縱深觀察堶數字技術重塑新疆農業發展模式
金秋十月,新疆田野正上演一場科技與豐收的“對話”——一輛輛衛星導航採收機械,馳騁在遼闊土地上,氣勢恢宏,全程無需人工彎腰拾撿和採摘。
近年來,數字技術如毛細血管般滲透新疆農業肌理,智慧農場、智慧果園從概念落地田間,曾經面朝黃土背朝天的耕種管收,正被“手機點一點、農機跑一圈”的智能模式改寫。
如今的天山南北,農民揣著手機就能“遙控”千里外的良田。土壤缺氮還是少鉀?作物需要多少升水?物聯網傳感器實時“把脈”。指尖輕觸屏幕,智能水肥係統便將養分精準輸送到作物根部,農業種植科技感撲面而來。
普及全量機械採收
一輛輛採棉機,馳騁在一望無垠的棉田上,所到之處,如同一把巨大的梳子,梳走一行行蓬松的棉朵。
目前,正是天山南北棉花採收季節,一輛輛自走式打包採棉機開進棉田,棉朵簌簌入艙,轉眼就“吐”出緊實的“棉蛋蛋”。棉農只需聯係車輛,將“棉蛋蛋”拉進軋花廠銷售,豐收的喜悅立刻兌現。
種了20年棉花的呼圖壁縣農民李樹成,見證了新疆棉花種植模式的變遷。“以前種50畝棉花,全家人都忙不過來,每年棉花收獲要雇10余名拾花工,前後要忙乎半個月。現在種300畝棉花,從種到收全程機械化,只需一個人管棉田,棉花採收一臺機器一天就幹完了,效率頂1000名拾花工。”李樹成說。
李樹成所說的變化,背後藏著北鬥定位係統發揮的作用。通過該係統,棉花播種機、小麥播種機按照厘米級精度下種;棉花採收機、玉米聯合收割機等循著衛星信號穿梭;就連番茄苗、辣椒苗移栽都無需人工。
塔城地區是新疆玉米主產區。眼下,一輛輛大型玉米聯合收割機開進地里,伴隨著轟鳴的機械聲,一人多高的玉米植株被整齊地“吞”進艙內,摘穗、剝皮、脫粒、秸稈粉碎等工序一氣呵成。
“大型玉米聯合收割機一天能收5000畝玉米,機器幹活效率是人工沒辦法比的。”新疆塔城市鑫塔農牧科技(集團)有限公司軟件負責人康玉坤說。
該公司有24臺大型玉米聯合收割機,年收割玉米佔塔城地區60%,建成了“數字玉米”平臺,可為農戶提供農資採購、玉米收割等全流程服務。
玉米聯合收割機的普及,帶動玉米種植模式發生改變。以前,為方便人工進入地里掰玉米,玉米地會間隔出若幹行;現在智能機械採收後,玉米全部改為密植模式,由此帶動新疆玉米單產穩入“噸糧”時代。
截至2024年末,新疆(含兵團)農業機械總動力2660萬千瓦。農作物耕種收綜合機械化率達90.28%,高于全國平均水平,位居全國前列。
“新疆豐收場景,科技感滿滿。”國慶假期來新疆旅遊的江蘇遊客胡悅說,她從烏魯木齊到昭蘇旅遊的路上,曾下到棉田、辣椒地里拍攝機械採收美景。最讓她吃驚的,是牧民割草都不用鐮刀了,只見青中泛黃的草場上,割草機、摟草機、捆草機絲滑作業,風景如畫。
構建全域數字田管
如果說北鬥衛星導航正改變著新疆農業耕種和採收模式的話,那麼物聯網、衛星遙感、傳感器、智能控制係統等正改變著新疆農業田間管理模式,相當于給農田裝上“智慧大腦”。
如今,走進新疆不少大田,可以看到田埂邊安裝有一排現代化監測設備,包括氣象墑情監測站、土壤墑情監測係統、自動蟲情採集設備、物聯網環境監測係統等,數據實時上傳雲端,為田間管理提供科學決策。
“這些設備能實時感知和傳輸氣象、風速、大氣壓、土壤濕度、pH值、蟲害等數據,讓種植戶知道什麼時間該打藥、什麼時間該澆水施肥以及施肥時各種肥料如何科學配比,田間管理更精準、更智慧。”九聖禾控股集團有限公司黨委副書記、副董事長舍剛說。
