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本文導(dǎo)讀目錄：

1、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在美國也只是剛剛起步！

2、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

3、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系有什么組成呢？

4、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)在美國水稻生產(chǎn)中快速發(fā)展應(yīng)用

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在美國也只是剛剛起步！ ♂

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在美國也只是剛剛起步！

（原標(biāo)題：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)各項(xiàng)技術(shù)在美國的應(yīng)用現(xiàn)狀）

在我國，自動駕駛的市場應(yīng)用仍處于發(fā)展初期，僅在東北和新疆維吾爾自治區(qū)等地塊較大的地區(qū)少量存在，變量技術(shù)則仍處于研發(fā)和推廣階段。與我國的情況形成對比，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的誕生地——美國的自動駕駛和變量技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了一個較高水平。那么美國的具體發(fā)展情況如何？

參考美國普渡大學(xué)對經(jīng)銷商關(guān)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用情況的調(diào)研，筆者管中窺豹，對自動駕駛、無人機(jī)和變量技術(shù)等精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)發(fā)展水平進(jìn)行了推測。

從2000年開始，普渡大學(xué)便開始了美國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用情況的調(diào)研，從2011年由一年一次改成兩年一次。2015年8月，普渡大學(xué)發(fā)布了最近一次調(diào)研的結(jié)果。

調(diào)研結(jié)果顯示，此次調(diào)研共向農(nóng)業(yè)經(jīng)銷商發(fā)出了2 500份調(diào)查問卷，收回261份。調(diào)研以農(nóng)業(yè)經(jīng)銷商為受訪對象，并由此輻射了經(jīng)銷商服務(wù)的所有農(nóng)場和個人，由小樣本獲得了美國更大耕地面積的的生產(chǎn)情況。

此外，調(diào)研結(jié)果顯示了GPS導(dǎo)航、自動駕駛、變量技術(shù)和無人機(jī)等在內(nèi)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用情況，以及自2000年以來的發(fā)展趨勢。

自動駕駛市場成熟

圖1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)2015年應(yīng)用情況

從精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù) 2015 年應(yīng)用情況（圖1）可以看出，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的各項(xiàng)技術(shù)中，自動駕駛應(yīng)用最為廣泛，達(dá)到83%，由此可見，自動駕駛技術(shù)在美國已經(jīng)相當(dāng)成熟，并已經(jīng)形成穩(wěn)定的市場。

在目前的市場中，已經(jīng)存在不少生產(chǎn)自動駕駛產(chǎn)品的企業(yè)，有我國機(jī)手了解較多的約翰迪爾、天寶、拓普康精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等企業(yè)。此外，還有TeeJet（特杰特，已經(jīng)進(jìn)入中國市場），Ag Leader Techonologies和Raven等公司。并且，不同于這方面剛起步的我國市場，美國的自動駕駛產(chǎn)品已經(jīng)過了數(shù)代更新。

比如，約翰迪爾綠色之星顯示器已經(jīng)于2013年改進(jìn)至了第3代，可使駕駛者在4條引導(dǎo)線之間任意切換；Ag Leader Technologies將其GeoSteer系統(tǒng)的軟件更新至4.0，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)駕駛狀態(tài)開關(guān)重疊地圖，定義路線并當(dāng)接近預(yù)定路線時發(fā)出預(yù)警等功能。

圖2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)自動技術(shù)年度走勢圖

總之，美國的自動駕駛經(jīng)過10 余年（圖2）的發(fā)展，在可靠性、精確性以及便捷性上都有了長足的發(fā)展。

無人機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用驟然興起

圖3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)位點(diǎn)特異性技術(shù)年度走勢圖

無人機(jī)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的突然出現(xiàn)是2015年美國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中表現(xiàn)最為搶眼的一個現(xiàn)象。從精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)位點(diǎn)特異性技術(shù)年度走勢圖（圖3）中可以看出，2015年是無人機(jī)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的元年，并且一經(jīng)投入市場便有較多的農(nóng)戶（16%）使用。由此可以看出無人機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用在美國的火熱程度。

導(dǎo)航儀

這其中，值得注意的是，在美國，無人機(jī)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用更多是信息采集和農(nóng)田監(jiān)管，而我國常見的是植保作業(yè)。由于地塊面積較大，美國空中農(nóng)藥噴灑多使用體積及載藥量較大的中小型載人飛機(jī)進(jìn)行。因此，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的無人機(jī)應(yīng)用，多指的是搭載光學(xué)相機(jī)或傳感器的多旋翼無人機(jī)進(jìn)行信息采集和監(jiān)管。

