資本實(shí)驗(yàn)室·今日創(chuàng)新觀察

聚焦前沿科技創(chuàng)新與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)

王進(jìn)

近期，美國(guó)《國(guó)家地理》雜志發(fā)布文章，對(duì)當(dāng)前美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀與趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

文章顯示，從土壤分析，到農(nóng)田管理，再到氣候監(jiān)測(cè)、作物收割，各種精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)新技術(shù)正在覆蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，而精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)正在成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的未來(lái)。

一、什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

新技術(shù)使農(nóng)民能夠利用數(shù)據(jù)來(lái)提高土地的生產(chǎn)力。通過(guò)將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)化，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田種植、管理、收獲全方位的智能化和個(gè)性化。

這種以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)空間、地理、時(shí)間和環(huán)境的變化進(jìn)行現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)管理與操作的生產(chǎn)方式，就是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，特別適用于大面積作物種植。

可以說(shuō)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)讓高科技“武裝”到了土壤，將極大地推動(dòng)農(nóng)業(yè)的變革。

土壤真相

農(nóng)民可以從每塊田地的不同部分采集土壤樣本，然后通過(guò)分析土壤結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，如氮含量，來(lái)創(chuàng)建土壤地圖。

數(shù)據(jù)分析

計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)可以幫助農(nóng)民做出精確和預(yù)測(cè)性的決策，以實(shí)現(xiàn)最大生產(chǎn)率。

繪制地圖

根據(jù)數(shù)據(jù)創(chuàng)建的地圖告訴農(nóng)民在每塊田地何時(shí)播種和何時(shí)收獲，以及澆水、施肥和使用殺蟲(chóng)劑的時(shí)間和數(shù)量。

差異應(yīng)用

農(nóng)民使用可變速率技術(shù)（VRT）來(lái)優(yōu)化田地各部分的投入，在需要的時(shí)間和地點(diǎn)投放適量的肥料和農(nóng)藥。

數(shù)據(jù)管理

農(nóng)民在農(nóng)業(yè)公司創(chuàng)建的平臺(tái)上管理數(shù)據(jù)，而農(nóng)業(yè)公司可通過(guò)這些信息來(lái)改進(jìn)產(chǎn)品和服務(wù)，或提供定制化的服務(wù)。

實(shí)時(shí)監(jiān)控

農(nóng)田監(jiān)測(cè)設(shè)備和其他傳感技術(shù)可用于遠(yuǎn)程跟蹤土壤濕度等數(shù)據(jù)。目前，無(wú)人機(jī)還未被廣泛使用。

天氣監(jiān)測(cè)

超本地監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)短期、長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)以及極端天氣的預(yù)警。農(nóng)民可通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用獲取實(shí)時(shí)信息。

指導(dǎo)系統(tǒng)

在GPS的幫助下，農(nóng)民可以更準(zhǔn)確地操縱機(jī)器，例如防止作物行列的重疊，并減少疲勞。

作物收割

配備GPS的聯(lián)合收割機(jī)收割作物，并通過(guò)配備的產(chǎn)量監(jiān)測(cè)器收集地理相關(guān)數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)每塊區(qū)域的變化。

二、影響精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)采用的因素

由于具有更強(qiáng)的擴(kuò)展能力，大型農(nóng)場(chǎng)對(duì)最流行的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)具有更高的采用率，特別是土壤、農(nóng)田繪圖和指導(dǎo)系統(tǒng)。

在決定實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)時(shí)，農(nóng)民會(huì)考慮包括農(nóng)場(chǎng)規(guī)模、產(chǎn)量和市場(chǎng)價(jià)格等許多變量。

農(nóng)場(chǎng)規(guī)模

美國(guó)農(nóng)業(yè)的回報(bào)是以每英畝貢獻(xiàn)的美元計(jì)算的，因此較大的農(nóng)場(chǎng)可以從技術(shù)中獲得更多收益，并可以為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)分配更高的預(yù)算。

產(chǎn)量

每英畝產(chǎn)量超過(guò)180蒲式耳時(shí)，30-50％的農(nóng)場(chǎng)采用該技術(shù)，而當(dāng)每英畝產(chǎn)量低于140蒲式耳時(shí)，采用率低于17％。

價(jià)格

當(dāng)供大于求時(shí)，作物價(jià)格就會(huì)下跌，農(nóng)民往往不會(huì)投資。由于其他成本保持不變，農(nóng)民收入降低導(dǎo)致無(wú)法覆蓋投資支出。

三、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的投資回報(bào)

目前，美國(guó)玉米農(nóng)場(chǎng)的平均利潤(rùn)為每英畝345美元。扣除各種管理費(fèi)用后，凈利潤(rùn)為每英畝85美元。

據(jù)測(cè)算，采用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)可以增加農(nóng)場(chǎng)的邊際收益，凈利潤(rùn)可達(dá)到88.74美元。其中，土壤與農(nóng)田繪圖可以提高1.8%的利潤(rùn)，指導(dǎo)系統(tǒng)可以增加1.5%的利潤(rùn)，可變速率技術(shù)（VRT）可以增加1.1%的利潤(rùn)。

農(nóng)場(chǎng)越大，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)提供的利潤(rùn)也就越高，成本回收周期越短。2400英畝以上的大型農(nóng)場(chǎng)可以每年獲利3.9萬(wàn)美元，只需約2年的時(shí)間即可收回成本；而800英畝的小型農(nóng)場(chǎng)只能獲利1.1萬(wàn)美元，需要6年多才能收回成本。

目前，在美國(guó)25萬(wàn)個(gè)小型玉米農(nóng)場(chǎng)中，部分農(nóng)場(chǎng)正在使用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。

無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)角度，還是環(huán)境角度，這些基于高科技產(chǎn)品的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方案最終目的是優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，提升作物產(chǎn)量，節(jié)省生產(chǎn)成本。

總體來(lái)看，目前美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)主要應(yīng)用于大型農(nóng)場(chǎng)，而這些農(nóng)場(chǎng)的應(yīng)用實(shí)踐，特別是采用新技術(shù)后精確的數(shù)據(jù)驗(yàn)證值得我們參考。