PrecisionAg的编辑Eric Sfiligoj列举了目前在精细农业中常用到的十大先进技术,其中大部分涉及机器人、导航、传感器和变量施药。

1. GPS/GNSS

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如果没有GPS,我们很难准确地知道今天的精细农业会是一种什么状态。从上世纪90年代卫星定位技术用于农业开始,运营商和制造商就找到了各种各样的方法把这种技术嵌入工具中,让农业管理工作变得更容易更准确。Trimble Agriculture Division市场营销经理T.J. Schulte说,“在北美和欧洲,种植者只要一开上拖拉机,就可以开始工作了。”

除了这些功能,专家说,卫星技术真正能配得上它“全球”的称谓。Insero总裁Greg Guyette表示,“我们已经不能再用GPS来指代所有这些系统了,比如,今天的全球导航卫星定位系统(GNSS)接收器技术,用GPS来描述,已经不准确了。”相反,他补充说,GNSS涵盖了所有国家的卫星系统,包括GPS、GLONASS和Galileo。

2. 移动设备

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搞清楚精细农业在这个星球上的状态之后,在过去20年,另一个重要创新就是移动设备的发展。据伊利诺伊州的种植者John Reifsteck说,如果没有移动设备,今天的世界将是完全不一样的,“如果没有手机,我们很多人仍然会坐在谷仓旁边,等着别人来到谷仓旁安排工作。”

如今,手机已经演变成包括智能手机和平板电脑等在内的一大堆有用的移动设备。这项技术已经根植于我们的生活中,专家预计,今天的移动设备(72.5亿)比人口(约72亿)还多。 截至2016年,大部分涉足移动设备市场的精细农业制造商花了大量的时间来拓展产品的功能,给用户提供更好的应用。FarmersEdge营销副总裁Marina Barnes博士表示,“如果在农民受到数据的20分钟之内,你还不能让这些技术数据起作用的话,他可能永远都不会再使用它了。”

3.机器人

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近年来,机器人在农业领域承担了越来越多的任务,包括种植温室作物和修剪葡萄园。而且在农作物中也不乏活性。最大的推动力是使用远程信息处理远程遥控的自主机器。Kinze工程师研发了一辆自主粮食车系统(可以加入任何拖拉机上),跟在拖拉机后面保持一定的安全距离。

2011年推出的AGCO的Fendt Guide Connect跟随技术通过GNSS信号和无线电,可以连接两台机器,这两台机器只需要一个人控制。AGCO的Fendt高级公关经理Sepp Nuscheler表示,基于用户不断变化的种植需求,AGCO将持续开发这一概念。

还有另外一种方法,Fendt MARS(移动农业机器人群)项目利用的是小型玉米播种机器人,它们重量轻,高效节能,高度灵活,云控制,并且可以通过平板电脑app操作。没有驾驶室,在场地外的操作者可以管理一大群的MARS设备。Nuscheler表示,“今年第四季度,MARS项目将会分享一些令人兴奋的进展。这是我们看到农业机器人未来的一个方向——小而灵巧,并且很多。”

4. 灌溉

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精确灌溉技术的创新越来越重要,由于干旱、含水层枯竭和水的分配不均匀,种植者面临缺水。Valley Irrigation的技术进步与引进经历John Campbell说,最近的一个突破是遥测。现在的产品允许种植者远程监控和控制他们的灌溉操作的几乎每一个方面。该系统节约了水、时间、燃料和车辆的磨损和撕裂。

在未来,Campbell说,生产商将整合的土壤水分监测、气象数据和变量灌溉(VRI)进入他们的系统。

Netafim美国市场销售总监Ze’ev Barylka补充说,精密移动滴灌溉是另一个重大突破。PC滴灌带是由一个中心转轴或线性移动灌溉系统横穿田地形成的区域。系统后面的滴灌带,集成发射器,为整个灌区提供全长均匀的灌溉。由于滴灌是直接把水送到土地表面,基本消除了蒸发和风吹的营销,让更多的水可以达到植物的根部区域。

5.物联网

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在过去几年中,精细农业最流行的词语是“物联网”(IoT)。简单地定义,它就是通过一个通/断开关将任何设备连接到互联网(和/或互相连接)。这个网络连接的物也包括穿着可穿戴设备的人。

这个想法已经在消费市场的“联网家庭”里证实,举个栗子,家里的电器、安保系统等可以相互通信,也可以和房主通信。Sunrise Cooperative数据管理负责人Craig Houin认为,在农业领域,连接的物可以包括现场传感器(用于记录实时天气,土壤水分,和温度数据)和用于现场检测的航空/卫星图像。这些设备通信也可以用于调度程序,销售交互工具,和其他业务管理应用程序。

