精准农业10项尖端技术一览

2016-08-30 08:49 | 作者: 世界农化网 | 标签: 精准农业 尖端技术

近日PrecisonAg列出了影响当今精准农业领域发展的10项尖端技术,供读者参考。

1. 全球定位系统/全球导航卫星系统(GPS/GNSS)



如果没有GPS技术,全球精准农业目前的发展程度将难以准确描述。自从20世纪90年代农业领域引入卫星定位技术的那一刻起,操作人员和生产商们就发现了多种不同方式将这些工具跟农业生产进行结合,使田间工作变得更简便精确。Trimble农业部门的市场经理T.J. Schulte表示:“在北美和欧洲,种植者们可以随时启动拖拉机开展田间工作。”

通过这些高科技展现出的能力来看,专家们表示卫星技术确实配得上“全球”这个称号。Insero公司的总裁Greg Guyette说:“我们不能再把所有的系统都称作GPS,当我们现在提到新的全球导航卫星系统(GNSS)接收技术的时候,这已经不是一个精确的描述了。”他说,GNSS目前包括所有国家的导航卫星系统,包括美国的GPS,俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)以及欧洲的伽利略系统(Galileo)。

2.移动设备



在确认了精准农业的基础后,近20年来另一项最重要的创新就是移动设备的发展。美国伊利诺伊州的种植者John Reifsteck说,如果没有移动设备的发展,当今世界将完全是另一番景象:“假如没有手机,我们很可能仍需要时时坐在谷仓中,等人来,然后才能开展工作。”

如今,移动电话已经延伸发展到多种形态的移动设备,包括智能手机和平板电脑。此技术的普及率已经非常高,有专家预计当前移动设备的总量已经达到72.5亿部,比全球人口总数(约72亿)还要高。

2016年,大多数涉足移动设备市场的精准农业生产商将他们大部分精力用于扩展这些产品的功能上。FarmersEdge负责市场的副总裁Marina Barnes博士说:“我们将信息提供给使用者的过程中尊崇20分钟法则,如果你无法在农民们收到数据后的20分钟内将技术数据转化到可以用于生产的指导性数据,他们很可能就再也不会使用你的产品了。”

3. 机器人技术



当今农业机器人正在接手许多任务,包括种植大棚作物和修剪葡萄园,并取得了不同程度的成功。通过信息技术进行远程控制的技术最大限度地推动了自动设备的发展。Kinze的工程师们发明了一个自动的谷物车系统(可以连接上任何拖拉机),该车可以在大田中以一定的安全距离跟随联合收割机前进。

AGCO在2011年推出的Fendt Guide Connect引领-跟随技术也是通过GNSS信号和无线电技术连接两台机器,使两台机器可以由一个驾驶员进行控制。AGCO 的高级沟通经理Sepp Nuscheler 说,AGCO正在根据客户们对农业生产的需求进一步开发此概念下的技术。

另一方面,Fendt MARS(移动农业机器人集群)项目,使用小型的玉米播种机器人,这些机器人具有质量轻、节能、高度灵活、云端控制等特点,通过平板电脑上的应用(APP)来进行操作。无需操作室,只需要一位操作员在大田外面管理一队MARS机器人。它们可以不停工作,维护简便。Nuscheler说:“我们期待今年四季度可以分享一些MARS项目的最新进展。这是我们看到的农业机器人的发展方向-小型但是智能度高并且数量多。”

4.灌溉



精准灌溉技术的创新正在变得更加重要,因为种植者们面临着干旱、地下水下降以及水配给等问题导致水资源的短缺。Valley Irrigation的技术发展和应用经理John Campbell说,最新的一项成就是遥感勘测。现在的产品允许种植者们可以远程监视并控制灌溉系统的几乎每个方面。这些系统可以节约水资源、时间和能源,降低对设备的磨损。

Campbell说,未来种植者们可以将土壤湿度监测、气象数据和变量灌溉(VRI)整合进他们系统中。

美国Netafim公司的市场销售总监Ze’ev Barylka认为Precision Mobile Drip Irrigation也是另一项重大的进步。喷施线通过中间枢纽或者线性移动灌溉系统在大田中被推动前进。由于喷施线被系统拖着走,整合的喷施器可以喷出统一的形状,均匀覆盖整个灌溉目标区域。因为喷施线是直接将水喷到土壤表面,事实上消除了蒸发和风引起的漂移等因素,可以使更多的水到达根部区域。

5.物联网



近几年冲击精准农业中最流行的词汇之一就是“物联网”(IoT)。简单定义的话,就是通过一个进入互联网(或者互相连接)的开关连接所有设备的概念。这个连接物体的网络也可以包括携带可穿戴设备的人。

