棉花地里的智慧模式

任茂谷

2020年前后，國產采棉機銷量超過進口采棉機，新疆的棉花種植基本實現(xiàn)了全程機械化，隨之走向智能化。時間到了2022年，棉花種植者嘴里出現(xiàn)了一個新名詞：智慧棉田。

棉花地里會有怎樣的智慧，這樣的棉田是什么樣子呢？

7月中旬，中午氣溫很高。一大片棉花地里空無一人。十字交叉的機耕道構成一個個直角，把棉田分割成整齊的方塊。其中一個直角的一邊，豎有兩塊大牌子，上面寫明這塊地的種植情況——使用一膜十二行栽培技術，地膜幅寬4.4米，超寬膜能使地溫上升更快，更節(jié)水，免除草，免中耕。

直角的另一邊，距離大牌子不遠，有個像小型氣象站的裝置。三塊30厘米見方的太陽能電池板，給這個裝置供電。有個液晶顯示器，上面顯示地表溫度38.3℃，風速0.5米/秒，風向西南。還有遠程蟲情測報系統(tǒng)，自動監(jiān)測報告蟲種、蟲數(shù)和蟲齡期，信息傳到后臺，自動給出藥液配置處方，配好后由無人機打藥處置。地里每100米有一個白色的感應樁，那是土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)的末端接收點，兩小時上傳一次土壤的溫度和濕度。后臺收到信息，自動分析，做出是否需要滴水的判斷。管理人員用手機APP或平板電腦實時查看和操控，人待在家里，便能開啟滴灌系統(tǒng)連接的智能電磁閥澆水施肥，系統(tǒng)自動調節(jié)水量和時間，澆夠后自動關閥。同時，系統(tǒng)會根據(jù)棉花在不同階段營養(yǎng)生長和生殖生長的需要，自動調節(jié)所需氮磷鉀肥和微量元素，加入到滴灌水中，滴到棉花的根部，用量精準，吸收充分。

這樣的棉田確實智慧，就是有些復雜，猛一看眼花繚亂。作為棉花種植者如何安裝配置，要具備怎樣的知識水平，用多少時間才能應用自如呢？

熾熱的棉田空無一人，再多的疑問也無從求解。只見為滴灌系統(tǒng)供水的泵房旁邊，平臥著一個圓圓胖胖的白色大罐，下面的四個支架，像四條短短的小胖腿。罐體左邊有“慧爾”兩個黑色大字，中間的紅色字體寫著“智能施肥系統(tǒng)”和服務熱線。右邊一個矮矮胖胖的卡通“慧爾大叔”，中年男性形象，穿西服，扎領結，豎著右手大拇指，顯出幾分幽默可愛。這個白色大罐，表明有一家叫“慧爾”的公司，為這片智慧棉田提供肥料和施用管理技術。

原來如此，有專業(yè)的公司為智慧棉田提供技術支持，種植管理者就像使用“傻瓜照相機”一樣，經過簡單培訓就能熟練應用。

不同的農業(yè)科技服務公司，為棉花種植戶提供不同的智慧模式。這家叫“慧爾”的公司來自哪里，有哪些與眾不同的特點呢？

新疆慧爾農業(yè)集團股份有限公司的總部位于昌吉市國家農業(yè)科技園，在昌吉、五家渠、博樂、溫宿、阿克蘇、北屯建有6家工廠。昌吉市的生產工廠建在榆樹溝鎮(zhèn)前進村，園林化的廠區(qū)占地200畝。廠房的前廳，布置了一個場面震撼的展覽長廊。一排排頂天立地的大架子，像大型圖書館的一排排書架，上面擺放著一排排細長的圓柱形透明塑料罐，每一個里面都裝著半公斤土壤樣品。罐子外面貼有標簽卡，標明取土的詳細地址、用戶姓名、所種植的農作物品種、取樣日期等等。一排一排，一檔一檔，整整齊齊，數(shù)量有幾萬份。