最近,一些农业初创企业和零部件供应商(硬件,软件等)使用LPWAN(低电力广域网)替代或增加无线数据传输的蜂窝网络。Senet业务发展总监Paul Welbig认为,“这些网络的目的是长距离断断续续的少量数据传输。”因为与LPWAN网络通信的设备可以做到非常低的功率,其电池寿命比当前蜂窝产品更长。

6. 传感器

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无线传感器已被广泛用于精细农业中,用来收集土壤水分利用率、土壤板结、土壤肥力、叶片温度、叶面积指数、植株水分状况、当地气候数据、昆虫、疾病、杂草蔓延状况等等数据。或许最先进及多样化的技术出现在水资源管理中。在全国范围内,提高水的利用率和水资源短缺的监管将继续推动这一领域的改进。事实上,BCA Ag Technologies 的Flansburg说,土壤湿度和雨量传感器已经有一些大卖家。加州的更多生产商正在利用湿度传感器来帮助灌溉调度。

活跃的传感器信息也变得更有价值。过去几年中,单板敷抹器选择包括GreenSeeker (Trimble), OptRx (Ag Leader), and CropSpec (Topcon)。它们传达实时的作物健康状况,以帮助立即定制产品应用。

另一个创新?WeedSeeker,Trimble的杂草检测传感器,进行精确定位以便使用除草剂。营销总监Mike Martinez提醒,“在抗草甘膦广泛使用,杂草耐受性提高的地区,该产品的使用率越来越高。”

7. 变量播种

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在这份列表上,令人兴奋的最新技术可能莫过于变量播种。据GROWMARK精细耕作经理Sid Parks,由于它的特质,它已经显示出足够的重要性。Parks说,“它迎合了种植者的自然倾向,通过额外的关注影响种子生长的因素,最大限度地实现产量增长。它跟变量施肥略有不同,因为变量播种依赖于你收集的准确数据,以及种子本身。”

变量播种持续重视的另一个因素是,对于精细农业的整体而言,还有很大的成长空间。Parks说,“虽然自上世纪90年代中期,人们一直在使用变量播种的做法,但到目前为止,它仍然只有5%到10%种植面积的人使用。但为变量播种收集到好的、有用的数据的能力已经好得多,所以未来有更多的种植者使用这种做法将继续改善。”

8. 气象建模

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部分天气追踪器能展示这个国家的大部分农业零售地区和机会。也许没有任何因素比天气更重要,因为它完全不可预测。

但有效的帮助即将到来。Iteris战略销售和营销副总裁Jeff Keiser说,“在过去25年,已经有很多重要的技术对气象建模很有价值,但我们现在一个重要的点是保证作物的高产量是关键,使得某些世界的粮食解决方案有效。在Iteris,我们在数据建模领域已经有超过30年历史。我们的第一个农业系统,ClearAg为农业创建了一个平台并扩展到其他建模领域,如水的使用,土壤性质和作物生长。”

Keiser说,有个案例涉及Northern Plains的马铃薯种植者,他发现在某个特定温度下收货他的马铃薯是确保产品质量和完整性的关键。在过去,该种植者手动采集土壤温度发给收割设备。他说,“但通过使用ClearAg,种植者能够远程读取所有土壤数据,他的收割比以往任何时候都高效。”

9. 氮肥建模

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虽然某些形式的变量施肥已经使用了十几年,氮肥建模最近变得更加明显。SST Software首席执行官Matt Waits说,“我们的客户从上世纪90年代中期已经开始使用变量施肥技术。然而,氮循环的复杂性以及如何保持不断变化中的恒定状态,让氮肥管理变得非常困难。”

最近,SST Software跟Agronomic Technology Corp.(ATC)合作推出了Adapt-N.据ATC首席执行官Steve Sibulkin介绍,Adapt-N在2014年首次推出,它已经成为正确管理氮使用的重要工具。Sibulkin表示,“在农业领域有个说法,今天的环境压力会随着行业的发展而变得越来越大。绝大多数种植者希望通过简单的方法能够解决这些问题。这就是Adapt-N等氮肥建模流程目前所能作的事情。”

10. 标准化

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通过ISOBUS标准,设备制造商的兼容性不断变好。官方最开始进行这方面的努力始于8年前农业产业电子基金会成立。该基金会拥有170多企业会员,协会和组织都在积极推动标准化工作。

行业参与者必须处理好设备的兼容性。第三方技术专家往往难以管理竞争供应商的产品。Ag Info Tech、LLC、Mount Vernon首席执行官Tim Norris表示:“当组建都变成即插即用型时,这很有希望,它已经好很多了,但仍然是一个问题。”

(Yufy编译)