作为温室气体的首要排放来历之一，农业减排关于到达《巴黎协议》提出的将全球气温上升操控在1.5℃以内的方针至关重要。一起，面临不断添加的人口压力和日趋频频的极点气候灾祸，怎么确保国际粮食安全、完结农业的可继续展开也是全球面临的一起应战。

  BCG携手极飞科技对科技怎么助力农业完结净零转型进行了深度研讨，发布题为《通往农业碳中和之路》的陈述，依据从极飞科技在国内首先树立的超级棉田中搜集的数据，对不同科技运用在实践农业出产中的减排潜力进行开始测算。

  比较于动力、工业和修建等职业，现在对农业减排的重视度相对不高，首要因为出产办法差异性大、排放原理机制杂乱以及缺少来自实践出产中的事例实证。但跟着科技的展开，农业减排也将迎来新的打破。

  作为全球温室气体的首要排放源之一，当时农业和林业活动以及土地运用的改动而产生的温室气体已占全球温室气体排放总量的17%。假如考虑到食物出产价值链中的贮存、运送、包装、加工、出售和消费等环节中产生的温室气体排放，则该比例会进一步上升至21%—37%。此外，农业出产活动也会对生态环境形成损坏，如或许导致森林采伐、土壤侵蚀与退化等，进一步加重全球温室效应。

  简略来说，农场内产生的任何一项活动都有或许产生温室气体排放，以二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）以及甲烷（CH4）等三种温室气体为主。别的，与其他职业不同的是，农业生态体系中的各项活动不只或许添加温室气体的排放，也有或许导致温室气体的“消除”。例如，当荒地与沙地被开发为耕地并栽培了作物后，其土壤吸收和存储碳的才能将得到进步，这些土地将作为一个“池子”存储更多碳，防止其被释放到空气中。

  对不同的农场而言，首要的排放源和排放量将会因为农场具体状况、办理形式以及栽培饲养的生物类型而存在很大差异。但依据联合国粮农安排（FAO）的核算，全体来看农业活动产生的温室气体首要来自七大排放源，其间动物肠道发酵及出产中的化肥施用是最大的两大排放源，占比超越40%。

  值得注意的是，在当时科技条件下，不同排放源的温室气体减排潜力差异很大。比方，尽管动物肠道发酵是农业温室气体的最大排放源，但要减轻其影响并非易事。尽管可以经过向草场动物的饲料中参加添加剂，如红海藻素以及3-硝基氧丙醇（3-NOP），来大大削减动物肠道发酵产生的甲烷排放，但科学家仍在寻觅下降红海藻的栽培、收成以及处理本钱的办法，让其可以被大规模运用。动物对这些添加剂的长时刻耐受性和副作用也仍待科学验证。而另一方面，针对其他农业温室气体排放源的减排举动或许获得愈加直接且高效的作用。例如用电动农业机械替换掉燃油机器，可以在保持当时出产水平的一起快速削减温室气体的排放。本陈述后续章节将着重于介绍相对愈加老练且更易完结的科技减排办法。

  依据BCG在碳中和范畴的洞悉，一起结合极飞科技交融了数字农业基础设施、智能农业设备和AI渠道技能的规模化农田作业实践经历，以及与本地农户的访谈，咱们发现科技现在首要可以从四大方面协助下降温室气体排放，包含削减化石燃料耗费、削减农业化学品投入、推进秸秆科学还田、最优化耕耘决议计划。

  削减化石燃料的耗费首要有两种办法，一是将传统燃油农机替换为运用电力等清洁动力的机器，二是进步燃油农机的动力运用功率。

  运用电动设备替换传统农业机械：在农场中运用经过电池供电的无人机和农业机器人被认为是经过替代化石燃料机械完结可继续农业的有用办法。运用电力的农业无人机或机器人可以全自主精准作业且操作简略易用，可一起完结节省燃油和人工本钱。现在，无人机在农药与化肥喷洒环节已有较为老练的运用，未来可运用于更多出产环节。

  进步机械作业精准度，进步动力运用功率：农户可经过在传统柴油农机上装备主动导航及转向体系设备，将传统农机变为具有厘米级精度导航体系的主动驾驶机械。体系经过规划最佳道路，协助农机在各运用场景（如耕地和收割）中最大极限地防止重复道路，削减动力耗费。

