技术如何解决全球粮食短缺问题并确保农业的长期可持续发展？根据我们对5200多家公司的分析，以及对基于数据驱动的农业趋势研究的深入探索，我们得以窥见农业的发展趋势，这些趋势包括物联网、人工智能、精准农业、再生农业等。

农业新技术满足了对农业自动化、数字化和可持续性日益增长的需求。新兴农业趋势标志着向智能农业的转变，通过有效利用时间和资源，减少作物损失。智能农业将物联网（IoT）、计算机视觉和人工智能（AI）等技术应用于农业生产，以机器人和无人机取代了采摘水果、杀灭杂草或喷水等人工农场作业，加速实现农场自动化。

此外，农业科技初创企业还开发了以传感器技术驱动的物联网设备，收集实时田间数据，帮助农民根据数据进行决策。此外，近年来精准农业和室内农业的广泛应用也推动了物联网在农业领域的发展。综合来看，这些趋势将为农业实践带来可持续的颠覆性变革，不仅能够提高农作物的整体质量和数量，加强牲畜管理，还有利于实现可持续未来的最终目标。

1.物联网

2.机器人

3.人工智能

4.农业无人机

5.精准农业

6.农业生物技术

7.大数据与分析

8.可控环境农业

9.再生农业

10.连接技术

传统耕作和田间监测需要大量的人力、物力和时间，物联网设备配备多个传感器，可通过移动应用程序、边缘设备或其他方式收集和传输实时数据，处理如跟踪土壤温度湿度、管理牲畜等各种任务，除此之外，还能远程监控农场，为农民带来更多便利。

此外，创新型初创企业正在开拓传感器解决方案，将物联网技术与无人机、机器人和计算机成像技术相结合。不仅提高了耕作的精确性、灵活性和响应速度，还能及时提醒农民需要注意的区域。

Agrila 开发出基于物联网的传感器站

保加利亚初创公司 Agrila 开发了一种基于模块化物联网的传感器站，用于测量土壤湿度和温度、风速和风向、雨量、湿度、太阳辐射等重要参数。

该传感器站由太阳能供电，可通过手机或网络应用程序提供实时警报。此外，其还能为农民提供详细的图表、报告和传感器数据分析，使他们能以更加经济、高效的方式收集数据。

Farmer's Hive 提供远程监控传感器

Farmer's Hive 是一家加拿大初创公司，致力于满足温室、家庭农场和水果种植者对农场设备、作物和微气候进行即时远程监控的需求。其提供的云服务，可以存储这些传感器测得的数据和详细指标。

此外，这家公司还借助 4G LTE-M、Wi-Fi 或 LoRaWAN 网络等连接技术，促进无线生态系统中的远程监控，帮助农民深入了解农场数据，实时发现问题所在。

在大规模作业中，农业劳动力的稀缺给农民带来了巨大挑战。为解决这一问题，农业初创企业正在开发能够协助从业者完成任务的机器人，将采摘、种植、移植、收割、播种、喷洒和除草等重复性的田间杂务自动化。此外，机器人还在自动化牲畜管理系统中发挥作用，负责管理称重、孵化、挤奶和喂养等任务，使农民提高了整体生产率，减少了人为错误，最终提高了农业效率。

Advanced.Farm 提供机器人收割技术

美国初创公司 Advanced.Farm 正在利用机器人技术开发田间自主收割和导航的解决方案。他们部署了配备立体摄像头的机器人，根据农产品大小和成熟度进行识别和采摘。该公司还生产自动拖拉机，使农民能够以更少的时间和精力实现大规模自动化作业。

Nexus Robotics 开发机器人除草机

加拿大初创公司 Nexus Robotics 生产了 Le Chevre，这款机器人通过深度学习算法和摄像头来区分杂草和农作物，在不损害农作物的前提下正确识别和清除杂草。它还能收集作物生长状况的数据，使农民能够利用这些数据做出明智的决策。

人工智能可以为天气预报、作物产量估算和价格趋势提供预测分析，赋予农民实时洞察力，帮助他们积极主动的做出决策。人工智能和 ML 算法可自动识别植物和牲畜的异常情况和疾病，必要时可迅速采取纠正措施。

