資本實驗室·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

王進

近期，美國《國家地理》雜志發(fā)布文章，對當前美國精準農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀與趨勢進行了分析。

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

一、什么是精準農(nóng)業(yè)

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

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

可以說，精準農(nóng)業(yè)讓高科技“武裝”到了土壤，將極大地推動農(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，然后通過分析土壤結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，如氮含量，來創(chuàng)建土壤地圖。

數(shù)據(jù)分析

計算機分析數(shù)據(jù)可以幫助農(nóng)民做出精確和預(yù)測性的決策，以實現(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)民在每塊田地何時播種和何時收獲，以及澆水、施肥和使用殺蟲劑的時間和數(shù)量。

差異應(yīng)用

農(nóng)民使用可變速率技術(shù)（VRT）來優(yōu)化田地各部分的投入，在需要的時間和地點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)建的平臺上管理數(shù)據(jù)，而農(nóng)業(yè)公司可通過這些信息來改進產(chǎn)品和服務(wù)，或提供定制化的服務(wù)。

實時監(jiān)控

農(nóng)田監(jiān)測設(shè)備和其他傳感技術(shù)可用于遠程跟蹤土壤濕度等數(shù)據(jù)。目前，無人機還未被廣泛使用。

天氣監(jiān)測

超本地監(jiān)測可實現(xiàn)短期、長期天氣預(yù)報以及極端天氣的預(yù)警。農(nóng)民可通過移動應(yīng)用獲取實時信息。

指導(dǎo)系統(tǒng)

在GPS的幫助下，農(nóng)民可以更準確地操縱機器，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)合收割機收割作物，并通過配備的產(chǎn)量監(jiān)測器收集地理相關(guān)數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)每塊區(qū)域的變化。

二、影響精準農(nóng)業(yè)技術(shù)采用的因素

由于具有更強的擴展能力，大型農(nóng)場對最流行的精準農(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)。

在決定實施精準農(nóng)業(yè)技術(shù)時，農(nóng)民會考慮包括農(nóng)場規(guī)模、產(chǎn)量和市場價格等許多變量。

農(nóng)場規(guī)模

美國農(nóng)業(yè)的回報是以每英畝貢獻的美元計算的，因此較大的農(nóng)場可以從技術(shù)中獲得更多收益，并可以為精準農(nóng)業(yè)分配更高的預(yù)算。

產(chǎn)量

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

價格

當供大于求時，作物價格就會下跌，農(nóng)民往往不會投資。由于其他成本保持不變，農(nóng)民收入降低導(dǎo)致無法覆蓋投資支出。

三、精準農(nóng)業(yè)的投資回報

目前，美國玉米農(nóng)場的平均利潤為每英畝345美元?？鄢鞣N管理費用后，凈利潤為每英畝85美元。

據(jù)測算，采用精準農(nóng)業(yè)技術(shù)可以增加農(nóng)場的邊際收益，凈利潤可達到88.74美元。其中，土壤與農(nóng)田繪圖可以提高1.8%的利潤，指導(dǎo)系統(tǒng)可以增加1.5%的利潤，可變速率技術(shù)（VRT）可以增加1.1%的利潤。

農(nóng)場越大，精準農(nóng)業(yè)技術(shù)提供的利潤也就越高，成本回收周期越短。2400英畝以上的大型農(nóng)場可以每年獲利3.9萬美元，只需約2年的時間即可收回成本；而800英畝的小型農(nóng)場只能獲利1.1萬美元，需要6年多才能收回成本。

目前，在美國25萬個小型玉米農(nóng)場中，部分農(nóng)場正在使用精準農(nóng)業(yè)技術(shù)。

無論是從經(jīng)濟角度，還是環(huán)境角度，這些基于高科技產(chǎn)品的精準農(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。

總體來看，目前美國精準農(nóng)業(yè)技術(shù)主要應(yīng)用于大型農(nóng)場，而這些農(nóng)場的應(yīng)用實踐，特別是采用新技術(shù)后精確的數(shù)據(jù)驗證值得我們參考。