2021年，禾大科技在貝林哈日莫墩鄉(xiāng)2000畝棉花育種基地，進行了數(shù)字化灌溉的升級改造，受到當?shù)馗骷壵娃r(nóng)戶的極大認可。好風送我上青云，2022年，禾大科技蓄勢揚帆，進一步深化數(shù)字化技術應用，和烏日木則格得村簽訂了1000畝（除去林帶、道路、電網(wǎng)設施，實際為940畝）托管服務，經(jīng)過一個種植季的管理， 各項數(shù)據(jù)指標達到預期。下面，就再次回顧一下數(shù)字棉田做了哪些改造，看數(shù)字化技術如何賦能棉田管理，實現(xiàn)生態(tài)節(jié)水、體制增效。

數(shù)字土壤一張圖

940畝數(shù)字棉田? 5月攝

在棉田建設初期，我們對棉田進行了數(shù)字化土壤掃描。利用SoilOptix掃描測土車對整個棉田進行了土壤掃描，經(jīng)過具有CMA檢測資質(zhì)的土壤檢測實驗室，得出數(shù)字土壤地圖。

SoilOptix掃描測土車軌跡點

土壤CT掃描系統(tǒng)是一款包含伽馬射線傳感器、高精度GPS接收器、平板、計算機以及一些附件組成的高精度測土車。通過國際領先的高精度快速地勘系統(tǒng)，開過區(qū)域，計算機會自動顯示接收到的各波段伽馬射線的數(shù)據(jù)，通過人工智能大數(shù)據(jù)挖掘算法，生成高分辨率的數(shù)字土壤地圖，為后續(xù)精準施肥灌溉提供數(shù)據(jù)支撐。

元素解析點位圖

采樣點點位圖

搭建土壤地圖系統(tǒng)，對農(nóng)場進行數(shù)字化、網(wǎng)格化取土，土樣送至具有CMA資質(zhì)實驗室進行檢測。檢測內(nèi)容包括有機質(zhì)，pH等20項土壤元素指標。根據(jù)測土結果繪制數(shù)字土壤地圖，對土壤養(yǎng)分情況進行可視化管理。

大數(shù)據(jù)平臺 土壤數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

灌溉設施數(shù)字化

田間出水立樁的數(shù)字化改造

通過灌溉節(jié)水的智能化、精準化分區(qū)管理和控制，全新一體化人性設計，多傳感數(shù)據(jù)，人工智能算法，為立樁定制，新的灌溉方式，4G通信，北斗定位，棉花用水模型，省心省力，實現(xiàn)精準灌溉。

在田間立樁安裝數(shù)字球閥

數(shù)字球閥通過運營商4G通信 實現(xiàn)遠程控制

多種傳感器接口 實時掌握設備在田間狀態(tài)

將球閥根據(jù)灌區(qū) 劃分輪灌組

可視化的灌溉操作 想點哪里點哪里

圖形化顯示當前灌溉狀態(tài) 實現(xiàn)變?yōu)樘摼€表示該條灌溉組正在灌溉

灌溉記錄清晰可見

針對特殊地塊也可以單獨控制 灌溉時長? 分區(qū)管理

可以通過角度控制 調(diào)整水量

由令接口 在棉花收獲前? 輕易拆卸

分水井數(shù)字化

數(shù)字蝶閥可以采集到閥體開關單元開關角度、驅動單元電量，便于跟蹤和管理，以更好控制地下管網(wǎng)的支管分水閥門；借助人工智能算法學習數(shù)字蝶閥的操作指令，并結合其他環(huán)境和設備因素，實現(xiàn)智慧化管理模式；對地下采光差因素，數(shù)字球閥驅動單元擴展了太陽能板的延申定制，可以實現(xiàn)電源持久供電；新的管理交互控制方式，借助4G通信，國內(nèi)的北斗定位模塊，省心省力，解決用水低谷時人員下井開關難的問題。