作為全國農業科技現代化先行縣,瑪納斯縣以“試點先行、示范推廣”模式推進數字農業發展。2020年,該縣農田滴灌係統初步應用電動閥,2021年引入衛星遙感遙測技術,結合高標準農田建設,同步打造集衛星遙感遙測、智能水肥一體、四情監測、智慧農業大數據平臺、“慧豐收”APP為一體的數字農田70萬畝。
“70萬畝數字農田每年節約水量相當于兩個西湖的蓄水量。”瑪納斯縣農辦副主任王強說。
據統計,昌吉回族自治州的530萬畝高標準農田中,配套建設有380萬畝水肥智能係統,讓作物能享受到定制化營養供給,每一塊地都像有了“智慧營養師”,土壤缺什麼肥、需要多少水,傳感器一測便知。農民在手機上點一點,水肥就能精準送到作物根部。
“昌吉州承擔20余項國家和自治區涉農改革試點,在智慧農業領域先行先試。如今,‘天空地一體化’監測網絡覆蓋作物全生長周期,農民一部手機就能‘遙控’千畝良田。”昌吉州副州長吳良說。
打藥是農田重要管理環節之一。近年來,無人機已成為農林植保新農具。巴音郭楞蒙古自治州發展和改革委員會統計,目前全州植保無人機達2911架,作業面積1200萬畝次。依托農業無人機、衛星遙感、智能灌溉係統,尉犁縣打造的3000畝“超級棉田”,只需2人管理,成為智慧農業典范。
數字技術不僅改變農業耕種管收模式,還改變著農業種植模式。在霍爾果斯現代農業產業園,番茄長成了“參天大樹”,搭在架子上的藤蔓可長到18米長,藤蔓上的番茄結成了“瀑布”,密密匝匝,畝產達三四十噸,畝均年產值40萬元。“園內所有係統通過物聯網連接,管理人員通過電腦和手機遠程控制溫室各類參數。”霍爾果斯農業科技發展集團有限公司技術總監袁偉說。
推進全程智能作業
就在智能採棉機、玉米聯合收割機馳騁于千萬畝良田時,位于新疆昌吉國家農業高新技術產業示范區的華興農場,正悄悄進行無人化革命。
10月7日,一輛無人駕駛玉米收割機與一輛無人駕駛糧食運輸機,在該農場玉米地里“並肩”協同作業,拐彎掉頭,默契配合如“老搭檔”。不遠處的棉田,兩輛無人駕駛採棉機自主作業,地膜回收機緊跟其後,一邊粉碎棉稈還田,一邊卷起農膜打包,犁地拖拉機“見縫插針”翻地,全程沒有一人操控。
“這是‘新一代人工智能’國家科技重大專項——群體智能自主作業智慧農場項目。”新疆大學智能科學與技術學院院長何亮介紹,該項目全國僅在黑龍江和新疆落地。
其中,在新疆的項目由新疆大學主持,清華大學、西安交通大學、新疆農業大學、江蘇大學、石河子大學、北京市農林科學院、新疆交投科技有限責任公司、新疆恆豐現代農業科技股份有限公司、奎屯銀豐現代農業裝備有限公司等共同參與。
該項目啟動三年來,已覆蓋棉花、小麥、玉米、水稻四大作物耕種管收全過程,通過智慧大腦、大模型、物聯網等,既實現無人駕駛農機群體自主協同作業,又實現農事精準決策。
“以前種地靠經驗,現在靠‘數字孿生’!”新疆農業大學計算機與信息工程學院副院長孟小艷說,華興農場地里種有一朵棉花,電腦里也種有一朵“數字棉花”,係統能根據模型預判施肥時間,把控精準到克的用量,讓農業生產徹底告別“靠天吃飯”的傳統模式。
為何要推進“無人化”?該項目課題組調研數據道出關鍵:應對務農人口老齡化,提升勞動生產率,藏糧于地、藏糧于技,數字化、信息化是破局關鍵。何亮表示,初步測算,該項目讓棉花種植用工減少50%以上。
將農業種植從繁重的體力勞動中解放出來,目前新疆還研發出棉花激光打頂機器人、紅花採摘機器人、蘋果採摘機器人等。“聚焦新疆農業所需,新疆正以數字技術重塑農業種植模式,促進農業生產力實現革命性躍升。”新疆工程學院黨委副書記、新疆大學農牧機器人科研團隊教授周建平表示。