精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是一種信息技術(shù)支持下的高科技農(nóng)業(yè)，根據(jù)空間變異定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作與管理，高效利用各種農(nóng)業(yè)資源，以最少的投入尋求最高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。
我國(guó)農(nóng)業(yè)一直處于傳統(tǒng)的精耕細(xì)作模式，雖然單產(chǎn)量不低，但是生產(chǎn)效率低下，只有美國(guó)和日本的1％，而且人工成本太高，尤其隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化的推行，農(nóng)村勞動(dòng)力越來(lái)越少，更加劇了人力成本的上漲，從而推高了農(nóng)產(chǎn)品的銷售價(jià)格，導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。
以棉花為例，我國(guó)新疆是棉花種植大省，每年到了棉花收獲的季節(jié)，會(huì)從全國(guó)各地招聘工人，依靠大量的人力來(lái)進(jìn)行棉花采摘，算上這些工人的工資，這些棉花的成本每噸高達(dá)1.8萬(wàn)元，而棉花的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)售價(jià)每噸只有1.5萬(wàn)元。其他種類的農(nóng)產(chǎn)品情形也是如此，傳統(tǒng)的精耕細(xì)作模式完全無(wú)法與精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)抗衡。
精耕細(xì)作與精準(zhǔn)化生產(chǎn)，雖然看起來(lái)都很精細(xì)，但實(shí)際上這是完全不同的兩個(gè)概念。人工的精耕細(xì)作依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和人力進(jìn)行仔細(xì)的施肥，控制植株密度等等，但是永遠(yuǎn)無(wú)法像標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)那樣松土松的很深，清晰了解大片土地的不同肥沃程度和蟲害程度，通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行按需施肥和噴藥，并且在這個(gè)過(guò)程中通過(guò)機(jī)械完成，能夠精準(zhǔn)的控制作業(yè)精度，避免施肥和噴藥過(guò)度或者不足。
可耕種的土地面積有限，而房地產(chǎn)用地、工業(yè)用地等其他行業(yè)的用地需求在不斷的侵蝕耕地，耕地面積變得越來(lái)越小，這種情況下要避免農(nóng)作物的產(chǎn)量減少，只能尋求單位面積內(nèi)更高的產(chǎn)量，而依靠傳統(tǒng)的精耕細(xì)作已經(jīng)很難達(dá)到這樣的目標(biāo)，只有開展精準(zhǔn)化作業(yè)，依靠機(jī)械化的力量才能進(jìn)一步提高單產(chǎn)。
美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的背景：美國(guó)農(nóng)業(yè)受困尋求轉(zhuǎn)變
美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生，也是在經(jīng)歷了困局之后的選擇。上世紀(jì)30年代，嚴(yán)重的環(huán)境污染造成了生態(tài)惡化，美國(guó)爆發(fā)了一百年來(lái)最嚴(yán)重的干旱災(zāi)難，幾乎三分之二的土地全部受災(zāi)，農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)。
除此之外，南部平原地區(qū)還頻繁遭到強(qiáng)沙塵暴侵襲，農(nóng)藥問(wèn)題也大面積爆發(fā)，一些不容易降解的殺蟲劑成分進(jìn)入食物鏈，甚至導(dǎo)致了一些物種的滅絕。緊接著，核技術(shù)研究取得了明顯的成績(jī)，美國(guó)開始進(jìn)行原子彈、核武器的研發(fā)和試驗(yàn)，給生態(tài)環(huán)境造成了毀滅性的打擊。
除去環(huán)境因素，政策因素造成了美國(guó)農(nóng)場(chǎng)的兩極分化，產(chǎn)業(yè)化農(nóng)場(chǎng)獲得的農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼更多，進(jìn)而繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模換取更多的補(bǔ)貼，大規(guī)模的作業(yè)又造成了更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而小規(guī)模的農(nóng)場(chǎng)被驅(qū)逐出商品化作物的種植，無(wú)法得到政府補(bǔ)貼，只能依靠當(dāng)?shù)刭Q(mào)易勉強(qiáng)生存。
多重因素作用之下，美國(guó)農(nóng)業(yè)陷入重重危機(jī)，為了脫困只能尋求改變，經(jīng)歷了長(zhǎng)期的探索研究之后，終于找到了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)這一解決方案。
明尼蘇達(dá)州效應(yīng)美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)之路
美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究最早起源于明尼蘇達(dá)大學(xué)，該研究于1993年在明尼蘇達(dá)州的2個(gè)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐嘗試，收到了非常明顯的成效，在全球定位系統(tǒng)指導(dǎo)下，施用了更少的化肥將農(nóng)作物產(chǎn)量提高了30％，證實(shí)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的確實(shí)有效，從此之后，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)開始在美國(guó)得到了迅速的推廣。美國(guó)政府曾專門為此立項(xiàng)研究，研究結(jié)果表明以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在緩解農(nóng)業(yè)問(wèn)題、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策和提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益方面存在巨大的潛力。
1995年，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)被應(yīng)用于全美國(guó)5％的作物面積，近年來(lái)，更是普及到了美國(guó)60％～70％的大型農(nóng)場(chǎng)，將美國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升至世界首位。在美國(guó)，農(nóng)業(yè)人口只占全國(guó)人口的2％，但是這2％的農(nóng)民不但養(yǎng)活了3億多美國(guó)人，還將美國(guó)推上了世界最大的農(nóng)產(chǎn)品出口國(guó)之位。美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)至今仍保持著高速的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2019年增長(zhǎng)至15億美元。
美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
