今天的农（nóng）业已经进入高科技领域，大多数20世纪的农民甚至（zhì）无法再认出它们（men）。毕竟仅仅在100年前，美国农业刚刚用内燃机取（qǔ）代（dài）畜力。而（ér）在过去（qù）20年间，全球定位系统（GPS）、电子传感器以（yǐ）及（jí）其（qí）他（tā）新式工（gōng）具的（de）出现，已（yǐ）经将农业进一步推向（xiàng）“科技仙（xiān）境（jìng）”。
除了时髦的空调和（hé）音响系统（tǒng）外，现代大型拖拉（lā）机（jī）的（de）封闭（bì）舱室内（nèi）还配（pèi）备了计算机（jī）显示器，可以显示 机械性（xìng）能（néng）、农田位置、操作（zuò）播种机（jī）等附（fù）带设备（bèi）等。今天令（lìng）人感到惊（jīng）异的这些技术，还只是未（wèi）来农（nóng）业的开始。自动驾驶机械和无人机将可以（yǐ）自动检测和治疗出现（xiàn）病虫害 的农作（zuò）物，这些工具（jù）在那些被称为“精准农业”的农场中将变（biàn）得司空见惯（guàn）。
所有这些高科技产品（pǐn）的最终目的是优化农业，无论（lùn）是从经济角度还是（shì）环（huán）境角度来看。我们只想找到最（zuì）佳（jiā）投入量（包括水（shuǐ）、化肥、杀虫剂、燃料以及劳动力等），以便（biàn）更高效（xiào）地种植高产（chǎn）作物。
GPS提供超本地化信息
每次至少有3颗轨（guǐ）道卫星可（kě）参与计（jì）算（suàn）你的距离，帮助GPS提（tí）供你在地球（qiú）上任何地方的（de）精确位置信息。因此，配置有GPS接收器（qì）的农业机械（xiè）能（néng）够识别它们在农场中的位置，调解操作，以（yǐ）便在这个（gè）位置上最大化地提高生产力或效率。
以土壤（rǎng）施肥为例。农民可使用GPS接（jiē）收器确定预选的农田，并收集其土壤样（yàng）本。然后 对样本（běn）进行实验分析（xī），并建立（lì）地理信息（xī）系统施肥图。在本质上，这（zhè）是一（yī）种计算机数据库程序（xù）。利用这类（lèi）地图，农民就可精确确定每个取样（yàng）农田区的（de）施肥量（liàng）。变量技术 （VRT）施肥机可（kě）以精确（què）地在农（nóng）田中喷洒（sǎ）所需（xū）肥（féi）料（liào）。这个过程就（jiù）是“精（jīng）准农业”的典（diǎn）范。
信息、分析（xī）与工具
“精准农（nóng）业（yè）”要求在3个方面取得（dé）成功。它需要特（tè）定位置信息，比如土壤-肥力图；它要（yào）求对特定位（wèi）置信息进行（háng）理解，并有（yǒu）作出决策的能力；做出决策（cè）往往需要计算（suàn）机（jī）的模拟帮助，后（hòu）者需要利用数学和统计学（xué）分析土壤肥力与（yǔ）作（zuò）物产量之间的可变关系。
最终，农民必须拥有（yǒu）实施管理决策的（de）物理工具。比如，配（pèi）置有（yǒu）GPS系统的变量技术（shù）施肥机（jī）可（kě）根据每块农田位置自动调节施肥量（liàng）。“精准农业”的（de）其他例证还包括（kuò）：根据土壤类型不同，施行不（bú）同的播种率；利用传感器来识（shí）别（bié）杂草、疾病或（huò）害（hài）虫，以便使用最（zuì）相（xiàng）配的杀（shā）虫剂等。
特（tè）定位置信息的作用除（chú）了帮助绘制土壤条（tiáo）件地图和提高产量外（wài），还可利用卫（wèi）星图片（piàn）显（xiǎn）示（shì） 农作物的（de）健康状况。现在，无人（rén）机可以收（shōu）集高度清晰的农作物和农田照片。这些（xiē）照片通过计算（suàn）机分析可显示不同的反射（shè）光（guāng），据此科学家可了解农作物的健康状（zhuàng）况和（hé）土壤类型（xíng）等。比如（rú），图中健康作物呈现清晰的亮（liàng）色，而（ér）有病作物则（zé）呈现暗色，这可（kě）以（yǐ）被用于确（què）定棉根腐病的存（cún）在。将来，农民或只（zhī）需对（duì）感染区进行治疗。无人机的优势 还包括（kuò）成本（běn）低廉、照片细节清晰等（děng），但有关它们在农业（yè）领（lǐng）域使用（yòng）的合法性依（yī）然在（zài）探讨中。
