活動背景
中國農技推廣協會數字農業分會第二期公益直播活動，邀請了全國農技推廣中心、數字農業黑科技以色列Fruitspec、加拿大Soiloptix、中國農科院、中化農業、京東農場、網庫集團等農業領導、高校專家、企業創始人，通過線上公益直播的方式，向廣大種植戶和農業社會化服務組織分享新農藝、新農技以及數字農業黑科技為農業生產帶來的紅利，持續保障春耕生產順利進行，指導農民科學種田，增產增收，推動數字化農業的進一步發展。
第二期第十講課程介紹
主 講 人：Paul
加拿大SOILOPTIX CEO
分享主題：土壤數字地圖對現代農業的意義
開播時間：4月17日晚19:30
全文實錄
非常感謝湖北富邦和大家讓我有機會介紹我們公司和技術，分享我們的技術是如何為世界以及中國的農業做出貢獻。我們的技術已經在全世界都得到了廣泛的應用，現在的增長速度也非常快。我希望今天晚上的講解能給大家帶來一些有用的信息。
1、公司起源
我自己是從加拿大安大略省南部的一個奶牛場長大的，畢業之後進入了約翰迪爾公司，成為一名機械工程師。2010年，我退出約翰迪爾，成立了自己的公司，一個用遙感方式來監控作物的農業技術公司。後來我自己跟著一個非常有名的教授一起學習土壤檢測將近三年。在2013年，開始了本地的一個非常獨特的土壤測繪服務公司。
2017年，
湖北富邦公司和我們SOILOPTIX形成戰略合作伙伴關係，一起進行土壤測繪和土壤服務。現在公司共有12個員工來負責全球各個市場，已經開始對全球的十個以上的國家進行土壤測繪服務。2、為何做土壤數字地圖
01 、土壤是作物的基礎
為什麼我們對土壤會這麼感興趣？因為對於農業來說，土壤就是整個地球的皮膚，作為地球的皮膚，是所有生物賴以生存的基礎。通常狀況下呢，被人們認為是理所當然的，並沒有引起足夠的重視。
02 傳統田間土壤測量的實踐
然後這個就引入到我們的農業耕作方面，在農業工作方面，我們認為傳統的田間耕作和田間測繪方面有很大問題。
a.傳統田間土壤測量的方式
以前的傳統測繪方式是拿一個手持的GPS裝置，對田塊區域進行劃分，然後田塊劃分出來後再來進行小的區域的劃分。
例如我們選出一個點，這一點也就是一公頃，15畝。如果我們想對這15畝進行一個土壤測試，我們需要做什麼？
15畝大概有兩個足球場的大小，傳統取土分析是在這兩個足球場面積大的中心部位裡面選一個點，然後由技師開車到這個點上去，從那兒選一個土樣進行圖像的測試。
這個技術會用下圖裡面顯示的這個設備來進行取土。
這是一個什麼概念呢？就是說用傳統方式對這個15畝進行測繪，選6英寸的圖樣。完成這一公頃整個的表層土取土樣，可能需要210個卡車才能裝下土樣。
用傳統實驗室方式測取的這個土樣，就是取土樣後將其裝在一個袋子裡面。實驗室會在土樣送到土壤實驗室後，取上一勺土壤進行測試。
b.傳統田間土壤測量的弊端
傳統方式下，我們只選用一個點、一個取樣點來代表一公頃也就是說我們只用了一勺的土來表示210輛卡車裝的土的數據。所以我們是非常簡化，非常不精確的。
這就是我們公司提供這樣的服務和技術的原因，因為傳統方式下做的土壤測試是非常不精確的。
在傳統的測土實驗室裡面，如果將土送到實驗室並進行土壤檢測之後，會給出這樣一個報告：
為了節約成本，對這個大約900畝的一片區域進行了少量取樣來進行測土，繪製了這樣的一個地圖。在這900畝上，其實我們只看到19、20個點的樣子。
這是5英畝的土壤地圖。左上角的是每2英畝取1個點，右上角的是每1英畝1個點，左下角是1/2英畝1個取樣點，右下角圖是1/4英畝1個取樣點。我們可以看出，隨著取樣點越來越多，土壤地圖是越來越精確。但是隨之而來的一個問題是，在傳統方式下，取樣點越多，成本就會變得非常高。
3、頂級土壤預測模式
