外部刺激，并能通过无线链路进行短距离的实时数据通信。对这些大量数据集的智能使用和分析，使农民能够做出快速决策，并获得长期利益。此外，这些支持物联网的传感器由于设置时间快，电池寿命长，维护成本低。

土壤湿度和温度传感器为农民提供了重要的洞察力，可以直接用于灌溉实践。这些传感器可测量体积含水量、透气性、电导率和温度等。空气温度和气味传感器的自动化系统可以提供作物病害检测、治疗和预防。空气质量传感器还可以测试和监测二氧化碳水平。叶子湿润度传感器模拟真实的叶子，可以检测到叶子表面的微量水或冰。光照强度、风力、降雨量和湿度都可以通过物联网传感器进行测试。物联网天气建模可以预测降雨量，通过先进的灌溉系统限制水资源的浪费。这种数据收集还可以防止过度使用灌溉系统所带来的额外经济支出和水资源浪费的环境代价。此外，农民可以利用实时天气数据采取即时行动。

精准农业的好处

如前所述，精准农业为农民节省了时间、金钱和资源。然而，地球也收获了物联网带来的好处，增加了环境可持续性的保护效益。

减少碳排放

实时传感器数据减少了到达采样点的拖拉机的过度使用。这一进步显著降低了农场的碳排放。

更安全的水和空气质量

支持物联网可以减少20%到40%之间的水和肥料的使用分配，而对产量没有影响。在大多数地方，水污染主要是由化肥径流造成的。更高效的施肥和灌溉系统可以减少这种径流，显著提高我们的水和空气质量。

加强粮食供应和安全

精准农业所实现的有效产量管理，直接增加了更多个体的粮食供应。此外，食品公司可以监控生产和交付的生命周期，更密切地关注质量控制。这提高了整个全球食品链的透明度。

改善风险管理

原始的农业技术为人为错误留下了巨大的空间。基于实时数据的计算决策可以消除农业中的大部分风险，进而限制资源浪费。

精准农业未来及其局限性

物联网传感器技术为农民提供了重要的数据，对商业农业产生了指数级的影响。这种进步不仅解决了气候变化的症状，还试图用可持续的做法解决根本原因。精准农业数据的影响是巨大的。在更大的范围内，这些数据可以让农民通过创建整个农场的利润模型和地图，将公共数据整合到模型中，并记录风险和不确定性，从而具有战略性。这些工具可以帮助农民满足生产水平。

虽然精准农业缓解了整个农业和食品供应链中的许多问题，但它缺乏全球普及性。虽然它长期能收回成本，但它的前期成本很大，不是所有农民都能负担得起。此外，这些物联网系统需要农民精通技术，并且操作复杂，以及涉及硬件、软件和连接供应商等问题。随着地球粮食安全的未来岌岌可危，提高物联网的普及性至关重要。

文章来源iotforall，作者Leverege，清研智库李梓涵编译

清研智库：物联网赋能精准农业

相关文章