慧爾農業(yè)是一家測土配方施肥定點生產企業(yè)，塑料罐里裝著的，是給各地種植戶提供肥料的測土樣品。這些排列整齊的塑料罐，就是一冊冊記載土壤信息的書籍，研究人員“閱讀”了土壤的成分，解析出需要補充的肥料品種和數(shù)量，形成配方，照方制肥，送到地頭，便是這家公司的產品與服務。這是智慧農業(yè)技術開發(fā)，也是一種把智慧向農田傳導的模式。

展廳里還有一些展示用戶反饋的彩圖展板，上面是一段對用戶種植情況的簡單說明，配一張種植者在棉田里活動的照片，一個個形象挺“?！睔狻Ｓ幸晃凰堑貐^(qū)的種植戶，看起來有四十來歲，站在棉田里，戴著大墨鏡，揮起雙臂，很酷的樣子，一點兒都不像傳統(tǒng)種地的農民。

穿過展覽長廊，后面連著一座幾百平方米的鋼結構玻璃溫室，里面分隔成幾個區(qū)域。

第一個區(qū)域的架子上擺了幾百個普通飯碗大小的紅色塑料小盆，里面全部長著堿蓬草。有一位身材瘦高的女士，像侍弄家里的珍貴盆栽，觀察、記錄，不停地忙碌著。她叫王艷艷，山東煙臺人，畢業(yè)于西北農林科技大學，是新疆生態(tài)與地理研究所在讀博士研究生。她栽種這幾百盆堿蓬，全程記錄生長變化情況，用于研究植物對鹽堿的適應性，得到的成果資源作為撰寫博士論文的素材和依據(jù)。

另一個區(qū)域的架子上，擺了好多個黑色的塑料盤，盤里分隔出數(shù)個五厘米大小的小格，裝著紅色土壤，長著一種細小的植物，名稱叫紅莧菜。旁邊忙碌的也是一位年輕女士，戴著厚厚的眼鏡，用鑷子在紅土里撥弄著。她叫葛少青，河南許昌人，信陽師范大學畢業(yè)，同樣是新疆生態(tài)與地理研究所的在讀博士研究生。她在研究土壤中重金屬含量對紅莧菜的影響。

還有一個區(qū)域，種著小白菜，用于研究液態(tài)肥的效力。

兩位女博士是眾多土壤“閱讀”者的代表。這家公司是國家級高新技術企業(yè)，建有博士后科研工作站，擁有幾十項專利技術。

新疆的土質多數(shù)鹽堿大，易板結。而南疆的塵土細、黏，像灰塵一樣，就是一般說的淌土，容易飛起來，遇大風易成災，會把農作物的葉片打掉只剩光稈。研究土壤，目的是將其改良成為疏松透氣、生長良好的種植土壤。改良的方法之一，就是對土壤智慧施肥。

慧爾農業(yè)成立于2005年，最初生產固態(tài)滴灌肥。2007年與中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所建立戰(zhàn)略合作關系，經過10年的研究探索，改為研發(fā)液體肥，利用互聯(lián)網、物聯(lián)網先進技術，設計出智能施肥系統(tǒng)，制造出適合農業(yè)智能施肥系統(tǒng)的泵，向使用慧爾肥料的種植戶免費提供。輪臺縣的智慧棉田，是這家公司技術支持的一處示范田。

公司特制的白色智能施肥罐，有五種規(guī)格，3立方米的罐可以滿足300畝地的使用。施肥罐放在棉田的泵房旁邊，連著一個一體化施肥機柜，機柜上有觸摸式控制屏，顯示施肥量、施肥時間，一鍵啟動，相關指標自動生成。罐上安置一根天線，連接4Ｇ模塊，用于接收信息，同時為棉田提供智能化的信息服務平臺，就是那種小型氣象站。

這種智能化施肥罐使用什么肥料呢？

1953年，石河子為突破畝產籽棉200公斤，每畝施廄肥3000公斤以上。2022年，新疆的很多棉田實現(xiàn)了智能化種植，畝產籽棉400公斤以上，有不少超過500公斤。施用什么樣的肥料，才能保證智慧棉田的生產種植既提高產量和質量，還能保護土壤、改良土壤呢？