主管分水處的數(shù)字化改造

通過數(shù)字蝶閥執(zhí)行器? 遠程控制井下蝶閥開關

太陽能充電 遠程控制終端 指令的發(fā)出和接收

田小二APP? 控制界面

田間首部泵房數(shù)字化

數(shù)字灌溉水肥系統(tǒng)充分利用3S技術和移動互聯(lián)網(wǎng)技術，以高精度電子地圖、GPS定位為依托，可視化地展示農(nóng)場基礎數(shù)據(jù)、狀態(tài)感知數(shù)據(jù)、設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和灌溉執(zhí)行情況，具備智能、簡單、易用、高效的特點。平臺對接各類IOT設備，一方面實時獲取設備運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)（如土壤墑情、氣象環(huán)境數(shù)據(jù)、植物長勢數(shù)據(jù)）；一方面對數(shù)據(jù)進行解析和圖形化展示，使農(nóng)場人員實時掌握基地作物的實時狀態(tài)，不僅可以實現(xiàn)遙控式灌溉施肥，系統(tǒng)還可根據(jù)決策平臺的指令和數(shù)據(jù)分析建議，實現(xiàn)按需自動灌溉施肥，實現(xiàn)人工+系統(tǒng)決策雙操作模式。

對傳統(tǒng)的施肥作業(yè)進行數(shù)字化改造 實現(xiàn)定時定量作業(yè)

通過數(shù)字施肥系統(tǒng) ?根據(jù)作物生長周期和需肥情況，智能設定施肥總流量和每小時施肥量；

結合市場的個性化需求，公司自主研發(fā)的第二代粉固體可溶性肥料智慧施肥系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要分為兩大模塊，兩大模塊如下：

模塊一，肥料溶解儲存模塊；

模塊二，智慧施肥模塊；

數(shù)字施肥系統(tǒng)將數(shù)據(jù)與數(shù)字平臺深度連通，智能設定施肥總流量和每小時施肥量，單個肥料溶解儲存模塊可滿足500-1000畝棉田水肥灌溉需要，根據(jù)作物生長周期和需肥情況。

圖形化 扁平化的操作界面? 上手容易

各項施肥數(shù)據(jù) 一目了然

施肥數(shù)據(jù)可追溯

數(shù)據(jù)采集

農(nóng)業(yè)信息感知是數(shù)字農(nóng)業(yè)的神經(jīng)末梢，是整個數(shù)字農(nóng)業(yè)鏈條最基礎的環(huán)節(jié)。通過集成各類傳感器節(jié)點，實時采集棉田環(huán)境變量，為數(shù)字農(nóng)業(yè)提供有效的解決方案。

土壤墑情采集

通過土壤墑情系統(tǒng)，監(jiān)測5層土壤，實時測量土壤溫度、 含水量、電導率。

小巧的太陽能板? 讓傳感器以最小體積 不影響農(nóng)機作業(yè)

大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

根據(jù)一定時間段的曲線走勢 給出灌溉建議

作物監(jiān)測系統(tǒng)

通過作物監(jiān)測系統(tǒng)，自動采集作物生長的高清影像，實時監(jiān)測作物長勢，為種植決策和種子溯源提供數(shù)據(jù)支撐。

氣象監(jiān)測

通過氣象監(jiān)測系統(tǒng)， 全天候監(jiān)測【空氣溫度，濕度、氣壓，光照、降雨量、風速、風向等】氣象要素，對極端氣象事件進行預警。

集成式氣象監(jiān)測站 搭配低功耗無線傳輸

農(nóng)業(yè)遙感

利用衛(wèi)星遙感技術對農(nóng)作物種植全周期生長狀態(tài)進行監(jiān)測，實現(xiàn)農(nóng)作物基本苗、作物長勢、產(chǎn)量預估、墑情、紅外、葉綠素、吐絮、脫葉、采凈等13項指標監(jiān)測，為農(nóng)作物種植生產(chǎn)決策與預警提供數(shù)據(jù)支撐。該系統(tǒng)逐步實現(xiàn)為對全部作物進行遙感全生命周期監(jiān)測。

