考慮到氣候變化、人口增長和糧食供應(yīng)需求增加的綜合影響，對高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的需求達(dá)到了前所未有的高度。低效的商業(yè)農(nóng)業(yè)造成的糧食不安全的破壞性影響是不可避免的，除非能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)支持的作物健康管理是緩解傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)痛點(diǎn)的一個(gè)方法。
傳統(tǒng)農(nóng)作物健康管理痛點(diǎn)
農(nóng)民面臨著許多挑戰(zhàn)，包括過度的體力勞動，不準(zhǔn)確的天氣和降水的預(yù)測，不精確的種植時(shí)間計(jì)算，以及無法治愈的作物疾病。
過度的體力勞動
作物健康管理在時(shí)間和精力上都是非常昂貴的。傳統(tǒng)形式的作物維護(hù)工作比較枯燥乏味，因?yàn)樾枰H自檢查每一片葉子、莖和枝條是否有疾病或損傷的跡象。
不準(zhǔn)確的天氣和降水預(yù)測
90%的農(nóng)作物損失都是由于天氣造成的。農(nóng)民們單一地依靠天氣預(yù)報(bào)來決定澆灌300畝玉米田的正確時(shí)間，想象一下在降雨前給300畝田地澆水，這種規(guī)模的失敗不僅是浪費(fèi)，而且成本也會高得驚人。
不精確的種植時(shí)間計(jì)算
圍繞農(nóng)作物的最佳種植和收獲時(shí)間，可能會有很多不準(zhǔn)確的推斷。當(dāng)試圖考慮所有潛在的外部因素，如勞動力供應(yīng)、氣候、土壤類型、農(nóng)場規(guī)模、作物輪作和作物疾病時(shí)，會有很多錯(cuò)誤。變量的數(shù)量往往導(dǎo)致次優(yōu)的種植和收獲計(jì)劃。
不可治愈的作物疾病
植物病害可源于真菌、細(xì)菌和病毒有機(jī)體，這些有機(jī)體可從受感染的植物傳播到健康的植物，使這些傳染病威脅到整個(gè)作物的產(chǎn)量?？股乜梢灶A(yù)防作物病害，但是，它們不能治療已經(jīng)感染的植物，使該植物無法收獲。最終，農(nóng)作物病害會給農(nóng)民帶來潛在的巨大損失。
什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是指支持物聯(lián)網(wǎng)的作物健康管理，它在提高效率和產(chǎn)出的同時(shí)，將所有的猜測從農(nóng)業(yè)中剔除。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的糾偏行動，可以解決農(nóng)業(yè)的傳統(tǒng)痛點(diǎn)，讓農(nóng)戶更容易實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的盈余產(chǎn)量，從而為建立更高的糧食安全。
IBM估計(jì)，到2050年，物聯(lián)網(wǎng)將使農(nóng)民的糧食產(chǎn)量增加70%。智慧農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)支持的作物健康管理是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的未來。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）推動了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的表現(xiàn)。這些網(wǎng)絡(luò)由小型智能傳感器組成，不斷測試外部刺激，并能通過無線鏈路進(jìn)行短距離的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。對這些大量數(shù)據(jù)集的智能使用和分析，使農(nóng)民能夠做出快速決策，并獲得長期利益。此外，這些支持物聯(lián)網(wǎng)的傳感器由于設(shè)置時(shí)間快，電池壽命長，維護(hù)成本低。
土壤濕度和溫度傳感器為農(nóng)民提供了重要的洞察力，可以直接用于灌溉實(shí)踐。這些傳感器可測量體積含水量、透氣性、電導(dǎo)率和溫度等?？諝鉁囟群蜌馕秱鞲衅鞯淖詣踊到y(tǒng)可以提供作物病害檢測、治療和預(yù)防?？諝赓|(zhì)量傳感器還可以測試和監(jiān)測二氧化碳水平。葉子濕潤度傳感器模擬真實(shí)的葉子，可以檢測到葉子表面的微量水或冰。光照強(qiáng)度、風(fēng)力、降雨量和濕度都可以通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器進(jìn)行測試。物聯(lián)網(wǎng)天氣建?？梢灶A(yù)測降雨量，通過先進(jìn)的灌溉系統(tǒng)限制水資源的浪費(fèi)。這種數(shù)據(jù)收集還可以防止過度使用灌溉系統(tǒng)所帶來的額外經(jīng)濟(jì)支出和水資源浪費(fèi)的環(huán)境代價(jià)。此外，農(nóng)民可以利用實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)采取即時(shí)行動。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的好處
如前所述，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)為農(nóng)民節(jié)省了時(shí)間、金錢和資源。然而，地球也收獲了物聯(lián)網(wǎng)帶來的好處，增加了環(huán)境可持續(xù)性的保護(hù)效益。
減少碳排放
實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)減少了到達(dá)采樣點(diǎn)的拖拉機(jī)的過度使用。這一進(jìn)步顯著降低了農(nóng)場的碳排放。
