美国的“智慧农牧业”是互联网从 消费互联网进入产业互联网时代的直接产 物，同时也是市场竞争及产业自身可持 续、高水平发展的现实需求
美国利用物 联网科技开展“智慧农牧业”生产的水平 世界领先，带动农牧业产业链条实现了全 新变革，其做法值得研究及参考
美国的“智慧农牧业”是互联网从 消费互联网进入产业互联网时代的直接产 物，同时也是市场竞争及产业自身可持 续、高水平发展的现实需求
美国农牧业 信息化建设起步于上世纪50年代，经过半 个多世纪的发展，已经成为世界上农牧业 信息化程度最高的国家之一
农牧业信息 化的进展，有力促进了美国农牧业整体水 平的提高
20世纪80年代，美国率先提出 “精确农牧业”的构想并在此后多年的实 践中成为“精确农牧业”绩效最好的国 家，这为“智慧农牧业”奠定了良好的发 展基础
现阶段，美国利用物联网科技开 展“智慧农牧业”生产的水平世界领先， 带动农牧业产业链条实现了全新变革
其 主要做法如下：1、生产及经营环节借助于农牧业物联网 及大数据分析，实现了农产品全生命周期 和全生产流程的数据共享及智能决策
美国中西部地区在玉米、大豆、甜菜 等作物种植方面广泛应用物联网技术
物 联网的应用使农产品的全生命周期数据共 享，特别是从播种、灌溉、施肥、病虫害 防治到收获预期的全生产流程一直处于智 能决策的状态中
物联网在农牧业生产中的主要应用是 实时监测并查清农作物生长过程中田地的 土壤性状与生产力状况(如光照强度、空气 温湿度、二氧化碳浓度等)，使用红外成像 系统配合卫星鸟瞰和观察农作物的长势情 况，配合生物量地图系统及时判断作物是 否缺少营养素，将数据传给化肥供应商， 直接获得当下最适合作物生长的肥料配 方，从而通过变量施肥技术动态调节耕作 过程中的水、肥等生产要素投入量
农户 通过电脑、手机或者iPad，实时了解农场 的土壤结构、作物长势、灌溉施肥、农作 日志、病虫害情况，并且可以预测收成、 预估盈利和管理库存
在农产品的销售方 面，逐渐兴起了农户和消费者直接对接的 方式，构成一个连接农户和消费者的在线 市场平台
例如FarmLogs与Cropx分别是 美国农牧业智能化管理及生产方面的代表 性企业， 2011年成立于硅谷的一家基于云 平台的生产管理平台类公司，农场主通过 桌面WEB界面及移动端App来管理农场
目前FarmLogs覆盖了全美15%的农场， 2014年上半年其市场份额翻了3倍
Cropx 是一家能提供农牧业智能化灌溉乃至智能 化生产解决方案的企业
Cropx开发一种 土壤探测硬件，探测地形、土壤结构和含 水量，在农场建立起土地的“物联网”， 帮助农户节约大量灌溉用水
其主要产品 是探测土壤参数的硬件，并用软件向农民 们显示有关数据，旨在建立“土壤物联 网”
该公司的硬件产品包含的重要传感 器有3个，分别负责收集地形信息、土壤结构和含水量，以决定土壤对水的需求是 多少
据美国媒体透露，因为人工测试土壤 的成本昂贵，美国大多数农民在实际操作 中改为每2.5英亩(约合1.01公顷)采取一个 泥土样本，巴西每12.5英亩(约合5.06公顷) 采取一个样本
但其实，一英亩(约0.4公 顷)内的土壤有时各个指标差异很大，这样 的采样结果并不精准
专家们的对策是开发低成本的传感 器，提高采样密度
例如，新的酸度传感 器每隔1米就在土壤中插一个，自动读取数 据并记录自己的GPS坐标，这种做法的经济 成本比同等密度下的人工采样显著降低
在美国“气候看守者 (ClimateMinder)”公司开发的监控设备 中，传感器负责测量土壤中的盐分和水分 等，物联网采用射频识别的电子标签，把 数据发送到“气候看守者”的网络服务 器
农民可以通过特定账号访问网站，实 时观察草莓温室的各项数据
此外，大型农场(销售额50万美元以 上)均使用产量监控器，并辅之以GPS、耕 种区域地图、耕种作物种类和植物种群信 息等，这些信息实时传输给软件系统，经 过系统分析，做出实时判断，在未收获作 物之前形成产量报告，有助于对农作物合 理定价
