棉花地里的智慧模式

任茂谷

2020年前后，国产采棉机销量超过进口采棉机，新疆的棉花种植基本实现了全程机械化，随之走向智能化。时间到了2022年，棉花种植者嘴里出现了一个新名词：智慧棉田。

棉花地里会有怎样的智慧，这样的棉田是什么样子呢？

7月中旬，中午气温很高。一大片棉花地里空无一人。十字交叉的机耕道构成一个个直角，把棉田分割成整齐的方块。其中一个直角的一边，竖有两块大牌子，上面写明这块地的种植情况——使用一膜十二行栽培技术，地膜幅宽4.4米，超宽膜能使地温上升更快，更节水，免除草，免中耕。

直角的另一边，距离大牌子不远，有个像小型气象站的装置。三块30厘米见方的太阳能电池板，给这个装置供电。有个液晶显示器，上面显示地表温度38.3℃，风速0.5米/秒，风向西南。还有远程虫情测报系统，自动监测报告虫种、虫数和虫龄期，信息传到后台，自动给出药液配置处方，配好后由无人机打药处置。地里每100米有一个白色的感应桩，那是土壤墒情监测系统的末端接收点，两小时上传一次土壤的温度和湿度。后台收到信息，自动分析，做出是否需要滴水的判断。管理人员用手机APP或平板电脑实时查看和操控，人待在家里，便能开启滴灌系统连接的智能电磁阀浇水施肥，系统自动调节水量和时间，浇够后自动关阀。同时，系统会根据棉花在不同阶段营养生长和生殖生长的需要，自动调节所需氮磷钾肥和微量元素，加入到滴灌水中，滴到棉花的根部，用量精准，吸收充分。

这样的棉田确实智慧，就是有些复杂，猛一看眼花缭乱。作为棉花种植者如何安装配置，要具备怎样的知识水平，用多少时间才能应用自如呢？

炽热的棉田空无一人，再多的疑问也无从求解。只见为滴灌系统供水的泵房旁边，平卧着一个圆圆胖胖的白色大罐，下面的四个支架，像四条短短的小胖腿。罐体左边有“慧尔”两个黑色大字，中间的红色字体写着“智能施肥系统”和服务热线。右边一个矮矮胖胖的卡通“慧尔大叔”，中年男性形象，穿西服，扎领结，竖着右手大拇指，显出几分幽默可爱。这个白色大罐，表明有一家叫“慧尔”的公司，为这片智慧棉田提供肥料和施用管理技术。

原来如此，有专业的公司为智慧棉田提供技术支持，种植管理者就像使用“傻瓜照相机”一样，经过简单培训就能熟练应用。

不同的农业科技服务公司，为棉花种植户提供不同的智慧模式。这家叫“慧尔”的公司来自哪里，有哪些与众不同的特点呢？

新疆慧尔农业集团股份有限公司的总部位于昌吉市国家农业科技园，在昌吉、五家渠、博乐、温宿、阿克苏、北屯建有6家工厂。昌吉市的生产工厂建在榆树沟镇前进村，园林化的厂区占地200亩。厂房的前厅，布置了一个场面震撼的展览长廊。一排排顶天立地的大架子，像大型图书馆的一排排书架，上面摆放着一排排细长的圆柱形透明塑料罐，每一个里面都装着半公斤土壤样品。罐子外面贴有标签卡，标明取土的详细地址、用户姓名、所种植的农作物品种、取样日期等等。一排一排，一档一档，整整齐齐，数量有几万份。

慧尔农业是一家测土配方施肥定点生产企业，塑料罐里装着的，是给各地种植户提供肥料的测土样品。这些排列整齐的塑料罐，就是一册册记载土壤信息的书籍，研究人员“阅读”了土壤的成分，解析出需要补充的肥料品种和数量，形成配方，照方制肥，送到地头，便是这家公司的产品与服务。这是智慧农业技术开发，也是一种把智慧向农田传导的模式。

展厅里还有一些展示用户反馈的彩图展板，上面是一段对用户种植情况的简单说明，配一张种植者在棉田里活动的照片，一个个形象挺“牛”气。有一位塔城地区的种植户，看起来有四十来岁，站在棉田里，戴着大墨镜，挥起双臂，很酷的样子，一点儿都不像传统种地的农民。

