最近，中央農村工作會(huì )議在北京召開(kāi)，并最終定調：穩住農業(yè)基本盤(pán)。該會(huì )議還強調，要全力抓好糧食生產(chǎn)和重要農產(chǎn)品供給，穩定糧食面積，大力擴大大豆和油料生產(chǎn),確保2022年糧食產(chǎn)量穩定在1.3萬(wàn)億斤以上。

隨著(zhù)政策落地之后，中國農業(yè)種植領(lǐng)域必將會(huì )迎來(lái)新一輪發(fā)展高潮。作為關(guān)系國計民生的戰略物資，僅次于糧食的第二大農作物——棉花，也將會(huì )迎來(lái)高質(zhì)量發(fā)展的重要階段，如何適應國家大政策，如何助力棉農增收、如何提高中國棉花競爭力...成為行業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。

對此，中國農業(yè)大學(xué)教授、博士生導師張立禎教授也表示，棉花高質(zhì)量發(fā)展勢在必行，需要政府、企業(yè)多方發(fā)力。其中，棉花高質(zhì)量發(fā)展除了產(chǎn)業(yè)結構調整之外，核心還得依托科技的力量，借助生產(chǎn)方式的創(chuàng )新與突破助力棉農提質(zhì)增效，提高中國棉花的競爭力。

據了解，經(jīng)過(guò)長(cháng)達10多年的努力，張立禎教授領(lǐng)銜組建了全球領(lǐng)先的數字棉花模型團隊，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研密切配合，在中國農業(yè)大學(xué)、華中農業(yè)大學(xué)、中科院的支持下，通過(guò)與我國棉花產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)者-中農國稷科技發(fā)展有限公司的深度合作，推出了棉花科技第四次技術(shù)革命的代表性作品：“未來(lái)智慧型數字棉花”。該技術(shù)擁有我國獨立自主知識產(chǎn)權，是目前國際頂尖的作物模型，也是數字棉花領(lǐng)域里的顛覆性技術(shù)，根據多年驗證，可以實(shí)現棉花畝產(chǎn)10%-20%的增產(chǎn)目標，節約物化成本10%以上，有利于棉花產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

為了揭秘“未來(lái)智慧型數字棉花”，農業(yè)行業(yè)觀(guān)察專(zhuān)訪(fǎng)了中國農業(yè)大學(xué)教授、博士生導師張立禎，并與他深度聊了聊數字棉花和未來(lái)棉花、棉花高質(zhì)量發(fā)展等相關(guān)熱點(diǎn)話(huà)題。

實(shí)現畝產(chǎn)10-20%實(shí)現棉花高質(zhì)量發(fā)展

最近，新疆結合當前自治區棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形勢和任務(wù)，研究部署棉花產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展重點(diǎn)工作，并強調要加強棉花源頭質(zhì)量管控，大力推廣應用優(yōu)質(zhì)品種，加快推進(jìn)優(yōu)質(zhì)棉基地建設。

然而，新疆棉花還沒(méi)有完全從“大產(chǎn)業(yè)、小農戶(hù)”的窘境中走出來(lái)。根據調查，新疆棉花種植成本高企將是一個(gè)長(cháng)期存在的現象。隨著(zhù)當地土地、水資源等供應不斷趨緊，再加上生產(chǎn)資料價(jià)格的上漲，在種植規模無(wú)法較大幅度擴張的情況下，單位成本增長(cháng)較快，單位產(chǎn)量的增長(cháng)壓力越來(lái)越大。

對此，張立禎教授指出，近年來(lái)，新疆自治區對退耕還草還林、水資源稀缺農作物限播等加大了管理力度，遏制了棉花種植面積的盲目擴張，而且這種面積穩中減少的趨勢可能還要延續一段時(shí)間，未來(lái)新疆棉花的總產(chǎn)量將主要依靠單產(chǎn)的提高來(lái)實(shí)現增長(cháng)，面積大幅增加的概率不高。