遙感一定時間歷史記錄

大數(shù)據(jù)展示平臺

將數(shù)字施肥系統(tǒng)、數(shù)字蝶閥、數(shù)字球閥、氣象站、土壤墑情、蟲情測報等物聯(lián)網(wǎng)設備與大數(shù)據(jù)平臺打通，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設備在線數(shù)據(jù)的匯集和監(jiān)測。系統(tǒng)可采集大氣環(huán)境信息、土壤環(huán)境信息、水體環(huán)境信息和大田四情（苗情、墑情、災情、蟲情）等農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)，對各類監(jiān)測數(shù)值設置合理區(qū)間和閾值，超限自動進行預警（短信、APP推送、系統(tǒng)消息等），同時各個采集節(jié)點所采集的數(shù)據(jù)將自動整理分析形成數(shù)據(jù)倉庫，并以圖形化方式展現(xiàn)和存儲，用戶可通過計算機、手機遠程實時查看數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全自動運行監(jiān)測控制。

所有的控制設備和感知設備集合一張圖

大數(shù)據(jù)平臺可直觀、全面、動態(tài)地展示農(nóng)田的分布數(shù)據(jù)、農(nóng)作物分布數(shù)據(jù)、農(nóng)作物長勢數(shù)據(jù)、水肥數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、農(nóng)田物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、、農(nóng)事操作、衛(wèi)星遙感等信息，以數(shù)據(jù)為驅動，形成跟蹤、指導、監(jiān)測、管理的監(jiān)測模式，科學指導農(nóng)作物種植管理。

烏日木村數(shù)據(jù)大平臺

數(shù)字農(nóng)場管理平臺

田小二 l 灌溉版是禾大科技自主研發(fā)的一款專為農(nóng)業(yè)精準灌溉，實現(xiàn)高效節(jié)水的灌溉管理工具。農(nóng)業(yè)人員通過該軟件對灌溉設備進行相關操作和管理，實現(xiàn)灌區(qū)用水信息化、智慧化，有效節(jié)約人工，提高灌區(qū)的生產(chǎn)效率，達到節(jié)約灌溉用水和科學高效管理灌區(qū)的目的，對灌溉水資源優(yōu)化配置、提高用水效率和保障灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

田小二農(nóng)服組織版，是田小二為農(nóng)業(yè)社會化服務組織量身定制的數(shù)字化管理與服務平臺。平臺以農(nóng)服組織管理數(shù)字化為切入點，在保留田小二數(shù)字種植服務的同時，引入農(nóng)服組織的多層管理體系，為農(nóng)服人員提供數(shù)字化的管理工具，全面賦能農(nóng)業(yè)社會化服務組織，幫助農(nóng)服組織降低組織內(nèi)部及與種植戶間的溝通、協(xié)同、管理成本，將農(nóng)業(yè)服務從經(jīng)驗驅動升級為數(shù)據(jù)驅動，提升農(nóng)業(yè)服務效率和農(nóng)業(yè)服務質(zhì)量。

綜上所述，我們是如何來實現(xiàn)數(shù)字化節(jié)水的。

通過搭建農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)一張網(wǎng)實時感知田間數(shù)據(jù)，在田間不同灌溉節(jié)點分別搭建數(shù)字施肥系統(tǒng)，數(shù)字蝶閥區(qū)域分水管理，數(shù)字球閥精準灌溉，搭建灌溉控制一條線。所有的感知數(shù)據(jù)匯入到田小二管理平臺，結合國家層面大數(shù)據(jù)，形成數(shù)字節(jié)水大腦，最終做到精準控制