  凭借AI技能精准上肥打药：比较于传统打药“雨露均沾”的形式，农人可凭借人工智能技能剖析无人机搜集的农田作物高清地图，精准定位作物反常区域（如苗株稀少），并判别反常状况产生的原因（如受害虫侵扰或土壤肥力低下）。然后向该区域派出农业无人机，无人机可依照预设道路及用量精准喷洒，防止漏喷或重喷。

  运用智能灌溉体系，进步农业化肥施用功率：运用水肥一体化的智能灌溉体系可让液体肥料直接被作物根部吸收，到达更好的肥料运用功率。一起，先进的智能灌溉体系可凭借土壤监测设备，实时剖析土壤的各种数据，包含土壤水分、空气含量以及土壤酸碱度信息。当土壤状况到达预设参数时，主动敞开或封闭灌溉，防止水肥漫灌，削减肥料用量一起，进步土壤健康程度。

  曩昔因为缺少相关技能和认知，农人通常在作物丰盈后燃烧掉秸秆，形成很多温室气体排放和大气污染。尽管跟着国内外秸秆禁燃令的逐渐施行，秸秆损坏抛撒还田的办法已逐渐被大多数农户承受，但未经科学处理的秸秆，简单成为很多害虫虫卵或细菌繁殖的温床，埋入地下后来年或许引发新一轮病虫灾祸。

  当时科技可以协助农人在前期就辨认或许的病虫灾祸并尽早采纳操控办法。由无人机、田间高清相机组成的监测体系可协助农户实时监控作物成长状况，一旦发现病虫害，体系将主动提示农户采纳办法，比方差遣无人机进行针对性的农药喷洒。一些监测体系还可以依据算法，经过对周边农场的病虫害产生及分散状况进行剖析，做出灾祸预警，提示农户及早采纳办法。别的，经过削减病虫害及运用科学的办理形式，农人可以完结每株植物出产力的进步，比方在棉花栽培中完结更高的草谷比，在相同的产值下完结较少的秸秆剩余，减轻农人的处理压力。

  曩昔，基本上一切的耕耘决议计划，例如栽培什么作物、作物的密度、何时播种、灌溉、上肥和打药以及犁多少次地等，都由农人依据个人经历做出判别。这种过于依靠人工经历、缺少数据支撑的办法，除了形成动力糟蹋和过度上肥外，还或许导致土地运用功率低下、重复耕耘乃至农田退化的状况。

  现在，农人可在才智农业渠道的协助下做出更正确的决议计划。才智农业渠道采纳端到端的办法，整合了整个农业出产中运用的一切硬件设备和运用软件，在农业出产的整个生命周期中辅导并服务农户。比方经过相互连接的土壤传感器、无人机和卫星等硬件设备，监控、盯梢和搜集农田作物数据，并随后将数据传输到渠道，凭借图画辨认和深度学习在内的AI技能进行剖析，为农人供给举动主张及数字化解决计划，辅佐他们做出最优耕耘业决议计划。凭借才智农业渠道，农人可把握播种、上肥和灌溉的最佳时机和用量，可发现栽培密度不达方针的区域，能把握土壤退化状况并及时采纳办法等。经过采纳最科学的栽培办法，进步出产功率，维护环境，助力削减农业的碳脚印。

  为了验证农业科技运用于大规模栽培场景并助力减排的可行性，BCG看望了极飞科技于2021年发动的“超级棉田”项目。作为国内首个大规模才智栽培实验，由两个“90后”年青人凭借农业科技办理本来需求30人的200公顷棉田（约280个足球场）。

  极飞科技将一整套才智农业生态体系引进“超级棉田”，结合农业硬件出产设备与软件运用，让两位零栽培经历的年青办理者在棉花“播种管收”全生命周期中实时了解棉花成长的状况，做出科学决议计划，并凭借无人设备展开主动化、高精度的作业。经过半年多的办理，该棉田用丰盈证明，科技在大规模栽培场景上的运用，可以成功协助农业出产者完结降本提效和减排的方针。

  比较于以传统办法耕耘的平等面积的农田，“超级棉田”凭借科技从三大排放源下手，完结一年削减22%温室气体排放的作用。一起，科学办理和耕耘还能协助进步土壤健康度与固碳才能，然后直接助力棉田减排。

