科技为何迟迟没有给农业带来变革？

高科技与技术的结合让许多行业焕发了新生。从汽车、通讯到银行，每个行业都在把他们的技术与最新科技结合。近一二十年我们正在见证着科技创新带来的便利。正如英国作家马特·里德利（MattRidley）所说，“人类历史上从来没有发生过像今天这样各种想法的相互碰撞与融合，而这种跨领域的复兴才刚刚开始。”

思想的碰撞融合促进了文化的发展

然而，在这股席卷所有的潮流下，农业领域却不常见到大规模的革新。不得不说，农业错过了高科技这波风潮。作为农业从业者，我们常常和家人朋友介绍智能灌溉、人工光、传感器等等一些农业新技术。然而，许多人仍然表示，市场上的菜就很好，菜农种出来的菜没问题，何必那么麻烦？我们相信医院、智能手机、汽车背后的技术创新，但我们不相信高科技的方式可以生产出安全的农产品。这是为什么？

荷兰国家科技政策研究中心的FransBrom教授说，我们对食物的期望是天然，而不是来自工厂，或跟科技沾边。农业是欧洲景观的一部分，散养的家畜，意大利老妇手工制作的橄榄油，这些才符合期望。但这些观点很大原因是营销的环境造就的，过去一些科技上的不成熟的行为让消费者对其丧失了信心，这大概就是第一个原因。

无论是东方还是西方，人们心目中的农业依

然是上个世纪的传统农业。Théodore Rousseau（1812-1867）画作。图：http://art.rmngp.fr

作为第一产业，农业是一个投入高，收益慢的行业。其实，科技和农业的结合并不是没有出现，环境控制、农业自动化、物联网、新能源等等，新技术层出不穷，但市场发展的缓慢，对新技术接受程度还不够，所以认知上也会不太相信，相关内容的传播也并没有做好。

图：http://gisbarbados.gov.bb

为什么科技是农业的未来？

今年的世界人口日，联合国报道预测全球人口将在2050年接近百亿。在不恶性消耗地球资源的前提下，现有的农业生产方式将无法满足所有人的需求。显然，我们需要一种更聪明的方式养活未来的百亿人口。目前看起来科技是最有希望的解决方式，我们已经见证了科技为其他行业带来的变革，科技也将成为农业的未来。

图：cn.linkedin.com

几千年来，人类在人工开垦的土地上种植作物，错误地称之为“自然”。渐渐发展出农药和化肥，拖拉机和收割机，传统的种植方式得到了优化。要想让农业进入新的阶段，就不能延续现有的做法。追本溯源，了解植物的真实需求，更加准确、高效地生产才可以大规模提升产量和资源利用效率。

图：photocase.com

这种愿景能成为现实吗？这一观点在农业科技先进的国家已经基本达成了共识，他们甚至认为科技必须成为农业的未来。全世界已经有无数大小规模的发展科技农业的倡议，并且预计还会有更多的。例如，日本政府已经要求改变农业生产，包括东芝、富士通和松下在内的电子巨头们现在正在利用计算机技术来监测植物工厂里种植的作物。

科技如何喂饱人类？

以有限的资源养活地球，我们需要变得更聪明。现代新农民需要了解作物的生产和分配，农业生产必须以可持续的方式进行，尽量少的消耗自然资源，同时采用更加高效的作业方式。农产品供应链也需要转型，还必须确保农作物价格低廉、安全、营养和美味。

>>>>城市农业

城市农业，顾名思义，城市或城郊的农业，它的特点是空间有限，采用集约生产方式，为当地城市人口提供产品。例如人工光型植物工厂，就可以作为城市农业的一种形式。这其中涉及到信息技术、生物工程、机械工程等领域的技术融合。

图：inhabitat.com

虽然现有的生鲜物流已经可以满足城市中生活的我们，然而我们看不到的是，这条物流链背后高昂的代价。

从农场到加工、分配、批发、零售，每一个环节的增加都意味着一部分产品变质，损失，往往最终进入市场的只有总生产量的40%。这无疑给农业生产凭空增加了沉重的负担，也造成资源的浪费。现代城市农业则最大程度地缩短了供应链，不仅可以提供更新鲜的农产品，也是一种更加可持续的生产方式。

图：pinterest.com

城市农业可以做到更精确的环境控制，充分激发植物的潜力。早在上个世纪，科学家们就开始探索植物表象下的秘密，以便了解植物的需求，设计出最佳的种植方式。例如通过研究光和干物质增长之间的数学关系，找出植物每一个生长阶段对光照的具体要求，我们可以了解如何使植物发挥出全部的潜力，达到最佳生长状态。在前面的新农民技术贴系列，我们更详细地讨论过环境控制如何提高农业产量，这里不再赘述。

