科技日报记者 梁乐
从棉田里的耕种采收，到工厂里的收储加工，随着“棉花生产智慧农场关键技术装备创制与应用”项目的不断推进，棉花全产业链数字链路成功打通，破解了棉花数智化规模化生产技术体系集成难题，为棉花产业节本降耗、提质增效、绿色可持续发展提供关键技术支撑。
10月1日，由石河子大学、国家棉麻产业技术体系主办，棉花生产技术现代化省部共建协同创新中心、新疆昌吉国家农业高新技术产业示范区、新疆华兴投资集团有限公司承办的“棉花生产智慧农场关键技术装备创制与应用”现场观摩会，在昌吉国家农业高新技术产业示范区华兴农场举行，多名院士专家对项目进行了现场勘验。
打通棉花全产业链数字链路
眼下正值棉花集中采收期，在华兴农场智慧农场核心示范区内，只见六行圆包式采棉机沿垄自动对行，在自动行驶中完成一次采净并即时缠膜成包。高效采收过后，残膜回收机、棉秆收获打捆机等联合作业装备同步开展作业，并实时智能监测作业质量。经过多种智能农机装备有序衔接作业，原本白花花的棉田很快变为待耕状态。
当日观摩会现场，不仅有采收环节的现场作业演示，耕、种、管生产过程中得到成功应用和验证的技术装备也在现场进行了展示。院士专家一行还深入棉花加工厂，实地察看棉花品质智能检测装备、质量追溯系统和棉花数字化加工生产线。
该项目负责人、国家棉麻产业技术体系岗位科学家、石河子大学教授张若宇表示，新疆棉花生产机械化水平较高，但各生产环节仍存在装备相互独立、协同不足的问题，尤其是在智慧生产方面，从棉田到加工厂的数字化链路尚未打通，在一定程度上制约了新疆棉花的高质量发展。为解决上述问题，项目于2022年启动，由石河子大学牵头汇聚全国优势科研力量，聚焦棉花智慧种管、高效采收、棉田废弃物高效回收、智能高效加工四大核心环节开展为期四年的技术创新、装备创制和技术集成，打通了棉花全产业链数字链路。
实现多项技术突破
在棉花智慧种管环节，项目团队创制了播种质量信息在线监测、棉田测土配方及变量施肥、空天地信息感知、棉田精准变量植保、滴灌水肥施用智能控制、棉花智能打顶等一批关键系统和装备，实现了棉田生产全过程的信息感知与智能决策，通过提高棉田信息检测和作业精度，提升了棉花种植管理水平。
聚焦国产化替代，项目团队攻坚棉花高效采收关键技术，自主研制了高效智能采棉头，25吨级采棉机专用底盘，首创自动收紧、主动送膜、弹性导膜棉花打包装置，打破国外高端农机技术垄断，有效降低了我国棉花机械化采收对外依存度。随着国产采收装备规模化落地应用，显著降低了棉花采收成本。
针对棉田残膜、秸秆的回收再利用难题，项目开展了棉田残膜、秸秆高效洁净化回收关键技术与核心部件研究，研发了牵引式和自走式棉田高效残膜回收装备、残膜回收机作业质量监测系统、棉秆收获打捆机，实现了残膜、棉秆的高效回收。相关装备已实现市场化推广应用，为棉花绿色可持续生产提供坚实装备支撑。
在加工端，该项目开展了棉花采后数智化加工技术装备研发。团队研发的棉花品质一体化检测装备，将单份棉样整体检测时间由传统20到30分钟，缩短至5分钟以内，检测结果实时上传至籽棉收购系统、手机移动端和棉花质量追溯平台，实现收购原料的数字化，为棉花分类堆放和数字化加工奠定了很好的数据基础。同时，团队研发了自动开包喂花、棉花品质在线监测和棉花高效成包技术装备，进一步提升了棉花加工的作业效率和数智化水平。
破解技术体系集成难题
张若宇介绍，基于以上关键技术装备研制，项目构建了以智能农业装备为载体的“多模态信息感知—空天地信息采集—解析建模—智能决策执行”全链条技术体系，搭建了棉花智慧农场云管控平台，制定了棉花智慧农场建设和运营指南，打破了种植、采收、加工各环节之间的信息壁垒，实现了棉花生产全流程数字链路的集成贯通。项目成果在智慧农场示范基地落地应用，引领了我国棉花规模化数智化生产技术体系建设，有效提升了棉花生产加工一体化、科学化、智慧化管理水平。
此次观摩会上，由中国工程院院士、石河子大学研究员陈学庚，中国工程院院士、华中农业大学教授张献龙等院士专家组成的专家组，对该项目进行现场勘验。
专家组表示，该项目实现了从耕、种、管、收到加工的技术装备集成，解决了棉花数智化规模化生产技术体系集成难题。项目研发的水肥一体化设备、大型自走式裹包采棉机、残膜高效回收装备、棉花品质智能检测装备、质量追溯系统、高效棉花加工生产线等已实现批量推广，部分产品出口到乌兹别克斯坦等中亚国家，成效显著。
（石河子大学供图）
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