無人機(jī)目前在美國的火熱主要表現(xiàn)在兩個方面，一是各高校掀起無人機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用研發(fā)熱潮；二是多家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)企業(yè)投入無人機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用開發(fā)。

比如，明尼蘇達(dá)大學(xué)就宣布與無人機(jī)公司Sentera進(jìn)行合作，為農(nóng)業(yè)應(yīng)用開發(fā)高精度自動導(dǎo)航儀工具包。而Sentera一方面尋求與高校合作進(jìn)行技術(shù)研究，另一方面尋求技術(shù)成熟的公司進(jìn)行市場轉(zhuǎn)換。就在2016年2月，Sentera與傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)巨頭約翰迪爾、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)公司agX合作，兩家公司分別為其提供了軟件接口，并將客戶接入其無人機(jī)系統(tǒng)。

盡管無人機(jī)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用在美國剛剛起步，但從目前的研發(fā)及推廣熱潮不難推測，無人機(jī)將成為未來幾年的一個熱點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。

變量技術(shù)頗受歡迎

圖4變量技術(shù)使用情況

圖5 變量技術(shù)年度走勢圖

變量技術(shù)在美國的應(yīng)用程度是僅次于自動駕駛技術(shù)的一項(xiàng)大范圍應(yīng)用。其中，變量施肥應(yīng)用最為廣泛，殺蟲劑投放應(yīng)用則最小（圖4）。盡管變量殺蟲劑投放應(yīng)用范圍最小，但也達(dá)到了37.5%，其他則均超過了50%。

變量技術(shù)在美國能夠廣泛應(yīng)用，這其中一方面是由于美國的地塊面積較大使得變量技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益突出，另一方面是由于美國長期存在的“尊重土壤”的農(nóng)業(yè)經(jīng)營理念。

由于美國農(nóng)戶經(jīng)營的農(nóng)場面積一般都比較大，造成了地塊中不同位置的土壤肥力和水分等含量差別較大，若統(tǒng)一管理則會出現(xiàn)過量或者貧瘠的情況，而采用變量施肥和播種等按需投放，則能夠保證以最小的投入得到最大的經(jīng)濟(jì)效益。

此外，除卻經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)動，更為重要的是美國自“黑風(fēng)暴”事件后形成的土壤保護(hù)理念，大多農(nóng)場主十分關(guān)心土壤的“健康情況”。

很早便形成了一套土壤墑情、肥力監(jiān)測體系，對土壤采樣分析，按照需求制定第2年的生產(chǎn)和管理計(jì)劃。

在土壤信息監(jiān)測的基礎(chǔ)上，變量技術(shù)的產(chǎn)生及大范圍應(yīng)用也就不難理解了。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展 ♂

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

早在20世紀(jì)90年代，中國即開始精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用研究，先后在北京、上海、新疆維吾爾自治區(qū)、黑龍江等13個地方實(shí)現(xiàn)了大面積示范應(yīng)用。自2005年起，農(nóng)業(yè)部還啟動了測土配方施肥項(xiàng)目。盡管個性化配方肥后降低了成本，提高了產(chǎn)量，但是10多年來仍未打開局面。

基于大數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)正在逐步引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。從2012年以2.5億美元收購精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)公司(PrecisionPlanting)，到2013年10月斥資9.3億美元收購氣候公司(ClimateCorporation)，孟山都在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的道路上大步前進(jìn)。

日前，孟山都亞洲企業(yè)事務(wù)部總監(jiān)高勇博士在接受《第一財(cái)經(jīng)日報(bào)》專訪時表示，公司將這項(xiàng)技術(shù)視為新的方向，并為之投資。最終目的仍然是依賴于農(nóng)業(yè)技術(shù)，提高生產(chǎn)力，少投入多產(chǎn)出,提高農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性。

何為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)?

簡單來講，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)就是通過運(yùn)用數(shù)據(jù)科學(xué)和系統(tǒng)，根據(jù)農(nóng)地每一操作單元的具體條件精細(xì)準(zhǔn)確的調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)投入和相應(yīng)管理措施，以獲取最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟(jì)效益，與此同時，減少資源使用，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)始于GPS(全球定位系統(tǒng))技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。將GPS技術(shù)引入到了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的正是1978年成立的天寶公司(Trimble)。

1978年，美國范登堡空軍基地成功發(fā)射了全球首顆GPS衛(wèi)星。此后，全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感監(jiān)測系統(tǒng)(RS)、農(nóng)田信息采集與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、作物生產(chǎn)管理專家決策支持系統(tǒng)、變量投入技術(shù)VRT與智能農(nóng)機(jī)完美融合。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)就是通過這些系統(tǒng)采集、解碼信息，并結(jié)合各種農(nóng)田觀測數(shù)據(jù),開發(fā)軟件和硬件,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)田間實(shí)踐活動，如精準(zhǔn)種植、精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)噴施等。

