8月21日，在二师铁门关市农业科学研究所国家棉麻产业技术体系示范基地，张雷（右一）与学生核查“天空地”一体化监测网络运行情况。叶云清 摄

●严生金

8月15日，二师二十九团棉田里，张雷蹲在田埂边，目光紧盯平板电脑上的多光谱影像图。阳光下，他的衬衫后背已被汗水浸湿。

张雷起身拨开一株棉花叶片，对身旁的职工杨洪秀说：“这块地北边缺氮，需要及时补充。”

“张博士，我天天在地里看，苗子长得挺好，哪能看出缺氮？”杨洪秀有些疑惑。

张雷没有急着解释，而是带着他向北走了几十米，翻开棉株底部叶片：“你看，下面老叶已经发黄，说明氮素供应不足。无人机采集的多光谱数据也显示，这一区域与周边地块存在差异，如果不及时调整，后期产量会受影响。”

在张雷看来，棉田里的每一组数据，都藏着作物生长的密码。

张雷是华南农业大学农学院副研究员，也是中组部、团中央第26批博士服务团成员。今年1月，他到二师农业科学研究所挂职副所长。

春季土壤解冻后，张雷便扎进田间。他背着便携式地物光谱仪，带着土壤墒情传感器，奔走在二师铁门关市周边一块块棉田之间。

为了掌握真实数据，张雷常常一待就是一天。采样、分析、建模、验证，成为他的日常。

“我们做智慧农业，最终目的就是解决未来农业生产中劳动力不足、水肥利用效率不高等问题。”张雷说，“通过精准管理，把灌溉水、肥料和农药用量降下来，把成本降下来，让职工群众真正受益。”

为了让技术真正适应当地棉田，张雷和团队投入了大量时间。白天，他们在田间采集样本、验证模型；晚上，则回到办公室分析数据、调整参数。

华南农业大学农学院博士生刘仕元曾在深夜到办公室取资料，看到张雷仍坐在电脑前调试模型，桌边放着一块吃了一半的馕饼和一杯已经凉透的茶。

“张老师，还不休息吗？”刘仕元说。

“这个水肥反演模型参数还需要调整，不然明天无人机生成不了精准处方图。”张雷回答。

在刘仕元眼中，张雷让他重新认识了农业科研。“以前觉得科研主要是在实验室里完成，跟着张老师来到兵团才明白，真正有价值的科研成果，必须经得起田间检验。”

近年来，兵团棉花生产机械化水平不断提升，播种、收获、植保等环节机械化率较高。但随着经营规模扩大，如何提高管理效率成为新的课题。

“现在一户管理几百亩棉田，未来可能管理几千亩甚至更多，靠传统方式很难实现精准管理。”张雷说。

为此，张雷带领团队研发智慧棉田精准管控系统，希望通过数字技术，让不会种地的人也能按照系统指导实现科学管理。

从2015年开始，张雷团队围绕棉花生长监测、水肥调控、化学调控、脱叶管理等环节开展研究，利用卫星遥感、无人机监测、田间传感等多源数据建立模型。为了提高系统准确性，团队采集了国内外大量棉花品种数据，反复开展田间验证。

经过多年积累，如今，这套智慧棉田精准管控系统已在二师铁门关市开展试验应用。

系统通过融合无人机多光谱、热红外、激光雷达等数据，分析棉花长势、土壤墒情和养分状况，自动生成水肥变量处方图。处方信息传输至农业机械后，设备便可根据不同区域需求精准调节，实现“哪里需要多施、哪里需要少施”的差异化管理。

“以前种地靠经验，现在可以让数据帮助决策。”张雷说。

在二师农业科学研究所棉花研究中心试验田里，技术员王应成一直关注着这套系统的应用效果。

“系统运行半年多，基本实现了无人化管理，预计棉花平均亩产籽棉能够达到400公斤。”王应成说，“下一步进一步优化后，有望在二师大规模推广应用，提升棉花产业发展水平。”

从试验田到生产田，科技成果转化正在加快推进。

夕阳西下，无人机完成一轮巡田任务，缓缓降落在机巢。张雷手机收到平台推送的信息：建议下一轮灌溉调整东三号阀门开启时长。

他看了一眼数据，对学生说：“走，再到地里看看。”

无人机再次升空，飞向下一片棉田。

从广东省广州市到二师铁门关市，千里之外的科研力量跨越山海，为当地棉花产业发展注入科技动能。张雷希望，通过科技的推广应用，让职工群众种棉更轻松、收益更稳定。

“我们将持续优化升级智慧棉田精准管控系统，让更多棉田实现精准管理，提高棉花生产质效。”张雷说。