>>>>农业机器人

图：cio.com

农业机器人近几年成为了农业领域的热搜词，以机器人技术和传感技术为主导的农业技术革命似乎正要拉开序幕。机器人在农业生产上的应用，可以显著提高产量，并且更加的环境友好。Nature杂志今年发布了一篇农业机器人的文章，介绍了农业生产中各领域出现的机器人，下面介绍几个具有代表性的。

图：fastcompany.com

在英国哈珀亚当斯大学，农业工程师Richard Green开发了一种草莓采摘机，可以比人工更快地收获草莓。依靠立体视觉与RGB相机的捕捉，它可以每两秒摘一颗草莓，而人工每分钟大约采摘15到20颗草莓。Green的合作伙伴们花费了两年时间攻克了技术上的难关，目前正在考虑成立一家公司进行该技术在商业上的推广

图：nature.com

提高果蔬采摘效率的另一个关键点是采摘的时机。过早地采摘会造成产量上的损失，而过晚则会造成储藏期成倍的缩短。德国Leibniz研究院的精准农业工程师Manuela Zude Sasse，把传感器连接在苹果上来检测其大小和叶绿素、花青素的含量。这些数据经过处理，当果实成熟时，就会在手机上接到通知。Zude Sasse还在梨、柑橘、桃子、香蕉、樱桃等其他水果上测试这项技术，她说，“如果你可以根据果实发育合理安排最佳的采收期，就可以获得巨大的经济效益。”

联合国粮食及农业组织估计，尽管施用了大约200万吨杀虫剂，但每年因病虫害全球农作物产量损失了20 ~ 40%。农业机器人可以让农民在施用农药时更加有针对性，而不是盲目地大面积喷施。根据悉尼大学机器人中心的研究人员的介绍，有针对性地喷施除草剂仅仅需要传统农药使用的0.1%。他们研发的机器人原型叫做RIPPA（智能感知和精准作业机器人），可以向杂草喷出微剂量的农药。RIPPA通过相机识别出杂草，然后定向喷出被激光加热到95°C的除草剂，杂草就会死亡或者进入休眠。

RIPPA 机器人。图：confluence.acfr.usyd.edu.au

土壤是农民最丰富的资源，但肥料的过度使用造成了土壤的污染，大型收割机造成地皮损伤，土壤被压得过于紧实，不仅不利于耕地的重复使用，更加不利于环境。农业机器人可以很好地解决这些问题。

Bonirob机器人。图：nature.com

Bonirob（上图）是一个汽车大小的机器人，装有多种传感器和计算模型。它可以对土壤进行采样分析，获取土壤实时的信息，包括湿度、酸碱度、磷元素含量等等。有了土壤分析，农民可以了解土壤中缺少哪种元素的肥料，进而有的放矢，避免肥料的过度使用。

Agribotix公司的智能无人机。图：agribotix.com

除了分析土样，还有脑洞更大的土壤分析方式。Agribotix公司的科研团队利用无人机分析土壤的氮含量，公司的作物科学家Jason Barton说，健康的植被比不健康的植被反射更多的近红外光。通过探测红光与近红外光的比例，可以分析出一块土地是否需要施肥，是农民在施肥时作出明智的决定。这种无人机的使用平均每年每公顷减少了34公斤的氮肥使用，节省107欧元，约合人民币835元。

Agribotix公司在twitter发布新型智能农业无人机。图：twitter.com

大规模的农田中常用大型笨重的农业机械进行作业，以达到更高效的生产。一些最重的机器重达60多吨，它们往往比顶级跑车还要贵，还会留下多年无法消弭的土壤压实痕迹。如果要摆脱这种大型机器对土壤的伤害，就需要一辆可以覆盖尽可能大的作业面积的机器。荷兰瓦赫宁根大学的农业工程学家Eldert van Henten说，一旦这些机械不需要人来驾驶，它的大小就无关紧要了。小型自主机器人可以在不破坏土壤的情况下大面积的自主作业。

今年四月份，英国哈珀亚当斯大学展开了一项实验，计划一片农田从种植到收获的全过程没有人进入农田。这项实验对现有的农业设备进行改良，比如拖拉机，利用这些改良设备进行自主作业。他们的目标是发展出一个可以作为未来机器人“大脑”的软件。

图：briandcolwell.com

“机器人可以促成一种新的农业生产方式，”van Henten说。这些颠覆性技术许多目前仍然在开发阶段，它们可能还没有为黄金时期做好准备，但农业技术革命即将到来。几个世纪以来，人们不断的采用新技术增加农业产量。近20年科技超高速发展，未来也必将给农业带来大的飞跃，相信这种飞跃不仅仅体现在产量的增加，更有品质、种类、和生产方式的提升。