因?yàn)榇髷?shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)也由零售物流被改造成私人訂制。以孟山都收購的兩家公司為例，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)公司實(shí)現(xiàn)非均勻播種，氣候公司提供農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)技術(shù)平臺。

直白的講，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)公司提供的監(jiān)測工具(SeedSense和FieldView平板電腦)的幫助下，農(nóng)民可以駕駛播種機(jī)在不同區(qū)域位置、不同土壤情況下進(jìn)行不同農(nóng)作物品種的不同間距、深度播種，從而極大優(yōu)化農(nóng)作物的種植，并幫助實(shí)現(xiàn)差異化灌溉，最終促成農(nóng)作物增收。

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)可以優(yōu)化資源配置為農(nóng)民帶來可觀收益。正是基于此，高勇說，在美國，農(nóng)民會和第三方公司合作對土壤進(jìn)行測量，并根據(jù)農(nóng)田土壤具體數(shù)據(jù)，借助孟山都等專業(yè)公司的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)播種、施肥、灌溉、病蟲害防治的優(yōu)化，使田地產(chǎn)量提升。

至于氣候公司，通過分析已掌握的海量數(shù)據(jù)，包括氣象、天氣、降雨、地質(zhì)土壤調(diào)查數(shù)據(jù)等，預(yù)測未來可能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成破壞的各種情況，農(nóng)民可以根據(jù)預(yù)測情況選擇相應(yīng)的措施，以降低氣候環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的影響。公司包括ClimateBasic和ClimatePro兩項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)軟件服務(wù)。

ClimatePro是ClimateBasic的升級版，自2015年起，農(nóng)民可以在ClimatePro平臺上監(jiān)測到農(nóng)田中的氮元素與更加詳細(xì)的土壤健康信息，幫助農(nóng)民掌握施肥的最佳時機(jī)，既節(jié)省了肥料資源，也避免了過量化肥的污染。

高勇介紹，目前ClimateBasic已經(jīng)覆蓋了美國4.5億畝土地作物面積，也就是說美國近45%的玉米和大豆的種植面積已使用這個農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)平臺。為鼓勵農(nóng)民試用ClimatePro，由每英畝15美元的獲準(zhǔn)定價，改為毎英畝3美元，這一系統(tǒng)覆蓋了美國3000多萬畝耕地面積。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)市場尚在培育階段

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)能夠發(fā)源于美國，在于美國的農(nóng)業(yè)國情。

規(guī)模較大的農(nóng)場經(jīng)營使其農(nóng)業(yè)的機(jī)械化率非常高，農(nóng)機(jī)和精密機(jī)械都很先進(jìn)。再加上美國有著非常發(fā)達(dá)的專家系統(tǒng)和服務(wù)機(jī)構(gòu)，這些專業(yè)的服務(wù)機(jī)構(gòu)包括測算土壤肥力的公司、分析產(chǎn)量的數(shù)據(jù)公司、種子培育公司等。

早在20世紀(jì)90年代，中國即開始精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用研究，先后在北京、上海、新疆維吾爾自治區(qū)、黑龍江等13個地方實(shí)現(xiàn)了大面積示范應(yīng)用。自2005年起，農(nóng)業(yè)部還啟動了測土配方施肥項(xiàng)目。盡管個性化配方肥后降低了成本，提高了產(chǎn)量，自動化和智能化機(jī)械作業(yè)的效益也很明顯，但是10多年來仍未打開局面。

目前精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)市場尚處于市場培育階段。主營衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)品、從事精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的上市公司合眾思壯今年初發(fā)布《投資者關(guān)系活動記錄表》，稱公司最初是從黑龍江開始推廣此項(xiàng)業(yè)務(wù)，在東北精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)市場滲透率能達(dá)到80%左右，新疆維吾爾自治區(qū)地區(qū)則處于市場啟動階段，滲透率較低。

在中國，除東北、西北自然條件適合分布大農(nóng)場外，大部分是小農(nóng)經(jīng)營的生產(chǎn)模式，缺乏大型機(jī)械和專業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)的配套。小規(guī)模經(jīng)營的農(nóng)戶無法承擔(dān)前期投入的高成本。此外，多年來國內(nèi)農(nóng)業(yè)的提升重點(diǎn)是向機(jī)械化邁進(jìn)，自動化和智能化的要求相對沒那么緊迫。