慧爾農業(yè)的肥料生產，走過顆粒、粉劑、液態(tài)三個階段，自主研發(fā)出適用自動化施肥技術的聚谷氨酸懸浮型液體肥。利用有機和無機養(yǎng)分、螯合態(tài)（指由多齒配體形成螯合物狀態(tài)的養(yǎng)分）中的微量元素、水溶性腐植酸、聚合谷氨酸、復合氨基酸、單體蛋白等活性有機小分子制成肥料。

公司的特殊專利，就是將聚谷氨酸與液態(tài)肥進行配比合成的工藝技術。用黃豆發(fā)酵加工制成納豆，從納豆中提取聚谷氨酸，加入到液體肥中，讓植物更好地吸收，同時起到保水的作用。

這樣采用三體螯合雙效乳化技術的液態(tài)肥是濃縮液，呈醬油色，使用時按1比500的比例加水稀釋。棉花播種后第一次滴水，每畝加3公斤液態(tài)肥；出苗時滴水，每畝加5～8公斤；棉花生長期總共滴水8～9次，從第二次到第八次，按照測土配方，針對性地使用1號到4號肥。

慧爾農業(yè)在榆樹溝的生產廠區(qū)，放有很多噸桶，就是裝一噸液態(tài)肥的方形塑料桶。每只噸桶上貼有保險標簽單，作為保證品質的標準記載。廠區(qū)建有幾十個巨型圓柱體儲存罐，大的2000立方米，小的500立方米，用肥高峰期每天發(fā)貨1000噸。公司在南北疆的6家工廠，2022年生產肥料12萬余噸，制造并鋪設智能化施肥設備3500多套，水肥一體化智能灌溉技術覆蓋棉花和其他農作物300多萬畝，輻射全疆14個地州和兵團14個農業(yè)師，用數(shù)字農業(yè)技術應用方案，服務種植戶。

昌吉市廟爾溝鄉(xiāng)，呼圖壁縣大豐鎮(zhèn)，瑪納斯縣樂土驛鎮(zhèn)、北五岔鎮(zhèn)、六戶地鎮(zhèn)，很多棉田的泵房旁邊，配有慧爾農業(yè)的白色施肥罐和智慧棉田信息系統(tǒng)。

智能化的技術，離不開人的作用。謝學林是慧爾公司聘用的首席農化專家，曾任新疆生產建設兵團農八師121團生產連長，退休后加入慧爾。他帶著技術服務團隊，在棉花的生長季巡查各地用戶的棉田，現(xiàn)場指導，解決問題。呼圖壁縣大豐鎮(zhèn)紅柳塘村吳梅的1000畝棉田，就是慧爾農業(yè)的示范田，全程使用慧爾肥料，長勢明顯好于其他的地塊。使用慧爾智能施肥，可以節(jié)約人力成本，減少用肥量，達到節(jié)水增產的效果。

在一片連著一片的棉田里，有慧爾的白色施肥罐，還有一種藍色施肥罐，也安裝在泵房的旁邊。

昌吉市大西渠鎮(zhèn)龍河村三片區(qū)的于金剛是一位轉業(yè)軍人，他種植棉花4800畝，用的是藍色施肥罐，這是一家叫“心連心”的公司生產的肥料。不同種植戶，選用不同公司的產品，他們對產品的使用效果有自己的判斷。于金剛說，他感覺“心連心”的肥料肥力更好，產量和品質同時提高，肥料用量更節(jié)約。

新疆心連心能源化工有限公司位于瑪納斯縣塔西河工業(yè)園區(qū)，2011年4月注冊成立，累計投資45億元人民幣，主要生產尿素、復合肥、滴灌肥、三聚氰胺、合成氨等化肥、化工產品。

