接續前文:創新科技將如何助力農業發展?  

隨著量測諸如土壤與作物水分等指標的工具數量增加,有其他新創公司開始專注於更精確的施肥。科技創投業者如Andreessen Horowitz注意到了第一次綠色革命(Green Revolution)的長期成本,其中最值得注意的是化學肥料的過度使用。

舉例來說,導致海洋生物死亡的藻類大量繁殖問題,就與氮肥(nitrogen fertilizer)的污染有關。而根據一些估計數字,中國的農民在每公頃農地上使用的氮肥數量是美國農民的好幾倍,但是中國的農作物產量反而比美國的少30%;這促使中國軟體業者投入精準農業(precision agriculture)領域,期望藉由新工具來降低農友們對農藥的過度依賴。

中國的人工智慧(AI)先驅業者百度,就正在推廣一種佈署於農業用無人機的「智能邊緣」(Intelligence Edge)軟體;該軟體能分析透過紅外線攝影機收集的農作物光譜數據。百度聲稱其解決方案能發現病蟲害、精準施用殺蟲劑,而且能減少一半的農藥用量同時提升產量。

一切都看起來很美好,但面臨窘境的農友們正在尋找的是簡單又能快速取得投資報酬的解決方案。農業科技軟體新創公司Farm Dog執行長Liron Brish表示,務農已經是非常勞力密集的工作,「如果你要求農友們得再添加一個新程序,那我只能說『祝你好運』!」

Brish已經開始推銷該公司的土壤水分感測器,而且很快發現他是在考驗農友們的耐心以及荷包。因此,Farm Dog轉向用來「偵察」(scout)農作物的病蟲害管理軟體,幫助農友們在何時、何地使用農藥、施用多少農藥等方面作出更明智的決策。

田野數據的收集與分析,讓像是John Deere這樣的傳統農業機具大廠轉型為資料管理情報交換中心,而且可提供的軟體工具清單不斷增加中,包括Farm Dog的田野偵察工具。一旦資料完成傳輸,John Deere會以線上服務的方式讓農友們能即時查看農場營運狀況,並從中搜集如何提升營運效率的見解,最重要的就是如何花最少的錢來提升產量。

John Deere的營運中心(Operations Center)主管Jeremy Leifker表示,其目標是「透過了解跨越空間與時間的產量資料,」管理與農業相關的所有變量。

而最終各種軟體工具將改變農場──主要是大型農場或是種植特定農作物的農場──的營運方式。分子感測器開發商Consumer Physics共同創辦人暨執行長Dror Sharon表示:「軟體是一種新型肥料;軟體不是在吞噬這個世界,而是在餵養這個世界。」

精準農業的支持者堅信,隨著軟體供應商對現實世界的農場運作有更深的了解,以及新技術與傳統農作方法不可避免地斷斷續續進行整合,軟體工具將持續進步。例如Farm Dog表示已經改善其病蟲害管理工具使用方式,使得農友們能更容易取得根據田野觀察提出的因應方法;相關建議可以變成指令透過John Deere營運中心傳送至現場設備,例如可變速噴灑器。

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農友們正在採用新一代的軟體工具來量測像是土壤水分等指標,還有──以長遠的眼光看來──如何能轉向永續性的農業經營。
(來源:the Association of Unmanned Vehicles Systems)

Farm Dog的Brish表示,該公司的工具旨在消除目前不精準的農場應用程式常見的溝通不良,其平台採用AI技術分析歷史處理方法、作物細節以及地方法規(包括鄰近的有機農友位置),以確保精準的農藥施用:「這免除了溝通的成本與風險,確保每個負責農地健康的人都能即時保持一致。」

農業與能源消耗關係密切

推動「第二次綠色革命」的另一個重要元素,是釐清農業、能源消耗甚至是氣候變遷之間密不可分的關係。第一次綠色革命替餵養飢餓的世界提供了範例,下一次的農業大轉型則必須因應相關的能源與環保問題,以及永續性研究人員所提到的「營養安全」(nutrition security)。

根據美國國際開發署(U.S. Agency for International Development)的數據,事實證明,掌握了精準農業的繁榮國家所產出的熱量與蛋白質,遠超過200億人口所需(在富裕國家盛行的肥胖與糖尿病問題,還有在開發中國家蔓延的公共衛生問題,也是因為如此)。

綠色革命讓人類學會如何用更少的土地種植出更多糧食;為了消滅飢荒以及改善營養,則是需要有更妥善的通路才能餵養在貧窮與戰爭中受苦的人們。

美國伊利諾大學香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)榮譽教授、前任國際糧食政策研究所(International Food Policy Institute)研究院士Gerald Nelson表示:「幫助這些人是通路(access)而非可得性(availability)問題;」因此他認為重點應該由「糧食安全」轉向「營養安全」,也就是更著重於蔬果、水果、堅果與豆類等高營養價值主食作物的產量提升。

Nelson與其他學者最近共同發表了一篇論文,質疑目前的糧食生產是否「符合大眾營養需求;」該論文警告,目前的農業實踐已經導致了學者們稱之為「卡路里基本教義」(calorie fundamentalism)的現象。他在一篇1月份發表於《華盛頓郵報》的社論中寫道:「致力於提升小麥、稻米等糧食產量的二次世界大戰後綠色革命已經非常成功,讓我們被碳水化合物淹沒。」

被譽為「綠色革命之父」的農學家Norman Borlaug不太可能預見機器學習以及其他工具會被應用在他的先驅研究,包括穀物雜交(hybridization of cereals)──從小麥開始培育出的雜交品種,能耐受乾旱、成長快、抗病蟲害而且最終能提升產量。

微軟(Microsoft)創辦人比爾蓋茲(Bill Gates)最近還曾在推特(Tweeter)上貼文表示:「我希望我見過諾貝爾和平獎得主Norman Borlaug (編按:Borlaug已於2009年辭世),他的農業成就對我的思想影響重大。」

現在還不清楚第二次綠色革命是否能解決急迫的全球性問題,但看來精準農業工具確實有助於提升全世界的生活水準。美國作家Gregg Easterbrook在他2018年出版的新書《It’s Better Than It Looks》中寫道:「將精湛農業技術擴散到世界各地,將讓其他國家也能變得繁榮。」

此外Easterbrook還認為:「工程學的歷史在於一旦某個想法能被描述出來,實踐就變成釐清細節以及尋找資金的問題。」

確實,在新興的精準農業市場上有大量現金流動。舉例來說,化學大廠陶氏杜邦(DowDupont,編按:由陶氏化學與杜邦在2015年合併而成的化工集團)在2017年砸下3億美元,收購一家美國的農場管理軟體新創公司Granular。此外根據商業雜誌《Forbes》,2017年間估計有26億美元的資金投入該領域,比前一年增加了32%。

而不只有像是Andreessen Horowitz這種創投業者會扶植農業科技新創公司,較小的非營利機構也會為農業、水資源與能源專案投入「種子」資金;像是旨在填補「試驗」與「商業化」專案之間鴻溝的早期階段投資者Elemental Excelerator。而一家新創公司的啟動資金從10萬美元到100萬美元不等。

Elemental Excelerator執行長Dawn Lippert表示:「為了保護地球,我們必須加緊佈署能快速、大規模提供永續性解決方案的技術;我們正在尋找具備有才華創辦人與領導團隊的潛力新創公司,來解決世界最急迫的農業與糧食挑戰。」

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Making Agriculture More Precise — and Bountiful ,by George Leopold;本文作者曾任EE Times執行編輯)