作為國際上知名的數字棉花科技帶頭人、我國數字棉花“拓荒者”，張立禎教授上世紀90年代就開(kāi)始研究棉花，并經(jīng)過(guò)近20年的學(xué)習、研究、投入、實(shí)踐，終于針對棉花這個(gè)最為復雜的農作物建成了一系列具有自主知識產(chǎn)權的作物模擬模型系統和全國多生態(tài)點(diǎn)多年的田間試驗數據庫，并已經(jīng)在新疆部分棉區開(kāi)始實(shí)踐應用。同時(shí)，還推出了“未來(lái)智慧型數字棉花”與“棉花收入保險”相結合的產(chǎn)融創(chuàng )新模式，與中國人保財險和太平洋財險共同探索數字棉花賦能鄉村振興的新思路。

張立禎教授表示，數字棉花作物模型將是棉花科技的第四次革命，可以說(shuō)數字棉花時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。未來(lái)棉花以現代信息技術(shù)為動(dòng)力的數字棉花的應用，不但可以大幅提高產(chǎn)量，降低成本，提升質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強度，而且可以提高環(huán)保水平。他說(shuō)，根據多年測試，僅節水一項，每畝可減少10%的用水量，這意味著(zhù)全疆推廣開(kāi)以后，從水的供應角度看就可以新增種植面積近400萬(wàn)畝，一定程度緩解用水和土地供應的矛盾。

另?yè)私?，飛花科技在數字小麥、數字玉米領(lǐng)域也有自主知識產(chǎn)權模型，可增產(chǎn)20—40%/畝；在生態(tài)農業(yè)方面，以上數字化技術(shù)不但可以幫助農民降低水肥投入，減少化工產(chǎn)品對土地的污染，也可以精準計算農作物碳匯數據，為國家碳達峰、碳中和服務(wù)，是人工智能與現代農業(yè)的完美結合，也是推動(dòng)農業(yè)數字化和鄉村產(chǎn)業(yè)振興的有利抓手。

“數字棉花該技術(shù)把棉花種植從經(jīng)驗型變成一個(gè)智慧型，幫助棉農明明白白種棉花，以前是靠經(jīng)驗，現在是靠人工大腦、是靠科學(xué)技術(shù)、是靠數字賦能，即使沒(méi)有種植經(jīng)驗的新生代農民，也能夠利用該技術(shù)種出高品質(zhì)、高產(chǎn)量的棉花”張立禎教授指出“隨著(zhù)新疆推動(dòng)棉花高質(zhì)量發(fā)展思路，數字棉花技術(shù)將會(huì )推動(dòng)新疆乃至全國棉花從生產(chǎn)方式上裂變，助力棉花高質(zhì)量發(fā)展”。

據悉，張立禎團隊的數字棉花作物模型已經(jīng)受到新疆自治區有關(guān)部門(mén)和植棉縣政府的關(guān)注，大面積落地應用已啟動(dòng)前期工作，近期飛花科技聯(lián)合中農國稷和太平洋財險已與新疆瑪納斯縣政府簽訂了戰略合作協(xié)議，共同發(fā)力20萬(wàn)畝未來(lái)智慧型數字棉花項目。同時(shí)，該項目還將通過(guò)收入保險賦能，服務(wù)“石瑪新區”（石河子地區+瑪納斯縣）棉花產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，這也意味著(zhù)國際頂尖數字棉花模型將首先正式落戶(hù)新疆棉區。

輕松種棉花實(shí)現種植過(guò)程的智能化

“在試驗推廣中，我們也看到了更多的機會(huì )，尤其是新疆棉花的機械化以及棉花種植者的年輕化”，張教授談到“其實(shí)，目前新疆棉花面臨的問(wèn)題不僅僅是產(chǎn)業(yè)難題，還有增產(chǎn)節本、提質(zhì)增效和現代化發(fā)展不平衡的難題”。

調研發(fā)現，隨著(zhù)新疆棉花生產(chǎn)現代化、智能化、信息化水平逐年提高，植保無(wú)人機、打包采棉機、殘膜回收機、智能深翻犁地機等廣泛應用，全區棉花播種、耕地環(huán)節基本實(shí)現全程機械化。與此同時(shí)，現代化設備的投入與使用以及農業(yè)生產(chǎn)資料的加速上漲也加劇了棉農追求棉花高產(chǎn)量的沖動(dòng)，否則，一旦收入增長(cháng)跑不過(guò)成本增長(cháng)，種棉的積極性就會(huì )受到影響。

“隨著(zhù)棉花生產(chǎn)現代化的發(fā)展，也吸引了一大批年輕人投身棉花種植，這也注定了棉花種植技術(shù)與方法必須要發(fā)生變革，數字化、智能化種植勢在必行”張立禎表示。