相对于大型农场，美国小型农场 (销售额25万美元以下)的发展模式日益趋 向于“植物土厂”
在美国家庭农场中， 由于小型农场占比高达88 %，这种“植物 土厂”的发展空间伴随物联网科技的进步将愈加广阔
对于养牛行业来讲，智能设备还有更 多的用途
Cowlar是总部位于美国加州的智能牛 穿戴设备研发公司
Cowlar的穿戴设备是 奶牛的项圈，通过这个设备不仅能够提前 预测奶牛的疾病，更能够帮助奶农增加奶 牛的产奶量
对于大部分品种的牛而言，会把人类 当成捕猎者，因此看到人类，牛会感到紧 张，这种情绪会影响牛的健康和产奶量
通过牛的智能穿戴设备可以大大减少牧草 的人工
智能项圈可以探测牛的体温、活 动状况以及反刍等
通过这些数据不仅能 够预测疾病，而且可以预测牛的“心里压 力”，因为工作人员的粗暴对待、活动空 间的拥挤等等都会对牛产生压力，压力不 仅影响健康而且影响产奶量
Cowlar的提 前预测可以帮助农场主及时采取措施，从 而提高产奶量
2、流通环节借助农牧业电子商务不断改造升级美国的农牧业流通较早地采用了电 子商务技术，农牧业流通模式不断创新升 级
为提升产品安全溯源及定价能力，农 产品电商与农资电商均构建了从生产者到 需求者的网上直销渠道
其中，农产品电 商通过企业对企业(B2B)与企业对消费者 (B2C)双结合的模式对接种植、养殖主体 及农资电商则采用B2B模式，对接种植、 养殖主体及农资企业，从而在根本上颠覆 了传统的农牧业流通渠道体系
随着“智慧农牧业”生产中农场主从 生产者向管理者转型，农资需求日益从单 纯的产品需求向综合的服务需求转变，大 农资一体化的进程不断加快，行业集中度随着“智慧农牧业”生产中农场主从 生产者向管理者转型，农资需求日益从单 纯的产品需求向综合的服务需求转变，大 农资一体化的进程不断加快，行业集中度进一步提升
信息技术服务是信息化时代 的必需，为弥补此前只经营种子、化肥、 农药的短板，孟山都公司于2013年收购天 气保险公司，向农牧业大数据业务进军， 全力打造大农资一体化服务体系
孟山都 通过天气保险公司的数据信息平台为其种 子及化肥客户提供农牧业数据产品等信息 化服务，天气保险公司所拥有的信息优势 预期将带来200亿美的收入
美国的农产品在线销售平台不断创 新
2011年，积极引入“私人定制”这一 社会化电商的新思维，创造性地打造了 “食物社区”(即由带头人将临近的消费者 与当地中小农场连接起来)的团购型概念
以Farmigo网站为例，它为每一个“食物社 区”制作专门的购物网页，是一个链接农场 和消费者的在线平台
农场主通过它管理农 产品的产销及配送，消费者通过它直接从农 场购买优质新鲜的农产品，从而让农场及消 费者都得到实惠，实现“双赢”
2013年，美国农场使用数字用户专 线(DSL)的比例为6.0%，信息化水平达89. 6%，由此带动农牧业电子商务进入高级阶 段
更具价值的是，农场主及农产品经销 商需要随时掌握国内外农产品市场变化的宏微观信息，根据价格、行情变化等情况 指导农牧业生产的品种、数量等，从而保 证“智慧农牧业”生产导向的正确性
美 国的农牧业经营主体也由此将其经营范围 进一步拓展到世界各国
3、有强大的技术和政策为支撑从长期来看，农牧业物联网需要的 是可以相互识别的可操作标准，这样不同 设备才能在一起工作，否则不同设备传 回的信息格式不能兼容
目前AgGateway 和OADA正在研究农牧业数据标准化的问 题
AgGateway是一家非营利性的商业联 合组织，致力于推进电子商务在农牧业领 域的发展和推动信息通信技术在农牧业的 使用
OADA是一个帮助农民全面、安全 获取数据的开放式项目
美国农牧业与生 化工程师协会(ASABE)也在支持建立农牧 业数据标准的工作
大农场引领农牧业物联网应用
就 农牧业物联网技术覆盖主体而言，大农场 成为美国农牧业物联网技术的引领者，在 农牧业物联网技术推广中起着示范作用
