农业科技是现代科技中最具革命性和影响力的领域之一，粮食需求和不断增长的人口是其快速发展的主推力，它开启了一个新的时代。在这个时代，动力机械完成了以前由人和动物所做的大部分工作，极大地增加了农业产量，改变了世界各地人们的就业方式和生产方式。近年来，随着技术的进步，农业工具的效率也在不断提高，现代农业正在摆脱陈旧思维，发生着翻天覆地的变化。

没有土壤，没有阳光，但是蔬菜却依然长得旺盛，而且产量是露天的数十倍，这是咋回事？

去年，中国农科院农业环境与可持续发展研究所“设施植物环境工程团队”自主研发的“智能LED植物工厂”成功面世，改变了人们传统观念里对于农业生产的理解。

在植物工厂里，营养液是土壤，红蓝相间的LED灯是阳光，没有污染及病虫害。科学家们通过对环境的高精度控制，让蔬菜的生长几乎不受自然条件的制约。

当前，随着农业科技进步和农业生产的发展，我国农产品产量和产能已保持在较高水平，生产经营的专业化、规模化、标准化、集约化程度明显提高，农业发展已经到了从数量导向转为质量导向的新的历史节点。

农科院副院长吴孔明表示，近年来，农科院开展了绿色增产增效技术集成模式研究与示范，为农产品的高产高效提供了有力支撑。

那么，新兴农业科技都带来了什么?

 

新兴农业科技的加速变化主要集中在以下四个关键领域：自动化、传感器、食品、工程技术。

农业机械自动化的一个著名例子就是拖拉机。目前，机械化农业还涉及飞机和直升机的使用。最早的农民靠根棒和石头来帮助他们完成狩猎和采集工作，随后镰刀、犁等工具被开发出来，每个家庭只能靠有限的技术来为自己筹措足够的食物。随着工业革命的到来和机械化产品的进步，农业生产取得了长足的进步，人们不再用棍子打谷粒，通过打谷机便可以轻松获取种子。随后，由汽油、柴油发动机驱动的新一代拖拉机诞生了，它们可以连续不断地切割谷物，并将谷物运送到固定的脱粒机中。

古代农民在耕种中用到的最重要的工具是犁。1838年，John Deere升级了这项工具。目前美国犁的使用频率较低，他们主要使用偏移的圆盘来翻转土壤以获取适当的深度来保持土壤湿度。有些作物是通过钻种来种植的，插秧机的出现推动了移植秧苗的自动化；随后塑料薄膜的广泛使用，使得种植植物之后可以更加高效地清除田间杂草。

通过传感器和智能网络，关键信息会被及时地反馈给维修人员或机器人。传感器使作物、牲畜和农场机器的实时追踪和诊断成为可能；通过实验技术手段生产出类似于肉类口感的“素肉”，从而减少肉类的消耗量；自动化技术可以使机器人帮助检查和维持作物的产量，用于自动化农业生产过程，如收获、摘采、犁地、土壤维护、除草、种植、灌溉等；工程技术则涉及通过新经济领域的技术加速农业发展，特别是合成生物学，它可以有效地重新规划单细胞生物来制造燃料，从有机化学和智能设备中获得所需要的产品。

未来，还会出现机器人农场和垂直农场。机器人农场由几十种或数百种农业机器人，以及成千上万的微型传感器所构成，在完全没有人类的干预下，它们一起监测土壤环境、种植植被，并获取作物。垂直农场是城市农业的自然延伸，它主要借助于玻璃房，利用节能照明来增加自然光，从而直接在城市的摩天大楼内培育动植物，这些新形态的农业科技将会为农业发展带来信心和曙光。

各国的农业现代化之路

荷兰：科研与生产的结合是第一生产力

 

荷兰的面积和人口均相当于我国重庆市的一半，但荷兰却是位列美国和法国之后的世界第三大农产品出口国。事实上，荷兰只有2%的人口直接从事农业。

荷兰农业的最大特点是科研与生产的紧密结合，科技成果能够较好地转化成生产力。荷兰瓦赫宁根大学的农业教授鲁迪·拉宾日介绍，农业研究所的专家们往往与基层试验站的推广人员保持密切联系，有的本身就兼任试验站的负责人，这使得应用研究不会脱离生产实际。

