精准农业正在改变农业和美国经济

最近，在《GPS World》杂志上，有个名为丽莎·戴尔的作者，发布了题为“精准农业正在改变农业和美国经济”，这是很有意思的话题。大家不妨看看人家是怎么样做的，联系到如何规模化应用北斗，会不会有点启迪和借鉴。农业现在是我国的重中之重，你，或者说是你们的公司与单位可以为之作何贡献？

文章说道，我们中的许多人盲目地购买食物、燃料、衣服、家居用品等，而没有过多考虑这一切的来源，忘记了在大多数情况下，这一切都始于农场。大多数人不知道，除了我们脚下的土壤之外，农业生产的一个关键组成部分是使用 GPS 和其他 GNSS 信号等关键技术。如果得到充分利用，技术可以成为解决农民当今面临的许多挑战的一部分，并成为养活不断增长的全球人口的工具。

借助触手可及的技术，全球农民可以通过精准农业提高生产力，精准农业是一种使用 GNSS 技术最大限度地提高农业产量的做法，同时减少农民的投入并提高可持续性。精准农业用于耕作、种植和收获玉米、大豆、棉花、花生、小麦、块茎和苜蓿等农作物。例如，包括肥料施用产量映射在内的技术已在全国各地的田地上使用了三十多年。

1. 精准农业的社会和经济效益

根据美国农业部（USDA）的数据，从 1948 年到 2021 年，美国农业总产量增加了两倍，这主要是由于技术的进步——尽管农业劳动力、土地和其他投入品下降了。根据美国农业局联合会的一份报告，2018 年农民需要的小麦产量比 1990 年少种 800 万英亩。

仔细观察通常使用精准农业技术耕作、种植和收获的四种作物，可以突出技术的经济效益：

甜玉米：美国是最大的甜玉米生产国，每年约 3.15 亿吨，占全球产量的 34%。美国有超过 316,000 个玉米农场，其中 95% 是家族拥有的。2021 年，佛罗里达州是最大的甜玉米生产地，其次是加利福尼亚州、华盛顿州和密歇根州。美国每年出口 6900 万吨甜玉米，总价值 92 亿美元。中国是美国甜玉米的最大买家，购买了美国所有出口的31%。

花生：2023 年，美国的花生产量约为16 亿美元，其中以佐治亚州为首，占美国花生总产量的 55%，其次是德克萨斯州 （10%）、阿拉巴马州 （10%） 和佛罗里达州 （9%）。2023 年，美国出口了价值超过8.895 亿美元的花生，其中墨西哥和加拿大是主要目的地。借助调整挖掘机输送机速度的新技术，产量不断提高。

棉花：美国每年生产大约 1500 万包棉花，为这个价值达 210 亿美元的行业做出了贡献。德克萨斯州的种植面积最多，占美国供应量的 40%（600 万包），其次是佐治亚州，约为 250 万包。美国是世界领先的棉花出口国，占全球棉花总供应量的35%。根据 Cotton Grower 进行的一项调查，农民越来越多地使用自动转向技术来帮助种植和收获棉花——精准农业设备的采用率从 2008 年的 46% 跃升至 2023 年的 86%。

小麦：美国生产了全球约 7%的小麦供应，约占127 亿美元，其中堪萨斯州、北达科他州、蒙大拿州、德克萨斯州和俄克拉荷马州的小麦产量在全国范围内最高。

精准农业还有助于农民努力实现重要的保护目标。自动导航功能和播种传感器提高了拖拉机和播种效率，减少了 9% 的除草剂使用量和 6% 的化石燃料使用量。这些微小但重要的变化有助于更广泛地采用更可持续的农业实践，精准农业和 GPS 技术处于前沿和中心位置。

自始至终，GNSS 始终处于强大、高效农业系统的前沿。无论是自动转向拖拉机技术还是加强水文实践，每年都会发布新的精准农业技术。如果继续更广泛地采用精准农业技术，美国可以将全国农作物产量提高 6%，从而进一步支持农业经济。

2. 现场的 GPS 和 GPSIA

GPS创新联盟（GPSIA）成员迪尔公司（Deere & Company）和天宝（Trimble）在全球范围内推动精准农业技术的发展，为农民创造了更多的机会，通过创新的GPS和GNSS技术提高生产力并减少作物损失。