自（zì）动化
自动（dòng）导航，即以GPS为基础的系统可（kě）指引拖（tuō）拉机以更加（jiā）精确的模式作业，甚（shèn）至超过真人操作。当前，安全担忧完全限制了更小机械的（de）无人驾驶（shǐ）潜力。全自（zì）动（dòng）或机器人耕（gēng）种机械已（yǐ）经开始小规模（mó）地出（chū）现在高利润农（nóng）业中，比如葡萄、苗圃作物、某（mǒu）些水（shuǐ）果（guǒ）和蔬菜等。
自动机械（xiè）可以取代人类，完成更加繁（fán）琐的任务（wù），比如手（shǒu）工收割蔬菜。他们利用传感技术，包括机械视觉，可检测（cè）位置、茎（jīng）叶大小等信息，然后在作业过（guò）程中通知机械。日本已经成为这一领域（yù）的（de）领导（dǎo）者。日本（běn）农业（yè）往往被划分成更小的田（tián）块，该（gāi）国也是机器人技术（shù）也处于世界领（lǐng）先（xiān）水平。但（dàn）是自动机械在（zài）美国（guó）也正在崛起，特别是加州，那里有美国许（xǔ）多特产作物。
飞行机器人的发（fā）展将导（dǎo）致当前大多数人类操作的无人机被取代，它们拥有机（jī）械视觉和类 似人手的钳子。许多侦察（chá）任（rèn）务，比（bǐ）如病（bìng）虫（chóng）害，要（yào）求人（rén）走到（dào）很远（yuǎn）的地方，获取代表植物的（de）叶（yè）片，然后反复查看其是（shì）否存在病虫害。研究人员正开发一种技（jì）术，可以利用 飞行（háng）机器人（rén）执行（háng）这些（xiē）任务，无需人类参（cān）与。
育（yù）种+传感器+机（jī）器人
高通量植（zhí）物表型（HTPP）是一种（zhǒng）未来化“精准农业”技术，它是遗传学、传感器以（yǐ） 及（jí）机器（qì）人的结合（hé）体。它可被（bèi）用于研发新的作物品种，或提高作物营（yíng）养含量、耐抗旱以及抗（kàng）病虫害的能力。HTPP技术（shù）采用多（duō）个（gè）传（chuán）感器测量植物的（de）重（chóng）要物理数据，比 如（rú）高（gāo）度（dù）、叶片（piàn）数量、大（dà）小（xiǎo）、形状（zhuàng）、角（jiǎo）度、颜色、枯萎程度（dù）、茎厚、结果数量等。这（zhè）些（xiē）都属于表型特征（zhēng），也是植物遗传代码的物理表达。科学家可以将这（zhè）些数据与特定 植物的已知遗传数据对比。
再加上传（chuán）感器，科学家可（kě）以（yǐ）非常迅速地（dì）获得成千上万种植物的表型特征，育种学家（jiā）和遗（yí）传学家可据此决定哪些（xiē）品种将被排（pái）除（chú），哪些可进一步（bù）测（cè）试（shì），这（zhè）将大大加（jiā）速农作物改（gǎi）良（liáng）的进程。
过去（qù）20年间，农业生（shēng）产领域已经发生巨变。很难想象未来数年内（nèi），其将发展到何种程（chéng）度。但是（shì）农业高（gāo）科技（jì）创新的步伐只会（huì）越来越大。如果10年后（hòu）看到（dào）这样一幕，请不必感到惊讶（yà）：你沿着高速公路驾车行驶，看到有小型直（zhí）升（shēng）机在农田上空（kōng）飞行，并降落到农作物身上，利用（yòng）机器钳子采摘（zhāi）叶片、利用照相机和机（jī）械（xiè）视觉查（chá）看病（bìng）虫害，随（suí）后重新起飞查看其他农作物。（转（zhuǎn）自互（hù）联网风帆）
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