精确农业

对于农场主来说，收获季节到来前的几个月总会令人感到焦虑不安，因为在这段时间里，天气和土壤情况的变化以及害虫将会造成多大损失等不确定的因素都是无法预知的。虽然农场主们主要依靠以往的经验和谨慎的推测来判断情况的变化，但是也有很多人正在着手实践一种被称为精确农业的生产方式，即利用技术手段应付可能会对他们的农作物造成危害的不确定因素。

精确农业技术

几年前可能还在整个种植区大面积施用统一的肥料或杀虫剂的农场主，现在也许已经在利用标有精确位置数据的土壤和作物分析结果，将适当剂量的化学制品送到合适的地点了。他们现在还可以利用安装在联合收割机上的数字式产量监视器来追踪某块土地的“表现”，实际上他们可以获得每一排作物的产量数据。

大部分的精确农业技术需要依靠各种全球定位系统装置和可以将天气模式、土壤性质和虫害控制等方面的信息在地图上用一个个点表示出来的软件。农场主们可以利用这些信息来指挥能够根据种植区的每个部分需要多少肥料和杀虫剂来调整施用量的可变速率喷洒器。目前精确农业技术在美国中西部地区应用得最为广泛，主要用于甜菜、玉米和大豆等作物的种植。

使用了精确农业技术的农场主认为这种种植方法给他们提供了一些新的方式来分析他们对土地的投入和他们从土地中获得的回报之间的关系，并且使他们可以在成本不变的情况下管理更多的土地。但是精确农业技术的推广应用一直进展得相当缓慢，这主要是因为有关设备和服务的成本太高，小型农场是无法支负担这笔费用的，还有一个原因就是精确农业技术带来的好处并不总是十分明确的。

明尼苏达大学精确农业研究中心负责人皮埃尔·罗伯特博士指出：“南北达科他和蒙大拿州的小麦生产者现在发现，根据目前的国际市场价格，要想通过种植小麦来获取利润确实非常困难。如果你没有取得利润，你就没有额外的资金购买和使用新技术。”

另一个问题是设法使各种不同的农业软件和全球定位系统数据格式协同工作不仅会使人感到沮丧而且会让人望而生畏。

在伊利诺伊州的尚佩恩经营一个面积为1800英亩的玉米和大事种植农场的约翰·赖夫斯特克指出：“大多数农场主并不想整天坐在计算机前。”

大多数购买精确种植技术的农业生产者都承认，如果想在激烈的竞争中取得胜利，精确农业技术的各个组成部分都是必不可少的。设在罗切斯特的阿格里林克食品合作组织的副主席托马斯·费瑟指出：“对精确农业技术有抵触情绪的人将无法在竞争中生存下来。”

精确农业生产过程

纽约勒罗伊（位于罗切斯特西南大约50英里处）的M-B农场的总面积为2000英亩，其中900英亩用于种植甜玉米。在播种之前，马丁利先生委托农业咨询服务公司（设在罗切斯特的一家农作物顾问公司）对其农场各个不同部分的土壤进行分析以便确定每个部分需要多少肥料。

农业咨询服务公司派遣理查德·怀尔德曼到马丁利先生的农场提取了400份土壤样品，每份样品代表4至5英库存大小的区域。农业咨询服务公司对土壤样品中的大约15种成分进行了分析，其中包括磷酸钙和氮的浓度。怀尔德曼随后将土壤分析结果与根据上年的收藏情况绘制的产量地图进行了比较。

上个月某一天清晨的田间，马丁利先生正与怀尔德曼和J·D·巴克利父子公司（纽约斯塔福德的一家出售肥料和杀虫剂的公司）的喷洒器操作员迈克·贝尔莫尔在一起。这3位先生弓着身子坐在一辆卡车的车厢挡板上，仔细研究怀尔德曼带来的一张经过数字化处理的农场地图，怀尔德曼绘制这张地图的目的是要说明哪些地方应该用高速率喷洒磷酸盐和氮，哪些地方应该使用中、低速率。

同样的地图还被输入了安装在装载着肥料罐的喷洒拖拉机里的计算机中；这台计算机已经与一台全球定位系统设备连通。拖拉机两侧各有一条15英尺长的悬臂，悬臂上是一排间距大约为30英尺的喷嘴。拖拉机里的一个控制器将施肥地图上的信息传送给喷嘴，从而达到控制喷洒速度和在拖拉机从农场的一个区域移动到另一个区域时改变施用的肥料类型的目的。

每天可以给多达520英亩的土地施肥的贝尔莫尔全天时间都在根据屏幕上显示的、可以提示他目前处于什么位置的全球定位系统坐标来驾驶拖拉机。

同一周晚些时候，马丁利先生驾驶着一台播种拖拉机将种子播撒到了田里。种植季节开始几个星期后，贝尔莫尔又回到农场给生有杂草的区域施用除草剂并且喷洒了杀虫剂以便使农作免受玉米蛀虫和其他害虫的侵扰。农场的咨询顾问可以通过察看航拍照片发现虫害破坏的迹象，然后在需要的地方施用杀虫剂。

