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欧美国家的“精准农业”发展现状及其对中国的启示

时间: 2017-07-15 09:23:16来源: 作者: 阅读:

精准化农业可修正我国的“短腿农业”

传统的精耕细作很难打败精准化农业。因为,有些工作是通过人的经验做不到的。而且,在城镇化的背景下,现在农村劳动力已经很少了,人力成本上涨也很快。中国社科院曾有一个报告,讲我们的农业是一条腿长,一条腿短。长腿就是说我们的单产还是很高的,靠的主要就是精耕细作。短腿就是说,我们劳动生产率太低,我们的农业劳动生产率只有美国和日本的1/100。而且,靠大量人力作业也会推高我们的农产品价格。比如说棉花,我们靠大量人力去采棉花,每到丰收时节,从河南等地都有发往新疆的采棉专列。因此,我们的农产品在国际上是没有竞争力的,国际售价是1.5万元一吨,我们的成本却已经高达1.8万元一吨。

现在欧美一些发达国家已经是精准农业了。实际上,我们传统的精耕细作和现在机械化基础上的精准化生产完全是两个概念。以前的精耕细作可以把田地耕种的很好,施肥很好、密度很好。但是有些工作是人力难以做到的。比如说,我们要深松土,这个靠人力是很难做到的,你人不可能把土地刨的很深。第二个,精准农业通过卫星遥感就可以把几百公顷的土地测算出来,就可以知道哪块土地的肥力比较少,哪些土地的肥力好。然后,通过遥感来控制农机去施肥。这边肥力差,那拖拉机就自动给你多施肥。那边肥力好一些,拖拉机就自动少施肥;通过卫星遥感,也可以看出哪一块虫害严重,那就在那里多施药。虫害小的地方,药量就减少一些。另外,精准农业也可以通过机械的方式,使农药喷出来时就比较细,且叶面的上下面都可以覆盖,从而减缓过度使用农药的危害。

如果不实施精准农业,仅靠现有的劳动力,那我们的农业产值连续增长是很难的。我们的可耕种面积是有限的,房地产又发展那么快,多少也在侵占农田。因此,在可耕种面积不增加的情况下,要增收只能提高单产,而提高单产的手段只能靠精准化、机械化来实现。

美国精准农业产生的背景:美国农业受困寻求转变

20世纪30年代,环境污染为美国农业敲响了警钟,美国经历了这个世纪最强的一次干旱灾难。干旱影响了美国几乎三分之二的土地以及墨西哥和加拿大的部分地区。同时,在美国大平原南部频繁发生强沙尘暴。20 世纪30、40 年代,美国进行了核武器试验;1962年,美国科学家卡尔松在其著作《寂静的春天》中怀疑,农业杀虫剂DDT进入食物链是导致一些食肉和食鱼的鸟类接近灭绝的主要原因。此外,随着美国农业的发展、补贴状况的迥异,美国农场早已出现了明显两极分化。产业化农场不断扩大种植规模,以保持竞争优势和得到更多补贴;小规模家庭农场则几乎被逐出商品化农产品的种植领域,只能在无补贴的其他农作物上生产,并依赖地区性贸易体系,以维系生存。多重因素的压迫,使得美国农业面临严峻的考验。求变,刻不容缓。

明尼苏达州效应:美国精准农业之路

美国精准农业起源于明尼苏达州。1993年至1994年,精准农业技术思想首先在美国明尼苏达州的两个农场进行试验。结果,用全球定位系统指导施肥的农田产量比传统平衡施肥的产量提高了30%左右,而且减少了化肥施用总量,经济效益大大提高。精准农业试验的成功,使得其技术思想得到了广泛发展。1995年,美国约有5%的作物面积不同程度的应用了精细农业技术,近年来又有了更为迅速的发展。美国国家研究委员会为此专门立项对有关发展战略进行了研究,经过美国科学院和美国工程院院士评估,于1997年发表了一份名为“21世纪精准农业:地理空间和信息技术在农作物管理方面的应用”的研究报告,全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和经济效益提供的巨大潜力,阐明了精准农业技术研究的发展现状以及为信息产业和支持技术开发研究提供的机遇。