美国大农场采用物联网设备的数量相对更 多，研究显示，美国大农场对技术的采用 率高达80%
而对于小农场而言，由于设备的安装和维护成本高，它们使用物联网 设备的数量相对较少，不过在大农场的示 范作用带动下，也将会有越来越多的小农 场采用物联网技术
信息化基础设施奠定农牧业物联网 发展基础
从美国农牧业物联网的发展现 状来看，其信息化基础设施完备，为美国 农牧业物联网的发展创造了优越的条件
美国政府每年用于农牧业信息网络建设 方面的投资约为15亿美元，已建成世界最 大的农牧业计算机网络系统AGNET，可 以为美国农牧业物联网的发展提供强大的 信息资源
同时，美国建立了农牧业技术 信息数据库，如BISIS(生物科学情报社)、 CAB(英联邦农牧业局)、AGRICOLA(美国 国家农牧业数据库)和AGRIS(FAO农牧业 情报体系)等
美国各级政府做好服务角色，围绕市 场需求建立有效的支撑体系，为农牧业信息 化创建发展环境
政府通过提供辅助、税收 优惠和政府担保等优惠政策，刺激与引导资 本市场运作，推动农牧业信息化的快速发 展
在农牧业信息资源的管理上，形成了一 套从信息资源采集到发布的立法管理体系，并注重监督，依法保证信息的真实性、有效 性及知识产权等，维护信息主体的权益，并 积极促进农牧业信息资源的共享
美国在农牧业数据资源采集及存储方 面采取以政府为主体，构建规模和影响力 较大的涉农信息数据中心，全面采集、整 理、保存了与美国及国际有关的大量农牧 业数据资源
美国农牧业信息服务体系主 要有4个主体构成：政府部门的农牧业信 息收集发布系统；政府支持下的农牧业教 育科研推广系统；融科研、生产、推广于 一体的公司系统；以农场为主体的民间自 我服务组织系统
在农牧业信息化建设上，美国采取了 政府投入与资本市场运营相结合的投资模 式，从农牧业信息技术应用、农牧业信息 网络建设和农牧业信息资源开发利用等方 面全方位推进农牧业信息化建设
美国政 府十分重视农牧业信息化网络基础设施建 设，从上世纪90年代开始，美国政府每年 拨款10多亿美元建设农牧业信息网络，进 行技术推广和在线应用，农村高速上网日 益普及
随着互联网和计算机技术的高速 发展，美国利用自动控制技术和网络技术实现了农牧业数据资源的社会化共享
美国有100多个信息收集处，每天汇 总分析并发布全美各类农牧业信息;大量 农牧业基础数据是公开的资源，行业壁垒 低，加之农场主对技术服务尤其对基于大 数据的决策支持的迫切需求，使大数据公 司层出不穷且呈蓬勃发展之势
AGRICOLA， AGRIS， Preview等多个强大数 据库及物联网科技等创新成果给美国“智 慧农牧业”及其产业链条的发展提供了优 越的科研资源和技术条件
多层次的农技 推广及服务体系有利于各种新技术的落地 实施
1966～2014年，美国先后出台了6 项与农牧业信息化相关的法律法规和发展 计划，为“智慧农牧业”及其产业链条的 发展提供了良好的政策环境和财政支持
此外，美国现代农牧业智能装备技术 日趋成熟，农牧业决策支持系统得到广泛 应用，有力地促进了农牧业整体水平的提 高
美国农牧业装备迅速向大型、高速、 复式作业、人机和谐与舒适性设计方向发 展
美国农民可利用全球定位系统、农田 遥感监测系统、农田地理信息系统、农牧 业专家系统、智能化农机具系统、环境监 测系统、系统集成、网络化管理系统和培 训系统等，对农作物进行精细化的自适应 喷水、施肥和撒药
在美国政府完善的农牧业信息化体系 建设下，大量涉农信息化企业应运而生
这些企业利用政府公开发布的农牧业大数 据进行分析、预测并提供给农牧业生产者 用于农场生产管理及精细化耕作，以帮助 农场主提高生产效率
美国的农牧业产业 链无论是从政策、生产、渠道、销售还是 品牌都已经深入实现了智能化、数据化、 服务精准化的水准
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