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“世界棉花看中國，中國棉花看新疆?！边@不僅是一句贊譽(yù)，更是實(shí)力的體現(xiàn)：中國棉花產(chǎn)量占全球近1/4，全國90%以上的棉花產(chǎn)自新疆。

回顧七十年，變化天翻地覆——新中國成立初期，新疆棉花僅零星分布于50余萬畝農(nóng)田中，皮棉平均畝產(chǎn)不足12公斤，自給尚且困難。如今的新疆棉花不僅總產(chǎn)量領(lǐng)跑全國，長絨棉品質(zhì)更躋身世界頂尖水平，并構(gòu)建起“從一粒種到一件衣”的全產(chǎn)業(yè)鏈體系，實(shí)現(xiàn)原棉自主可控。

今日徜徉于天山南北的廣袤棉田，遙感無人機(jī)巡天瞰地，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)解析生長，智能水肥系統(tǒng)精準(zhǔn)滴灌……從“彎腰拾花”的艱辛，到“指尖種棉”的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，一代代棉農(nóng)和科研人員的接續(xù)奮斗，使“新疆棉”成為展示新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的亮麗名片。

從彎腰拾花到全程機(jī)械化

“拾花要拾綻開的，不能帶棉葉。拾完花指甲縫里全是棉絮，晚上睡覺手都合不攏?！?2歲的沙雅縣棉農(nóng)阿卜杜熱合曼·麥麥提回憶起上世紀(jì)80年代摘棉花的情景，不禁搓了搓手掌。

當(dāng)時，全疆棉花種植面積約300萬畝，皮棉畝產(chǎn)約30公斤，從播種到采收全部依賴人工。1個勞動力頭頂烈日1天彎腰勞作十幾個小時，最多采摘50公斤籽棉。彎腰拾棉、扛棉稈，1季棉花收完，不少棉農(nóng)直不起腰——腰椎間盤突出，成為困擾他們的“職業(yè)病”。

面對這樣的艱辛，改革的種子悄然萌發(fā)。上世紀(jì)80年代中后期，新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略開始調(diào)整。隨著棉花產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，全程機(jī)械化的技術(shù)攻關(guān)空前加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采棉成為核心攻關(guān)目標(biāo)。

自治區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家、自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所研究員李雪源介紹，實(shí)現(xiàn)機(jī)械采棉的首要難題是機(jī)采棉品種改良。傳統(tǒng)棉花品種植株較矮、第一果枝高度低、株型緊湊、吐絮不集中、棉鈴含絮力差易掉絮，機(jī)械采收的棉花含雜質(zhì)多、產(chǎn)量品質(zhì)減損嚴(yán)重，機(jī)采棉曾被視為“垃圾棉”。

經(jīng)過近20年的育種攻關(guān)，李雪源團(tuán)隊率先制定了機(jī)采棉農(nóng)藝性狀評價地方標(biāo)準(zhǔn)，選育出符合機(jī)采要求的“早熟、第一果枝高度18-20cm、脫葉落葉性好、吐絮集中、棉鈴含絮好”的機(jī)采棉花源棉11號等品種。

“通過這些品種及配套機(jī)采種植模式和化控塑形技術(shù)，解決了機(jī)采的關(guān)鍵難題?！崩钛┰凑f。

1996年，從國外引進(jìn)的采棉機(jī)在石河子進(jìn)行試驗性采收，為新疆棉花機(jī)械化采收帶來了曙光。此后20多年，從采棉機(jī)引進(jìn)，到自主創(chuàng)新研發(fā)出國產(chǎn)采棉機(jī)，從部分環(huán)節(jié)機(jī)械化到全程機(jī)械化，新疆棉花生產(chǎn)機(jī)械化實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展：2005年機(jī)采率不到5%，2015年躍升至約30%，到2024年，全程機(jī)械化率超過97%，機(jī)采率突破90%。