值得一提的是，自20世纪70年代以来，试验站逐步从依赖政府资金转为公私合营，目前其经费至少一半来自农户，其负责决策的成员也有一半是农民，这意味着试验站的工作必须围绕一个中心展开，那就是尽可能使科技成果转化为农民的实际收益，而不是“为科研而科研”。 

在荷兰的农业科技推广中，农业咨询公司和生产资料公司的技术服务部门的作用也不可小觑。这类公司分工很细，从牲畜饲料到作物育种，农民有任何问题都能找到相关公司进行技术咨询或要求上门服务，公司根据服务项目收取费用。此外，由于互联网的普及，近年来荷兰农业科技传播更加迅捷。许多农民家中都接上了互联网，可以随时到农业部或农业协会等网站上了解信思，荷兰的农业教育从初级职业教育到大学教育一应俱全，随着科技更新的加快，农民接受终身培调在荷兰已成为现实。荷兰的农业成人教育十分成功，各地区的农业教育培调中心完全向社会开放，开设不同层次、不同领域的课程，不同时间的授课。在这样的大环境下，农民的进修激情高速，受过高等教育的人比比皆是，拿到士、博士学位的农民也不乏其人。正是由于对科技创新的高度重视，才使得荷兰从传统的农业弱国发展为现代农业强国。

 

美国：T系统助力实现精细化管理

 

从无人机、商业智能到物联网，现代农业因为这些新技术的应用大大提升了生产能力,同时也变得更为环保。

Tim Malterer从小就在田地里作，是美国的第四代农民，他的很多农业知识来自父母，而父母的知识来自于祖父母，就这样代代相传下来。 Malterer至今已经有了20多年的实际耕作经验，他也在世代相传的这些农耕经验中受益匪浅。他现在开始认识到计算机在农耕知识方面可能更有优势，以物联网为基础，农业正在形成基于传感器和各种监控的生态系统。

去年。他在为自己的玉米施氮肥时，考虑了各种因素(包括降雨和土壤条件)，准备每英亩施氮肥20-30磅，但他使用的The Climate公司一个名为Nitrogen Advisor(氮顾问)的分析工具推荐每英亩40—50磅。“在绝大多数时候,我们都会接受这些工具的推荐。我们和我们父母掌握的那些直觉和实际经验只能算基础知识，而新的技术给我们提供了更有针对性的方法。” Malterer说。有些地块上他会根据自己的经验，而有些土地上他会接受软件的建议。到了收获季节采用了软件推荐量的土地产量明显要高一些。“这么做我们的前期投入要高些,但回报明显也更高。” Malterer说。

实际上，越来越多的农民正在使用复杂的IT系统来帮助他们耕作。先进的分析工具和复杂的软件可以更好地帮助人们对农业生产进行合理的规划和管理。目前一些高端技术，比如卫星图像和无人驾驶飞机已经陆续开始使用，不久机器人也将进入农业，越来越多的新技术开始进入农业领域，使农场实现更精细化的管理。

技术正在改变传统农业，使粮食生产更有效率，作物产量更高，也使农民以更环保的方式进行农业生产。在农业领域，IT还有很大的机会来改变农场的经营和日常管理。随着全球人口数量持续走高，饥饿已经越来越成为一个巨大的挑战，在这样的背景之下，利用各种IT技术来增加产量，同时降低对资源的消耗，既有助于提供更多的食物来满足人类所需，同时也能更好地保护我们的环境。

“IT技术的应用最直接的意义是确保粮食安全，这事关我们每一个人。”美国农业部国家食品和农业研究所所长桑尼·拉马斯瓦米表示。根据联合国的统计信息，到2050年，地球要养活全球95亿人这是一个常被引用的数字。然而，在人类对食物总量需求上升的同时，可耕作的农田和水的供应量都在下降，也就是说我们必须在更少的土地上生产出更多的粮食。在这样的条件下，要保证全球人吃饱真的很难，在全球都一样，需要采用一些根本性的措施来提高粮食的产量，而且是在上述约束条件之下，此时技术就变得极为重要。

