人类已经利用了地球上几乎所有可用的农业用地,然而联合国预计到年全球人口将达到97亿。因此,为了满足未来全球对粮食的需求,我们非常有必要提高农作物产量。机器学习技术可以被用来分析来自无人机和卫星图像、气象模式、土壤样本和湿度传感器的数据,并帮助确定播种、施肥、灌溉、喷药和收割的最佳方法。
从多年前引进的犁和收割机到现代的进步像大规模种植和转基因种子,人继续寻找新的方法来养活世界上日益增长的人口。当我们接近极限的时候可供耕种的土地,技术的汇合点正在推动生产力的一个新的阶段。精准农业,使种植者能够满足现有土地的需求挑战。
根据现代马尔萨斯,世界面临长期的粮食供应挑战。这是人类无法解决的问题。高盛研究报告《精确农场:用数字农业欺骗马尔萨斯”》(PrecisionFarming:CheatingMalthuswithDigitalAgriculture年7月13日)中,通过与农场主、投资商、批发商等问卷调查后通过收集适当的数据得出至关重要的几个可以解决这个问题的关键点,因为到年,为给世界人口提供足够的粮食需要增加70%的粮食产量。
饥荒似乎是最可怕的自然界资源。人口的力量远远超过地球为人类生产生存必备品的能力,过早死亡必须以某种形式或其它形式访问人类。人类的恶习是减少人口的积极干部。他们是伟大的毁灭军队的先驱,往往自己就可以完成这可怕的工作。但是在这场灭绝战争中失败了,多病的季节,流行病,瘟疫和鼠疫就会以惊人的速度前进,并且扫除数千人和数万人。如果成功还不完善,后方的巨大不可避免的饥荒,这个巨大的打击将用世界粮食来划分人口水平。-?托马斯·马尔萨斯,年《关于人口原理的散文》第七章,61
尽管这个段落传达了启示录的形象,但是马尔萨斯本人并不赞同人口因资源过度而遭受“灾难”的观念。相反,他认为人口增长通常受到现有资源的限制。
在一个人均耕地减少的世界里这可能吗?
调查问卷的答案是模拟农业时代终结,由于硬件进展,软件、计算能力的使用使种植、施肥和灌溉的精度更高。根据年全球年度农作物收获价值在1.2兆美元,如果到所有技术都被全球完全采用,因技术驱动而产生的收益将提升70%。
即使在经济发达国家,精确农业仍处于早期阶段。例如灌溉,仍然通过溢流或其他形式的表面灌溉进行,这是效率最低和技术最落后的方法之一。在作物种植的主要领域,目前的技术包括:
肥料:天气和现场监测,和农业盖毯应用。
种植:多种子种植机,可变速率种植和作物轮作。
农药/除草剂:卫星和无人机图像已经在一些规模化经营中针对大范围目标区域使用。较小的使用在农业盖毯领域。
灌溉:溢流和其他表面灌溉,中心枢轴洒水器,滴灌系统和喷淋/滴灌混合系统。
收获/分拣:玉米和小麦等作物的大部分收获已经开始在大农场机械化。一些分类已经自动化(按大小和颜色)。
在美国,接近一半的农业灌溉用地是通过浇灌或其他的地面灌溉方式被灌溉的。地面灌溉是一种效率最低、技术最落后的灌溉方式。
通过在美国建立农民商业网络(FBN),还可以看到农业数据民主化的到来。FBN是一个独立的业务,农民可以订阅并匿名的提交农场数据。在分析过程中,FBN使用聚合的农场数据为单个农民成员提供如何确定产量,时间,天气和其他数据的建议。在畜牧业和乳制品业中,目前的技术包括普遍使用抗生素或其他预防性药物,接种疫苗,扑灭病动物,以及化学平衡的饲料添加剂。此外,牛的饲养也采用足浴以预防和治疗蹄类疾病和感染。
根据联合国粮农组织报告,全球72%的农场面积小于1公顷,而所有农场中只有1%的农场大于50公顷,这些大型农场控制着65%的全球农业用地。超过10公顷的农场绝大多数存在于像美洲和欧洲这样更发达的地区(这两个区域占总数的73%),而亚洲占小于10公顷的农场的85%。因此,世界上大多数农田都能获得基础设施和经济发展,能够使用精确农业技术,只要这些技术是财务上可行的解决方案。
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