穿过展览长廊，后面连着一座几百平方米的钢结构玻璃温室，里面分隔成几个区域。

第一个区域的架子上摆了几百个普通饭碗大小的红色塑料小盆，里面全部长着碱蓬草。有一位身材瘦高的女士，像侍弄家里的珍贵盆栽，观察、记录，不停地忙碌着。她叫王艳艳，山东烟台人，毕业于西北农林科技大学，是新疆生态与地理研究所在读博士研究生。她栽种这几百盆碱蓬，全程记录生长变化情况，用于研究植物对盐碱的适应性，得到的成果资源作为撰写博士论文的素材和依据。

另一个区域的架子上，摆了好多个黑色的塑料盘，盘里分隔出数个五厘米大小的小格，装着红色土壤，长着一种细小的植物，名称叫红苋菜。旁边忙碌的也是一位年轻女士，戴着厚厚的眼镜，用镊子在红土里拨弄着。她叫葛少青，河南许昌人，信阳师范大学毕业，同样是新疆生态与地理研究所的在读博士研究生。她在研究土壤中重金属含量对红苋菜的影响。

还有一个区域，种着小白菜，用于研究液态肥的效力。

两位女博士是众多土壤“阅读”者的代表。这家公司是国家级高新技术企业，建有博士后科研工作站，拥有几十项专利技术。

新疆的土质多数盐碱大，易板结。而南疆的尘土细、黏，像灰尘一样，就是一般说的淌土，容易飞起来，遇大风易成灾，会把农作物的叶片打掉只剩光秆。研究土壤，目的是将其改良成为疏松透气、生长良好的种植土壤。改良的方法之一，就是对土壤智慧施肥。

慧尔农业成立于2005年，最初生产固态滴灌肥。2007年与中国科学院沈阳应用生态研究所建立战略合作关系，经过10年的研究探索，改为研发液体肥，利用互联网、物联网先进技术，设计出智能施肥系统，制造出适合农业智能施肥系统的泵，向使用慧尔肥料的种植户免费提供。轮台县的智慧棉田，是这家公司技术支持的一处示范田。

公司特制的白色智能施肥罐，有五种规格，3立方米的罐可以满足300亩地的使用。施肥罐放在棉田的泵房旁边，连着一个一体化施肥机柜，机柜上有触摸式控制屏，显示施肥量、施肥时间，一键启动，相关指标自动生成。罐上安置一根天线，连接4Ｇ模块，用于接收信息，同时为棉田提供智能化的信息服务平台，就是那种小型气象站。

这种智能化施肥罐使用什么肥料呢？

1953年，石河子为突破亩产籽棉200公斤，每亩施厩肥3000公斤以上。2022年，新疆的很多棉田实现了智能化种植，亩产籽棉400公斤以上，有不少超过500公斤。施用什么样的肥料，才能保证智慧棉田的生产种植既提高产量和质量，还能保护土壤、改良土壤呢？

慧尔农业的肥料生产，走过颗粒、粉剂、液态三个阶段，自主研发出适用自动化施肥技术的聚谷氨酸悬浮型液体肥。利用有机和无机养分、螯合态（指由多齿配体形成螯合物状态的养分）中的微量元素、水溶性腐植酸、聚合谷氨酸、复合氨基酸、单体蛋白等活性有机小分子制成肥料。

公司的特殊专利，就是将聚谷氨酸与液态肥进行配比合成的工艺技术。用黄豆发酵加工制成纳豆，从纳豆中提取聚谷氨酸，加入到液体肥中，让植物更好地吸收，同时起到保水的作用。

这样采用三体螯合双效乳化技术的液态肥是浓缩液，呈酱油色，使用时按1比500的比例加水稀释。棉花播种后第一次滴水，每亩加3公斤液态肥；出苗时滴水，每亩加5～8公斤；棉花生长期总共滴水8～9次，从第二次到第八次，按照测土配方，针对性地使用1号到4号肥。

慧尔农业在榆树沟的生产厂区，放有很多吨桶，就是装一吨液态肥的方形塑料桶。每只吨桶上贴有保险标签单，作为保证品质的标准记载。厂区建有几十个巨型圆柱体储存罐，大的2000立方米，小的500立方米，用肥高峰期每天发货1000吨。公司在南北疆的6家工厂，2022年生产肥料12万余吨，制造并铺设智能化施肥设备3500多套，水肥一体化智能灌溉技术覆盖棉花和其他农作物300多万亩，辐射全疆14个地州和兵团14个农业师，用数字农业技术应用方案，服务种植户。