全程機(jī)械化帶來效率和效益的大幅提升。沙灣市金溝河鎮(zhèn)棉農(nóng)李建國算了一筆賬：“以前人工采棉，一畝地僅采摘費(fèi)就近千元?，F(xiàn)在農(nóng)機(jī)合作社統(tǒng)一管理，從精量播種、無人機(jī)打藥到采棉機(jī)收獲，全程機(jī)械化讓種棉成本越來越低，效益越來越好?！?/p>

機(jī)械化也深刻改變了棉田形態(tài)和生產(chǎn)方式。在昌吉回族自治州等棉花主產(chǎn)區(qū)，以往零散的小塊棉田被整合成萬畝連片的標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田。田埂被鏟平，溝渠得到優(yōu)化，為大中型農(nóng)機(jī)高效作業(yè)創(chuàng)造了條件。

從純靠經(jīng)驗到算法驅(qū)動

“前段時間高溫，手機(jī)上收到預(yù)警提示后，我們及時轉(zhuǎn)變灌溉策略，進(jìn)行少量多頻次滴灌，保墑降溫效果顯著，預(yù)計今年收成好于去年?！鄙碁呈须p泉農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社理事長何洪濤說。

何洪濤的信心來自棉田里那些看不見的“數(shù)字哨兵”。

在他家的1.3萬畝棉田里，每500畝布有一套病害檢測儀、物聯(lián)網(wǎng)和視聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，每2000畝設(shè)有智能蟲情測報燈，同時自動氣象站持續(xù)監(jiān)測田間氣候。所有設(shè)備每2小時回傳一次數(shù)據(jù)，實(shí)時反映棉花長勢、土壤狀況和病蟲害動態(tài)。

“種棉30年，過去靠經(jīng)驗，看天看地看云彩，心里總不踏實(shí)；現(xiàn)在靠數(shù)據(jù)，溫度異常會預(yù)警；土壤濕度低，智能滴灌閥自動開啟補(bǔ)水；蟲情測報燈精準(zhǔn)指導(dǎo)施藥，更加可靠。”何洪濤說，原來一人管10畝地，現(xiàn)在一人可管2000畝地。

這種肉眼可見的“踏實(shí)”讓何洪濤對數(shù)字化棉田信心滿滿，未來棉田水肥管理系統(tǒng)可直接與水庫連通，即便是數(shù)十萬畝的超大棉田，也有望實(shí)現(xiàn)智慧化管理。

從個體探索到規(guī)?；茝V，“超級棉田”模式正是這一進(jìn)程的生動實(shí)踐。

2021年，尉犁縣3000畝棉田整合后，在“超級棉田”的耕、種、管、收全流程作業(yè)中，遙感無人機(jī)、農(nóng)業(yè)無人機(jī)、智能灌溉閥等一系列高科技裝備協(xié)同作業(yè)，無人化技術(shù)應(yīng)用覆蓋率達(dá)75%。截至目前，“超級棉田”模式已推廣至全疆1200個農(nóng)場、覆蓋超70萬畝棉田。

“超級棉田”負(fù)責(zé)人艾海鵬說，通過智能設(shè)備的精準(zhǔn)管理，“超級棉田”模式畝均節(jié)水超過80立方米，畝產(chǎn)從最初的200多公斤提高到2024年的529公斤。

如果說“超級棉田”體現(xiàn)了“數(shù)據(jù)+經(jīng)驗”的高效與便捷，那么自治區(qū)農(nóng)科院在瑪納斯縣的試驗基地，一種數(shù)字農(nóng)業(yè)模式進(jìn)入更前沿的“算法驅(qū)動”階段。

在這里，“空-天-地”一體化感知、智能決策模型及多機(jī)協(xié)同控制技術(shù)，使棉田管理從“人為決策、設(shè)備執(zhí)行”的半自動模式轉(zhuǎn)向“模型決策、自主執(zhí)行”的全自動模式。

“我們在棉花種植管理的主要環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)的自主決策，通過‘大數(shù)據(jù)+作物模型’自動生成精準(zhǔn)的‘種植處方’，不再依賴人的經(jīng)驗?！弊灾螀^(qū)農(nóng)科院棉花研究所研究員林濤說。

