傳統的精耕細作很難打敗精準化農業。因為,有些工作是通過人的經驗做不到的。而且,在城鎮化的背景下,現在農村勞動力已經很少了,人力成本上漲也很快。社科院曾有一個報告,講我們的農業是一條腿長,一條腿短。長腿就是說我們的單產還是很高的,靠的主要就是精耕細作。短腿就是說,我們勞動生產率太低,我們的農業勞動生產率只有美國和日本的1/100。而且,靠大量人力作業也會推高我們的農產品價格。比如說棉花,我們靠大量人力去采棉花,每到豐收時節,從河南等地都有發往新疆的采棉專列。因此,我們的農產品在國際上是沒有競爭力的,國際售價是1.5萬元一噸,我們的成本卻已經高達1.8萬元一噸。
現在歐美一些發達國家已經是精準農業了。實際上,我們傳統的精耕細作和現在機械化基礎上的精準化生產完全是兩個概念。以前的精耕細作可以把田地耕種的很好,施肥很好、密度很好。但是有些工作是人力難以做到的。比如說,我們要深松土,這個靠人力是很難做到的,你人不可能把土地刨的很深。第二個,精準農業通過衛星遙感就可以把幾百公頃的土地測算出來,就可以知道哪塊土地的肥力比較少,哪些土地的肥力好。然后,通過遙感來控制農機去施肥。這邊肥力差,那拖拉機就自動給你多施肥。那邊肥力好一些,拖拉機就自動少施肥;通過衛星遙感,也可以看出哪一塊蟲害嚴重,那就在那里多施藥。蟲害小的地方,藥量就減少一些。另外,精準農業也可以通過機械的方式,使農藥噴出來時就比較細,且葉面的上下面都可以覆蓋,從而減緩過度使用農藥的危害。
如果不實施精準農業,僅靠現有的勞動力,那我們的農業產值連續增長是很難的。我們的可耕種面積是有限的,房地產又發展那么快,多少也在侵占農田。因此,在可耕種面積不增加的情況下,要增收只能提高單產,而提高單產的手段只能靠精準化、機械化來實現。
美國精準農業產生的背景:美國農業受困尋求轉變
20世紀30年代,環境污染為美國農業敲響了警鐘,美國經歷了這個世 紀最強的一次干旱災難。干旱影響了美國幾乎三分之二的土地以及墨西哥和加拿大的部分地區。同時,在美國大平原南部頻繁發生強沙塵暴。20世紀30 、40年代,美國進行了核武器試驗;1962年,美國科學家 卡爾松在其著作《寂靜的春天》中懷疑,農業殺蟲劑DDT進入食物鏈是導致一些食肉和食魚的鳥類接近滅絕的主要原因。
此外,隨著美國農業的發展、補貼狀況的迥異,美國農場早已出現了明顯兩極分化。產業化農場不斷擴大種植規模,以保持競爭優勢和得到更多補貼;小規模家庭農場則幾乎被逐出商品化農產品的種植領域,只能在無補貼的其他農作物上生產,并依賴地區性貿易體系,以維系生存。多重因素的壓迫,使得美國農業面臨嚴峻的考驗。求變,刻不容緩。
明尼蘇達州效應 美國精準農業之路
美國精準農業起源于明尼蘇達州。1993年至1994年,精準農業技術思想首先在美國明尼蘇達州的兩個農場進行試驗。結果,用全球定位系
統指導施肥的農田產量比傳統平衡施肥的產量提高了30%左右,而且減少了化肥施用總量,經濟效益大大提高。精準農業試驗的成功, 使得其技術思想得到了廣泛發展。1995年,美國約有5%的作物面積不同程度的應用了精細農業技術,近年來又有了更為迅速的發展。美國國家研究委員會為此專門立項對有關發展戰略進行了研究,經過美國科學院和美國工程院院士評估,于1997年發表了一份名為“21世紀精準農業——地理空間和信息技術在農作物管理方面的應用”的研究報告,全面分析了美國農業面臨的壓力、信息技術為改善作物生產管理決策和經濟效益提供的巨大潛力,闡明了精準農業技術研究的發展現狀以及為信息產業和支持技術開發研究 提供的機遇。
美國精準農業的發展現狀