人工智能还为替代信贷评分打开了大门，为被传统银行忽视的农民提供金融服务。创新型初创企业还利用人工智能提高收获质量。例如，收获质量视觉（HQV）技术可以扫描和评估水果和蔬菜的质量和数量。

Arwa Intelligence 提供人工智能驱动的作物规划

美国初创公司 Arwa Intelligence 利用人工智能为作物规划提供定制服务。其创建的软件可汇总所有农场数据，对遗传、土壤肥力、气候、收成和产量等进行详细分析。

针对田间种植的作物，企业能够提供土壤和气候分类的智能解决方案。此外，它还通过生成农场级报告单提供收获分析，使农民能够识别限制因素并分析田间投入对作物的影响。

Re-Basket 开发基于人工智能的农业软件解决方案

Re-Basket 是一家位于津巴布韦的农业科技公司，为农业应用案例开发基于人工智能的软件产品。例如，其人工智能驱动的作物推荐工具可确保最佳作物选择，而基于人工智能的疾病诊断可利用计算机视觉进行作物健康分析。

公司的其他解决方案还包括肥料推荐、智能喷洒等。这些解决方案使农民和农业企业能够减少内部软件开发，降低成本。

无人驾驶飞行器（UAV）或无人机收集原始数据，可以将其转化为全面监督农场的宝贵数据。无人机配备摄像头，可简化空中成像和田野勘测工作；农民利用无人机优化肥料、水、种子和农药的定向施用，从而推进精准农业的发展；无人机的机载功能可捕捉各种图像，从标准可见光照片到多光谱图像，为作物、土壤和田间分析提供支持。

此外，无人机还能简化牲畜跟踪、地理围栏和放牧监测等任务。事实证明，无人机在牲畜和放牧监测以及作物栽培方面非常有效。另外，初创公司也在探索无人机技术，用于测量叶绿素水平、评估杂草压力以及评估土壤矿物和化学成分。

Wakan Tech 便捷化空中授粉

Wakan Tech 是阿曼苏丹国的一家初创公司，为椰枣树的空中授粉提供无人机解决方案。他们监测作物健康状况，并针对性地提供喷洒杀虫剂和花粉的工具，使用液体或干花粉为枣树授粉，拥有比传统方法更快的效率。

这家公司的无人机配备了人工智能和计算机视觉技术，用于检测害虫和生病的椰枣树，尤其在大型农场的作业中，能更快、更准确地锁定目标并进行喷洒。

Equinox's Drones 为农民提供无人机解决方案

印度初创公司 Equinox's Drones 依托无人机技术，提供农作物监控、航空检测、数据处理和数据分析等服务，其航空测绘解决方案可使用正射影像地图、三维点云、数字模型、等高线地图等图表类型。

这家初创公司收集无人机拍摄的图像和视频，进而对农作物进行空中检查和数据分析，还能根据获取的数据估算作物产量。

农业可持续发展涉及生态友好型实践，可以最大限度地减少或消除对环境的危害。精准农业需要针对具体地点进行作物和牲畜管理，也使农民能够精确地使用水、杀虫剂和化肥，优化产量质量和生产率。

鉴于田地的土壤特性、日照时长和坡度等因素各异，统一处理往往既效率低下又资源浪费。为此，众多农业科技初创企业正致力于研发精准农业解决方案，旨在提升盈利能力的同时，优化资源投入与应用，以适应不同田地的特定需求。

Data Farming实现基于云的精准农业

澳大利亚初创公司 Data Farming 通过提供付费的云服务为精准农业提供数字解决方案。其基于云的平台 "数字农艺师 "支持卫星图像、土壤测绘、自动分区等，为农民提供切实可行的操作指导与见解。该平台整合了NDVI（归一化植被指数）、高分辨率卫星成像技术和可变速率应用技术，以实现土壤的精准测绘，并确保农业投入能够按照精确到位置的施用速率进行，这一举措有力地促进了精准农业的进步与发展。

Agricolus 开发精准农业工具

Agricolus 是意大利一家开发精准农业工具的初创公司。该企业借助卫星遥感技术和无人机数据采集手段，精确计算与植被活力、土壤水分状况以及叶绿素含量相关的参数，并据此生成高精度地图，促进肥料和其他投入的可变施用率。

