面對(duì)世界人口的爆發(fā)式增長(zhǎng)、耕地和自然資源的不斷減少，以及氣候事件的日益嚴(yán)峻，農(nóng)業(yè)部門正承受著巨大的壓力。為了在提高產(chǎn)量的同時(shí)盡量減少資源使用，全球農(nóng)民正在轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)踐。本周，來自Agrevolution公司的Munir Hoffman博士和Andreas Heckmann博士就物聯(lián)網(wǎng)土壤監(jiān)測(cè)等智能解決方案如何提高農(nóng)業(yè)效率、幫助應(yīng)對(duì)全行業(yè)挑戰(zhàn)進(jìn)行了深入探討。

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1. 給我們講講Agrevolution公司，你們的產(chǎn)品和愿景是什么，客戶是誰?

Agrevolution公司的目標(biāo)是在全球范圍內(nèi)開發(fā)、制造和銷售我們的兩個(gè)核心產(chǎn)品：首先是CLIMAVI，它是一個(gè)能源自給自足的物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可以測(cè)量不同深度的土壤水份和溫度以及地面溫度、降雨量和相對(duì)濕度(風(fēng)速可選);其次是FARMALYZER，它是基于CLIMAVI數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星、地面和機(jī)器數(shù)據(jù)的，以及基于流程的數(shù)字化智慧農(nóng)場(chǎng)管理解決方案。FARMALYZER為客戶提供特定的決策支持，以在氣候風(fēng)險(xiǎn)增加的情況下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和更高的盈利能力。

通過這些產(chǎn)品，Agrevolution將氣候智慧農(nóng)業(yè)(CSA)愿景轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)世界的農(nóng)業(yè)實(shí)踐。我們的客戶是各種類型種植者(耕種、苗圃、種植園、園藝)，以及農(nóng)業(yè)咨詢和農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈中的其他參與者，如種子公司和化肥公司等。

2. 農(nóng)業(yè)部門面臨哪些挑戰(zhàn)?

為不斷增長(zhǎng)的世界人口提供充足的食物，是農(nóng)業(yè)部門的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，特別是在氣候變化情況下。例如，盡管德國(guó)以其穩(wěn)定的氣候而聞名，但在2018年，特定領(lǐng)域的產(chǎn)量損失高達(dá)100%。這表明農(nóng)業(yè)已經(jīng)受到日益加劇的極端氣候的嚴(yán)重影響。

與此同時(shí)，通過其“從農(nóng)場(chǎng)到餐桌”戰(zhàn)略，歐盟設(shè)定了雄心勃勃的目標(biāo)，即到2030年將二氧化碳排放量減少一半——與1990年的水平相比。同樣，我們將面臨磷和化石燃料資源資源的萎縮。氣候智慧農(nóng)業(yè)(CSA)是一項(xiàng)關(guān)鍵戰(zhàn)略，它使農(nóng)業(yè)實(shí)踐適應(yīng)不斷增多的極端氣候，同時(shí)減輕氣候?qū)r(nóng)業(yè)的負(fù)面影響。

3. 你如何看待物聯(lián)網(wǎng)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)中的作用?

全球農(nóng)業(yè)科技市場(chǎng)以12.8%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2021年將達(dá)到約55億美元。通過合并數(shù)據(jù)源并使用物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，農(nóng)場(chǎng)活動(dòng)每公頃可以產(chǎn)生約100,000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。然而，需要將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可操作的見解，從而以更少的資源(如每公頃化肥、水和能源)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且更高的產(chǎn)量。最終，這將帶來更高的盈利能力和長(zhǎng)期可持續(xù)性。

4. 為什么持續(xù)的土壤監(jiān)測(cè)很重要?利用土壤數(shù)據(jù)，農(nóng)民可以通過哪些方式提高農(nóng)業(yè)效率和作物產(chǎn)量?

植物的生長(zhǎng)很大程度上受水分和養(yǎng)分制約，而這兩者在很大程度上是由土壤決定的。了解這些資源的供應(yīng)對(duì)管理土壤——植物系統(tǒng)至關(guān)重要，從而優(yōu)化植物生長(zhǎng)并最大限度地減少資源的使用。我們的傳感器可監(jiān)測(cè)不同深度的土壤濕度，從而可以評(píng)估土壤的總供水量。將這些信息與土壤溫度和其他土壤特性的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，我們就可以建立養(yǎng)分供應(yīng)模型。

此外，我們的傳感器也可測(cè)量地面上的微氣候，然后再將其與衛(wèi)星數(shù)據(jù)一起輸入到我們的內(nèi)部AI混合模型中，以量化資源需求。從經(jīng)濟(jì)角度評(píng)估供求之間的差異可以為季節(jié)管理決策提供基礎(chǔ)。

5. 為什么需要無線物聯(lián)網(wǎng)傳感器來收集微氣候和土壤數(shù)據(jù)?

