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精准农业与灌溉 — — 美国当前观点 Steven R. Evett，美国农业部农业研究局自然资源与可持续农业系统代理副局长，steve.evett@ars.usda.gov Susan A. O'Shaughnessy，美国农业部农业研究局农业研究工程师，邮政信箱 10，2300 Experimental Station Road，Bushland，TX 79102，美国，Susan.O'Shaughnessy@ars.usda.gov Manuel A. Andrade，美国农业部农业研究局赞助的橡树岭科学与教育研究所农业研究工程师，邮政信箱 10，2300 Experimental Station Road，Bushland，TX 79102，美国，Alejandro.Andrade@ars.usda.gov 摘要精准农业 (PA) 作为农业经营的概念框架，满足了管理农场、流域、区域和国际田间和田间差异的需求。自 20 世纪 80 年代美国全球定位系统 (GPS) 向公众开放以来，PA 的使用方式、所涉及的目标以及支持它的技术发生了巨大变化。结合最初为卫星图像开发的地理信息系统 (GIS) 计算机技术，PA 成为农民规划特定地点农业作业的主流工具，早期包括施肥，随后是播种率、种子品种、农药喷洒，现在是特定地点灌溉。配备 GPS 转向和位置感知监控系统的设备允许将预先确定的特定地点处方图下载到设备中，并用于例如在喷洒系统经过水道时关闭喷洒系统。支持 GPS 的收割设备生成的产量图是用于特定地点管理的第一批数据之一，由于缺乏共变田间数据和基于土壤时空特性如何影响植物发育的充分决策支持系统 (DSS)，结果往往令人困惑。然而，这种被动和间接的 PA 已经发展到可以提供更强大的解决方案，例如，根据地理参考土壤采样提供可变速率的肥料施用，从而生成肥料需求处方图。或者再举一个例子，基于多卫星传感器融合的 30 米分辨率作物用水地图进行空间可变灌溉管理。许多更成功的 PA 技术涉及机载传感器系统，该系统将数据提供给嵌入式计算平台，从而对设备进行实时调整。这种主动和直接的 PA 系统使用现代技术，例如，在有杂草时打开喷洒设备，否则关闭，或者在非生物胁迫传感器指示作物缺水时打开可变速率灌溉喷嘴。此类监控和数据采集 (SCADA) 系统依赖于基于对生物物理学和生物系统的复杂理解的算法。如今，计算能力、数据采集和管理基础设施、新建模范式和空间决策支持系统的融合为 PA 带来了新的可能性。PA 服务的提供者现在包括从国家到地方各级的政府机构、私人提供者（通常使用来自政府地面、空中和卫星传感系统的公开数据）、大学推广系统和农民合作社。数据来源范围从公共领域到农民或第三方持有的私人数据。有关数据标准、数据共享、数据所有权以及公共和私人权利的问题进一步增加了现代 PA 的复杂性，但公共和私人机构都在积极解决这些问题。
精准农业和灌溉——当前美国观点
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