智慧園林

智能精確灌溉土壤水分和天氣數據解決土壤退化以及溫室氣體等微氣候

全球農業部門承受著不適當的壓力。根據聯合國糧食及農業組織（FAO）的數據，到2050年，全球糧食產量將需要增加50％，才能滿足預計近100億的人口需求。新興經濟體中更高的生活水平是食品消費爆炸性增長的另一個放大器。挑戰在于，這個緊迫的問題不能僅僅通過增加農業用地來解決。集約化農業已經占據了地球表面的約40％，是造成生物多樣性的重大損失，土壤退化以及溫室氣體排放量的11％的原因。那么，解決這些全球性問題的可行解決方案是什么？食品消費行為的重大轉變勢在必行，但也有充分的機會改善農業活動。優化農業效率為建立可持續的食品生產系統鋪平了道路，該系統可以滿足全球需求，同時減少資源使用和環境足跡。并且，諸如物聯網（IoT）之類的新興創新技術被視為實現這一目標的催化劑。即使您不從事該行業，由于它的迅猛發展，您可能也遇到過“智能農業”一詞。但是，基于物聯網的精確農業不僅僅是技術流行語。其令人信服的前景已被全面了解。年同比增長率為43％，2018年突破169億美元。

為什么選擇智能農業？那么，是什么讓智能農業如此令人著迷呢？簡短的答案是，闡明數據和見解。傳統上，農民嚴重依賴人工檢查來檢查其作物和牲畜健康狀況。不用說，這個費力的過程會招致巨大的運營成本，同時又無法及時，可靠地反映現場情況。由粒狀無線傳感器驅動的智能耕作系統可實時了解土壤狀況和影響作物生長的各種外部因素。然后，一個分析平臺處理該數據，以針對需求進行有針對性的各種耕作實踐，例如播種，灌溉，施肥和蒸發量。擁有足夠可靠的數據，甚至可以開發出預測模型來幫助識別和預防不利于作物健康的狀況。借助物聯網技術，農民還可以監控牲畜的健康狀況，并在任何地方立即獲得有關疾病或盜竊未遂跡象的即時警報。除了減少效率低下和容易出錯的人為干預之外，智能農業還可以提高產量，同時最大程度地減少化學，水和其他資源的利用。反過來，這可以在較低的環境足跡下轉化為更高的生產率。為了詳細探討智能農業帶來的改變游戲規則的好處，下面我們深入研究其一些主要應用。農藥和化肥的使用非常棘手，即使對于經驗最豐富的農民也是如此。過度使用會對環境和消費者的安全造成不利影響，而如果不采取處理措施，可能會給生產產量帶來巨大損失。通過在田間安裝大量IoT傳感器，農民可以建立準確地形圖，土壤條件（例如溫度，輻射，鹽度等）和有害生物水平圖。這允許按需量身定制的農用化學品應用，以滿足區域地塊農區的特定需求-而不是多余的，毯式噴霧或搶先使用。而且，土壤數據在播種和播種決策中具有很大的影響力，可以指導作物種植者以最佳時機獲得最佳產量。
灌溉控制，我們很少有人知道農業是用水最密集的行業，灌溉占全球用水量的70％。在日益嚴峻的環境挑戰中，在可預見的未來，該部門極有可能面臨日益嚴重的水危機。利用土壤水分和天氣數據，農民可以有效評估離散作物地區甚至單個樹木的需水量。將這些數據集成到噴水滅火系統中，可以進行自動的自定義灌溉活動，以規避過高或過高的灌溉狀況，從而提高用水效率和作物生長。與傳統的手動系統相比，智能灌溉系統有望在旱季節水多達45％，在雨季節水多達80％。除了節水的好處外，無線傳感器還幫助遠程監控水箱的水位-尤其是在后勤困難的偏遠地區-以確保無縫供水。
畜牧管理，與農作物一樣，智能農業技術在控制牲畜健康方面也發揮了重要作用。當涉及大群時，通常不會注意到個別動物的異?；蛏驰E象。借助牲畜可穿戴設備，農民現在可以輕松跟蹤每只動物的重要指標，包括溫度，呼吸，地理位置和放牧活動。在分析平臺的幫助下，如果有任何持續的疾病和困擾，他們會立即得到通知，以進行及時的護理和治療，并提高畜群的福祉。傳感器輸入還可以告知每頭母牛的熱循環和產犢過程，以提高受孕率和繁殖健康。同樣，位置數據可簡化廣闊土地上的畜群管理，并幫助牧場主快速發現動物失竊或發現失竊事件。存儲監控，每年，全世界浪費了驚人的16億噸糧食，其中大部分是由于基礎設施落后而在供應鏈中更早發生的。在這種情況下，物聯網傳感器可以報告糧倉和電梯內部的溫度，濕度和其他重要參數。這樣，農作物種植者可以對任何異常的儲存條件保持警惕，并采取糾正措施以最大程度地減少食物鏈開始時的變質。同時，有關當前庫存水平的數據有助于物流協調，以避免筒倉過多和作物浪費。同樣，對于存儲牲畜飼料的容器，傳感器使農民能夠優化加料時間表并消除昂貴的緊急運送。

先進的耕作方法，除了傳統的耕作方式，科學家和農作物種植者正在努力尋求新的農業創新方法，以應對糧食短缺的挑戰。精準農業技術提供了前所未有的作物可視性，是垂直可持續農業，有機農業或農業生態等新型可持續農業實踐的有力推動者。垂直種植將植被種植在垂直堆疊的層中，可在較低的土地和水需求下提高產量，非常適合城市環境。為了確保作物持續健康地生長，這些室內農場需要使用多種無線傳感器對光，溫度和空氣質量等微氣候因素進行非常嚴格的管理。同樣，在農業生態學和有機農業中，農用化學品的使用已大大減少或完全放棄，得益于低成本的傳感器和諸如廣域網（4G/5G）之類的新無線選項，跨大規模農田收集細粒度數據從未如此簡單且負擔得起。結合農業無人機等其他技術，物聯網傳感器網絡使農民不僅可以利用資源，而且可以更好地控制農作物和牲畜的質量。除了獲利能力外，用于精準農業的物聯網將成為我們未來可持續食品系統的關鍵組成部分。

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