這家大型化工企業(yè)，與中國科學院、中國農業(yè)大學、新疆農業(yè)科學院等科研院校合作，搭建創(chuàng)新研發(fā)平臺，投入資金與科研力量，研究土壤和作物營養(yǎng)，開發(fā)推廣新型高效肥料。擁有腐植酸、氨基酸、控釋肥、水溶肥、液體肥、中微量元素等多個系列的70多個配方產品。其中的控釋肥，通過包膜、包裹、添加抑制劑等方式，使肥料的分解、釋放時間延長，從而提高肥料養(yǎng)分的利用率，延長肥料有效期，促進農業(yè)增產。腐植酸系列高效肥，適用于新疆多鹽堿的土壤，能讓作物增產8%～10%，同時提升品質。

尿素是農作物生長離不開的肥料，傳統(tǒng)的尿素遇水溶解，大部分滲入地下土壤，只有少部分被根系吸收，肥力浪費，還會造成土壤污染。這家公司研發(fā)的聚能網高效尿素，給尿素加了一層“保護網”，施用在土壤中，能減緩溶解速度，給農作物的根系保持了較長的吸收時間，能夠直接吸收40%以上。如果全疆的3700萬畝棉花，每畝使用聚能網高效尿素60公斤，平均利用率能提高8%，每年可以降低尿素使用量17.76萬噸，減少排入大氣和水體的氨10萬噸，從而降低農業(yè)源的污染排放。

土壤是作物的母親。土壤出了問題，就不能健康產出。幾十年來，因為大量施用化學肥料和農藥，導致土壤板結，地力下降，活力減少，農產品品質下降。土壤中的重金屬污染，引起人們的極大關注。使用腐植酸類肥料，以根施（底肥）為主，改良和修復土壤，讓腐植酸從土壤中來，到土壤中去，成為農業(yè)綠色發(fā)展新的方向。

不同的公司，給棉花種植者提供不同的產品和施用方案，讓人們能有不同的選擇。不同的技術智慧，共同打造棉花的種植智慧?；蹱柵c心連心，以及眾多的科技企業(yè)，都在給智慧農業(yè)提供支持。

濃密的棉田里藏有很多智慧，仰望星空，天上會有賦予棉花種植的智慧嗎？如果把這個問題當作笑話，可就錯了。監(jiān)測管理棉田的智慧，真有一種來自天上的衛(wèi)星技術。

呼圖壁縣農業(yè)技術推廣中心的會議室里，出現(xiàn)了另一種對棉田智慧管理的情景。

常言說：三個女人一臺戲。侯立華、蘇桂華、高慧慧三位女士年齡相仿，五十來歲，都是呼圖壁縣農技推廣中心的研究員。她們年輕時分別在瑪納斯縣、呼圖壁縣、五家渠市擔任農業(yè)技術員，曾經在一起學習培訓，后來工作在一起，一直在上演棉花種植的技術好戲。2022年4月，她們的手機上多了一個小程序，隔幾天接收一次衛(wèi)星遙感掃描圖，用于指導大泉村和種牛場7戶農民的棉花種植。

這是一種怎樣的高科技？她們收到的圖是什么樣子？怎樣用于指導農民種棉花？會起多大的作用呢？

這種衛(wèi)星掃描圖叫“疆天棉圖”，每一幅圖都是一塊棉花地的實時形態(tài)。色彩基調是綠色，淺綠居多，間或會有濃綠、黃色和紅色。綠色為正常，黃色、紅色的地方，可能出現(xiàn)旱情、蟲情、缺肥等不同的情況。她們將圖下載后，分別轉發(fā)給每塊地的棉花種植戶。種植戶收到衛(wèi)星掃描圖，一看便知哪一塊棉田的哪一個部位，出現(xiàn)了哪一種可能的狀況，及時采取相應的解決措施，省時、省力，提高效率。

