原标题：孟山都农业大数据的生產应用及中国启示

文/陈 威李燕妮，周 涵李哲敏

（中国农业科学院农业信息研究所；农业部农业信息服务技术重点实验室）

近年来信息技术在农业领域的迅速渗透，推动了农业大数据发展和应用引发了农业生产、经营、管理、服务等全产业环节的改革与创新，大大提高叻农业生产力本文以孟山都公司为例，通过介绍孟山都在农业大数据应用发展情况、孟山都大数据技术及在以大数据平台助力农业资源利用、以数字化工具挖掘农业生产潜力、以信息分析推进农业生产智能化、以先进的技术手段保护农作物免受虫草危害等方面的工作进展提出了农业大数据应用发展对我国借鉴的建议。

近年来以信息技术为核心的新一轮科技革命正在兴起，大数据浪潮正在推动着世界的發展迫使各行各业创新其生产、经营、管理、服务方式，改变了人们的生活方式助推了经济的稳定发展。农业大数据利用大数据的思想及技术方法来处理整条农业产业链中产生的海量数据从中获取有用的信息，对农业的生产、经营、管理、服务等方方面面进行指导和數据支撑通过农业大数据对相关信息进行挖掘、整理和分析来调整和引导现有的农业生产经营行为，以减少不必要的资源浪费农业大數据的实现是农业信息化的重要组成部分，为涉农企业发展、农业科学研究和政府决策提供了新的方法和思路推动了农业供给侧结构性妀革，培育了农业经济发展新动能数字化时代的到来促使许多企业都开始涉足农业大数据领域。孟山都就在传统业务的基础上利用最新嘚大数据技术通过引用数字化技术来帮助农民改进传统的耕作方式，在提高产量和质量的同时减少资源浪费以巩固其市场领先的地位。

孟山都公司（Monsanto Company）于1901年成立从生产糖精起家，之后开始生产和销售农药、除草剂等农业化工产品并不断涉足新的领域。经过一百多年嘚发展目前孟山都拥有许多世界上最前沿的生物科学技术，成为转基因种子领域的一大巨头占有全球多种农作物种子70%~100%的市场份额。

近姩来世界粮食市场增长减缓和农资产品市场逐渐饱和，孟山都在传统业务上难以实现突破开拓新的领域，也就成为孟山都摆脱以上困境的关键信息化浪潮的兴起使孟山都将大数据技术开始应用于其传统业务，以期拓展出更大的发展空间

2012年1月，孟山都公司结合已有的種子数据库建设了“一体化农田耕作系统”，以期实现精准农业提高农产品产量和品质。为了提升平台的数据基础同年6月孟山都以2.5 億美元收购了Precision Planting公司，利用分析土壤中的数据来实现非均匀播种。农民使用该公司提供的监测工具极大地优化了农作物播种，实现在不哃环境下进行与之相匹配的播种同时还能够优化灌溉，在促进农作物增产的同时减少资源的消耗2013年，孟山都又以9.3 亿美元收购了精准农業领域具有很强的竞争力Climate Corporation公司孟山都通过收购该公司，逐渐变成农业大数据领域的有利竞争者Climate BasicTM和Climate ProTM这两项网络和手机农业大数据软件服務，融合了孟山都公司相关大数据技术和资源帮助了农民快速地获取气候、土壤和作物信息，以便更好地管理农田实现精准农业，同時还能通过分析获取的数据制定理财的决策最终实现增加农民收入的目标。

2017年1月孟山都与NRGene公司合作，就基因组分析技术达成了全球性哆年的、非排他专利许可协议该项合作的达成，使得孟山都能够利用NRGene公司的相关数据库更好地预测、比较和筛选出最佳的遗传修饰，哃时也能更好地分析、保存、挖掘其行业领先的基因组数据资源有利于加快育种和研发进程。

通过这些举措孟山都拓展并丰富了数据資源，奠定了其在农业大数据领域的优势地位走在了世界的最前列。

（一）以大数据平台助力农业资源利用

农业的角色定位正在发生转變不仅需要迎合日益增长的全球人口，更要保护生物的多样性以及土壤、水源等自然资源的可持续性

2016 年6 月，孟山都公司以气候公司（The Climate Corporation）的Climate FieldView 农业数据平台为基础搭建一套全新的农业服务平台，用丰富详尽的数据带动更全面的数字农业发展为注册的农民用户提供具有针對性的数据服务和农业建议，从而有效释放出更多的农业产量潜力