高勇認(rèn)為，做精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的影響因素很多，面積大小是一個因素，但不是唯一限制因素，最重要的仍然是有沒有農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)?！皵?shù)據(jù)是大米、蔬菜，是基礎(chǔ)東西，只有這些才能做成飯?！?/p>

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系有什么組成呢？ ♂

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系有什么組成呢？

　　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)由十個系統(tǒng)組成，即全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農(nóng)機(jī)具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)和培訓(xùn)系統(tǒng)。 　　

1、全球定位系統(tǒng)GPS。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)廣泛采用了GPS系統(tǒng)用于信息獲取和實(shí)施的準(zhǔn)確定位。為了提高精度廣泛采用了 DGPS（Differential Global Positioning System）技術(shù)，即所謂“差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)”。它的特點(diǎn)是定位精度高，根據(jù)不同的目的可自由選擇不同精度的GPS系統(tǒng)。 　　

2、地理信息系統(tǒng)GIS。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)離不開 GIS（Geographical Information System）的技術(shù)支持，它是構(gòu)成農(nóng)作物精準(zhǔn)管理空間信息數(shù)據(jù)庫的有力工具，田間信息通過GIS系統(tǒng)予以表達(dá)和處理，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的重要一步。 　　

3、遙感系統(tǒng) RS。遙感技術(shù)（Remote Sensing）是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)田間信息獲取的關(guān)鍵技術(shù)，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術(shù)要求。 　　

4、作物生產(chǎn)管理專家決策系統(tǒng)。它的核心內(nèi)容是用于提供作物生長過程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫；支持作物生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫；作物生產(chǎn)管理知識、經(jīng)驗(yàn)的集合知識庫；基于數(shù)據(jù)、模型、知識庫的推理程序；人機(jī)交互界面程序等。 　　

5、田間肥力、墑情、苗情、雜草及病蟲害監(jiān)測及信息采集處理技術(shù)設(shè)備。 　　

6、帶GPS系統(tǒng)的智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)。如帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機(jī)械；自動控制精密播種、施肥、灑藥機(jī)械等等。 　　其核心是建立一個完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)（GIS），可以說是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)并不過分強(qiáng)調(diào)高產(chǎn)，而主要強(qiáng)調(diào)效益。它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信息時代，是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。

標(biāo)簽： 農(nóng)業(yè)機(jī)械圖紙大全

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)在美國水稻生產(chǎn)中快速發(fā)展應(yīng)用 ♂

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)在美國水稻生產(chǎn)中快速發(fā)展應(yīng)用

二十多年來，美國水稻種植業(yè)在結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)力方面都經(jīng)歷了重大變化。從1995年到2017年，美國水稻總種植面積減少，水稻農(nóng)場數(shù)量減少，但美國水稻總產(chǎn)量卻在同期增加。盡管水稻農(nóng)場的數(shù)量不斷減少，但新技術(shù)和栽培方法的采用，促進(jìn)了美國水稻生產(chǎn)力的全面提高。大米經(jīng)營的平均規(guī)模擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)——即單位生產(chǎn)的平均成本隨著經(jīng)營規(guī)模的擴(kuò)大而下降。

美國稻農(nóng)已經(jīng)穩(wěn)步采用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)用于田間生產(chǎn)，尤其是在引導(dǎo)系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)指導(dǎo)農(nóng)機(jī)操作員田間現(xiàn)場作業(yè)，減少疲勞，取代視覺標(biāo)記系統(tǒng)，并通過更精確地確定所需的覆蓋范圍，潛在地減少輸入使用。引導(dǎo)系統(tǒng)在2000年很少使用，但到2013年，超過50%的水稻種植面積使用了引導(dǎo)系統(tǒng)。

產(chǎn)量監(jiān)測器（用于計(jì)算收獲期間作物產(chǎn)量的設(shè)備）的使用，也顯示出明顯的增加。2000年，美國只有18%的水稻種植面積使用了監(jiān)測儀，但是到了2013年，58%的水稻種植面積使用了監(jiān)測儀，其中包括阿肯色州非Delta和密西西比河Delta近70%的種植面積。由產(chǎn)量監(jiān)測器創(chuàng)建的空間數(shù)據(jù)可用于生成產(chǎn)量圖，也可用于變量施肥等投入。

在2013年時，僅18%的水稻種植面積使用了產(chǎn)量監(jiān)測數(shù)據(jù)來繪制產(chǎn)量圖，只有16%的水稻種植面積使用了變量施肥，其中加利福尼亞州報(bào)告的比例最高，為30%。雖然這些采用率仍然相當(dāng)?shù)?，但超過了南方種植的其他主要大田作物花生和棉花的采用率。