昌吉市庙尔沟乡，呼图壁县大丰镇，玛纳斯县乐土驿镇、北五岔镇、六户地镇，很多棉田的泵房旁边，配有慧尔农业的白色施肥罐和智慧棉田信息系统。

智能化的技术，离不开人的作用。谢学林是慧尔公司聘用的首席农化专家，曾任新疆生产建设兵团农八师121团生产连长，退休后加入慧尔。他带着技术服务团队，在棉花的生长季巡查各地用户的棉田，现场指导，解决问题。呼图壁县大丰镇红柳塘村吴梅的1000亩棉田，就是慧尔农业的示范田，全程使用慧尔肥料，长势明显好于其他的地块。使用慧尔智能施肥，可以节约人力成本，减少用肥量，达到节水增产的效果。

在一片连着一片的棉田里，有慧尔的白色施肥罐，还有一种蓝色施肥罐，也安装在泵房的旁边。

昌吉市大西渠镇龙河村三片区的于金刚是一位转业军人，他种植棉花4800亩，用的是蓝色施肥罐，这是一家叫“心连心”的公司生产的肥料。不同种植户，选用不同公司的产品，他们对产品的使用效果有自己的判断。于金刚说，他感觉“心连心”的肥料肥力更好，产量和品质同时提高，肥料用量更节约。

新疆心连心能源化工有限公司位于玛纳斯县塔西河工业园区，2011年4月注册成立，累计投资45亿元人民币，主要生产尿素、复合肥、滴灌肥、三聚氰胺、合成氨等化肥、化工产品。

这家大型化工企业，与中国科学院、中国农业大学、新疆农业科学院等科研院校合作，搭建创新研发平台，投入资金与科研力量，研究土壤和作物营养，开发推广新型高效肥料。拥有腐植酸、氨基酸、控释肥、水溶肥、液体肥、中微量元素等多个系列的70多个配方产品。其中的控释肥，通过包膜、包裹、添加抑制剂等方式，使肥料的分解、释放时间延长，从而提高肥料养分的利用率，延长肥料有效期，促进农业增产。腐植酸系列高效肥，适用于新疆多盐碱的土壤，能让作物增产8%～10%，同时提升品质。

尿素是农作物生长离不开的肥料，传统的尿素遇水溶解，大部分渗入地下土壤，只有少部分被根系吸收，肥力浪费，还会造成土壤污染。这家公司研发的聚能网高效尿素，给尿素加了一层“保护网”，施用在土壤中，能减缓溶解速度，给农作物的根系保持了较长的吸收时间，能够直接吸收40%以上。如果全疆的3700万亩棉花，每亩使用聚能网高效尿素60公斤，平均利用率能提高8%，每年可以降低尿素使用量17.76万吨，减少排入大气和水体的氨10万吨，从而降低农业源的污染排放。

土壤是作物的母亲。土壤出了问题，就不能健康产出。几十年来，因为大量施用化学肥料和农药，导致土壤板结，地力下降，活力减少，农产品品质下降。土壤中的重金属污染，引起人们的极大关注。使用腐植酸类肥料，以根施（底肥）为主，改良和修复土壤，让腐植酸从土壤中来，到土壤中去，成为农业绿色发展新的方向。

不同的公司，给棉花种植者提供不同的产品和施用方案，让人们能有不同的选择。不同的技术智慧，共同打造棉花的种植智慧。慧尔与心连心，以及众多的科技企业，都在给智慧农业提供支持。

浓密的棉田里藏有很多智慧，仰望星空，天上会有赋予棉花种植的智慧吗？如果把这个问题当作笑话，可就错了。监测管理棉田的智慧，真有一种来自天上的卫星技术。

呼图壁县农业技术推广中心的会议室里，出现了另一种对棉田智慧管理的情景。

常言说：三个女人一台戏。侯立华、苏桂华、高慧慧三位女士年龄相仿，五十来岁，都是呼图壁县农技推广中心的研究员。她们年轻时分别在玛纳斯县、呼图壁县、五家渠市担任农业技术员，曾经在一起学习培训，后来工作在一起，一直在上演棉花种植的技术好戏。2022年4月，她们的手机上多了一个小程序，隔几天接收一次卫星遥感扫描图，用于指导大泉村和种牛场7户农民的棉花种植。

