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本文導讀目錄：

1、精準農業(yè)在美國也只是剛剛起步！

2、精準農業(yè)引領現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展

3、精準農業(yè)技術體系有什么組成呢？

4、精準農業(yè)技術在美國水稻生產中快速發(fā)展應用

精準農業(yè)在美國也只是剛剛起步！ ♂

精準農業(yè)在美國也只是剛剛起步！

（原標題：精準農業(yè)各項技術在美國的應用現(xiàn)狀）

在我國，自動駕駛的市場應用仍處于發(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，變量技術則仍處于研發(fā)和推廣階段。與我國的情況形成對比，精準農業(yè)的誕生地——美國的自動駕駛和變量技術應用已經達到了一個較高水平。那么美國的具體發(fā)展情況如何？

參考美國普渡大學對經銷商關于精準農業(yè)應用情況的調研，筆者管中窺豹，對自動駕駛、無人機和變量技術等精準農業(yè)相關技術發(fā)展水平進行了推測。

從2000年開始，普渡大學便開始了美國精準農業(yè)相關技術應用情況的調研，從2011年由一年一次改成兩年一次。2015年8月，普渡大學發(fā)布了最近一次調研的結果。

調研結果顯示，此次調研共向農業(yè)經銷商發(fā)出了2 500份調查問卷，收回261份。調研以農業(yè)經銷商為受訪對象，并由此輻射了經銷商服務的所有農場和個人，由小樣本獲得了美國更大耕地面積的的生產情況。

此外，調研結果顯示了GPS導航、自動駕駛、變量技術和無人機等在內精準農業(yè)相關技術的應用情況，以及自2000年以來的發(fā)展趨勢。

自動駕駛市場成熟

圖1精準農業(yè)相關技術2015年應用情況

從精準農業(yè)相關技術 2015 年應用情況（圖1）可以看出，在精準農業(yè)的各項技術中，自動駕駛應用最為廣泛，達到83%，由此可見，自動駕駛技術在美國已經相當成熟，并已經形成穩(wěn)定的市場。

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

比如，約翰迪爾綠色之星顯示器已經于2013年改進至了第3代，可使駕駛者在4條引導線之間任意切換；Ag Leader Technologies將其GeoSteer系統(tǒng)的軟件更新至4.0，能夠實現(xiàn)根據(jù)駕駛狀態(tài)開關重疊地圖，定義路線并當接近預定路線時發(fā)出預警等功能。

圖2精準農業(yè)自動技術年度走勢圖

總之，美國的自動駕駛經過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。

無人機農業(yè)應用驟然興起

圖3精準農業(yè)位點特異性技術年度走勢圖

無人機在農業(yè)上應用的突然出現(xiàn)是2015年美國精準農業(yè)中表現(xiàn)最為搶眼的一個現(xiàn)象。從精準農業(yè)位點特異性技術年度走勢圖（圖3）中可以看出，2015年是無人機在精準農業(yè)中應用的元年，并且一經投入市場便有較多的農戶（16%）使用。由此可以看出無人機農業(yè)應用在美國的火熱程度。

導航儀

這其中，值得注意的是，在美國，無人機在農業(yè)上的應用更多是信息采集和農田監(jiān)管，而我國常見的是植保作業(yè)。由于地塊面積較大，美國空中農藥噴灑多使用體積及載藥量較大的中小型載人飛機進行。因此，精準農業(yè)中的無人機應用，多指的是搭載光學相機或傳感器的多旋翼無人機進行信息采集和監(jiān)管。

無人機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農業(yè)應用研發(fā)熱潮；二是多家精準農業(yè)企業(yè)投入無人機農業(yè)應用開發(fā)。

比如，明尼蘇達大學就宣布與無人機公司Sentera進行合作，為農業(yè)應用開發(fā)高精度自動導航儀工具包。而Sentera一方面尋求與高校合作進行技術研究，另一方面尋求技術成熟的公司進行市場轉換。就在2016年2月，Sentera與傳統(tǒng)農機巨頭約翰迪爾、精準農業(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系統(tǒng)。

盡管無人機的農業(yè)應用在美國剛剛起步，但從目前的研發(fā)及推廣熱潮不難推測，無人機將成為未來幾年的一個熱點發(fā)展領域。

變量技術頗受歡迎

圖4變量技術使用情況

圖5 變量技術年度走勢圖

變量技術在美國的應用程度是僅次于自動駕駛技術的一項大范圍應用。其中，變量施肥應用最為廣泛，殺蟲劑投放應用則最?。▓D4）。盡管變量殺蟲劑投放應用范圍最小，但也達到了37.5%，其他則均超過了50%。

變量技術在美國能夠廣泛應用，這其中一方面是由于美國的地塊面積較大使得變量技術的經濟效益突出，另一方面是由于美國長期存在的“尊重土壤”的農業(yè)經營理念。

由于美國農戶經營的農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濟效益。

此外，除卻經濟效益驅動，更為重要的是美國自“黑風暴”事件后形成的土壤保護理念，大多農場主十分關心土壤的“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年的生產和管理計劃。

在土壤信息監(jiān)測的基礎上，變量技術的產生及大范圍應用也就不難理解了。

精準農業(yè)引領現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展 ♂

精準農業(yè)引領現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展

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

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

日前，孟山都亞洲企業(yè)事務部總監(jiān)高勇博士在接受《第一財經日報》專訪時表示，公司將這項技術視為新的方向，并為之投資。最終目的仍然是依賴于農業(yè)技術，提高生產力，少投入多產出,提高農業(yè)的可持續(xù)性。

何為精準農業(yè)?