马丁利指出，与几年前相比，现在他施用肥料的时候更加谨慎，而且使用的杀虫剂也有所减少，这全都是因为有了可变速率喷洒器。但是他认为现在就断言精确农业技术会对他的农作物产量造成怎样的影响还为时过早。

人造卫星和空中成像技术

给土地施肥并播种后，农场主和农作物咨询顾问可以借助人造卫星和空中成像技术监视他们的作物每星期或每个月的生长情况。这些图像对于大型农场来说特别有帮助，因为农场主要想在地面上监视大型农场的各个不同区域是非常困难的。

农场主们利用的人造卫星图像来自美国的陆地卫星系统，它由几颗联邦政府操作的对陆地情况进行观测的人造卫星组成。这些人造卫星可以从距离地面大约2万英尺（原文如此）的高空拍摄红外线照片；照片上的每一个像素代表地面上5平方码多一点到10平方码大小的区域。红外线照相机可以探测出某块种植区的温度和湿度水平。这些图像与农场地图绘制程序结合起来就可以显示出发生干旱或洪水的区域。农场主购买这些图像的成本为每英亩土地2至3美元。

但是如果某位农场主委托陆地卫星系统在某天的某个时候拍摄某个农场的照片，而当时正好有云层阻档了视线，那么这位农场主就是太不走运了，因为他仍然必须支付拍摄费用。人造卫星图像对于小型农场的作用不如对大型农场显著，这是因为图像的分辨率非常低。

航空红外线摄影的成本为每英亩土地5至6美元，不过这种照片的分辨率要稍好一些，而且不会出现云层阻碍视线的风险。罗切斯特的一位飞行员齐克·赫德驾驶小型飞机低空飞行并利用红外线照相机为农场主拍摄农田照片时收取的费用为每小时大约200美元。飞机的飞行速度最低可以降至每小时40英里，这使得赫德的飞机上安装的哈塞尔布拉德红外线数码相机拍摄的照片的分辨率，可以达到每个像素代表大约6平方英寸的区域。安装在照相机上面的一台全球定位系统设备可以自动标示出每张照片拍摄时的地理位置。

产量监视器

本世纪90年代初问世的产量监视器是在精确农业生产中应用得最为广泛的工具。目前Pixall公司、Oxbo国际公司和约翰·迪尔公司等企业生产的联合收割机中大约有一半安装了产量监视器。现有的联合收割机也可以加装产量监视器，费用为每台大约5000至7000美元。

安装在联合收割机上的产量监视器在联合收割机收割谷物或者小麦时，可以让农场主了解种植区的任何一块土地每英亩的收获量为多少蒲式耳。

例如，在联合收割机转动着驶过一排排大田玉米的同时，它可以将玉米棒传送给一台机器，玉米棒的外皮会被这台机器除去，而玉米粒则被从穗轴上剥下来并且惧在一个存储容器中。玉米的外能上能下和剥去了玉米粒的光杆穗轴可以从联合收割机的后部“吐”出来。

玉米粒可以用传送带来输送，同时传送带上的传感器可以分析它们的含水量并将测量结果与以蒲式耳/贡亩为单位的收获量进行比较。

整个系统需要与一台全球定位系统设备连通，这台设备可以追踪联合收割机的位置，同时将每一组坐标存储在一块块闪存储卡上。收获结束后，农场主可以利用这些数据绘制出一幅可以说明农场各个不同区域产量的地图。类似的技术也可以用于收割小麦和大豆。

农场设备制造企业在研制用于甜玉米（玉米粒不必从穗轴上剥下来）和棉花等作物的产量监视器方面的行动一直比较缓慢。但是去年，设在纽约拜伦的Oxbo国际公司推出了一种可以安装在联合收割机上的甜玉米产量监视器。这种监视器可以在联合收割机收割甜玉米穗轴的同时称出它们的重量，并且得出一个根据联合收割机的速度和收割的刈幅宽度计算出来的以吨/英亩为单位的数值。该公司目前还在研制可以用于利马豆和青菜豆等作物的产量监视器。

设在威斯康星州拉辛的凯斯IH公司目前正在研制可以利用近红外传感器来检测小麦、玉米和大豆等农作物的油脂和蛋白质含量的产量监视器。

产量监视器使农场主们可以明确指出农作物的价值，这可以帮助他们决定是否应该将利润率较低的土地划入政府保护计划。例如，自然资源保护计划（1985年制定的《农场法案》的一个组成部分）鼓励农场主在他们的部分土地上种植可以起到水土保持作用的草和树，从而减少土壤遭到的侵蚀以及通过排水沟流失的杀虫剂和肥料。政府将会负担90%的种植费用。

一些使用过精确农业系统的农场主指出，他们希望该系统可以允许他们与其他农场主交换信息并且更加有效地与食品工业的其他成员进行合作。