天氣，尤其是每個(gè)田間地頭的微氣候?qū)Ξa(chǎn)量和作物生長(zhǎng)有著巨大影響。想想非生物風(fēng)險(xiǎn)，比如干旱和養(yǎng)分供應(yīng)，或者生物風(fēng)險(xiǎn)，比如植物疾病。所有這些風(fēng)險(xiǎn)都與土壤和植物冠層的微氣候有關(guān)，并且這些情況在整個(gè)季節(jié)以及每個(gè)田間都在迅速發(fā)生變化。具體而言，在園藝和果園中，你想要獲得最佳質(zhì)量，就需要盡快了解相關(guān)參數(shù)。

如果想要獲得這些預(yù)測(cè)系統(tǒng)和節(jié)省資源的決策支持，則需要一個(gè)自主的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以幫助你識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)及其風(fēng)險(xiǎn)對(duì)每塊田地產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。這些風(fēng)險(xiǎn)只能通過土壤傳感器來識(shí)別，因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁Q定植物生長(zhǎng)資源可用性的基本信息，例如水。因此，像CLIMAVI微氣候傳感器這樣的物聯(lián)網(wǎng)解決方案對(duì)于氣候智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)至關(guān)重要。

6. 在這種情況下，無線連接的要求是什么?

農(nóng)村農(nóng)業(yè)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要能源自給自足，并且?guī)缀醪恍枰S護(hù)。此外，在耕土地上常常缺乏網(wǎng)絡(luò)連接。因此，低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)，特別是基于MIOTY的解決方案是這個(gè)用例的完美選擇。它們可以將數(shù)據(jù)從傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送到5公里以外的網(wǎng)關(guān)，并且無需更換電池即可運(yùn)行數(shù)年。

為了獲得最佳性能，你需要在安裝硬件之前先規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)。我們?yōu)榭蛻籼峁┤娴木W(wǎng)絡(luò)規(guī)劃服務(wù)，其中包括網(wǎng)關(guān)和田間傳感器的最佳位置。基于LPWAN的解決方案和硬件需要適應(yīng)你的具體使用情況，因此你應(yīng)該仔細(xì)查看物聯(lián)網(wǎng)提供商的產(chǎn)品及服務(wù)介紹。

7. 從你的角度來看，是什么讓MIOTY技術(shù)/ MYTHINGS成為正確的解決方案?

MIOTY是迄今為止市場(chǎng)上最先進(jìn)的LPWAN技術(shù)，它是為要求苛刻的工業(yè)應(yīng)用而開發(fā)的。MIOTY的專利電報(bào)拆分(TS-UNB)技術(shù)即使在擁擠的頻譜中也能實(shí)現(xiàn)最低的數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤率，并且運(yùn)行時(shí)不受其他網(wǎng)絡(luò)的干擾。通過這種方法，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可處理超過100萬臺(tái)設(shè)備，并且每天最多可處理150萬條消息。TS-UNB提供了工業(yè)和農(nóng)業(yè)使用案例中所需的穩(wěn)健、可擴(kuò)展和移動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)連接。MIOTY還使客戶能夠運(yùn)行自己的網(wǎng)絡(luò)，并在現(xiàn)實(shí)世界中利用物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，而不僅僅是在實(shí)驗(yàn)室中。

BehrTech通過MYTHINGS為MIOTY LPWA網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)先進(jìn)的管理平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的設(shè)備管理、云/后端集成和網(wǎng)絡(luò)故障排除。與其他低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)相比，我們看到了MIOTY和MYTHINGS平臺(tái)的巨大優(yōu)勢(shì)。

8. 你如何看待精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)?

在利用遙感(水分脅迫、葉面積指數(shù))或機(jī)器(單位面積產(chǎn)量和能源消耗)監(jiān)測(cè)特定數(shù)據(jù)方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。然而，我們可以看到，這些技術(shù)的早期采用者近年來已放棄了這些技術(shù)，這僅僅是因?yàn)樗麄儽谎蜎]在無法提供可行見解的大量數(shù)據(jù)中。只有當(dāng)與其他數(shù)據(jù)源集成，分析并轉(zhuǎn)換為可用于農(nóng)場(chǎng)主和農(nóng)場(chǎng)內(nèi)所有機(jī)器的可理解輸出時(shí)，許多收集的數(shù)據(jù)(甚至是產(chǎn)量圖)才會(huì)變得有用。這樣，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)不僅提高了資源效率，而且也提高了農(nóng)民的生產(chǎn)力。

我們相信，通過CLIMAVI和FARMALYZER軟件包，我們提供了完美的工具來收集所有必要的數(shù)據(jù)，以提供有意義的決策支持，同時(shí)使農(nóng)民能夠輕松、高效地實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)踐。鑒于氣候變化和極端天氣帶來的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻，毫無疑問，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，特別是針對(duì)特定地點(diǎn)的土壤、氣候和管理互動(dòng)的開發(fā)，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的前進(jìn)方向。