家庭农场发展而来的“美国农业神话” —— 美国标杆农场都在使用哪些技术？
在美国，海拔低于500m的平原占国土面积的55%左右，大部分属于亚热带和温带气候，土地肥沃利于多种作物的生长，这一得天独厚的自然条件加上价格低廉的柴油等能源，美国农业呈现明显的能源和科技密集型特征。如今美国许多耕地和播种的机械已经发展至无人驾驶，十分利于机械化耕种扩大规模，单个农产品的劳动力平均仅需1.6人，大部分农场已经实现规模化和智能化。
与中国相同，美国的最大面积土地所有者是政府，一般由国防局、森林局等联邦部门进行管辖。但与此同时，美国也实行土地私有化和家庭农场式经营制度，一经购买农场主对自己的土地有着绝对的私有权，且受法律保护。
许多美国农业、食品龙头企业都是从家庭农场式经营发展而来。家庭农场占美国农业经营主体的98.7%，其中根据美国农业部经济研究服务局Kent Lanclos的分类，大型家庭农场占比2.9%，年收入在100万美元以上；中型家庭农场占比6.1%，年收入在35-100万美元之间；小型家庭农场占比89.7%，年收入低于35万美元。运营如此规模化的农场智能化必不可少，那么经营得当的标杆农场都用了哪些技术？
本文以Florida Crystals、R.D. Offutt Company和Miller Farms三大农场为例，解构技术应用布局。
有机蔗糖农场引领者-Florida Crystals
Florida Crystal是一家综合性的蔗糖公司，也是美国最大的有机甘蔗农场之一。Florida Crystals落址在佛罗里达州棕榈滩县，整体面积达19万英亩土地，种植物包括甘蔗、水稻和蔬菜，此外他还拥有两家榨糖厂、一家炼糖厂、一家包装和配送中心、佛罗里达州最大的碾米厂之一以及北美最大的可再生能源发电厂之一，该发电厂利用甘蔗纤维生产环保能源，为制糖业务提供动力。Florida Crystals公司产业链完备，能够在甘蔗收获后的24小时内碾磨出所有的糖，并且能够保证农场所有的产品可溯源。
目前，Florida Crystals的农场能够收获570万吨甘蔗，并且产出676000吨的原糖和3000万加仑的黑葡萄糖蜜，成为了美国最大的糖料供应商之一。
Florida Crystals不仅仅是佛罗里达州最大的有机农场，也是唯一一家获得再生有机认证的蔗糖生产商。再生有机认证代表着世界有机农业的最高标准，其中包括三大标准：要求农民提高土壤健康水平、以道德的方式对待动物、为农民和员工提供公平的条件。
为了贯彻有机农场的理念，在选种方面，Florida Crystals严格采用非转基因品种，且所选产品都经过了非转基因项目的认证；在用药方面，Florida Crystals采用了独特的农场病虫害防治。该农场为1000余只谷仓猫头鹰建造了栖息地，据有关数据统计，一对谷仓猫头鹰每年能够吃掉3000多只老鼠，使得农田在不打药的情况下也能让甘蔗的产量得到保证。目前，Florida Crystals农场已经成为北美谷仓猫头鹰最密集的地区之一。
为了提高土壤的健康水平，Florida Crystals利用甘蔗和水稻轮作的方式保护土壤。轮作水稻使得土地在120天的水稻生长周期中有80天被水淹没，使其不暴露在空气中，从而防止土壤的氧化分解。同时，甘蔗和水稻轮作还有减轻土壤病虫害、防止土壤板结，调整土壤结构等功能。此外，Florida Crystals使用高空运行的卫星为精准农业提供所需数据，能为农场的拖拉机提供导航服务、监控作物的生长模式、预测天气、监测土壤湿度等服务。Florida Crystals还会用激光技术平整土地，从而改进田间地面的灌水质量。
精准农业马铃薯供应商-R.D. Offutt Company
Offutt公司在1981年于明尼苏达州建立了第一家马铃薯工厂，发展至今该公司已经拥有四条完备的马铃薯生产线，每年运行285天来满足马铃薯供应需求。该公司每年可生产5亿万磅马铃薯，这相当于每分钟生产的马铃薯可以供应一家连锁餐厅使用整整一周。同时，Offutt公司还和明尼苏达大学、中央湖泊学院等科研机构合作，向他们提供试验田，助力其研究成果落地转化，在整个行业探索如何用减少用地和资源、降本增效方面有所助益。
Offutt公司的每一个马铃薯都能溯源，确保食品安全。收获时，农场会仔细记录每一车马铃薯的田间情况，然后将它们储存起来随后送至加工厂，一旦出现食品安全或者污染问题可以快速准确地确认源头并采取措施。