實(shí)驗數(shù)據(jù)表明，該模式可實(shí)現(xiàn)畝均節(jié)水28%、節(jié)肥21%，預(yù)計增產(chǎn)12%，節(jié)本增效350-400元。

從田間選育到基因設(shè)計

在昌吉回族自治州中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院西部農(nóng)業(yè)研究中心分子實(shí)驗室內(nèi)，科研人員正專注解析“源棉8號”的基因圖譜，破譯其中蘊(yùn)藏的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)與抗逆性密碼——標(biāo)志著新疆棉花育種已從傳統(tǒng)的“經(jīng)驗育種”跨入“精準(zhǔn)設(shè)計”新階段。

“優(yōu)良品種對棉花產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率超過35%，更是品質(zhì)的決定性因素?！崩钛┰唇忉?，傳統(tǒng)育種不僅周期長，還高度依賴經(jīng)驗和運(yùn)氣，篩選過程偶然性大、效率有限。如今，新疆棉花育種已跨越傳統(tǒng)模式，進(jìn)入以“基因技術(shù)+大數(shù)據(jù)”為引領(lǐng)的AI生物育種新時期。

在這一轉(zhuǎn)型中，突破性品種“源棉8號”正是現(xiàn)代育種技術(shù)集成的典型代表。該品種的選育摒棄了以往依賴田間表型觀察與反復(fù)雜交組合的傳統(tǒng)方法，轉(zhuǎn)而以優(yōu)良底盤品種為基礎(chǔ)，借助分子設(shè)計育種技術(shù)，精準(zhǔn)定位控制早熟、抗病性和纖維強(qiáng)度等目標(biāo)性狀的基因位點(diǎn)，將育種周期從原來的10年以上壓縮至5年。

李雪源說，“源棉8號”不僅實(shí)現(xiàn)矮稈化、適宜機(jī)采，還兼具抗黃萎病、耐高溫等特性，真正做到“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆”。

這些優(yōu)良特性最終體現(xiàn)在實(shí)際產(chǎn)量上。2024年，在萬畝示范田，“源棉8號”平均單產(chǎn)達(dá)564.1公斤/畝，為新疆棉花單產(chǎn)提升提供了有力支撐。

“源棉8號”只是近年來新疆現(xiàn)代化育種技術(shù)的縮影。如今，新疆正積極構(gòu)建融合生物技術(shù)、表型組學(xué)與人工智能算法的現(xiàn)代育種技術(shù)體系，進(jìn)一步提高育種效率，更高效地聚合優(yōu)良性狀，推動棉花育種邁向精準(zhǔn)化、智能化。

優(yōu)質(zhì)棉花品種不僅性狀優(yōu)異，與數(shù)字智能技術(shù)結(jié)合，還能精準(zhǔn)響應(yīng)水肥、氣候的智能調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)與智慧農(nóng)業(yè)平臺的高效協(xié)同。“智慧棉田的核心，是為棉田安裝智慧大腦，提供可設(shè)計、可預(yù)測、可控制的調(diào)控技術(shù)。它們與遙感監(jiān)測、智能滴灌、無人機(jī)植保等數(shù)字技術(shù)結(jié)合，共同構(gòu)建‘良種+良法’的智能生產(chǎn)模式?！崩钛┰凑f。

目前，新疆自育棉花品種市場占有率超過85%，其中兼具高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、機(jī)采、廣適的品種比例持續(xù)上升，真正讓棉花種植既智慧又高效。

從“彎腰拾花”到“機(jī)器代勞”，從“經(jīng)驗種植”到“數(shù)據(jù)決策”，從“田間選育”到“基因設(shè)計”，新疆智慧棉田的蛻變是中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的生動實(shí)踐?？萍嫉倪M(jìn)步不僅改變了新疆棉花的生產(chǎn)方式，更在天山南北充滿希望的土地上，描繪出現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與數(shù)字技術(shù)深度融合的宏偉畫卷。