这是一种怎样的高科技？她们收到的图是什么样子？怎样用于指导农民种棉花？会起多大的作用呢？

这种卫星扫描图叫“疆天棉图”，每一幅图都是一块棉花地的实时形态。色彩基调是绿色，浅绿居多，间或会有浓绿、黄色和红色。绿色为正常，黄色、红色的地方，可能出现旱情、虫情、缺肥等不同的情况。她们将图下载后，分别转发给每块地的棉花种植户。种植户收到卫星扫描图，一看便知哪一块棉田的哪一个部位，出现了哪一种可能的状况，及时采取相应的解决措施，省时、省力，提高效率。

呼图壁县第一年试用“疆天棉图”，监测棉田3626亩。有人开玩笑问，照着“天书”种棉花，用卫星指导，一定能获得高产吗？

王志力和于大京是大泉村试用“疆天棉图”的两位种植户，往年从播种的那一天起，直到采收完毕，几乎每天都要去棉花地里转两圈。早晨转着看一次，晚上转着看一次，查看棉花的生长，及时发现病虫害、杂草、水情、旱情等情况，及时应对，采取措施。如今有了“疆天棉图”，不用再跑那么勤，在图上看到问题，再去现场查看，一点儿不误事。

4月份，卫星扫描图监测棉田土壤的温度和湿度，确定最适合播种的时间。王志力和于大京看到图上提示4月16日适宜播种，跑到地里查看，确实如此，16日前后两三天，土壤的播种条件刚刚好。

5月初，卫星扫描图监测棉花的出苗情况，显示个别地方有缺苗和死苗，二人照图去看，及时做了补种。

6～9月，他们的手机上定期收到卫星扫描的棉花长势图，显示出棉苗的健康度、长势、氮素、叶绿素等分析色块。健康度监测分析图，显示病虫害发生的区域、虫子的种类、虫害发展的阶段，根据历史农事记录与农艺策略，生成施药处方图，指导智能农机装备精准施药。长势分析图会显示温度和旱情，识别旱情发生的地点和程度，与智能灌溉系统相连，定时定量灌溉补水。养分监测分析图，给出棉花的氮素和叶绿素的含量。氮素对棉花的生长作用明显，影响时间最长，从苗期到开花结铃期，都需要适量的氮素供应，使棉花植株健壮，蕾铃多，产量高。氮素监测图清晰地显示地块中氮素的分布情况：浅绿色表明含量平均；红色和黄色表明含量过少，植株矮小，叶片干枯，蕾铃数量少；深绿色表明含氮过量，该区域的棉花营养生长太旺，影响叶片通风透光，会导致蕾铃脱落，贪青晚熟，降低抗病害的能力。种植户根据氮素监测图显示的不同情况，对氮素过少或过量的区域采取应对措施。氮肥、磷钾肥和微量元素合理调配，取长补短，满足棉花生长的营养需要。

9月份之后，按照吐絮情况分析图，确定脱叶剂的喷洒时间。喷洒之后，按照脱叶监测分析图，确定合理的机械采收时间。采净率监测分析图，则用来显示采棉机的作业效率。

“疆天棉图”能对棉田做产量估算，通过对棉花生育期的全程监测，按照棉桃数量和单铃重量，估算出籽棉的产量。采收结束后去除杂质的重量，与提前估算的数字基本相当。

这一年，昌吉州农业农村局按照每亩15元购买服务，在昌吉市、呼图壁县、玛纳斯县等地选取了部分种植户试用“疆天棉图”。全年监测服务，提高了农情信息获取、监督管理、农技服务的数据利用能力，控制了农药、化肥、微量元素等农业生产资料的使用量，成本降低超过10%，棉花增产超过10%，实现了双向受益。

一年下来，人们都觉得“疆天棉图”很神奇，很好用。这项技术全称为“棉花种植管理全程遥感监测及社会化服务平台”，在数字农业框架下，通过卫星遥感技术，利用人工智能＋大数据，获取农情实时信息，实时运算、实时反馈。

事实上，棉花地里的智慧还有很多，比如北斗导航的自动化农机、无人机、机器人、无人棉田等等。从耕种到管理到采收，智能化的模式无处不在，像天空的深邃，大地的绵长，给人以无尽的想象。