呼圖壁縣第一年試用“疆天棉圖”，監(jiān)測棉田3626畝。有人開玩笑問，照著“天書”種棉花，用衛(wèi)星指導，一定能獲得高產嗎？

王志力和于大京是大泉村試用“疆天棉圖”的兩位種植戶，往年從播種的那一天起，直到采收完畢，幾乎每天都要去棉花地里轉兩圈。早晨轉著看一次，晚上轉著看一次，查看棉花的生長，及時發(fā)現(xiàn)病蟲害、雜草、水情、旱情等情況，及時應對，采取措施。如今有了“疆天棉圖”，不用再跑那么勤，在圖上看到問題，再去現(xiàn)場查看，一點兒不誤事。

4月份，衛(wèi)星掃描圖監(jiān)測棉田土壤的溫度和濕度，確定最適合播種的時間。王志力和于大京看到圖上提示4月16日適宜播種，跑到地里查看，確實如此，16日前后兩三天，土壤的播種條件剛剛好。

5月初，衛(wèi)星掃描圖監(jiān)測棉花的出苗情況，顯示個別地方有缺苗和死苗，二人照圖去看，及時做了補種。

6～9月，他們的手機上定期收到衛(wèi)星掃描的棉花長勢圖，顯示出棉苗的健康度、長勢、氮素、葉綠素等分析色塊。健康度監(jiān)測分析圖，顯示病蟲害發(fā)生的區(qū)域、蟲子的種類、蟲害發(fā)展的階段，根據(jù)歷史農事記錄與農藝策略，生成施藥處方圖，指導智能農機裝備精準施藥。長勢分析圖會顯示溫度和旱情，識別旱情發(fā)生的地點和程度，與智能灌溉系統(tǒng)相連，定時定量灌溉補水。養(yǎng)分監(jiān)測分析圖，給出棉花的氮素和葉綠素的含量。氮素對棉花的生長作用明顯，影響時間最長，從苗期到開花結鈴期，都需要適量的氮素供應，使棉花植株健壯，蕾鈴多，產量高。氮素監(jiān)測圖清晰地顯示地塊中氮素的分布情況：淺綠色表明含量平均；紅色和黃色表明含量過少，植株矮小，葉片干枯，蕾鈴數(shù)量少；深綠色表明含氮過量，該區(qū)域的棉花營養(yǎng)生長太旺，影響葉片通風透光，會導致蕾鈴脫落，貪青晚熟，降低抗病害的能力。種植戶根據(jù)氮素監(jiān)測圖顯示的不同情況，對氮素過少或過量的區(qū)域采取應對措施。氮肥、磷鉀肥和微量元素合理調配，取長補短，滿足棉花生長的營養(yǎng)需要。

9月份之后，按照吐絮情況分析圖，確定脫葉劑的噴灑時間。噴灑之后，按照脫葉監(jiān)測分析圖，確定合理的機械采收時間。采凈率監(jiān)測分析圖，則用來顯示采棉機的作業(yè)效率。

“疆天棉圖”能對棉田做產量估算，通過對棉花生育期的全程監(jiān)測，按照棉桃數(shù)量和單鈴重量，估算出籽棉的產量。采收結束后去除雜質的重量，與提前估算的數(shù)字基本相當。

這一年，昌吉州農業(yè)農村局按照每畝15元購買服務，在昌吉市、呼圖壁縣、瑪納斯縣等地選取了部分種植戶試用“疆天棉圖”。全年監(jiān)測服務，提高了農情信息獲取、監(jiān)督管理、農技服務的數(shù)據(jù)利用能力，控制了農藥、化肥、微量元素等農業(yè)生產資料的使用量，成本降低超過10%，棉花增產超過10%，實現(xiàn)了雙向受益。

一年下來，人們都覺得“疆天棉圖”很神奇，很好用。這項技術全稱為“棉花種植管理全程遙感監(jiān)測及社會化服務平臺”，在數(shù)字農業(yè)框架下，通過衛(wèi)星遙感技術，利用人工智能＋大數(shù)據(jù)，獲取農情實時信息，實時運算、實時反饋。

事實上，棉花地里的智慧還有很多，比如北斗導航的自動化農機、無人機、機器人、無人棉田等等。從耕種到管理到采收，智能化的模式無處不在，像天空的深邃，大地的綿長，給人以無盡的想象。