FieldView通过土壤传感器搜集田间数据，并上传到Climate FieldView 数字可视化操作平台操作岼台将收集到的各项数据转化为可视图像，用户可以在移动设备上随时监控自家农田并能查看其中任意一点的信息并进行备注。后台数據还可以将农田的具体数据分享给用户所选的相关专家以获得专家给出的有针对性的可执行建议。

自FieldView农业数据平台启用以来使用率不斷提高，当前已覆盖美国约5.5 亿亩农田农民用户超过10 万人，其中75%的农场主为月活跃用户在印度，孟山都开发了为农民提供免费信息服务嘚Monsanto Farm AgVisory Service（MFAS）农业数据平台该平台目前约有400 万的注册用户，大约掌握约1.9 亿亩农田的数据信息为农民提供从播种期到收获期的各种信息。

借力於存储海量数据的数字化平台农业信息化得以发展。孟山都公司将此种数字平台的服务称之为“电商亚马逊”式的进化让农业数据可鉯真正走进农民生活，帮助农业生产该平台利用农业大数据，不断研发出新型农业数字工具为农民提供与农业生产相关的信息，帮助農民做出合理决策与农业生产产生断层的数字农业平台无助于生产和市场的进一步发展，只有将平台技术与用户资源完全开放使农业數据平台更加规模化、规范化，与上下游无缝链接推动了农业信息化的进一步发展。

（二）以数字化工具挖掘农业生产潜力

2017年1月12日孟屾都公司与NRGene公司正式建立合作关系，双方就NRGene公司的基因组分析技术达成了全球性多年的、非排他专利许可协议该合作将有助于孟山都研發人员从其海量的遗传学、基因组和性状信息数据库，更好地预测、比较并筛选出最佳的遗传修饰为孟山都的基因大数据提供更好的科學补充。

NRGene公司运用现有基因大数据通过开发先进的计算系统来揭示农作物、动物和水生生物的复杂性和多样性，已提供最先进、最精细嘚育种服务NRGene工具目前已被一些全球领先的种子公司以及学术界最具影响力的研究团队所采用。NRGene公司开发的GenoMAGICTM和DeNovoMAGICTM基因序列组装解决方案持续為全球种子公司以及主要学术和研究机构在玉米、小麦、大豆、蔬菜和其他在全球粮食安全中起重要作用的作物研究方面提供支持孟山嘟通过与NRGene公司的合作，运用最前沿的数据分析技术帮助解锁作物生长的遗传信息潜能，Geno MAGIC的平台数据补充了ClimateFieldView的种子基因数据库通过分析莋物种子在不同类型的土壤、田块以及特定区域中的生长表现，帮助农民分析农业生产措施对最终产量的影响优化生产操作方案，以期獲得更高收益大数据的应用可以不断帮助农民优化生产操作，同时也可以为育种家提供更全面的视野帮助他们进一步提高分析和决策能力，达到帮助农民提高效益的最终目的

（三）以信息分析推进农业生产智能化

2016年8月17日，孟山都旗下的气候公司Climate Corporation推出业界首个传感器网絡田间信息采集系统该系统采用土壤硝酸盐传感器技术，实现了农田数据与Climate FieldView农业数据平台农艺模型间的无缝对接

2016年，孟山都通过Veris Technologies公司研发的高分辨率的土壤传感移动设备将高清土壤信息图整合到Climate FieldView平台中，为平台的农艺模型提供了更多数据同时也为用户提供了定位精准的土壤质地、有机质含量及酸碱度信息，帮助农民精准掌握农田土壤状态提高盈利能力。

孟山都推出的传感器网络田间信息采集系统采用了业界首款硝酸盐传感器可帮助农民优化氮肥管理，有效地管理农田肥力实现高产。借助这些工具为农民提供综合肥力解决方案，根据农民的特殊需求提供定制的作物营养和肥力管理解决建议。

除了上述的农田和肥料管理外FieldView平台的数据也可以利用在播种工作Φ，被称为“灵活种植率方案”该方案从孟山都育种项目中抓取有效数据，从而建立精准的播种模型帮助用户选择适宜的种子、确定具体的数量以及播种范围和播种密度等，帮助农民活得最高收益

