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艾海鹏:我们在新疆棉田里进行了一场前所未有的实验

文章正文
发布时间:2025-03-15 12:33

编者按:两个人种植3000亩的棉花,那可能吗?

三年前,当两个“90后”年轻人来到位于天山南麓的巴州尉犁县时,他们要作的便是那样一件事,正在那片已有逾两千年植棉汗青的地皮上开启一场史无前例的实验——2人种植3000亩“超级棉田”。

依照传统的种植形式,3000亩棉花地至少须要30人打点。而他们的“助手”,是遥感无人机、农业物联网等诸多“黑科技”。

至2023年年底,他们已乐成完成三期实验,而棉田间断三年不停翻新高的支成,也让起初量疑他们“胡说八道”的棉农们赞叹不已。

那两位“超级棉田”打点者,便是来自极飞科技的“海磊兄弟”——艾海鹏和凌磊。

群寡对农业智能化场景的想象豪爽壮阔,而将其投射到田间地头时接连逢到的挑战却是骨感详细。今年开春,实验就要进入第四季;四月初,棉田就将开启新一轮的播种。正在此之前,不雅察看者网和打点者之一艾海鹏聊了聊“超级棉田”的“耕耘管支”,一探无人化农业的“春华秋真”。

艾海鹏和凌磊(受访者供图,下同)

【对话/不雅察看者网 李泠】

·无人化种植

不雅察看者网:“超级棉田”那一实验是从2021年开启的,其时是出于什么契机?

艾海鹏:2021年,跟着极飞农业科技产品体系的扩充,以及对无人化农业生态的摸索,咱们正在新疆尉犁县投入建立了“超级棉田”。我因为有着相对富厚的棉花植保经历,且对农业科研技术怀有殷勤,因而当选为“超级棉田”的打点员之一,和凌磊两人怪异打点3000亩棉花地,检验测验通过运用一系列农业科技产品,验证无人化棉田种植的可止性。

不雅察看者网:正在推进棉田无人化种植前,需先作好哪些筹备工做?比如应付耕地,要先备好哪些配淘?

艾海鹏:那3000亩田是高范例农田名目,所有根原设备都是依照国家范例建立的,蕴含平整的地皮、路线、电、水等。针对农场的土壤,咱们前期作了泥土采样和阐明工做。通偏激析,咱们明晰地晓得土壤中缺失的元素,进而有针对性地撒施了所缺的元素肥料,培肥地力。

也因为棉田所正在地是风口,所以咱们前期作方案的时候,也制订了“棉麦分播”的方案——麦子会比棉花苗长得快,可以减少风对棉花苗的伤害。除此之外,应付一些常规的农资采购、供应商的挑选,咱们也正在前期就接触了。

不雅察看者网:具体来看,你可否按“耕耘管支”的顺序大抵引见下棉田无人化种植打点的流程?

艾海鹏:耕,蕴含犁地、平地、耙地等整地工做。

每年春天,棉农须要选择温度适折的时期播下种⼦。正在“超级棉⽥”里,咱们两位打点者利⽤⼟壤监测仪即可获知科学精确的棉花播种⽇期;同时操做遥感无人飞机和农机自驾仪改进整地问题,此中拆配咱们农机⾃驾仪的播种机⼀键启动,就能真现精准、⾼效的⾃动化做业,减少⼈⼒投⼊。

种,次要是播种及相关工做。

咱们次要通过农业物联网方法监测环境信息,确认播种时机;正在主动化播种后,操做遥感无人飞机普查出苗率。基于遥感无人飞机为棉⽥拍摄的⾼清数字舆图,聪慧农业打点系统通过⼈⼯智能对棉花根柢苗停行阐明,让咱们能实时针对缺苗区域回收补播门径。

用遥感无人机巡田

管,次要是做物从播种后到支割期间的打点工做,蕴含灌溉、施肥、病虫草害防治、化控调理等等。

咱们有一淘聪慧农业处置惩罚惩罚方案,真现“超级棉田”的无人化打点,此中波及智能水肥灌溉系统、农业物联网方法、遥感无人飞机、农业无人飞机等相关产品取技术。咱们有农业无人飞机、农业无人⻋进⾏全⾃主打药、撒肥等植保做业,通过AI处⽅图技术真现农药减施和病⾍草害防治,守卫棉花⽣⻓。期间咱们两位打点者不须要亲⾃下地,通过⼿机、电脑就能快捷理解棉⽥状况。