此外，这家初创公司还通过其硬件 AgriPlug 提高了农场运营和绩效分析的可追溯性，优化生产，同时降低了管理成本。

虫害和植物病害常常导致农作物减产。虽然施用农用化学品一直是常用的补救措施，但它们并不符合可持续发展的目标。相反，生物技术为提高作物和牲畜质量提供了一条途径。通过植物育种、杂交、基因工程和组织培养等方法，可以确定植物的理想性状。值得注意的是，CRISPR-Cas9 基因组编辑技术可以进行精确、快速的性状修饰。

利用新型生物技术解决方案，转基因植物可表现出抗病性、抗旱性、抗虫害性和高产潜力。这反过来又提高了农场的盈利能力。新兴公司还依托农业生物技术提出生态友好型解决方案，如生物农药、生物除草剂、生物肥料和生物塑料。它们既能解决土壤毒性问题，又能最大限度地减少对环境的影响。

AgGene 专注于植物育种

AgGene 是一家加拿大农业生物技术初创公司，利用植物育种技术开发出蛋白质含量更高的种子和组织。

通过这种方式，AgGene 解决了全球植物蛋白需求激增的问题。该公司还打造了包括 CRISPR 和 MAD7 在内的基因编辑平台，将所需的性状整合到商业作物中。

XytoVet 提高牲畜生产率

澳大利亚初创企业 XytoVet 正在研究绵羊、牛和水产养殖的育种技术。其 DNA 技术可为绵羊和牛分配正确的亲子关系，从而帮助农民快速识别优良羊群。

该公司不仅致力于通过筛选具有更高生长速度和更强抗病能力的基因来优化水产养殖，还提供全面的基因分析服务，帮助农民更好的做出牲畜管理决策。

对即将到来的农忙季节来说，获取作物面积、产量、土地使用、灌溉、农产品价格、天气预报和作物健康状况在内的指标至关重要。大数据分析工具通过深度挖掘关键指标，为农场运营提供了提取有价值信息的有效途径。

这种数据驱动的方法使得种植者能够发现数据下隐藏的模式和相关性。当前，已涌现出众多能够提供农场分析解决方案的企业，使农民更有效地利用田间数据。例如，农场分析可深入了解土壤养分水平、酸碱度和肥料需求，实现数据驱动决策。

Fyllo 提供作物分析

Fyllo 是一家印度初创公司，利用云服务分析农场数据。公司将设备安装在整个农场，用于数据传感和报告。同时，企业利用数据建立模型，让农民对作物需求、灌溉要求、病虫害等有着更精确的理解。除此之外，该公司还会根据土壤数据，为作物提供个性化的施肥计划。

AgriData Innovations (ADI) 实现数据驱动型农业

AgriData Innovations 是一家荷兰公司，为温室农业从业者开发智能相机技术，以更好地监控和管理作物。他们从测量作物特征入手，侦察病虫害并分析种子发芽情况，为农民提供高价值的数据见解。

ADI 的集成解决方案通过分析收集到的作物数据，为改善生长、生产和收成预测提供可行的建议，提高了温室的整体生产率和运营水平。

不可预测的极端天气经常会破坏传统的耕作方法。同时，在人口稠密的城市地区、干旱的沙漠或充满挑战的环境中，种植作物也会遇到巨大的障碍。受控环境农业为这些难题提供了答案。受控环境农业是指将植物置于精确控制的光照、温度、湿度和营养水平条件下，这种方法广泛应用于各种种植场景，如室内种植、垂直种植和温室。

此外，鱼菜共生技术、水耕法和气耕法、以及在营养丰富的溶液或雾气中进行无土栽培等先进技术也越来越受到重视。CEA 方法可减轻病虫害风险，提高产量，并建立可持续的耕作方法。

OnePointOne 专注于垂直气生栽培技术

总部位于美国的初创公司 OnePointOne 建立了一个垂直平面气生耕作空间。公司采用垂直耕作技术，以节省空间、水和劳动力。此外，它还利用超光谱高分辨率图像来分析农场中的植物，为农民提供个性化的耕作和营养服务。

