全球農業部門承受著巨大的壓力。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%，才能滿足近100億人口的需求。新興經濟體中生活水平的提高是食品消費爆炸性增長的另一個重要因素。挑戰是，這個緊迫問題不能簡單地通過增加耕地面積來解決。集約型農業已經占據了地球表面約40%的面積，造成了生物多樣性的重大損失、土壤退化以及11%的溫室氣體排放。

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那么，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，但也有足夠的機會來改善農業活動。優化農業效率為建立可持續的糧食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。此外，新興的創新技術，如物聯網，被認為是實現這一目標的催化劑。即使您不在這個行業，您也可能聽到過“智慧農業”這個詞，因為它有著巨大的吸引力。但是，基于物聯網的精準農業遠不止是一個技術術語，人們對其令人信服的前景已經有了全面的了解。一個簡單的證據是，對農業技術公司的投資同比增長了43%，2018年達到169億美元。

為什么選擇智慧農業?

那么，是什么讓智慧農業如此令人著迷呢?簡單的答案是，闡明數據和見解。傳統上，農民主要依靠人工來檢查其作物和牲畜的健康狀況。不用說，這一費力流程會產生巨大的運營成本，同時無法及時、可靠地了解現場情況。智慧農業系統由無線傳感器提供動力，能夠實時感知土壤狀況和影響作物生長的各種外部因素。然后，由一個分析平臺處理這些數據，以便根據需要，有針對性地執行各種耕作方法，如播種、灌溉和施肥。由于擁有足夠可靠的數據，甚至可以建立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，農民還可以監測牲畜的健康狀況，并在任何地方出現疾病或盜竊企圖的最初跡象時立即獲得警報。

除了減少效率低下和容易出錯的人為干預之外，智慧農業還可以提高產量，同時最大程度地減少農藥、水和其他資源的利用。這反過來又轉化為以更低的環境足跡獲得更高的生產力。為了詳細探討智慧農業帶來的好處，下面我們將深入探討一些主要應用。

1. 變量應用

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，而如果不進行處理，則可能會對產量造成重大影響。通過在田間安裝大量物聯網傳感器，農民可以建立一個精確的、精細的地形、土壤條件(如溫度、輻射、鹽度等)和蟲害水平地圖。這允許按需定制農用化學品的應用，以滿足農場某個地塊的特定需求，而不是冗余、有害的地毯式噴灑使用。此外，土壤數據對播種和播種決策有很大影響，可以指導作物種植者找到最佳產量的最佳時機。

2. 灌溉控制

我們中很少有人知道農業是最耗水的行業，灌溉占全球用水量的70%。在日益嚴峻的環境挑戰中，該行業在可預見的未來很容易出現日益嚴重的用水危機。利用土壤濕度和天氣數據，農民可以有效地評估分散作物區甚至單株作物的用水量。(來源iothome)將這些數據集成到噴灌系統中，可以實現自動的、定制的灌溉活動，以避免水量不足或過多，從而提高用水效率和作物生長。與傳統的手動系統相比，智能灌溉系統預計在旱季可以節約45%的用水，在雨季可以節約80%的用水。除了顯著的節水優勢，無線傳感器還有助于遠程監控水箱水位，特別是在偏遠地區，以確保無縫供水。

3. 牲畜管理

在農作物方面，智慧農業技術進一步有助于監測牲畜健康。當涉及到大型畜群時，個別牲畜的異?；蚍敝驰E象往往不被注意。多虧了牲畜可穿戴設備，農民現在可以很容易地跟蹤每頭牲畜的重要指標，包括體溫、呼吸、地理位置和放牧活動。在分析平臺的幫助下，他們會立即得到任何正在發生的疾病和痛苦通知，以便及時進行護理和治療，并提高畜群的福祉。此外，傳感器輸入還可告知每頭牛的發情和產犢過程，以提高受孕率和繁殖健康。同樣，位置數據可簡化廣闊空地上的畜群管理，并幫助牧場主快速發現牲畜偷盜或尋找丟失的牲畜。

4. 糧倉監控

每年，全球浪費的糧食數量高達16億噸，其中大部分都是由于糧倉管理不良造成的。在這種情況下，物聯網傳感器可以報告糧倉的溫度、濕度和其他重要參數。因此，作物種植者可以對任何異常的倉儲條件保持警惕，并采取糾正措施，以最大限度地減少糧食的浪費(變質)。同時，有關當前庫存水平的數據有助于物流協調，以避免儲存糧食過多和作物浪費。同樣，對于儲存牲畜飼料的容器，傳感器的洞察使農民能夠優化補貨計劃，并消除昂貴的緊急運送。

5. 先進的耕作方法

除了傳統的耕作方法，科學家和作物種植者正在努力尋求新的農業創新，以應對糧食短缺挑戰。精準農業技術提供了前所未有的作物可見性，是垂直農業、有機農業或生態農業等新的可持續農業實踐的強大推動者。垂直農業是將植物垂直堆疊種植，可在較少的土地和用水需求下提供更高的產量，是城市環境的理想選擇。為了確保作物的持續健康生長，這些室內農場需要使用各種無線傳感器對光、溫度和空氣質量等微氣候因素進行非常嚴格的管理。同樣，生態農業和有機農業，其中農藥的使用大大減少或完全被放棄，因此需要對易受傷害的作物進行全天候監測，以有效控制病蟲害。

總結

得益于低成本的傳感器和諸如低功耗廣域網(LPWAN)之類的新無線選項，跨大規模農田收集精細數據從未如此簡單且負擔得起。物聯網傳感器網絡與其他技術(如農業無人機)相結合，使農民能夠在提高資源利用率的同時，更好地控制作物和牲畜的質量。除了盈利能力之外，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。