更安全的水和空氣質(zhì)量
支持物聯(lián)網(wǎng)可以減少20%到40%之間的水和肥料的使用分配，而對產(chǎn)量沒有影響。在大多數(shù)地方，水污染主要是由化肥徑流造成的。更高效的施肥和灌溉系統(tǒng)可以減少這種徑流，顯著提高我們的水和空氣質(zhì)量。
加強(qiáng)糧食供應(yīng)和安全
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所實(shí)現(xiàn)的有效產(chǎn)量管理，直接增加了更多個(gè)體的糧食供應(yīng)。此外，食品公司可以監(jiān)控生產(chǎn)和交付的生命周期，更密切地關(guān)注質(zhì)量控制。這提高了整個(gè)全球食品鏈的透明度。
改善風(fēng)險(xiǎn)管理
原始的農(nóng)業(yè)技術(shù)為人為錯(cuò)誤留下了巨大的空間。基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)算決策可以消除農(nóng)業(yè)中的大部分風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而限制資源浪費(fèi)。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)未來及其局限性
物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)為農(nóng)民提供了重要的數(shù)據(jù)，對商業(yè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了指數(shù)級的影響。這種進(jìn)步不僅解決了氣候變化的癥狀，還試圖用可持續(xù)的做法解決根本原因。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的影響是巨大的。在更大的范圍內(nèi)，這些數(shù)據(jù)可以讓農(nóng)民通過創(chuàng)建整個(gè)農(nóng)場的利潤模型和地圖，將公共數(shù)據(jù)整合到模型中，并記錄風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，從而具有戰(zhàn)略性。這些工具可以幫助農(nóng)民滿足生產(chǎn)水平。
雖然精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)緩解了整個(gè)農(nóng)業(yè)和食品供應(yīng)鏈中的許多問題，但它缺乏全球普及性。雖然它長期能收回成本，但它的前期成本很大，不是所有農(nóng)民都能負(fù)擔(dān)得起。此外，這些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要農(nóng)民精通技術(shù)，并且操作復(fù)雜，以及涉及硬件、軟件和連接供應(yīng)商等問題。隨著地球糧食安全的未來岌岌可危，提高物聯(lián)網(wǎng)的普及性至關(guān)重要。
傳統(tǒng)農(nóng)作物健康管理痛點(diǎn)
農(nóng)民面臨著許多挑戰(zhàn)，包括過度的體力勞動，不準(zhǔn)確的天氣和降水的預(yù)測，不精確的種植時(shí)間計(jì)算，以及無法治愈的作物疾病。
過度的體力勞動
作物健康管理在時(shí)間和精力上都是非常昂貴的。傳統(tǒng)形式的作物維護(hù)工作比較枯燥乏味，因?yàn)樾枰H自檢查每一片葉子、莖和枝條是否有疾病或損傷的跡象。
不準(zhǔn)確的天氣和降水預(yù)測
90%的農(nóng)作物損失都是由于天氣造成的。農(nóng)民們單一地依靠天氣預(yù)報(bào)來決定澆灌300畝玉米田的正確時(shí)間，想象一下在降雨前給300畝田地澆水，這種規(guī)模的失敗不僅是浪費(fèi)，而且成本也會高得驚人。
不精確的種植時(shí)間計(jì)算
圍繞農(nóng)作物的最佳種植和收獲時(shí)間，可能會有很多不準(zhǔn)確的推斷。當(dāng)試圖考慮所有潛在的外部因素，如勞動力供應(yīng)、氣候、土壤類型、農(nóng)場規(guī)模、作物輪作和作物疾病時(shí)，會有很多錯(cuò)誤。變量的數(shù)量往往導(dǎo)致次優(yōu)的種植和收獲計(jì)劃。
不可治愈的作物疾病
植物病害可源于真菌、細(xì)菌和病毒有機(jī)體，這些有機(jī)體可從受感染的植物傳播到健康的植物，使這些傳染病威脅到整個(gè)作物的產(chǎn)量?？股乜梢灶A(yù)防作物病害，但是，它們不能治療已經(jīng)感染的植物，使該植物無法收獲。最終，農(nóng)作物病害會給農(nóng)民帶來潛在的巨大損失。
什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是指支持物聯(lián)網(wǎng)的作物健康管理，它在提高效率和產(chǎn)出的同時(shí)，將所有的猜測從農(nóng)業(yè)中剔除。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的糾偏行動，可以解決農(nóng)業(yè)的傳統(tǒng)痛點(diǎn)，讓農(nóng)戶更容易實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的盈余產(chǎn)量，從而為建立更高的糧食安全。
