利用数字技术在农场进行精确的管理决策
Dairy爱尔兰的农场目前面临着寻找可实施的解决方案以提高可持续性的挑战。农场大使计划是一项位于丁格尔半岛的倡议，旨在调查数字技术在农业中的可行性、应用和影响。
爱尔兰的奶牛场目前面临的挑战是找到可实施的解决方案，以提高环境问题、劳动力需求和可用性、牛群管理和福利的可持续性，同时提高盈利能力。数字技术提供了一种有潜力解决这些挑战的战略。农场大使计划位于丁格尔半岛，涉及Corca Dhuibhne创意和创新中心、Teagasc、Net Feasa、Kerry Agribusiness和当地农业社区。
该计划旨在调查数字技术在农业中的可行性、应用和影响。总体愿景是将智能技术整合到牧场农业系统中，无论是乳制品、牛肉还是绵羊生产，目的是改善农场管理，并最终对农民的环境、盈利能力和生活方式产生积极影响。这是基于这样一个前提，即通过这些智能技术提供的“实时”数据，可以做出更好、更精确的管理决策。但是这些数据必须被适当地捕获、管理和使用。
左至右:Deirdre de Bhailís, Corca Dhuibhne创意与创新中心，Denis Galvin Lispole, Ronán Ó Siochrú Burnham, Micheál czyimillechair, Ventry
六个奶农在丁格尔半岛集水区签署了这个农场大使试点计划，并在农场安装了传感器技术网络。这可以实现对农场各个方面的“实时”自动监控，例如草和牛奶的生产、天气和土壤。传感器采用LoRaWAN通信技术安装。传感器的选择是基于它们各自和组合数据对农场决策的重要性以及成本效益。
捕获的数据包括2020年1月至12月收集的牛奶量数据(图1)，即每小时的散装罐读数以及油轮收集时间。例如，通过将散装罐的读数与收集罐的读数相匹配(图2)，可以每周验证3次牛奶量读数。这样，农场就可以获得早上、晚上、每天和每周的牛奶产量。农民被要求每周进行一次农场散步，记录草地覆盖情况，并将这些数据上传到“PastureBase”决策支持工具。每个农场都部署了一个记录降雨量和气温的气象站，以及用于确定土壤湿度和记录农场储罐中泥浆体积的传感器。最后，根据土壤分析为每个农场制定了养分管理计划。
图2。散装罐和集输罐中计算的牛奶量一致的例子
为了增加数据的价值并提高其效用，应该单独检查来自每个传感器的捕获数据，并将其与关联数据相关联。个别农场的牛奶生产水平可以在特定的时间点每周、每天或早晚进行检查，也可以在规定的时间范围内连续进行检查。它还可用于将农场与其他类似规模和管理标准的农场集团进行基准比较，或与适当的目标进行比较。牛奶量数据也可以与获得的牧草参数测量相结合，例如牧草质量(HM)和牧草生长速度(图3)。
图3。草原管理参数
这些数据的相互作用可用于优化和确保更精确的草地分配决策(图4)。此外，可以将草地数据与天气数据结合起来考虑。
图4。在PastureBase决策支持工具中开发的“楔子”
这种牛奶传感器是一种廉价的牛奶计量器，其输出数据可能与围场数据和天气数据相关联，目的是观察这些参数之间的关联，并利用它们来预测在管理方面应该采取哪些选择，例如分配草地。牧草质量/公顷是一个有价值的参数，可用于建议施肥/泥浆施用的建议时间，并使草的生长速度与天气相匹配。土壤湿度也与天气有关。浆液罐容积数据可以表明浆液的生产速度和在罐中剩余的储存天数。这些数据，连同天气数据和土壤湿度，可用于建议应用/传播日期。最后，为每个农场开发的NMP详细说明了土壤的肥力指数，并指出了不同围场对石灰、氮、磷、钾的不同需求，这反过来又有助于根据目标施用量进行养分管理规划，从而最大限度地减少浪费和潜在的环境问题。
因此，这个项目基本上是从相关参数的实时数据中获取最大价值，使用适当的测量系统捕获，并建模以生成决策支持系统，以确保改进决策和精确管理。
这项工作的另一个目标是，智能农业技术将为农业系统提供基于证据的属性，例如可追溯性、可持续性和低环境影响，反过来，这将支持农民生产的高市场价值，并促进丁格尔半岛农产品的品牌。
从工作中吸取的经验教训包括:(a)技术必须相关、适当和具有成本效益，并按要求操作;(b)数据管理是工作的重要组成部分，包括建立数据库、存储、数据流、自动检查和适当的数据合并以供分析;(c)有必要在解释和使用决策支持工具输出方面为农民提供支持和培训。
在数据分析方面，这项工作正在继续进行，并从所收集的数据中获得最大利益。目前正在制定进一步推进这项工作的计划，并将规模扩大到另外30个农场。这是通过最近资助的欧盟项目(PLOUTOS)的合作伙伴关系实现的，IFA也与该项目有关。决策标准将通过与农民、技术提供者和数据分析师共同创造的过程来制定。这些信息将被嵌入到一个在线仪表盘工具中，使农民能够实时获取信息，以支持决策。这一阶段的另一个关键方面将涉及到寻找商业模型——如何准确地将解决方案打包、交付和大规模实现。Net Feasa将与所有参与者合作，确保在考虑到易用性、成本效益和可持续性的情况下实现这一目标。
本文由Bernadette O 'Brien撰写1和Deirdre deBhailis2
1动物与草原研究与创新中心，Teagasc, Moorepark和2Corca Dhuibhne创意和创新中心，丁格尔