  在“超级棉田”，农田办理者挑选用电力驱动的农业无人机替代燃油农机，履行作物植保、田间除草以及脱叶剂喷洒等使命。此外，经过设备农机主动驾驶仪，办理者可以让精准导航体系辅佐传统农机进行全自主作业，完结更科学的农机调度。在耕地、播种和采收等耕耘活动中主动规划最高效的作业途径，可以削减因行进差错导致的额定油耗。依据这两项举动，“超级棉田”能比一般农场削减近30%的燃油耗费。

  经过对农田的灌溉体系进行了智能化改造，为悉数出水桩换上可长途操控开闭的智能电动阀，并将灌溉体系接入极飞物联网，运用工业级电子水表精准监控用水量。农田办理员可在移动设备上实时监测水肥灌溉状况，完结长途办理，还可以经过极飞才智农业体系实时了解不同地块的肥料投入状况，合作更新后的肥料贮存设备与主动上肥设备，守时定量地将氮、磷、钾肥施放到棉田中。比较传统农场，“超级棉田”削减了约90万吨用水，下降23%的化肥用量，一起有用节省用电。

  依据遥感无人机拍照的棉田高清数字地图，结合AI图画辨认与剖析技能，体系可依据不同地区内的作物密度以及成长状况生成“处方图”，精准核算不同农田区域内需求的农药用量，并辅导农业无人机对相应区域进行精确喷洒，节省36%的农药用量，节省本钱超越13万元。

  因为当地现已实行了秸秆燃烧禁令，因而农户在丰盈后都选用了损坏还田的办法处理棉花秸秆。但“超级棉田”办理员经过科技手法进行病虫害办理，防止秸秆成为病虫害越冬的温床，然后推进秸秆科学还田。

  为精确辨认棉秆掩盖区域的病虫害散布状况，“超级棉田”办理员选用装备多光谱相机的无人机，对不同区域地块进行全面调查。一起，设备在田间的物联网体系经过高清摄像头拍照作物图画，让农场办理人员可以实时经过移动设备获取信息，及早确诊、发现病虫害状况并采纳举动。别的，办理者可运用无人机在害虫更活泼的夜晚时刻进行作业，精确喷洒农药直击害虫，获得更好的作用。

  在完结播种后的一个月之内，“超级棉田”遭受到了三次劲风灾祸，滴灌带、地膜等基础设施和刚破土的麦苗都遭到了严峻损坏，若不及时采纳干涉办法，农场将面临巨大的减产丢失。凭借农场的才智农业渠道，办理员依据不同区域的受灾程度，别离施行了针对性的灾后复产计划。

  关于受灾程度较轻的区域，农场办理人员派出遥感无人机拍照高清棉田图画，随后将数据传输到极飞才智农业体系进行剖析。AI技能可以辨认出不同区域的作物受损程度，并指出哪些地块需求补苗，以确保棉花的最佳栽培密度和土地的高效运用。关于受灾严峻且无法补苗的区域，才智农业体系让办理人员无需亲身下地，就能精确了解灾后尚存的麦苗数量和散布状况，并完结棉花长势、病虫害等农情剖析，终究经过后期精准高效的水肥办理补偿产值的先天缺点。

  除灾后办理外，才智农业渠道实践上可在棉花“播种管收”的不同阶段全方位助力办理员精准决议计划、科学办理，比方进行精细化的耕耘出产规划和农资办理、全生命周期监控地步和农作物要害目标、辅导智能农业设备按预设道路精准履行耕耘使命等。经过科学的播种形式，可以完结在进步产值的一起维护环境，防止对土壤肥力的过度损坏，削减土壤侵蚀，维护土壤固碳才能，然后直接按捺农业温室气体的排放。

  作为国际上最陈旧的工业之一，农业现已来到一个前史的要害转折点。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍面临不断上升的全球气温文快速添加的粮食需求，农业有必要敏捷进行科技转型。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍无人机、传感器和大数据剖析等科技的运用将极大地改动未来农业的出产办法，协助其变得更有功率，一起对环境愈加友爱。

  阮芳是波士顿咨询公司（BCG）董事总经理，全球合伙人，BCG安排与人才专项亚太区及我国区负责人，我国企业领导力学院负责人，BCG亨德森智库我国区联席负责人。

  感谢BCG搭档文宸、极飞科技周颖琳、秦楚天、安静明、许若、凌磊、艾海鹏和许曦彤对本陈述的奉献。