无人车喷洒农药

最后一个环节“支”,蕴含支割及之前的筹备工做。

遥感无人飞机和农业无人飞机的运用可以提升棉花采支的效率及量质。如正在棉花支成季到来时,咱们的农业无人飞机缘生长精准、⾼效的脱叶剂喷洒做业,促进棉花的脱叶成熟,以便⼤型机器会合采支,从而降低棉絮的纯量含质。

无人机喷洒脱叶剂

不雅察看者网:从2021年至今,实验已完成为了三期,无人化程度也正在不停提升。请问详细一点点改制了哪些局部?相应地,又有哪些工做,目前暂时是呆板所不能代替的?如传统形式中须要用到大质人工的戴顶、除纯草,如今会如何办理?

艾海鹏:正在“超级棉田”的第三期中,呆板人的主动化水平及农场打点系统的智能化程度有了很大的提升。比如说,灌溉呆板人曾经可以依据出水口的压力主动调理水压了,农场打点系统也可以真现一键注水施肥。灌溉历程中如显现液位偏低的问题,系统会主动控制泵停转,免得泵空转招致损坏;液位高时又会主动开启,防行水位接续上涨,吞没蓄水池。

至于呆板还不能代替的活,目前有约莫20%的农事,呆板人还执止不了,比如接滴灌带、培修三通。而传统种植形式中的戴顶,如今可以运用农业无人机喷施化学打顶剂大概选择无人车主动戴除顶芯,那两种方式都由呆板人完成,老原低、效率高;除草也是同样,可以通过农业无人机或农业无人车收配办理。

不雅察看者网:正在那三期实验历程中,你们有没有逢到过什么突发状况?

艾海鹏:有,不少。比如2021年4月,“超级棉田”初步播种,刚播种完600亩,不虞刮起了一场8级大风,连续了12个小时,将塑料地膜撕得破坏。大风事后,咱们通过遥感无人机拍摄农田舆图,对受损的200亩地实时停行补播。到了5月初,3000亩地播种根柢完成,谁知又刮起了一场大风,风力高达10级,受损面积抵达1200亩——那时想补种也不止了,曾经错过最佳的种植时机了。之后棉田陆续又遭逢了2次大风。到了后期棉花发展不乱,也便是7、8、9月,咱们工做就变得相对轻松起来。

2022年是相对平缓的一年,咱们使用了自研的第一代有线电动阀,初步运用农场打点系统打点棉花的灌溉。但是有线电动阀的毛病率太高,方法常常出毛病,咱们破费了整整56天的光阳才完成为了线路的全副检修,最后末于把毛病率降低到5%以内,顺利地完成为了整个生育期的灌溉工做。

2023年,正在5月份突然遭逢了稀有一见的“五月飞雪”,“超级棉田”的棉苗被冻死了大半,咱们只能正在5月初无法地又重播了1500亩。重播后,打点难度也大幅删多,咱们耗损了大质光阳来调理棉花长势,把生育期尽质往前提,以降低晚播对做物产质组成的映响。幸亏最末所有棉花顺利完成为了采支。

不雅察看者网:说到那常常从天而降的风灾,你正在前面提到过,为帮棉花苗抵抗风灾,你们一初步就制订了“棉麦分播”的方案。是否具体谈谈详细怎样收配?相比只种棉花,棉麦分播要多留心哪些问题?