为了确保未来有可持续的粮食供应，Offutt农场有许多技术保障。
从播种、灌溉再到收获、储存，Offutt农场在整个农业生产过程中都采用了精准技术。在整体调度方面，利用“山谷平台”（Valley platform）的调度功能，利用最新的天气预报来评估作物的日常需求；农场采用独立的太阳能设备“Aqua Trac 土壤水分探测器”，可让种植者在世界任何一个地方对田间的土壤湿度情况进行监控；同时利用“SpotOn”技术对田间灌溉机各个喷嘴进行测试，并将数据和喷灌图进行比较，来确定作物是否获得了需要的水分；还通过iTEC来优化土地，其会为田地标注出外部边界和内部不播种或不喷药的区域，当拖拉机进入到“预先确定”的不播种区域时，不需要操作人员的控制就会升起并且关闭拖拉机机具，这样能避免在容受涝灾的低洼地区进行播种，同时能与田地周围的树木、电线杆甚至临近邻居的财产保持适当距离。
在高效利用水资源方面，Offutt农场利用“精确中心枢轴灌溉系统”（Center-pivot irrigation systems）进行定制灌溉，确保每块田地都能够按需灌溉，并且中心枢轴灌溉系统能够最大限度地减少因蒸发或过度浇灌而造成的水资源浪费。灌溉系统采用下拉式低压喷头，有利于节水节电，同时，工作人员会对灌溉系统进行精心维护，以保证其保持最佳的效率，并且对灌溉系统进行全天候监控，确保出现任何故障和堵塞都能立即修复恢复正常工作状态。
已有研究表明，Offutt农场的节水策略对周边水资源的保护已有成效。在Foth Infrastructure & Environment的研究中分析了明尼苏达州帕克激流城方圆10英里范围内的地下水井。在过去30年内，平均地下水位一直保持稳定，而在这段时间内水位略有上升（0.01英尺）。
季节性产品家庭农场-Miller Farms
不同于前两个农场，Miller Farms的规模较小。Miller Farms是一个四代同堂的家庭农场。创始人威拉德-米勒（Willard Miller）于1946年以奶牛场的形式创办了农场。2003年12月，农场卖掉了奶牛产业，开始种植农产品。
Miller Farms是一个季节性农场，农场保持全年耕作，种植和生产水果和蔬菜，为客户提供时令新鲜农产品。客户的自由选择度很高，在5月能够来到农场自己采摘草莓，在6-8月能够亲自采摘黑莓和蓝莓，在9月和10月能够亲自摘取和批发南瓜。在感恩节前的星期五，农场还会提供圣诞树的挑选和切割服务。
同时，Miller Farms的一大特色是提供CSA服务。CSA是Community Supported Agriculture（社区支持农业）的缩写，是指农户和消费者签订合同，农户同意以固定价格提供预定周数的农产品。在Miller Farms，每周只需25美元，客户就可以在生长周期内每周获得新的水果和蔬菜，共计33周。
Miller Farms强调农场种植的所有产品都是非转基因的，每个客户都能完全了解自己购买的产品产自哪里。在普通的超市或杂货店出售的大多数农产品的运输距离都超过2500英里，而Miller Farms的农产品只经过2500英尺或更短的路程就能到达客户手中，购买农场的CSA服务能够确保客户及时收到最新鲜的农产品。
Miller Farms采用的是自然和可持续的耕作方法，如伴生种植、免耕种植和塑料栽培。其中，塑料栽培是指在塑料地膜上种植作物，即通过机器操作在田地里铺设长排塑料薄膜，覆盖在大约8英寸高的土壤垄面以上，塑料薄膜以下是植物或种子的灌溉系统滴灌带，将土壤堆高起垄有助于农田排水，也便于农作物的收获。种植时，先在塑料薄膜上打洞，然后把蔬菜移栽进去或把种子放进洞里。塑料栽培减少了灌溉时的径流，将水直接浇灌到植物根部，从而减少了用水量。同时塑料可以防止杂草生长，因此农田对除草剂的需求也大大减少。
在农田的病虫害防治方面，Miller Farms使用IPM（虫害综合防治）技术。在使用IPM时，农场主会在喷洒农药前对田地进行昆虫阈值的检测。如果没有达到阈值，农场主就不喷药。
通过以上三则案例可以看出，防治病虫害、节约能源是美国标杆农场的共同取向。在环境友好、绿色健康等理念的倡导下，充分利用生物链，采用生物防治的方式成为了减少化学用药的最佳替代方案；而水资源的节约利用是海外农场的重要命题，国内虽然水资源丰沛，但不少地区农场也已经开始了水肥一体化的改良，深究其背后蕴藏的理念，一是对能源充分利用是降本的重要环节，二是精准才是种植农业的未来。
