2024年4月11日，伊利诺斯州马歇尔县，农民比尔·利站在他的一辆拖拉机旁，在他种植的玉米和大豆田前拍照

20年来，巴勃罗·索布伦一直在寻找一种更好的方法来准确地了解火星上的土壤、岩石或任何其他物质。

科学家们开始使用激光和传感器来快速获得高精度数据，而不是采样和实验室分析——土壤测试的老方法。最终，这让Sobron认为同样的技术也可以在地球上发挥作用，尤其是在农场。

“我们的想法是做我们在火星上做的事情，那就是开车，不停车，如果你想的话，实时测量每平方英寸。你想要多小就多小，”他说。

Sobron在圣路易斯创立的Impossible Sensing公司目前正在研制第二代原型机，设计用于安装在种植机上。它将帮助农民在开车穿过田地时实时准确地看到土壤中发生的情况，揭示有关单个植物的营养水平、土壤健康、水分状况和其他因素的信息。

他说:“我们的想法是，更精确地了解农场的哪些区域可以施用更多或更少的肥料，将使他们能够施用所需的肥料。”“这里真正的价值和真正的需要是提供见解和知识;规定什么时候做什么。”

这是自20世纪90年代以来精准农业所承诺的——如果种植者获得更多关于他们的操作和技术的详细数据，他们将把这些新发现的信息用于更高效和可持续的农场。

然而，Sobron承认，所有围绕精准农业的新技术还没有完全改变农业。索布伦说:“它并没有像宣传的那样出售。”

“这里真正的价值和真正的需要是提供见解和知识;规定什么时候做什么。”

多年来，有许多进步提高了精度。新型拖拉机可以使用GPS自动驾驶，农民现在有能力改变他们在田地里播种或施肥的速度。甚至作物遗传学和杂草管理方法也取得了进展。

“我们唯一没有进步的是传感器，”他说。“看到植物、土壤和根系中重要的东西的能力。”

所有这些数据都应该帮助农民做出选择，这不仅会提高他们的底线，还会遏制化肥和其他化学品的过度使用，并更有针对性地进行灌溉。

联邦政府也在关注更有针对性的化肥使用。美国农业部部长维尔萨克(Tom Vilsack) 5月在伊利诺斯州南部发表讲话时表示，密歇根州参议员Debbie Stabenow提出的农业法案支持对新型传感技术的研究。

他说:“我们的许多玉米田都被过度施肥了。”“随着传感器技术越来越容易获得，精准农业是我们真正教育农民的机会。”

维尔萨克说，这种传感器可以帮助农民减少化肥的过度使用，化肥从农场流出，污染河流、湖泊、地下水，甚至墨西哥湾。

“它并没有像当初宣传的那样畅销。”

爱荷华州立大学研究园区副主任艾莉森·多伊尔(Alison Doyle)说，联邦政府的关注可以吸引许多公司专注于开发这项技术。

“无论政府对什么感兴趣，把联邦资金投入到什么领域，你都会看到人们在这些领域进行创新，”她说。“因为在那个领域会有资金驱动行为。”

Sobron的Impossible Sensing并不是唯一一家希望为农业实践带来更高精度、自动化或其他技术的公司。许多大型农业公司也将目光投向了种子、化肥和传统农业设备以外的领域。

多伊尔说:“目前在农业领域有一种趋势，许多公司更多地将自己定位在科技领域，而不是传统农业领域。”

劳动力是一个关键的驱动因素——现在耕种的人没有过去那么多，她说。多伊尔补充说，今天的农场比她祖父当农民时的几百英亩要大得多。

她说:“当你的业务规模如此之大，大宗商品价格和所有投入价格都在原地时，你就会在任何你能找到的地方寻找一点点利润。”“所以这些精密工具变得必要。”

然而，无论索布伦的激光传感器或无人机或卫星的地理空间数据等新型精密工具多么有前景，它们可能需要数年时间才能被数千人采用，更不用说数百万英亩的农田了。

“试验是有风险的，”比尔·利(Bill Leigh)说，他和他的兄弟在伊利诺伊州马歇尔县(Marshall County)种植了大约2200英亩的玉米和大豆。

自从他在20世纪80年代早期开始工作以来，利说他已经为他的设备库引入了更多的精密工具，这些工具帮助他更有效地播种或施用肥料、除草剂和杀菌剂。

“目前在农业领域有一种趋势，许多公司将自己更多地定位于科技领域，而不是传统农业。”

但他解释说，这种变化是渐进的。

“这不是用两只脚跳进去，这是一个过程，”利说。“这太贵了，而且要冒太大的风险，才会意识到最后没有一个跳高坑，那只是一块混凝土。”

利说，有了新技术，甚至只是一种不同的农业管理实践，他想确保他知道它将如何在他的农田上发挥作用。他补充说，与其他可能对此有经验的人交流会有所帮助。

“如果没有，你最好在小范围内做，因为你不想腹部翻转，”利说。“你可能这样做一年还能活下来，但第二年可能会非常艰难。”

这是将新技术引入农场的核心经济要求:像利这样的种植者必须看到明确的经济回报，才能继续证明投资新技术或将其扩大到更多的土地上是合理的。

“花钱的方式有很多种，”他说。

新的精密工具可能需要数年时间才能被数千英亩的农田采用，更不用说数百万英亩的农田了。

无人机图像的精密工具就是一个很好的例子。堪萨斯州立大学(Kansas State University)灌溉工程师、副教授乔纳森·阿吉拉尔(Jonathan Aguilar)说，无人机可以揭示作物是否受到压力或面临其他从路边看不见的问题。

“一些农民以前尝试过无人机，他们看到的是，‘这只是另一张漂亮的照片，’”他说。“我们正在努力确保这些照片确实是他们可以采取行动的信息。”

Sobron表示同意。“不能付诸行动的数据只是数据，”他说。“我们已经有了太多的数据。”

农业的季节性也带来了根本性的挑战。BioSTL农业食品总监查德·齐默尔曼(Chad Zimmerman)说，要了解一项新技术的表现，即使不是一个完整的生长季节，也需要几个月的时间。

他说:“在你的职业生涯中，你大约有40个赛季可以尝试新事物，同时为你的家庭创造利润。”“如果你这样想的话，这是很少的几季。”

齐默尔曼认为，期望农民成为唯一承担经济不确定性的人是不公平的，这种不确定性可能会因为改变他们的做法而带来环境利益。

“这些仍然是个人的生意，这是他们的生活方式，”他说。“我们不能要求他们承担更大的风险，不能让他们为了实现别人的目标而减少利润。”

新的农业技术可以帮助农民用更少的化肥和化学品投入种植更多的粮食，但在推广到数百万英亩土地之前，它无法完全实现成本和环境效益。

Sobron说，这给大大小小的公司施加了压力，要求他们证明自己的精准农业技术确实有效。

他说:“创造这种价值并展示出来，是约翰·迪尔兄弟和我们的责任。”“只有当它被展示出来，而且是可靠和可展示的时候，农民们才会集体接受它。”

Sobron补充说，他预计他的传感器将在短短几年内实现这一目标。