服務及售后

提供詳細的操作使用指南 漢語和維語雙教程

用戶反饋

節(jié)水模型（理念）

4R節(jié)水技術

在數(shù)字化節(jié)水技術框架之下，禾大科技將農(nóng)學和灌溉相結合，獨創(chuàng)“4R"灌溉模型，所謂“4R"即在正確的灌溉時間，用正確的灌溉方式和正確的灌溉量，灌溉的正確的部位。

正確的灌溉方式：

以出苗水為例，出苗水一般要澆四個小時，大概每畝地需要20方水。過去傳統(tǒng)方式由人工去打開一般要澆水四個小時?，F(xiàn)在依托于土壤的一些數(shù)據(jù)，結合棉花在這個生長時期的需水量，用科學輪灌的方式，先澆一個小時，再澆一個小時，之后再澆一個小時，用這種方式只澆三個小時。通過輪灌 就可以實現(xiàn)在出苗水期間節(jié)水25%。

正確的灌溉時間 白天作物的蒸發(fā)蒸騰量因為光合作用非常強，是夜間的5-6倍之多。根據(jù)這個特殊情況，盡可能優(yōu)化灌溉時間錯峰去灌溉，減少水分的蒸發(fā)量，從而達到一個節(jié)水的效果。

正確的灌溉量： 棉花在不同時期需水規(guī)律 還是完全不同的，不同時期保持不同的濕度 。比如說到后期吐絮期的時候專家建議應該減少灌溉，保持一定的旱性，這樣更有利于它的吐絮。那么在 這個時期也能夠做到節(jié)約用水。

正確的灌溉量?棉花在不同生產(chǎn)時期它的根系部位長度是不一樣的，通過土壤墑情監(jiān)測可以知道根系到了哪個部位。比如說到了花玲期根系大約長到30公分到40公分這個部位，那么我們會重點關注澆水，一定要保證這個部位維持在一個非常合理的一個濕度的空間，從而讓這個部位能夠充分的保障它的一個生長。

數(shù)據(jù)和結果

跟人工對比，數(shù)字球閥基礎設施可以實現(xiàn)近5%用水節(jié)約；

模型算法可以實現(xiàn)超過10%的用水節(jié)約，且不影響作物的正常生產(chǎn)需求；

需水模型的潛力還可以進一步挖掘

實現(xiàn)了節(jié)水每畝地35方

節(jié)肥也跟周邊的對比80-100塊錢

在水肥的節(jié)省人工上面 將近節(jié)省人工80%

今年增產(chǎn)與去年同期相比 我們大概增產(chǎn)了80-100公斤

今年和周邊的這個棉花對比 大概在30公斤左右

高標準農(nóng)田節(jié)水灌溉系統(tǒng)為博州打造節(jié)水灌溉新模式，通過高標數(shù)字化改造后，完善了示范基地基礎設施，提升高標準農(nóng)田的實用性，改變農(nóng)民的生產(chǎn)思維，從經(jīng)驗種植到科學中的過度改變，指導農(nóng)民高效管理、生產(chǎn)，提升田塊的生產(chǎn)價值，讓農(nóng)戶更貼切的感受高標準農(nóng)田帶來的實際生產(chǎn)價值。

媒體及政府報道

博州組織部報道 吳書記很認可禾大科技

博州融媒體采訪報道

各級別領導的支持

華中農(nóng)業(yè)大學教授、全國先進科技工作者張獻龍 實地到訪烏日木數(shù)字棉田

中國科學院院士，教授，博士生導師，現(xiàn)任武漢大學高等研究院院長、中國植物學會副理事長朱玉賢院士到訪烏日木數(shù)字棉田

砥礪前行

黨的十八大以來，我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深前所未有，中國掀起數(shù)字化浪潮。禾大科技作為其中的一個弄潮兒，積極利用數(shù)字化技術，推動農(nóng)田建設、生產(chǎn)、管護相融合,提高全要素生產(chǎn)效率，構建天地空一體化的監(jiān)測及管理平臺，實現(xiàn)農(nóng)田灌溉智能作業(yè)，提升生產(chǎn)精準化、智慧化水平。