美國(guó)農(nóng)業(yè)以規(guī)模化著稱，在全國(guó)200多萬(wàn)個(gè)農(nóng)場(chǎng)之中，將近一成為年收入超過(guò)25萬(wàn)美元大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)，在這些規(guī)?；N植的農(nóng)場(chǎng)之中，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的覆蓋率已經(jīng)達(dá)到六成到七成，尤其在美國(guó)中西部地區(qū)的大農(nóng)場(chǎng)之中，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的覆蓋率更高，主要應(yīng)用于大豆、小麥、玉米等糧食作物的種植，也有部分經(jīng)濟(jì)作物的種植也采用了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。
到2005年，全美國(guó)的農(nóng)場(chǎng)中使用農(nóng)田地理信息系統(tǒng)進(jìn)行土壤采樣工作的比例高達(dá)82％，GIS制圖技術(shù)應(yīng)用的普及率達(dá)到74％，產(chǎn)量分析技術(shù)的應(yīng)用率為61％，38％的收割機(jī)配備了產(chǎn)量測(cè)量器。
除了大型農(nóng)場(chǎng)之外，美國(guó)還有很多專業(yè)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)服務(wù)公司，為農(nóng)場(chǎng)客戶提供專業(yè)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)設(shè)備和服務(wù)，比如天寶公司的AG系列農(nóng)用GPS設(shè)備就是比較知名的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)設(shè)備，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，約翰迪爾公司的“綠色之星”、凱斯品牌的“先進(jìn)農(nóng)業(yè)”、ESRI公司的ArcGIS地理信息系統(tǒng)等名氣較大。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用和推廣，主要依靠這些大型農(nóng)場(chǎng)和企業(yè)，政府的扶持則更傾向于技術(shù)研發(fā)和教育培訓(xùn)方面。比如2004年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部與太空署進(jìn)行合作，從太空署處尋求更多高性能的遙感衛(wèi)星用于探測(cè)土地的狀態(tài)，比如哪片土地肥度低需要施肥，哪片土地較為干旱需要灌溉，哪片土地發(fā)生了蟲害需要打藥等等。
美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)
美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的成功，得益于其完備的法律體系和對(duì)農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)的推動(dòng)，這些經(jīng)驗(yàn)并不僅僅適用于美國(guó)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)，也同樣值得我們學(xué)習(xí)。
1）完備的法律體系
從立法到執(zhí)法，美國(guó)農(nóng)業(yè)都擁有完備的法律體系，并且具體的法律條文一直不斷的完善。
比如1973年美國(guó)政府頒發(fā)的《農(nóng)業(yè)法》規(guī)定農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)可以獲得一定的補(bǔ)貼，通過(guò)這種形式來(lái)增加農(nóng)民收入，提高農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；
1985年里根政府對(duì)農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼在方式和額度上進(jìn)行了一些調(diào)整，并對(duì)1600至1800萬(wàn)公頃土地實(shí)行強(qiáng)制休耕政策，以保護(hù)土地肥力；
2002年，美國(guó)政府又出臺(tái)了《農(nóng)業(yè)安全與農(nóng)村投資法》，將政府補(bǔ)貼在原有基礎(chǔ)上提高了67％，每年的補(bǔ)貼總額高達(dá)1900億美元。
2）推進(jìn)農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)的發(fā)展
對(duì)于中小型農(nóng)場(chǎng)而言，昂貴的土地和農(nóng)業(yè)設(shè)備越來(lái)越難以承受，生存艱難，而擁有更多資本的大型農(nóng)業(yè)企業(yè)可以進(jìn)行規(guī)模化的生產(chǎn)，更利于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，抗風(fēng)險(xiǎn)能力比小農(nóng)場(chǎng)更強(qiáng)，對(duì)環(huán)境也更為友好。因此，推進(jìn)農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)發(fā)展，對(duì)于美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的成功功不可沒。
農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體系的所有類型的企業(yè)，農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)、物流公司、農(nóng)產(chǎn)品零售企業(yè)等等都屬于這個(gè)范疇，這些企業(yè)吸收了17％的勞動(dòng)力資源，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于農(nóng)業(yè)3％的勞動(dòng)力吸納能力，為更多的農(nóng)業(yè)人口解決了就業(yè)問(wèn)題。
適用于中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)
由于國(guó)情不同，我們無(wú)法完全照搬美國(guó)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，但是其中的很多經(jīng)驗(yàn)仍然值得我們借鑒。
美國(guó)的實(shí)踐證明，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)只適用于規(guī)?；a(chǎn)的大型農(nóng)場(chǎng)，所以我國(guó)可以在機(jī)械化程度較高、種植規(guī)模較大的大型國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)推廣精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，至于分散的家庭種植則無(wú)法使用這種形式。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的原則，是基于對(duì)土地和農(nóng)作物的充分了解，根據(jù)每一塊土地的具體情況，因地制宜的進(jìn)行管理和操作，以最小的物資投入尋求最大的作物產(chǎn)出，這種原則不僅適用于大型農(nóng)場(chǎng)，同樣也可以用來(lái)指導(dǎo)分散的家庭種植。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施，需要大型的農(nóng)機(jī)裝備，需要遙感衛(wèi)星來(lái)感應(yīng)土地情況，指導(dǎo)機(jī)械作業(yè)，還要求這些大型裝備的使用必須配套，比如歐美農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的拖拉機(jī)早已升級(jí)為動(dòng)力擋甚至自動(dòng)檔，而國(guó)內(nèi)水平還停留在同步器、機(jī)械式換擋，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要求的水平。好在國(guó)內(nèi)一些有實(shí)力的企業(yè)已經(jīng)在努力改變現(xiàn)狀，朝著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要求的方向努力。
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