Baltic Freya提供雾培技术

立陶宛初创公司Baltic Freya发现了水耕法和气耕法领域存在的问题，从而开发出一种新的改进型气耕法技术。通过水培法种植的植物很可能会感染根部疾病，而气培法通常需要使用多个喷嘴，现有的雾培技术可能会导致营养液过热或压电陶瓷盘破裂。

因此，这家初创公司推出了 Fogponics 2.0，它能确保产生最佳雾气，避免上述情况的发生，从而实现对植物生长环境的高效维护和优化管理，提升其生长的适宜性和可控性。

传统的耕作方式往往会造成长期的土壤侵蚀和板结；持续的犁耕、翻耕和过度放牧使土壤没有足够的时间在耕作季节之间被再次利用。与此相反，再生农业以尽量减少对土壤的破坏为重点，同时强调提高土壤生物多样性和表土再生能力。这种方法包含免耕、减少耕作、轮作等各种技术。

例如，在休耕期间种植覆盖作物，通过保护土壤来恢复土壤肥力。此外，再生耕作还能促进田地固碳，将其转化为碳汇，有助于减少大气中的碳排放，减轻对气候变化的影响。

BX 实现技术驱动的再生农业

BX 是一家总部位于英国的初创公司，致力于开发技术层面的解决方案，帮助农民向再生农业转型。这家初创公司的人工智能虚拟农艺平台 SAM 将研究与农场数据相结合，提供具体的见解。它的另一个解决方案 BX Score 可以量化农场的环境绩效，该平台在提供田间数据的同时，全面考虑了碳足迹、生物多样性影响、水资源管理和废物处理等多个关键环境维度。

BX 的产品使农场主能够利用集中化手段访问和共享数据，提高农场产品的透明度。因此，这家初创公司通过其创新解决方案不仅提升了食品和饮料供应链的整体透明度与信任水平，还成功推动了行业的低碳化进程。

RhizeBio 提高土壤性能和健康水平

RhizeBio 是一家总部位于美国的初创公司，致力于提高土壤性能和健康水平。通过将元基因组学（又名宏基因组学、微生物环境基因组学）方法、机器学习和生物统计学相结合，对土壤微生物组进行分析，有助于深入了解土壤的生物多样性（如物种数量和群落均匀度）以及土壤功能（如抗旱和抗病能力）。

该公司还会以报告的形式提供上述数据，农民和农业公司可以此为依据实施新的再生耕作方法，跟踪土壤生物多样性和土地功能的改善情况。

智能农业在很大程度上依赖于 5G、LPWAN、农村宽带和卫星通信等连接技术。尤其是 5G，它在整合物联网设备、机器人和传感器以及高速通信方面发挥着关键作用。让农民能够更准确地监控实时数据，在必要时立即采取行动。

通过光纤电缆连接的高速互联网进一步加强了现场数据的实时交换，这是实现农业作业精确性和准确性的关键要素。这些连接技术为物联网和其他智能技术提供了基础，以协同创建互联的智能农场。

Ellenex生产农业互联传感器

澳大利亚初创公司Ellenex提供多种由LoRaWAN、低功耗卫星、Sigfox和低功耗WiFi等连接技术驱动的农业传感器产品。

这些网络技术依靠以电池供电的设备运行，用于测量压力、流量、液位、水质和温度。这有助于对农场进行及时监控，使农民能够轻松获取准确数据。

4CLIMATE 为封闭环境农业制造互联气候监测器

4CLIMATE 是一家印度初创公司，为室内农场开发了联网气候监测器 AER 360。它可以测量和跟踪温度、湿度、蒸汽压力差和露点（是一个气象学的概念，指的是在固定气压下，空气中的水蒸气达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度。），为农民提供种植环境的实时数据。

该设备可让农民访问实时和历史农场数据。这样，公司就能让 CEA （受控环境农业）、种植者和农艺师确保在最佳条件下最大限度地促进植物生长。

发现农业领域的所有趋势和创新

在发达国家，农业领域正在经历重大的技术变革，而发展中国家也在逐步赶上。智能农业通过提供特定地点的数据、天气预报和产量预测，提高了农民的盈利能力。在各种技术的协同下，简化了农场运作，确保了效率和精确性。

（注：本文发布于 2020 年 11 月，更新于 2023 年 9 月）