智能精确灌溉土壤水分和天气数据解决土壤退化以及温室气体等微气候

全球农业部门承受着不适当的压力。根据联合国粮食及农业组织（FAO）的数据，到2050年，全球粮食产量将需要增加50％，才能满足预计近100亿的人口需求。新兴经济体中更高的生活水平是食品消费爆炸性增长的另一个放大器。挑战在于，这个紧迫的问题不能仅仅通过增加农业用地来解决。集约化农业已经占据了地球表面的约40％，是造成生物多样性的重大损失，土壤退化以及温室气体排放量的11％的原因。那么，解决这些全球性问题的可行解决方案是什么？食品消费行为的重大转变势在必行，但也有充分的机会改善农业活动。优化农业效率为建立可持续的食品生产系统铺平了道路，该系统可以满足全球需求，同时减少资源使用和环境足迹。并且，诸如物联网（IoT）之类的新兴创新技术被视为实现这一目标的催化剂。即使您不从事该行业，由于它的迅猛发展，您可能也遇到过“智能农业”一词。但是，基于物联网的精确农业不仅仅是技术流行语。其令人信服的前景已被全面了解。年同比增长率为43％，2018年突破169亿美元。

为什么选择智能农业？那么，是什么让智能农业如此令人着迷呢？简短的答案是，阐明数据和见解。传统上，农民严重依赖人工检查来检查其作物和牲畜健康状况。不用说，这个费力的过程会招致巨大的运营成本，同时又无法及时，可靠地反映现场情况。由粒状无线传感器驱动的智能耕作系统可实时了解土壤状况和影响作物生长的各种外部因素。然后，一个分析平台处理该数据，以针对需求进行有针对性的各种耕作实践，例如播种，灌溉，施肥和蒸发量。拥有足够可靠的数据，甚至可以开发出预测模型来帮助识别和预防不利于作物健康的状况。借助物联网技术，农民还可以监控牲畜的健康状况，并在任何地方立即获得有关疾病或盗窃未遂迹象的即时警报。除了减少效率低下和容易出错的人为干预之外，智能农业还可以提高产量，同时最大程度地减少化学，水和其他资源的利用。反过来，这可以在较低的环境足迹下转化为更高的生产率。为了详细探讨智能农业带来的改变游戏规则的好处，下面我们深入研究其一些主要应用。农药和化肥的使用非常棘手，即使对于经验最丰富的农民也是如此。过度使用会对环境和消费者的安全造成不利影响，而如果不采取处理措施，可能会给生产产量带来巨大损失。通过在田间安装大量IoT传感器，农民可以建立准确地形图，土壤条件（例如温度，辐射，盐度等）和有害生物水平图。这允许按需量身定制的农用化学品应用，以满足区域地块农区的特定需求-而不是多余的，毯式喷雾或抢先使用。而且，土壤数据在播种和播种决策中具有很大的影响力，可以指导作物种植者以最佳时机获得最佳产量。
灌溉控制，我们很少有人知道农业是用水最密集的行业，灌溉占全球用水量的70％。在日益严峻的环境挑战中，在可预见的未来，该部门极有可能面临日益严重的水危机。利用土壤水分和天气数据，农民可以有效评估离散作物地区甚至单个树木的需水量。将这些数据集成到喷水灭火系统中，可以进行自动的自定义灌溉活动，以规避过高或过高的灌溉状况，从而提高用水效率和作物生长。与传统的手动系统相比，智能灌溉系统有望在旱季节水多达45％，在雨季节水多达80％。除了节水的好处外，无线传感器还帮助远程监控水箱的水位-尤其是在后勤困难的偏远地区-以确保无缝供水。
畜牧管理，与农作物一样，智能农业技术在控制牲畜健康方面也发挥了重要作用。当涉及大群时，通常不会注意到个别动物的异常或生殖迹象。借助牲畜可穿戴设备，农民现在可以轻松跟踪每只动物的重要指标，包括温度，呼吸，地理位置和放牧活动。在分析平台的帮助下，如果有任何持续的疾病和困扰，他们会立即得到通知，以进行及时的护理和治疗，并提高畜群的福祉。传感器输入还可以告知每头母牛的热循环和产犊过程，以提高受孕率和繁殖健康。同样，位置数据可简化广阔土地上的畜群管理，并帮助牧场主快速发现动物失窃或发现失窃事件。存储监控，每年，全世界浪费了惊人的16亿吨粮食，其中大部分是由于基础设施落后而在供应链中更早发生的。在这种情况下，物联网传感器可以报告粮仓和电梯内部的温度，湿度和其他重要参数。这样，农作物种植者可以对任何异常的储存条件保持警惕，并采取纠正措施以最大程度地减少食物链开始时的变质。同时，有关当前库存水平的数据有助于物流协调，以避免筒仓过多和作物浪费。同样，对于存储牲畜饲料的容器，传感器使农民能够优化加料时间表并消除昂贵的紧急运送。

先进的耕作方法，除了传统的耕作方式，科学家和农作物种植者正在努力寻求新的农业创新方法，以应对粮食短缺的挑战。精准农业技术提供了前所未有的作物可视性，是垂直可持续农业，有机农业或农业生态等新型可持续农业实践的有力推动者。垂直种植将植被种植在垂直堆叠的层中，可在较低的土地和水需求下提高产量，非常适合城市环境。为了确保作物持续健康地生长，这些室内农场需要使用多种无线传感器对光，温度和空气质量等微气候因素进行非常严格的管理。同样，在农业生态学和有机农业中，农用化学品的使用已大大减少或完全放弃，得益于低成本的传感器和诸如广域网（4G/5G）之类的新无线选项，跨大规模农田收集细粒度数据从未如此简单且负担得起。结合农业无人机等其他技术，物联网传感器网络使农民不仅可以利用资源，而且可以更好地控制农作物和牲畜的质量。除了获利能力外，用于精准农业的物联网将成为我们未来可持续食品系统的关键组成部分。

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