簡單來講，精準農業(yè)就是通過運用數(shù)據(jù)科學和系統(tǒng)，根據(jù)農地每一操作單元的具體條件精細準確的調整優(yōu)化農業(yè)投入和相應管理措施，以獲取最高產量和最大經濟效益，與此同時，減少資源使用，保護農業(yè)生態(tài)環(huán)境。

精準農業(yè)始于GPS(全球定位系統(tǒng))技術在農業(yè)中的應用。將GPS技術引入到了農業(yè)領域的正是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)、作物生產管理專家決策支持系統(tǒng)、變量投入技術VRT與智能農機完美融合。

精準農業(yè)就是通過這些系統(tǒng)采集、解碼信息，并結合各種農田觀測數(shù)據(jù),開發(fā)軟件和硬件,指導農業(yè)田間實踐活動，如精準種植、精準灌溉、精準噴施等。

因為大數(shù)據(jù)，農業(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，精準農業(yè)技術公司實現(xiàn)非均勻播種，氣候公司提供農業(yè)數(shù)據(jù)技術平臺。

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

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

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、地質土壤調查數(shù)據(jù)等，預測未來可能對農業(yè)生產造成破壞的各種情況，農民可以根據(jù)預測情況選擇相應的措施，以降低氣候環(huán)境對農業(yè)生產帶來的影響。公司包括ClimateBasic和ClimatePro兩項網絡和手機軟件服務。

ClimatePro是ClimateBasic的升級版，自2015年起，農民可以在ClimatePro平臺上監(jiān)測到農田中的氮元素與更加詳細的土壤健康信息，幫助農民掌握施肥的最佳時機，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業(yè)數(shù)據(jù)平臺。為鼓勵農民試用ClimatePro，由每英畝15美元的獲準定價，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。

精準農業(yè)市場尚在培育階段

精準農業(yè)能夠發(fā)源于美國，在于美國的農業(yè)國情。

規(guī)模較大的農場經營使其農業(yè)的機械化率非常高，農機和精密機械都很先進。再加上美國有著非常發(fā)達的專家系統(tǒng)和服務機構，這些專業(yè)的服務機構包括測算土壤肥力的公司、分析產量的數(shù)據(jù)公司、種子培育公司等。

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

目前精準農業(yè)市場尚處于市場培育階段。主營衛(wèi)星導航定位產品、從事精準農業(yè)的上市公司合眾思壯今年初發(fā)布《投資者關系活動記錄表》，稱公司最初是從黑龍江開始推廣此項業(yè)務，在東北精準農業(yè)市場滲透率能達到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場外，大部分是小農經營的生產模式，缺乏大型機械和專業(yè)服務機構的配套。小規(guī)模經營的農戶無法承擔前期投入的高成本。此外，多年來國內農業(yè)的提升重點是向機械化邁進，自動化和智能化的要求相對沒那么緊迫。

高勇認為，做精準農業(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業(yè)數(shù)據(jù)。“數(shù)據(jù)是大米、蔬菜，是基礎東西，只有這些才能做成飯?！?/p>

精準農業(yè)技術體系有什么組成呢？ ♂

精準農業(yè)技術體系有什么組成呢？

　　精準農業(yè)由十個系統(tǒng)組成，即全球定位系統(tǒng)、農田信息采集系統(tǒng)、農田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農田地理信息系統(tǒng)、農業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農機具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、網絡化管理系統(tǒng)和培訓系統(tǒng)。 　　

1、全球定位系統(tǒng)GPS。精準農業(yè)廣泛采用了GPS系統(tǒng)用于信息獲取和實施的準確定位。為了提高精度廣泛采用了 DGPS（Differential Global Positioning System）技術，即所謂“差分校正全球衛(wèi)星定位技術”。它的特點是定位精度高，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。精準農業(yè)離不開 GIS（Geographical Information System）的技術支持，它是構成農作物精準管理空間信息數(shù)據(jù)庫的有力工具，田間信息通過GIS系統(tǒng)予以表達和處理，是精準農業(yè)實施的重要一步。 　　

3、遙感系統(tǒng) RS。遙感技術（Remote Sensing）是精準農業(yè)田間信息獲取的關鍵技術，為精準農業(yè)提供農田小區(qū)內作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術要求。 　　

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

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設備。 　　

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

標簽： 農業(yè)機械圖紙大全

精準農業(yè)技術在美國水稻生產中快速發(fā)展應用 ♂

精準農業(yè)技術在美國水稻生產中快速發(fā)展應用

二十多年來，美國水稻種植業(yè)在結構和生產力方面都經歷了重大變化。從1995年到2017年，美國水稻總種植面積減少，水稻農場數(shù)量減少，但美國水稻總產量卻在同期增加。盡管水稻農場的數(shù)量不斷減少，但新技術和栽培方法的采用，促進了美國水稻生產力的全面提高。大米經營的平均規(guī)模擴大，實現(xiàn)了規(guī)模經濟——即單位生產的平均成本隨著經營規(guī)模的擴大而下降。

美國稻農已經穩(wěn)步采用精準農業(yè)技術用于田間生產，尤其是在引導系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)指導農機操作員田間現(xiàn)場作業(yè)，減少疲勞，取代視覺標記系統(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系統(tǒng)。

產量監(jiān)測器（用于計算收獲期間作物產量的設備）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。由產量監(jiān)測器創(chuàng)建的空間數(shù)據(jù)可用于生成產量圖，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量監(jiān)測數(shù)據(jù)來繪制產量圖，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告的比例最高，為30%。雖然這些采用率仍然相當?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。