
精准农业从20世纪90年代首先在发达国家开始兴起,经过20多年的研究和发展,已成为各国农业发展的共识,作为精准农业技术思想的发源地,美国精准农业技术的应用与发展走在世界各国的前面。自2000年以来,美国普渡大学便开始了美国精准农业技术应用现状的调研,该调研从2009年后由一年一次改为两年一次。2015年8月,普渡大学公布了最新一期的调研报告,此次调研总计发出2500份份调查问卷,收回问卷261份,反馈率为10%,高于2013年的6.8%。
以下根据2015年普渡大学精准农业服务经销商调查报告做简要分析。
从2015年的调查结果可以看出(图1),在精准农业的各项技术中,自动驾驶的应用最为广泛,比例高达83%;其次是精准农业服务,82%的经销商向客户提供了GPS土壤采样、测绘等服务,相比2013年的65.5%大幅提升;基于GPS的喷药控制、田间地图、GPS物流、卫星和航空影像等技术的应用比例较2013年有10-20%的提高;2015年新增调查了无人机在美国精准农业中的应用情况,结果表明有16%的经销商向用户提供了无人机相关的服务。

过去十几年中,精准农业技术在美国的应用稳步发展,其中以GPS自动驾驶技术的应用最为典型(图2)。2004年,自动控制与自动驾驶技术的比例仅为5%,到2015年比例已经增长到83%,可见自动驾驶技术在美国已经相当成熟,并已经形成稳定的市场,同时也表示用户对自动驾驶技术普通欢迎。2011年开始调查GPS导航喷药,经销商提供相关服务的比例从39%猛增到74%,表明用户对精准化喷药的需求非常高,这可能与美国对农药的严格管控有关。定点技术是精准农业的另一个主要类别,美国农场对这类的技术应用情况相对发展比较缓慢,但稳步增长(图3)。

图2

图3
变量技术是精准农业的核心内容之一,它在美国的应用仅次于自动驾驶技术。根据多年的调查结果显示,提供变量播种处方图的经销商大增24%,从2013年的24%直接增加到2015年的50%,同时有59%的经销商表示未来3年将提供变量播种处方图的服务,这可能与美国种子价格昂贵有关,用户希望通过采用变量技术来减少种子的使用量,降低生产成本,同时又不会降低效益。2015年,提供变量施肥技术服务包括单质肥、复合肥和石灰的经销商都超过50%,历年来都稳步增加,说明美国的农业生产者对变量控制技术的认识也在不断深化和加强,越来越多的生产者开始采用变量施肥技术。近年来,变量喷药技术也受到了经销商的关注,2015年有27%的经销商能够提供此类服务。

很多农业经销商的一个重要任务是帮助农业生产者管理土壤养分,土壤采样分析是一个重要内容。土壤养分状况是推荐施肥的一个重要参考因子,尤其是对于采用变量施肥技术的用户来说,了解土壤养分情况显得尤为重要。
调查结果显示,提供网格取样服务、传统取样服务、分区取样服务的经销商比例分别高达75.4%、63.6%、49.0%,而不提供土壤采样服务的经销商仅为7.7%。这也说明,美国生产者对土壤肥力的认识是比较普遍的,大多数的生产者都希望了解土地的养分状况,然后再来决定作物的施肥量。经销商提供的分区取样也有多种方法,其中基于土壤制图单元、产量地图、土壤电导率的比例分别为33.3%、29.5%、9.6%。此外,对于网格取样的经销商,网格大小以2.5英亩(15亩)为主,比例高达71.7%,其次是2.51-5英亩(15-30亩)的网格大小,比例为25.1%。

经销商提供土壤取样服务情况

土壤网格取样的格子大小情况
近几年来,消费级无人机技术应用迅速发展,农用无人机研究和应用也尤为突出。2015年的普渡大学精准农业调研报告中,提供无人机服务的经销商比例已有16%,未来也有38%的经销商表示要提供相关服务,可见无人机在农业上的应用有成为主流的趋势。无人机在美国的应用以农田作物监测为主,主要利用无人机搭载光学相机进行作物信息采集和监测分析。而我国主要以植保无人机为主。






