标题建议: 智慧农业物联网:引领未来农业变革的七大应用案例
正文润色:
农业物联网解决方案的实施速度正呈现指数级增长。据统计,2020年农业物联网设备安装数量已突破7500万台,年均增长率高达20%。面对未来30年全球人口预计达到97亿、粮食需求预计将增长50%到65%的严峻考验,如何既保护环境又加强粮食安全成为了各国政府关注的焦点。英国苏格兰农学院土壤和作物系统部主任克里斯蒂·沃特森博士指出,高效、环保、健康将是未来现代农业发展趋势。
“庄稼一枝花,全靠肥当家”。化肥是粮食的粮食,但除此之外,水分、农药等也是农业生产中不可或缺的物资。资料显示,我国化肥使用总量占世界总量的35%,农药使用量占世界总用量的1/7,农业用水量更是占全国用水总量的70%。然而,我国的土地面积仅占世界的10%。可以说,丰收很大程度上依赖于农药、化肥以及水分。
联合国粮食及农业组织总干事若泽•格拉济阿诺•达席尔瓦提出,应利用大自然自身条件提高作物生产,如土壤有机质、水流量调节、授粉以及病虫害的生物防控等。同时,鼓励发展保护性农业,在提高单产的同时恢复土壤健康。通过保护天敌的方式对有害生物进行防治,而不是对作物滥施农药。利用精准灌溉,可以因地制宜、把握适时适量用水,既提高对气候变化的抗冲击能力,又能通过增加土壤碳汇等方式,减少温室气体排放。
物联网、大数据、云计算、AI和感应技术的发展为农场主提供了一种提高耕作效率和增加现有耕地产量的方法。它们实现了从“人”到“数据”的关键决策因素转换。传统农业主要依赖“人”的判断决策和执行,导致整体生产环节效率低、波动性大、农作物或农产品质量无法控制等问题。而在数字农业模式中,通过数字化设备,以实时“数据”为核心来帮助生产决策的管控和精准实施,并通过海量数据和人工智能对设备的预防性维护、智能物流、多样化风险管理手段进行数据和技术支持,进而大幅提升农业产业链运营效率并优化资源配置效率等。
物联网在农业实践中的实际应用和好处如下:
一、水资源管理
农业是全球最大的淡水“消费者”。通过实施精确灌溉,农场主可以更有效地用水、节水,从而避免灌溉不足和过度灌溉。使用连网传感器测量土壤湿度,农场主可以根据监测数据做出科学决策,实现灌溉自动化,并减少多达30%的耗水量。
二、简仓和储罐液位测量
智能传感器取代手动读数,为远程设备提供实时测量。使用超声波测量的液位传感器允许配置自动阈值,以通知液位过低或过高。这些传感器是自主的,其电池可帮助运行长达20年。企业可实时监测小麦、谷物、石油和燃料存量,以此规划再填充时间或发现泄漏甚至偷窃。
三、测量粮库的温度和湿度
智能温度监控器提供了一种安全和自主的方式来远程管理温度和湿度,以防止作物变质或繁衍微生物。种植者可以在数据大屏中监测所有单位数据,并根据智慧农业系统给出的分析结果做出调整决策。
四、收集土壤状况数据
通过高精度土壤温湿度传感器、PH传感器和智能气象站,远程在线采集土壤墒情、酸碱度、养分、气象信息等,实现墒情(旱情)自动预报、灌溉用水量智能决策、远程、自动控制灌溉设备等功能,最终达到精耕细作、准确施肥、合理灌溉的目的。
五、协助病虫害防治
利用智能相机技术来检测杂草和其他植物位置,从而自动,准确地分配除草剂和肥料。此外,智能相机进行实时虫害检测、监控,并配合智慧农业系统自动预警,可以有效针对害虫进行防治,而不会损害对农作物有益的非目标昆虫。
六、牲畜监测、地理围栏
通过为每头牲畜配备一组基本的传感器,可实时监测牲畜位置,智能预警长时间不活动或脱离电子围栏的牲畜;记录牲畜的心率和体温等健康数据来预防疾病。
七、下一代温室栽培,无需土壤且水分减少90%
垂直农业正在变得越来越受欢迎。水培设施可以更快、更便宜、更清洁地种植水果、蔬菜和菌类食材。这种装置不需要土壤或自然光,因为它位于室内废弃的仓库、工厂、停车场。通过相同的水培系统再次使用循环水,可以大大降低运营成本。
基于物联网的农业解决方案,通过实时收集并分析现场数据及部署指挥机制的方式,达到提升运营效率、扩大收益、降低损耗的目的。可变速率、精准农业、智能灌溉、智能温室等多种基于物联网的应用将推动农业流程改进。物联网科技可用于解决农业领域特有问题,打造基于物联网的智慧农场,实现作物质量和产量双丰收。
图片说明: 图片展示了未来现代农业的发展趋势,通过智能农业物联网应用,实现精准农业、智能灌溉、智能温室等多种功能,为农业生产带来革命性的变革。其中,无土栽培草莓展示了垂直农业的潜力,利用水培系统,实现高效、环保、健康的农业生产。
结尾: 智慧农业物联网的七大应用案例引领了未来农业变革的趋势,通过实时的数据收集和分析,实现农业生产的智能化、精准化和高效化。这不仅是农业生产的革命,更是对未来农业可持续发展的一次探索。