粮食生产的计算机化是农业几千年来发生的最重要的技术革命之一，在之前是机械犁的发明。这些计算机不仅帮助农民提高了生产效率，提升了管理水平，同时也获得了之前从来没有过的宝贵数据。随着计算机变得更加专业，并与GPS技术相结合，农民们能够对他们的车辆行进路线进行精确控制，从而能在特定地点播下指定数量的植物种子。

 

精准数据倾力打造未来的生态大农业 

在农业世界，一些世界知名的公司扮演了TT技术引领者的角色。

迪尔 Deere&Co.)有限公司是约翰·迪尔品牌机械的制造商迪尔公司车载应用总经理 Ron Zink介绍说，出于监控设备运行状况、方便维修的目的，迪尔公司在20世纪70年代末期首次在其收割机和拖拉机上装备计算机。从那时开始，约翰迪尔的计算机系统一直在不断改进和完善。

在90年代后期，迪尔在它所有的设备中配备了计算机系统，其中连接各个控制模块的数据总线为控制喷雾机、打包机、播种机创建了一个生态系统。

后来有一些新的技术公司加入进来，帮助农民实践今天所说的精准农业。迪尔公司的产品包括 Autotrac GPS辅助控制转向系统，它让设备操作员可以双手离开方向盘： ID Link使机械设备可自动将地块上的数据上载到云端，同时允许农民把播种或施肥指令以及其他操作信息下载到机械设备中;；Machine Sync通过使用GPS数据在卫星照片生成地图，以提高种植、播种、喷涂和营养效果。

精准农业是农业领域最重要的技术进步,它不仅将成为制造行业的未来，而且也将成为未来世界农业发展的指南针。

在精准农业领域另一个熟悉的名字是Land0" Lakes公司，这家位于明尼苏达州的食品制造商是美国第二大采用会员制的农业合作社。公司副总裁CI0 Michael Aerie介绍说，Land0' Lakes的目标是提高产量。同围时最大程度地保护环境。为此。Land0' Lakes于2010年开始涉足数字农业。公司开发和部署各种技术，用来帮助粮食生产者更有效、更低成本，同时更可持续地进行生产。

今天。Land0 Lakes提供的很多技术都涉及农业服务。例如，其R7精准农业工具分析大量的数据点，如种子的生长记录和卫星图像，以确定哪些种子在哪些地块生长得最好。今年，Land0 Lakes还发布了R7地块监测系统，该系统通过分析卫星图像来发现有问题的区域并将报警信息发送给农民，同时还可以准确定位问题区域，从而避免了浪费该工具让种植者能及时发现他们以前通过步行或驾车难以发现的问题，因而管理范围可能达数千英亩。虽然农民也可以自己发现哪块土地出了问题，但这个系统会比人快得多，从而为农民尽早采取行动赢得时间。 

云计算允许农民和其他农业专家可以存海量的数据，这些数据可以来自各种数据源例如农场、气象卫星、历史记录、土样、学术研究实验室和农业公司。其他推动因素还包括高速互联网服务和移动技术的进步，它们让农民需要实时访问和共享数据时保持与数据源的连接，即使他们正在地头操作设备。

大数据和分析工具的崛起也是重要驱动力。现在的农民可以从收集的所有信息中获得实时洞察，其中GPS发挥了重要作用，它把数据和位置结合了起来。在此之上还有一些更新的技术，如装有摄像头的无人驾驶飞机和可以放置在土壤中或者放在一些植物中的传感器上。 

未来，农民可能很快将使用机器人到田间进行巡检、除虫、除草，以及发现问题并及时反馈给农民。而把所有这些聚集到一起的关键技术就是新兴的物联网。像其他的行业一样，农业正在形成传感器和各种设备的生态系统,这些传感器和设备收集大量数据,并把这些数据传输给分析引擎进行分析，然后将结论传回给农民和农业机械设备。

这些新的农业技术在农作物的生产中使用得最多，但专家说，在其他行业，如畜牧业和渔业，先进的IT系统出在不同程度上被使用。实际上，农业行业这些高科技的方法在全球各地都有使用，只是在美国和其他发达国家的农民可能有更多的硬件和应用程序可供选择，但发展中国家的农民选择也在逐渐增多。部分原因在于互联网的触危延伸到更多的农村地区，同时移动服务的成本和其他相关技术的使用成本正在下降。