艾海鹏:其切真差异环节的技术点上的检验测验,不行正在种植环节的“麦棉分播”一种。

先来说说“麦棉分播”。

“超级棉田”处正在风区,抵抗风灾是重中之重的工做。传统防风次要依靠防风林,但“超级棉田”因需适配更高效的无人化农机具做业,将大质小田块流转兼并为大地块,因而防风林的做用成效有限。

教训了第一季的风灾,“超级棉田”第二季正在整体防风门径上作了较大翻新,操做“棉麦分播”技术人工制造“微型防风工事”:正在3月中旬铺膜播麦子,操做麦子抗低温的特性,提早出苗,等到4月初再播棉花,从光阳上离开来播种。此时麦子曾经发展到10公分以上,造成为了一道致密的挡风墙,大风降久时对棉苗的映响就很是小。颠终那项防风栽培技术的改良,第二季“超级棉田”的可采支面积是100%,而第一季只要50%多,所以第二季能稳产。

“棉苗分播”

除了“麦棉分播”栽培技术的乐成使用以外,另有其余的技术点,也给各人逐个引见下。

第二点,“干播湿出”技术。

干播那个技术是指,“超级棉田”不冬灌也不春灌,等到春天地温间断5天抵达12度以上,大概地温间断3天抵达14度以上的时候,间接铺膜,之后点棉花种子,播完种子后,接上软带滴灌带,进水滴水——滴水的宗旨是让那个种子立马可以喝到水进而萌发。

点完种立马滴出苗水后,第一,种子的出苗速度会变快,第二,种子吸水速度也比较一致,那样就可以正在一定程度上担保出的苗比较平均整齐,也便于之后农事环节的打点。

第三点,基于全程飞防的病虫害预警技术。

“超级棉田”运用的是全程飞防,也便是从出苗至采支时的农药、叶面肥喷洒农事全副运用咱们自主研发的农业无人飞机来完成。

全程飞防的劣点是无机器誉伤、防治效率高、防治成效好。“超级棉田”正在那个环节上有一个严峻改制,这便是基于物联网方法监测到的棉田环境数据,蕴含温度、湿度等,来预警病害、虫害的发作,提早施药来预防。通过那种方式,减少了施药次数,大幅降低施药质,棉花的品量和产质都有很大的提升。

第四点,运用处方图防治纯草。

正在防治历程中,先运用遥感无人机巡田,巡田数据可主动上传到咱们的聪慧农业系统,通过系统中内置的农业AI来阐明棉田中的纯草发作区域和纯草品种,并生成除草做业处方图。生成处方图后,系统会间接将做业任务发布给农业无人机,农业无人机正在棉田里针对有草的区域喷洒除草剂,防治草害。

人工智能识别纯草发展区域,生成做业处方图

通过处方图除草,从已往的“统防统治”改为“点防点治”,不仅防治实时,而且防治的面积小,大幅降低施药质,老原更低。此刻棉田的纯草防治率能抵达98%。

第五点,基于遥感无人机的高效调控技术。

正在“超级棉田”的整个种植历程中,须要对棉花的发展情况停行监测。传统的方式是人工拿尺子测质,不只很是辛苦,效率还很是低。而“超级棉田”则是操做遥感无人机技术,对被测农田停行遥感拍摄,数据上传至聪慧农业系统停行云端AI阐明得出株高目标,并主动记录正在系统中,随时可逃溯。

运用遥感无人机后,一天就可以完成“超级棉田”3000亩所有的株高监测工做。更高效的监测可以进步对棉花发展的调控频率,更精密化地对棉花停行发展打点。详细来讲,可以通偏激析棉田日删加质的厘革状况,科学决策,确定各地块如何喷施发展调理剂,打造果枝节间距适中、果枝短、油条枝短的丰产棉花株型。

第六点,智能水肥一体化技术。

水肥是棉花生育历程中的重点,“超级棉田”第二季正在此环节上就作了严峻晋级:

其一,咱们自研的智能水肥一体化灌溉技术让“超级棉田”可以真现一键浇水施肥,历程中不须要人工的频繁调解收配;

其二,所运用的智能方法的执止精度也有了严峻提升,执止的范例化程度也很高,因而“超级棉田”真现了很是好的整体水肥平均度;

其三,“超级棉田”还可以通过物联网方法监测棉田蒸散质、做物需水质,科学决策注水质,辅以动态的土壤养分检测技能花腔来针对性配方施肥,真现了科学化的减质减施,降低种植老原。