这个概念已经在“家庭连接”的消费市场得到了展示,例如,家用电器、安保设备等类似的设备可以互相交流以及与主人交流。Sunrise公司的数据管理负责人Craig Houin说,农业中互相连接的部件可以包括大田探测器(记录实时气象,土壤湿度以及温度数据)和用于大田监测的空中/卫星图像。这些设备的交流也可以用于调度程序、销售互动工具以及其它的商业管理应用。

最近,一些农业创业公司和部件提供商(硬件、软件等)正在使用LPWANs(低功耗广域网络)替代或者补充无线网络数据传输中的蜂窝网络。Senet公司的业务发展总监Paul Welbig表示:“这些网络意在将小容量数据在长距离范围中进行内部传输。”因为这些设备通过LPWA沟通时所需能耗较小,他们的电池寿命较目前的电池产品更持久。加上低成本的网络使用,使整个系统较其它选择具有极大的成本优势。

6.感应器



无线感应器已被用于精准农业,采集土壤水分数据、土壤紧实程度、土壤肥力、页面温度、叶片面积指数、作物水分状态、当地气象数据、病虫草害感染等信息。可能目前为止最先进而广泛使用的技术是对水资源的管理。在美国,对水资源使用的法规的日趋严格以及水资源的枯竭将进一步驱动这个领域的发展。事实上,BCA Ag Technologies公司的Ben Flansburg说土壤湿度和降雨感应器的销量非常大。加利福尼亚州越来越多的种植者正在使用湿度感应器帮助他们进行灌溉规划。

活动式感应器信息也变得愈加重要。过去几年开发的车载感应器包括GreenSeeker(Trimble)、OptRx (Ag Leader)以及CropSpec (Topcon)。他们可以实时提供作物健康情况,帮助应用者迅速定制产品应用。

7. VRA播种




在整个最新的精准农业技术列表中,看到变量(VRA)播种技术在列可能会感到很惊奇。根据GROWMARK精准农业经理Sid Parks表示:“通过更关注影响种子生长的因素,来利用各种提升产能的可能性,符合每个种植者的需求。与变量施肥略有不同,VRA播种需要依赖种植者获取精确数据的能力,需要对种子本身有所了解。”

另外一个重要因素使得VRA播种技术在整个精准农业中仍占据重要地位的原因是该分类仍有较大成长空间。Parks说:“尽管种植者们从90年代中期就开始使用该技术,但如今仍只有5-10%的种植区域使用该技术。但是收集良好而有用的数据用于VRA播种的能力已经取得长足进展,所以让更多种植者使用这项实用技术的可能性将继续提高。”

8.气象模型



对农业而言,也许没有其它变量如气象这般既重要而又完全无法预测。

但是相关技术正在发展中。Iteris的战略销售和市场副总裁Jeff Keiser表示:“如果拥有高级的气象模型,在过去25年开发的许多重要技术将变得更加有价值。Iteris在数据模型商业领域拥有超过30年的经验。我们首款农业系统ClearAg创建了一个新的农业平台,并扩展到其它模型领域,例如水利用、土壤性状以及作物生长。”

Keiser举例说,在美国北部平原的一个马铃薯种植者发现在某个特定温度下收获其作物可以使作物的质量和完整性保持最佳。以前,这位种植者需要手动用探测器来探测土壤温度,然后再让收割设备进来工作。“但是通过使用ClearAg,这位种植者可以远程获得土壤数据,收割的效率比以前高出许多。”

9.氮模型



尽管一些变量施肥设施已经使用了几十年了,但是氮模型近年来变得更有意义。SST软件公司的首席执行官Matt Waits说:“我们的客户们从90年代中期就开始使用变量技术用于肥料应用。但是,氮周期的复杂性以及如何保持恒定性一直使得对氮的管理非常困难。”

最近,SST软件公司联合Agronomic Technology公司(ATC)推出Adapt-N。ATC公司的首席执行官Steve Sibulkin介绍说,Adapt-N最先于2014年推出,已经成为合理管理氮使用的重要工具。“农业领域的从业者一般认为,随着行业的发展,环保压力会越来越重。大部分种植者想通过简单的方法来解决这些问题。这就是Adapt-N和其它氮模型程序被开发出来的原因。”

10.标准化



对不同生产商提供的设备产品进行兼容性的呼声不绝于耳,ISOBUS是最初的标准。8年前成立了农业行业电子设备基金会(Agricultural Industry Electronics Foundation)带来了最开始执行这个标准的努力。该团体目前包括170多家公司、联合体以及组织,积极合作来使标准发挥作用。

但是,这些实地需要处理设备兼容性的行业参与者仍感到非常沮丧。第三方的技术专家通常会发现帮助种植者管理不同厂商的产品非常困难。Ag Info Tech公司的首席执行官Tim Norris说:“希望将来某个时候,所有设备都变得易于上手使用,但是目前这仍是一个现实的困难。” 

来源:AgroPages世界农化网

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