這裡面有很大的機會，我們使用表層土壤預測模型來解決這個問題。
如上圖，我們看到有兩個點，一個點是堆肥的點，另外一個點是用來做有機降解點。在這兩個點裡面，它們的磷含量是非常豐富的。
01 SOILOPTIX設備介紹
a.工作視頻
剛才給大家播放的是一個關於使用他們公司儀器的小視頻。
b.支持記錄組件
我們可以看到這個裝載在車前面的就是我們SOILOPTIX感應器。除了感應器，我們還需要一些輔助設備，如用來記錄數據的電腦、高精確度的GPS。
c.靈活的安裝選項
這個設備可以安裝到各種形式的可在田間行駛的車上面。這個是在湖北富邦使用的車輛。
d.自主現場勘測機器人
現在公司正在試圖把這個感應器安裝在一個自動駕駛的機器上面。
e.使用方法
具體使用方法是：把感應器安裝在這個車上面後，這個車從田裡面開始，反覆行使，大約是以20公里/小時的速度從田間行駛，每次測量的間距大約是12-15米。
f.相關數據
這個圖是電腦裡的系統記錄數據的儀表盤。
這個圖是四種同位素從土壤裡面產生的輻射的數據。接受器首先是一個被動的接受，並不是主動發射。因為土壤裡存在的4種同位素發射出射線被感應器接收後，這個數據的輻射強度就會被記錄到電腦裡面。
g.田塊的伽馬記錄圖
現在能看到的就是車在田間行駛時，整個記錄器就開始從系統裡面進行記錄，每一個點都是代表了一個GPS點位上邊的一個伽馬讀數。
這幅圖就是掃描完整個土地後的整體情況，記錄了一個大約315畝的田塊的伽馬記錄圖。
通常狀況下紅色的可能就是說更偏粘土型，藍色的更偏砂土型。
然後這個土地左邊是用來輪作作物的，右邊是用來放牧的。
這個數據需要跟大家說明一下，這個土壤數據並不是非常易變的。例如說前面這兩幅圖，一幅圖是2018年9月份掃描的，另一幅圖是2019年3月份掃描的，我們可以看到這兩幅圖並沒有什麼本質性差異。
進行下一步土壤數字地圖繪製時，公司的這個軟件會指示，到一些取樣點，可能是一些臨界點取得土壤數據並進行實驗室分析後，輸入系統，對系統掃描的數據進行校對。
這些點其實是用傳統型的取樣方式來做的。在實驗室土壤數據出來之後，對這些數據插入公司模型、計算，對模型進行校對後，便會產生最終的結果，一個數字地圖。
公司所做出的結果其實就是針對於哪種營養元素、土壤性質的一個高精度的數字地圖。
02 分解過程
a.數字地圖
我們的地圖是如何做呢？
用帶著感應器的車對土壤進行掃描後，從土壤裡進行取樣校對，校對完之後，然後經過公司軟件的分析之後便會產生大約有25層的對於不同元素或是海拔地理位置還有土壤性質的這樣的高精度數字地圖。
b.差異化管理
所有的客戶都可以進入公司的一個網絡端看到自己的圖，自己田塊的土壤性質分析，而且自己可以對裡面的一些參數重新設置，生成數字地圖。這個數據也可以導出成其他的形式來供其他方式使用，如差異化施肥機、差異化播種機等都可以把這個數據直接插入到農機或者是飛機裡，然後對田塊進行差異化管理。
這個數字地圖可以提供幾組信息，第一組是土壤的物理性質，是黏土還是沙土，土壤裡有機質的含量。第二組就是大量元素、微量元素，大量元素裡面最基本，微量元素鎂鐵鋅銅。在這基礎上，公司還會給一個更復雜的土壤模型，如土壤的滲水率、保水率、土壤的密度這些模型出來後就可以進行差異化土壤管理和工作管理。
為什麼我們想得到這麼精確的信息或這樣一個精確的土壤數字地圖呢？本質上我們是想對土壤進行差異管理，就是我們常說的VRA，可變得施用率。如最基本的，進行差異化施肥、識別出特定的垃圾/有機物、差異化的播種、差異化灌溉。不同土壤性質，沙土和黏土的保水率肯定是不一樣的，滲水率其實都是不一樣的。
那我們知道這些信息就可以來幫助我們無論是在計劃的時候，例如說我們想做一個果園，這個果園保水率的差異是什麼，肥料的差異是什麼，我們就可以來提前計算我們的管道如何佈置、我們的灌溉系統如何設置，幫助我們做很多的農業管理決策。