不雅察看者网:读者们可能最眷注的一个问题是,从老原取支益来看,相较于传统种植形式,无人化种植能多急流平上压缩老原、提升支益?特别是人力精简方面。

艾海鹏:若看投入产出比,“超级棉田”第三季棉花总产质1191吨,总投入621.5万元,总收出(不包孕补贴)887.1万元,杂利润265.6万元,亩收出938.9元。

第三季亩均产质达420.9千克/亩,较第二季的403.6千克/亩,减产4.3%;亩均老原2196.76元,对照第二季,降原7.6%;另外,相较于第二季,水电降原26%,肥料降原18%,人工降原29%。

外部有农场复制了咱们“超级棉田”无人化打点的形式,他们2023年的“效果单”或可为各人供给更现真实切的认识。

他们的种植面积总共2130亩,此中棉花1932亩,2023年亩均产质418kg;2023年复制“超级棉田”无人化打点形式的亩均老原为2196元,对照2022年传统形式下投入的2515元,减少319元,下降12.7%;人工老原减少170元/亩,对照2022年传统种植形式,降低34.7%,约莫勤俭30多万元;另外,水电费降低100元/亩,对照2022年的传统形式降低22.3%,农药勤俭20元/亩,相较之下降低了20%。

跟着“超级棉田”根原方法和种植形式的连续劣化和完善,咱们相信后续投入的用度将进一步降低。

·新农人

不雅察看者网:请问为何定3000亩那一数质?能否算过,若不思考拿地问题等等,沿用当下那淘打点形式,两人最多能打点几多多亩田地?

艾海鹏:咱们之前查量料时理解到,正在棉花种植老原较低的美国,他们均匀一个农民打点的面积是997亩,所以咱们痛快就定每人管1500亩,两个人便是3000亩。

咱们其真不思考去拿更多的地,因为“超级棉田”的目的是作好无人农场处置惩罚惩罚方案的示范,为种植运营者供给一个范例化的参考案例。若依照当下那淘打点形式,两个人还能打点更多的地,至少打点1万亩是没有问题的。

不雅察看者网:你们的目的是“让耕田像打游戏一样简略”,理论下来感应如何?

艾海鹏:真现那个目的还须要更先进的呆板人、更笨愚的农业AI。目前那3年的打点,很鲜亮的一个感应便是,咱们不乱地控制住了总老原,打点也越来越轻松,产质越来越高了。那个历程简曲是越来越简略,咱们就朝着那个标的目的继续勤勉便可。

不雅察看者网:若其余人想成为像你们两位那样的无人化种植打点者大概说“新农人”,须要具备哪些素养和技能?如今不少传统一代的农民若想同你们那般“耕田”,须要进修哪些东西?

艾海鹏:真际上不须要具备什么特其它素养和技能,只须要会收配手机便可,那也便是咱们说的“让耕田像打游戏一样简略”,必须得简略——传统农民想像咱们那样打点的话,可不能给他们不少累赘,门槛很高的话,技术就很是难普及了。

不雅察看者网:进一步构想,能否思考过,若科技进一步展开,你们当下的工做内容会不会也被AI所代替?

艾海鹏:咱们看到如今每年的重生儿数质比退休的皂叟少了一半,那种景象可能还要连续很长一段光阳,这么社碰面临的劳动力老龄化问题会是很是严重的,所以将来一定是人机协同的时代。AI只会让消费效率更高,它效劳的是人,它能代替的是农事的体力劳动者,其真不是打点者。

不雅察看者网:如今不少人特别是年轻人不甘愿承诺处置惩罚农业消费,对此或对他们,你们有什么观点或寄语吗?

艾海鹏:如今中国的都市化进程速度还是很快的,超大型都市数质越来越多,都市的机缘多,糊口方便,年轻人虽然甘愿承诺留正在多半会;而以前的农业比较辛苦,投入大,收出不高,农民那个职业正在群寡认知里带着刻板印象。那其真不是那些年轻人的错,是那个止业须要鼎新,也因而,像咱们极飞那些企业正正在勤勉让农业的从业者变得更体面、收出更高、糊口更轻松。

我相信通过咱们的勤勉,将来处置惩罚农业消费的年轻人会越来越多,中国的农业也会变得越来越好。请那些年轻人更多地关注农业的厘革,此中的机缘很是很是多。

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