“棉花育种方向要聚焦高产、优质、抗逆和适合机采，棉花生产要注重节本增效，节水节肥，推动绿色可持续发展。”8月29日，优质棉花新品种华棉702与智慧栽培技术集成示范现场观摩会在新疆沙湾市召开，中国工程院院士、华中农业大学教授张献龙在会上说，要注重农业与工程装备、信息技术等多学科融合，提升传统农业技术，发展新质生产力。
利用中棉所智慧栽培技术进行管理的优质棉花新品种华棉702棉株。李晨摄
此次会议由中国农业科学院棉花研究所（以下简称中棉所）、华中农业大学主办，通过“现场观摩＋工厂参观＋座谈交流”形式，展示了张献龙团队培育的优质棉花新品种华棉702与中棉所研发的智慧栽培技术集成的新疆棉花种植新型生产力，为新疆棉花生产提供了智能化、绿色化、高效化的棉花栽培管理模式，以新质生产力助力新疆棉花产业高质量发展，为提升我国棉花产业国际竞争力注入新动能。
新品种配套智慧栽培技术同时落地
新疆拥有广阔的土地资源，平坦的土地较多，适合集中发展大规模、产业化的种植。随着人口老龄化进程的加快以及农村劳动力的外流，使得农业生产对自动化、智能化技术的依赖程度日益提高。
“新疆棉花产业正处于一个转型升级的关键时期，正在由精耕细作、高人工投入向现代化精准管理、机械化和数字化、智能化生产转变，棉花生产发展对机械化、数字化、智能化的需求越发强烈。”中棉所党委副书记、纪委书记宋国立表示，沙湾市是全国优质棉花生产县市，棉花是当地重要支柱产业。今年，沙湾市引入优质棉花新品种华棉702和中棉所智慧栽培技术的集成应用，将实现棉花种植从传统模式向无人化、智能化、精准化的跨越。
张献龙在讲话中说，其团队培育的国审棉花新品种华棉702具有早熟、优质、高产、多抗等优点，适应性较广，结铃性强。
张献龙（前排中）等在会议现场观摩智慧栽培技术。李晨摄
好品种更需要好的栽培技术。张献龙说，中棉所自主研发的智慧栽培技术发展迅速，技术成熟，可以实现棉花水肥精准管控。他对中棉所棉花智慧栽培创新团队在新疆智慧农业方面开展的工作给予了充分肯定，并对此次合作表示充满信心。
做“农民用得起的智慧农业”
“棉花种植和别的作物很不一样，需要进行更多的栽培管理。”智慧栽培技术研发负责人、中棉所棉花智慧栽培创新团队首席科学家李亚兵研究员告诉《中国科学报》，棉花的生长期很长，与繁殖期有很长的重合时间，栽培管理的时候需要付出更多精力，这就对智慧栽培技术的要求更高。
李亚兵长期从事作物栽培理论与技术研究。2018年，李亚兵团队开始使用传感技术获取棉花植株生长过程中的各种数据信息。“光、温、水、土壤ph值等等，都需要收集。”李亚兵说，数据收集越来越多以后，他们开始进行数据处理。结果发现，这些数据可以非常好地用来指导棉花种植栽培过程。
“这些数据不用起来就很可惜。”李亚兵说，但是怎样用得好是摆在他们面前的问题。彼时，农业智慧栽培技术逐渐兴起，不少厂家推出了相关产品和技术。李亚兵团队开始购买和应用一些产品，他们逐渐发现，购买的产品越多，使用的场景越多，获得的数据越难兼容。
而且，国内市场上还没有出现能提供全套智慧农业栽培技术的产品。即便是智慧栽培技术中用到的单一产品，价格也居高不下，组合成整套系统更是花费不菲。李亚兵团队决定自主研发一套智慧栽培技术，降低成本，“做农民用得起的智慧农业”。
从土壤三参数传感器、红外温度传感器、光量子传感器，到操作方便、价格实惠、维护成本低的智能控制球阀，再到覆盖面积广、信号强、支持无网环境下使用的远程采集控制器，以及功能强大、实现采集与控制集成的无线节点采集控制器等，他们研发了一批具有自主知识产权的智慧栽培关键技术和设备，并建成了符合我国农业生产特点的棉花种植智能化管理系统平台。
“这些技术和装备均具有自主知识产权，全部实现国产化，价格仅为国外同类产品的1/10～1/3，使用成本也低于国内同类产品。”李亚兵说，不仅如此，他们设计的操作界面简单明了，农民一学就会，是真正意义上的“农民用得起的智慧农业”。
“双剑合璧”成效显著
随着劳动力短缺及人工成本的不断上升，棉花生产对自动化和智能化的需求日益迫切。李亚兵说，利用该项智慧栽培技术，可以实现对棉田环境数据的实时监测分析。他们充分开展大数据挖掘利用，建立了棉花生长模型，为田间水肥管理提供了科学指导，做到了“对症下药”，通过自动化的手段实现水肥药的精准化投放，降低农业生产成本。据统计，与传统农业相比，该项智慧栽培技术平均每亩农田可减少灌溉用工80%，减少水肥药成本10%～30%。
观摩现场，利用中棉所智慧栽培技术进行管理的优质棉花新品种华棉702棉株健壮，棉桃累累，长势喜人，“双剑合璧”成效显著。
研究人员演示手自一体智能控制阀门。李晨摄
中棉所智慧栽培技术通过智能化的监测手段、精准化的水肥一体控制技术，实现了对棉花生长全过程的精细化管理，极大地提高了资源利用效率，减少人工投入，有效保障了棉花品质和产量。
根据专家预测，该地块籽棉产量有望突破545公斤/亩，超过当地平均亩产15%，预计每亩可增加经济效益约400元。
为更好地服务新疆地区棉花生产，2023年8月，中棉所与新疆赛尔农业发展有限公司合作建立的智慧农业研发中心（新疆）在新疆塔城地区沙湾市成立。这是新疆地区首家集智慧农业装备研究、制造、推广为一体的研发中心。
该中心以新疆棉花等作物的智能化种植为研究对象，开展作物生产管理过程中关键环节的数字化技术和智能化设备研发与制造，同时将数字化技术、智能化设备与高标准农田深入结合，推动数字技术和农业产业深度融合。
目前，该中心研发制造的智慧栽培关键技术和装备在新疆塔城、石河子、博州、喀什、阿拉尔、沙雅等地推广应用10万余亩，亩均节约灌溉用工约80%、降本增效200元以上。
张献龙指出，智慧农业是未来农业发展的趋势，需要结合棉花生长发育特征，将信息化技术与农业生产有机融合，让信息技术人才和农业科技人才深度结合，不断发展智慧农业，力求“给农业插上科技的翅膀”。