IBM估計(jì)，到2050年，物聯(lián)網(wǎng)將使農(nóng)民的糧食產(chǎn)量增加70%。智慧農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)支持的作物健康管理是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的未來。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）推動了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的表現(xiàn)。這些網(wǎng)絡(luò)由小型智能傳感器組成，不斷測試外部刺激，并能通過無線鏈路進(jìn)行短距離的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。對這些大量數(shù)據(jù)集的智能使用和分析，使農(nóng)民能夠做出快速決策，并獲得長期利益。此外，這些支持物聯(lián)網(wǎng)的傳感器由于設(shè)置時(shí)間快，電池壽命長，維護(hù)成本低。
土壤濕度和溫度傳感器為農(nóng)民提供了重要的洞察力，可以直接用于灌溉實(shí)踐。這些傳感器可測量體積含水量、透氣性、電導(dǎo)率和溫度等?？諝鉁囟群蜌馕秱鞲衅鞯淖詣踊到y(tǒng)可以提供作物病害檢測、治療和預(yù)防?？諝赓|(zhì)量傳感器還可以測試和監(jiān)測二氧化碳水平。葉子濕潤度傳感器模擬真實(shí)的葉子，可以檢測到葉子表面的微量水或冰。光照強(qiáng)度、風(fēng)力、降雨量和濕度都可以通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器進(jìn)行測試。物聯(lián)網(wǎng)天氣建?？梢灶A(yù)測降雨量，通過先進(jìn)的灌溉系統(tǒng)限制水資源的浪費(fèi)。這種數(shù)據(jù)收集還可以防止過度使用灌溉系統(tǒng)所帶來的額外經(jīng)濟(jì)支出和水資源浪費(fèi)的環(huán)境代價(jià)。此外，農(nóng)民可以利用實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)采取即時(shí)行動。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的好處
如前所述，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)為農(nóng)民節(jié)省了時(shí)間、金錢和資源。然而，地球也收獲了物聯(lián)網(wǎng)帶來的好處，增加了環(huán)境可持續(xù)性的保護(hù)效益。
減少碳排放
實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)減少了到達(dá)采樣點(diǎn)的拖拉機(jī)的過度使用。這一進(jìn)步顯著降低了農(nóng)場的碳排放。
更安全的水和空氣質(zhì)量
支持物聯(lián)網(wǎng)可以減少20%到40%之間的水和肥料的使用分配，而對產(chǎn)量沒有影響。在大多數(shù)地方，水污染主要是由化肥徑流造成的。更高效的施肥和灌溉系統(tǒng)可以減少這種徑流，顯著提高我們的水和空氣質(zhì)量。
加強(qiáng)糧食供應(yīng)和安全
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所實(shí)現(xiàn)的有效產(chǎn)量管理，直接增加了更多個(gè)體的糧食供應(yīng)。此外，食品公司可以監(jiān)控生產(chǎn)和交付的生命周期，更密切地關(guān)注質(zhì)量控制。這提高了整個(gè)全球食品鏈的透明度。
改善風(fēng)險(xiǎn)管理
原始的農(nóng)業(yè)技術(shù)為人為錯(cuò)誤留下了巨大的空間。基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)算決策可以消除農(nóng)業(yè)中的大部分風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而限制資源浪費(fèi)。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)未來及其局限性
物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)為農(nóng)民提供了重要的數(shù)據(jù)，對商業(yè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了指數(shù)級的影響。這種進(jìn)步不僅解決了氣候變化的癥狀，還試圖用可持續(xù)的做法解決根本原因。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的影響是巨大的。在更大的范圍內(nèi)，這些數(shù)據(jù)可以讓農(nóng)民通過創(chuàng)建整個(gè)農(nóng)場的利潤模型和地圖，將公共數(shù)據(jù)整合到模型中，并記錄風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，從而具有戰(zhàn)略性。這些工具可以幫助農(nóng)民滿足生產(chǎn)水平。
雖然精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)緩解了整個(gè)農(nóng)業(yè)和食品供應(yīng)鏈中的許多問題，但它缺乏全球普及性。雖然它長期能收回成本，但它的前期成本很大，不是所有農(nóng)民都能負(fù)擔(dān)得起。此外，這些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要農(nóng)民精通技術(shù)，并且操作復(fù)雜，以及涉及硬件、軟件和連接供應(yīng)商等問題。隨著地球糧食安全的未來岌岌可危，提高物聯(lián)網(wǎng)的普及性至關(guān)重要。
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