迪尔公司（Deere & Company）提供了几种接收器，这些接收器使用GNSS技术以精确到厘米的精度种植作物，并结合传感器和计算机视觉，使农民能够以更快的速度种植而不会损坏作物 - 包括其在2022年推出的全自主8R拖拉机。虽然迪尔公司多年来一直在开发新的GNSS接收器，但在2004年与NASA的喷气推进实验室（JPL）的关键合作具有开创性。Deere & Company修改了其GNSS接收器，以接入该机构的地面站网络，并采用了JPL的软件。这项创新使他们能够在全球范围内推出自动驾驶拖拉机，彻底改变了精准农业，并导致自动驾驶拖拉机技术得到更广泛的接受。

自 1997 年首次开始生产农用 GPS 接收器以来，Trimble 一直为精准农业带来创新解决方案。从那时起，该公司推出了最先进的技术来支持农民，包括RTX 技术，该技术使用精确单点定位（PPP） 使农民能够以亚英寸 GNSS 的精度播种和耕种。Trimble 还宣布了几项合作伙伴关系，以加强公司的精准农业能力，从 CNH 和CLAAS（2011 年）到 Horsch（2021 年）再到AGCO（2023 年）。

2022 年，Trimble 加深了与农业机械制造商 CLAAS 的合作伙伴关系，将 Trimble 的 GPS PILOT 系统和 SAT 900 GNSS 接收器与 CLAAS 的 CEMIS 1200 显示器集成在一起，为农民在耕作、播种、喷洒或收割田地时提供更高的准确性。2024 年 4 月，Trimble 与 AGCO 成立了一家合资企业，以加快创新步伐并增加农民获得精准农业技术的机会。

3. 宽带在精准农业中的关键作用

可靠的宽带连接与 GNSS 技术齐头并进，并允许充分利用农业技术及其由此产生的好处。根据美国农业部的数据，超过 20% 的农村家庭和农场无法获得可靠的宽带，这限制了获得提高效率并帮助农民发展业务的新技术的机会。行业领导者正在努力确保全国各地的农场能够可靠地访问互联网。例如，Deere&Company与SpaceX合作，正在努力缩小农民之间的连接差距，提供卫星通信（SATCOM）服务。今年晚些时候，Deere&Company将开始向美国和巴西的农民提供Starlink卫星通信技术。

除了行业投资外，美国农业部的农村发展宽带再连接计划还提供赠款和贷款，以加强符合条件的农村地区的宽带基础设施和设备。此外，美国国家电信和信息管理局正在监督 425 亿美元的宽带公平、接入和部署计划，该计划旨在为全国各地几乎没有互联网连接的社区扩展高速互联网接入。在这些计划和类似计划中建立技术中立的政策，并专注于覆盖未覆盖的农业用地，直到最后一英亩，是提高农业生产效率的关键。

4. 精准农业在国会山上

随着人们对农业技术及其好处的认识得到实现，精准农业也正在进入各级政府的政策对话。2018 年农业法案在联邦通信委员会内成立了审查美国精准农业连接和技术需求工作组（“精准农业连接工作组”）。该工作组目前正在完成今年的第三个也是最后一个任期，并将编写三份综合报告，并为政策制定者提供相关建议。

2018 年农业法案于 2023 年 9 月 30 日到期，但延长了一年，以便美国国会有更多时间就下一个五年重新授权法案达成一致。农业法案提供了一个关键的两党立法机会，包括对农业技术采用的激励措施。立法者应考虑之前出台的独立立法，包括 精准（PRECISE）法案和 PAL 法案，以实现这一目标。这些法案将共同扩大现有的美国农业部计划，以包括精准农业技术，并创建一个新的贷款计划。

小型家庭农场约占美国所有农场的 88%，但占美国所有农产品销售量的不到 20%。为了提高产量并更好地与大型农场竞争，农民越来越多地转向精准农业技术，尽管可用性仍然是一个挑战。了解这些统计数据后，促进平等获得精准农业的努力得到了国会两院的两党支持。

5. 影响力

GNSS 技术在精准农业中的作用继续为农民节省时间和金钱，同时为农民、消费者和地球提供以保护为导向的解决方案。GPSIA成员Deere & Company和Trimble几十年来一直为精准农业技术提供创新解决方案，通过开创性的合作伙伴关系提高效率，并为农民扩大使用该技术的机会。这些创新，再加上最近的农村宽带扩张工作，确保农民能够获得最前沿的技术并继续创新。国会山对精准农业的关注是一个重要的提醒，提醒我们注意到GNSS 对我们日常生活的更广泛影响，以及 GNSS 系统如何融入美国农业。GPSIA 很自豪能够支持其成员继续促进创新 GNSS 技术在农业中的使用。