美國有200多萬個農場,其中8%是年收入在25萬美元以上的規模經濟的大農場,精準農業主要應用于大農場,有60%至70%的大農場采用精準農業技術。精準農業應用的主要地區在美國中西部,應用的主要作物是大豆、小麥、玉米和部分經濟作物。
2005年,美國農業部對全美國農場進行了調查,調查結果顯示:82%的農場進行土壤采樣時使用農田地理信息系統;74%的使用GIS制圖;38%的收割機帶有產量測量器,61%的采用產量分析。
美國的許多公司也提供了精準農業的許多設備和整套服務。如美國約翰迪爾公司的“綠色之星”精準農業系統,美國凱斯公司的“ 先進農業”(AFS)系統,美國天寶公司的AG系列農用GPS設備,美國ESRI公司的ArcGIS地理信息系統等。精準農業的應用方面,由農場拉動、企業推動的比較多,政府在財政資金和項目上支持較少,而美國農業部在技術研究、教育和培訓方面給予了很多支持。2004年10月美國農業部與美國太空署簽署協議,由美國太空署提供更多的高性能遙感衛星支持美國農業的發展,以前這些衛星只用于軍事上今后將可以用于探測感應害蟲的遷移,提供更高分辨率的遙感圖像和更多通道的光譜信息。
美國精準農業的成功經驗
美國的精準農業發展良好,其中有許多寶貴的經驗值得學習。
1. 完備的法律體系
美國擁有完備的法律體系,包括立法和執法體系。如1973年的《農業法》,使農民獲得相應的補貼,1985年的《農業法》,利用農業補貼提高國際競爭力,1600至1800萬公頃土地休耕15年,2002年《農業安全與農村投資法》,政府提高了補貼67%,每年向農場主提供的資金支持達1900億美元。
2. 推進農業綜合企業的發展
農業綜合企業是指與農業有關的整個生產經營的綜合體系,它包括農場、農業合作社、農產品運輸公司、食品加工工業、連鎖雜貨店和其他許多相關企業。在這個“ 農工綜合企業”體系里就業的人數占全國勞動力的17%,大大高于農業本身所能吸納的3%的勞動力。
由于土地和農業設備投資成本十分高昂,小型家庭農場在美國已難以生存發展,而非家庭公司通常都擁有更多的資本,有利于生產經營,
抵御自然災害和市場風險,并能夠采取長期有效的環保措施。
適用于中國農業發展的成功經驗
中美兩國國情不同,許多經驗無法照搬,但可以借鑒。從形式上看,精準農業是在發達國家大規模經營和機械化操作條件下發展形成的新的技術體系,可能僅適用于我國規模化經營的大型國營農場,而在以家庭聯產承包責任制為主要經濟形式的分散經營的大部分農村則難以應用。精準農業發展的最基礎的技術路 線和原則是,在充分了解土地資源和作物群體變異情況的條件下,因地制宜地根據田間每一操作單元的具體情況,精細準確地調整各項管理措施和各項物資投入的量,獲取最大的經濟效益。這些原則則適用于任何形式和任何規模的農業生產。
僅靠小農機是做不了精準農業的,要靠大的農機裝備來實現精準農業。比如說通過衛星定位系統進行衛星遙感測繪、施肥、播種等。目前,國內還沒有真正實現精準農業。
但一些技術基礎較好、有實力的企業正在研究,像福田雷沃、一拖、奇瑞重工等,它們也在往這個方向走。精準農業需要很多基礎配套才行,比如拖拉機的行駛、速度與控制等都要跟上。我們現在的基礎還達不到,但都在往這方面做。像歐美等先進發達國家拖拉機已經是采用動力換擋甚至自動檔,而我們只能做到同步器換擋、機械式換擋,和國外還是有差距的。原因一是技術研發跟不上,二是我們農機行業的裝備制造水平跟不上,像精度、清潔度等都保障不了。另外,技術積累也不足。不光是硬件,軟件方面也不行,如液壓控制,與國外還存在較大的差距。
|