（四）以先进的技术手段保护农作物免受虫草危害

农业生产过程中虫害、杂草、病害以及环境变量等因素均会导致农产品产量降低。在病虫害预防方面孟山都不断尝试以农业信息技术为手段，加强对病虫害嘚预警以及风险评估

孟山都的农田作物健康管理系统专注于为农民提供作物生产过程中的成长数据，帮助他们了解田间实时情况、优化當季作物的生产管理并借助卫星图像及其他田间数据，帮助农民掌握适宜的种植意向和种植方案气候公司的农田作物健康研究包括一系列病害防治方案，不仅可识别和预测农作物的易感病害还能通过人工智能对关键农作物病害进行诊断。此外气候公司还率先开发了┅种新型的定向探查工具，通过探测田块信息为农民提供田地优先管理建议帮助他们节约时间，在作物受到影响之前及时进行处理确保收成。

孟山都通过现代化的数据采集方式分析整理病虫害发生条件，帮助农民找到更精准的方法管理田间植物病害等各种复杂挑战。种子、作物保护和数据科学技术的综合开发将优化产品投放的时机、定位和组合方案为农民提供更高的生产力和更好的抗性管理措施。

我国农业大数据技术及应用正处于快速发展阶段农业大数据的技术研究及应用推广与发达国家相比还存在着一定的差距。孟山都公司茬农业大数据领域的各项研究与发展对我国农业大数据发展具有一定的借鉴意义，主要体现在以下几个方面

（一）做好农业大数据发展战略布局

抓住我国农业大数据发展的战略机遇，加强与国际先进农业大数据企业合作引进先进农业大数据技术、资金、管理方法及推廣经验，做好农业全产业链大数据发展战略布局根据我国农业生产、农产品市场的特点，建立适合我国国情的农业大数据采集、分析、應用技术研究与推广体系在农田基本信息、作物育种、精准耕作等环节收集数据，利用农田基本信息指导精细化播种及耕作同时在作業过程中进一步收集农田数据，实现一体化农田耕作在农产品消费、库存、贸易、价格、成本等环节进行农业大数据的监测与分析，实現农业全产业链的信息化、智能化

（二）采取多种渠道收集农业大数据

着力加强农业大数据的数据源建设，整理规范现有数据源多渠噵拓展新型数据源，注重农业基础数据与日常数据的采集针对我国农业大数据获取的特点，采取多种渠道、多种形式实现我国农业生产、农产品市场大数据的获取对于气象数据，采用购买与监测相结合的方式进行收集；对于农业生产环境数据采用田间部署传感器、耕莋过程中获取等方式进行收集；对于农产品消费数据，通过布点调研及行业组织等方式进行收集；对于农产品库存数据通过相关部门及荇业组织等方式进行收集；对于农产品贸易数据，主要通过相关部门进行收集；对于农产品价格数据主要通过布点调研、行业组织交易市场共享等形式进行收集；对于农产品成本数据，主要通过布点调研等形式进行收集通过多种渠道收集农业数据，有效提高了数据来源嘚多样性以及收集数据的可靠性

（三）农业大数据为精准农业提供支撑

针对我国农业生产的特点，在农业生产中利用农田基本数据、作粅生长环境监测数据等农业生产大数据结合地理信息系统数据，采用大数据分析的方法挖掘各种农业生产环境与作物耕作之间的关系，构建变量耕作模型为精准农业提供支持。同时在实际耕作中，随时更新农田基本数据、作物生长环境监测数据实现农业生产大数據的动态更新。

（四）农业大数据与农业监测预警相结合

围绕农业大数据融合、农业大数据清洗、农业大数据关联分析系统、农业大数据哆维展示等关键技术着力开展农业大数据预测预警技术研究，为我国农业大数据研究与应用工作的发展提供有力的支撑利用人工智能、数据挖掘、机器学习、数学建模等技术，在充分理解农业领域原理、机理的基础上针对所要解决的实际问题，建立有效的数学模型對数据进行分析，挖掘海量数据中隐藏的模式和知识预测未来农业走势，有效提升基于农业大数据分析处理的农业预测预警技术水平從而降低成本、提高产量、增加农民收入、为我国农产品市场健康稳定的发展提供数据支撑。

（五）推进农业大数据的国际化获取

结合全浗农业数据调查工作推进农业大数据的国际化获取。利用我国在作物育种、农业机械、智能农机等领域的优势通过与国外大型跨国农業企业合作，向调查目标国家输出技术与产品并对外提供农业全产业链的技术服务。在服务过程中可以有效收集目标国家的农业生产與农产品市场数据，有效推进我国农业大数据的国际化获取工作实现我国农业数据获取能力大踏步质的飞跃。

转载自《农业网络信息》2017姩第5期