為了加速數字棉花落地與應用，幾年前張立禎教授團隊與中農國稷科技發(fā)展有限公司就確立合作關(guān)系，并在新疆不同區域驗證數字棉花模型。2021年7月，張立禎教授團隊又聯(lián)合北京禾流農業(yè)科技研究院和相關(guān)投資機構與中農國稷科技發(fā)展有限公司成立專(zhuān)業(yè)的數字棉花平臺公司-北京飛花科技有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)：飛花科技）積極推廣未來(lái)智慧型數字棉花項目，賦能中國棉花產(chǎn)業(yè)。他說(shuō)，我們的愿景就是努力成為“全球數字棉花引領(lǐng)者”，與產(chǎn)業(yè)各方共同“構建數字棉花產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈”，在開(kāi)展國內數字棉花業(yè)務(wù)的同時(shí)，擇機尋求海外推廣的機會(huì )，為全球棉花產(chǎn)業(yè)做出更多中國貢獻。據了解，已有國外企業(yè)多次表達積極的合作意愿，愿意率先引進(jìn)“未來(lái)智慧型數字棉花”項目，共同開(kāi)發(fā)國際市場(chǎng)。

在采訪(fǎng)中，張立禎教授還拆解了“來(lái)智慧型數字棉花”，該項目產(chǎn)品具體包括：

1）構建氣象-植物-土壤監測設備與物聯(lián)網(wǎng)系統應用

地面基站采用太陽(yáng)能板供電，集成了SFM1莖流計、PSY1植物水勢儀、DPS40莖干生長(cháng)測定儀、MP406土壤水分測定儀、土壤溫度和氧氣含量傳感器，可實(shí)時(shí)監測樹(shù)木液流速率、莖干水勢、莖干周長(cháng)、土壤含水量、土壤溫度和含氧量，數據可通過(guò)LoRaWAN節點(diǎn)實(shí)時(shí)傳輸至云平臺，用戶(hù)可在桌面和移動(dòng)端在線(xiàn)查看、下載和分析實(shí)時(shí)監測數據。

2）打造一套未來(lái)智慧型數字棉花解決方案

基于對農田/溫室多源異構數據的智能解析，構建氣象數據、土壤水分和養分數據、栽培管理數據、病蟲(chóng)管控數據、作物高精度三維生長(cháng)數據、產(chǎn)量品質(zhì)等數據構成的數據庫，以供作物生產(chǎn)管理模型實(shí)時(shí)調用。集成作物知識管理模型、基于過(guò)程的生長(cháng)模型、基于深度學(xué)習的作物長(cháng)勢長(cháng)相診斷模型和投入產(chǎn)出分析模型，通過(guò)對農田/溫室采集系統實(shí)時(shí)傳輸數據的計算，實(shí)現產(chǎn)前制定因地制宜的栽培方案、產(chǎn)中確定精準的動(dòng)態(tài)調控策略和產(chǎn)后生成經(jīng)濟效益分析報表，針對作物生產(chǎn)管理全流程形成以虛控實(shí)的數字化管控體系，降低生產(chǎn)管理過(guò)程中的勞動(dòng)力成本投入的同時(shí)提高作物產(chǎn)量品質(zhì)，為實(shí)現作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。

“數字棉花模型除了棉花精準種植、智能化種植之外，還能實(shí)現保險評估、數據預測、產(chǎn)銷(xiāo)對接等功能。未來(lái)完全可以實(shí)現從種植技術(shù)到數據預測、評估的全產(chǎn)業(yè)賦能，其中，智能化種植不但可解決棉花種植者遇到的種植難題，同時(shí)也可解決保險機構的防災減損和銀行的貸后管理等痛點(diǎn)，并支持政府對棉花種植全過(guò)程實(shí)現更精準的指導”張立禎表示。

最后，張立禎還談到，數字棉花項目符合鄉村振興戰略大環(huán)境，該項目可以幫助建立新疆棉花本土品牌，實(shí)現新疆棉花的品牌增值，增加棉花種植者收入，還可以在棉花期貨、棉花碳匯等方面進(jìn)行實(shí)踐應用，真正利用數字技術(shù)助力棉農實(shí)現共同富裕。