美国精准农业的发展现状

美国有200多万个农场,其中8%是年收入在25万美元以上的规模经济的大农场,精准农业主要应用于大农场,有60-70%的大农场采用精准农业技术。精准农业应用的主要地区在美国中西部,应用的主要作物是大豆、小麦、玉米和部分经济作物。2005年,美国农业部对全美国农场进行了调查,调查结果显示:82%的农场进行土壤采样时使用农田地理信息系统;74%的使用GIS制图;38%的收割机带有产量测量器,61%的采用产量分析。美国的许多公司也提供了精准农业的许多设备和整套服务。如美国约翰迪尔公司的“绿色之星”精准农业系统,美国凯斯公司的“ 先进农业”( A F S )系统,美国天宝公司的A G系列农用G P S设备,美国E S R I公司的ArcGIS地理信息系统等。精准农业的应用方面,由农场拉动、企业推动的比较多,政府在财政资金和项目上支持较少,而美国农业部在技术研究、教育和培训方面给予了很多支持。2004年10月美国农业部与美国太空署签署协议,由美国太空署提供更多的高性能遥感卫星支持美国农业的发展,以前这些卫星只用于军事上今后将可以用于探测感应害虫的迁移,提供更高分辨率的遥感图像和更多通道的光谱信息。

美国精准农业的成功经验

美国的精准农业发展良好,其中有许多宝贵的经验值得学习。

1.完备的法律体系。美国拥有完备的法律体系,包括立法和执法体系。如1973年的《农业法》,使农民获得相应的补贴;1985年的《农业法》,利用农业补贴提高国际竞争力,1600至1800万公顷土地休耕15年;2002年《农业安全与农村投资法》,政府提高了补贴67%,每年向农场主提供的资金支持达1900亿美元。

2.推进农业综合企业的发展。农业综合企业是指与农业有关的整个生产经营的综合体系,它包括农场、农业合作社、农产品运输公司、食品加工工业、连锁杂货店和其他许多相关企业。在这个“农工综合企业”体系里就业的人数占全国劳动力的17%,大大高于农业本身所能吸纳的3%的劳动力。由于土地和农业设备投资成本十分高昂,小型家庭农场在美国已难以生存发展,而非家庭公司通常都拥有更多的资本,有利于生产经营,抵御自然灾害和市场风险,并能够采取长期有效的环保措施。

适用于中国农业发展的成功经验

中美两国国情不同,许多经验无法照搬,但可以借鉴。从形式上看,精准农业是在发达国家大规模经营和机械化操作条件下发展形成的新的技术体系,可能仅适用于我国规模化经营的大型国营农场,而在以家庭联产承包责任制为主要经济形式的分散经营的大部分农村则难以应用。精准农业发展的最基础的技术路线和原则是,在充分了解土地资源和作物群体变异情况的条件下,因地制宜地根据田间每一操作单元的具体情况,精细准确地调整各项管理措施和各项物资投入的量,获取最大的经济效益。这些原则则适用于任何形式和任何规模的农业生产。仅靠小农机是做不了精准农业的,要靠大的农机装备来实现精准农业。比如说通过卫星定位系统进行卫星遥感测绘、施肥、播种等。目前,国内还没有真正实现精准农业。但一些技术基础较好、有实力的企业正在研究,像福田雷沃、一拖、奇瑞重工等,它们也在往这个方向走。精准农业需要很多基础配套才行,比如拖拉机的行驶、速度与控制等都要跟上。我们现在的基础还达不到,但都在往这方面做。像欧美等先进发达国家拖拉机已经是采用动力换挡甚至自动档,而我们只能做到同步器换挡、机械式换挡,和国外还是有差距的。原因一是技术研发跟不上,二是我们农机行业的装备制造水平跟不上,像精度、清洁度等都保障不了。另外,技术积累也不足。不光是硬件,软件方面也不行,如液压控制,与国外还存在较大的差距。

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来源:三农直通车(2013-04-24)