c.差異化施用裝置
這些是現在全球都普遍使用的一些差異化施用設備。現在在市場上已經大批出現自動化的施用機器，無論是施肥還是噴水。
差異化施用裝置現在基本上普遍包括這幾個核心部件：用來控制的顯示器、有一定智能化的控制器。控制器用來接受信息，如各種各樣的感應器、傳感器的信息，都可以被控制器來接收，然後控制器經過分析、編程的處理來控制水和肥的實施。
需要對控制器進行管理、編程，用戶要告訴它在何種情況下需要做什麼樣的措施。
e.創建可變速率應用程序處方/接受
我們的數字地圖有所有的地理信息，記錄了在這一點上面，包括土壤的性質、土壤的肥力、土壤的保水率等各種各樣信息。然後我們就可以通過這個非常精確化的數字地圖對這個地圖開處方。
f.現場處置方法
差異化管理的核心是把這塊田分成不同的區域。因為我們前面已經講過了由於這個區域產生的差異化需要進行差異管理，那就是說有兩種方式，一個就是管理區，還有一個是非常統一化的劃分。但是無論如何這個核心思想要對這些不同的區域進行不同的管理。
4、實例探究
01 案例一
這張圖是用傳統的方式進行半公頃取樣點繪製的地圖，以便來進行差異化管理。大約七畝半的土地一個選點繪製成的這樣一個地圖，然後進行施用石灰。
這個地圖就是我們SOILOPTIX繪製的圖，可以看出其實是比之前的地圖要更加精確、細緻。之前的使用石灰是104噸，現在用我們SOILOPTIX地圖，需要使用石灰大約是142.9噸，這樣來對土地來進行改良。
地圖上其中有幾個點酸性非常強，需要進行特殊處理，也就是說使用更多的石灰中合PH值。
02 案例二
這個圖可以看到一些結果。這是當地一個農民在社交媒體上發的一張照片。這個圖片顯示區域以前的時候作物非常難生長，但是通過差異化管理使用了大量的石灰中和PH值後，你就可以看到作物可以正常的開始生長。
可以看到處理的前後對比。2013，整個土壤酸性是非常強的，在基於我們SOILOPTIX提供的信息來進行管理之後，PH值被中和掉了。
03 案例3
這個是我們對另外一個客戶的服務。左邊這個圖是之前這個客戶通過傳統方式繪製的土壤地圖。一開始的時候，他一直懷疑SOILOPTIX的精確性。掃描之後，我們畫圈這個點是他懷疑度最高的一個點，他在這個點上面又進行了第二次確認，然後發現SOILOPTIX的數據非常精確。
5、當前的API平臺合作伙伴
現在全球公司合作的夥伴有FIELD VIEW、JOHN DEERE、Danish Agro，這是歐洲一個非常大的農業公司。
6、人工智能/機器學習
現在公司還在進行另外一個延伸，就是使用人工智能還有機器學習進行算法的優化，讓系統整合感應器掃描的信息、遙感信息，測土信息等信息之後，進行更快速、更精確的數字土壤地圖的繪製。
未來公司基本上的目標還是，用人工智能把仍在使用的傳統測土實驗室方式取代掉，提高結果的速度和精確度。
7、SOILOPTIX的國際發展
這些是世界上在使用SOILOPTIX的國家及有合夥人的國家。
8、我們的團隊
SOILOPTIX和湖北富邦有著戰略性合作伙伴關係，富邦本身有著非常強的技術實力和市場能力，我們在中國的實施肯定首先要通過富邦來實施。
每個國家都有自己的實際情況，中國也有很多實際情況需要解決，如最典型的一個就是田塊面積偏小。我們準備和富邦進行合作對中國市場進行一個研究，找到一個適合中國的使用方式。
9、種植者地位
公司永遠是把農民、把種植者作為第一服務目標，讓他們對土壤有更深的認識，無論是土壤肥力還是土壤的性質都有一個更深的認識。
以上就是我們公司及技術和服務的介紹。
歡迎大家持續關注“數字農業分會”，及時瞭解直播動態。第三期直播活動正在緊張籌備中，敬請期待~
