自多恩·考克斯（Dorn Cox）四年前开始自动化他的250英亩新罕布什尔州农场以来，他已经安装了几十个传感器。有些传感器测量他周围南瓜土壤的水分。有些传感器跟踪他周围黄瓜温室空气的温度。其他传感器则测量约四分之一英亩大小的田地各部分的风速和降雨量。当出现问题时——温度过高或土壤过干——他会收到智能手机上的警报。他还派出无人机来调查他的农作物干旱、土壤侵蚀和植物健康状况。
“农场里有很多事情要做，”考克斯说。“能够跟踪这一切而无需雇佣更多人非常重要。这能让你做得更好，效率更高。”
几个世纪以来，农业一直是一个直观的过程。如今，它已经网络化、分析化，并且数据驱动。大型农场（1000英亩或以上）率先开始这一趋势，采用精准农业的工具——使用GPS引导的拖拉机、无人机和计算机建模来定制如何耕种每一寸土地。农场经理可以测量和绘制土壤酸度和氮含量等数据，然后针对特定植物施肥——而不仅仅是“喷洒祈祷”。结果是，他们最大限度地利用了他们种植的每一颗种子。根据美国农场局联合会2014年的一项调查，这些方法平均降低了农场成本15%，并提高了产量13%。
根据美国农业部的数据，占美国所有农场88%的小型农场现在也正在采用类似的方法，这得益于传感器、无人机、摄像头、无线网络和数据套餐的普及和可负担性。而且它们有时会比大型农场看到更好的结果。考克斯表示，他已将劳动力和肥料成本降低了高达70%，在某些情况下产量翻了一番。
他和他的农民同事们也通过farmhack.org分享数据。过去，创新来自于个体实验。现在，“如果你能在其他农场的帮助下捕获新数据，”考克斯说，“所有这些实验加起来，学习速度会快得多。”
农业曾经是直观的。如今，它是分析化和数据驱动的。
在考克斯位于朴茨茅斯东北部约20英里处的塔卡威农场（Tuckaway Farm），考克斯使用了他帮助开发的开源农场管理软件farmOS。他还可以创建农作物的3D模型来显示生物量体积。他可以通过无人机观察更大的景观模式。他还可以实时共享信息。他的下一个创新将是在田间使用机器人。当玉米长到成熟高度时，很难穿过行间施用氮肥。因此，农民会在季节开始时将氮肥施在地里，并希望它能持续。但是Rowbot——由明尼苏达州农业工程师肯特·卡文德-巴尔斯（Kent Cavender-Bares）和他两个兄弟（其中一个是机器人学家）创造——体积小巧而坚固，足以携带几加仑的氮肥，并在行间穿梭，根据需要施用氮肥。
“在未来，机器将会在田间工作，同时也在学习这片土地，”卡文德-巴尔斯说。这些数据反过来会影响像考克斯这样的农民如何管理他们的土地。“我们已经具备了将这些整合在一起的条件，”考克斯说。“我们以前没有过。这很重要。”
想了解更多？请参阅《大众科学》2015年10月号的未来食物专题报道。
