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机器与数据棉田里的边缘战事

发布时间:2021-06-09 18:40

  重播,对于棉农来说,无异于一次重挫。然而,就在这篇报道文成之时,我还是遗憾地在消息群里看到,刚出土的棉苗因大风受灾,超级棉田项目的两位小伙子只能再次重播。第二天,新闻消息称新疆沙雅县地区又遭遇大雨和冰雹, 部分棉花地区需要再次重播。

  当你了解棉铃变成为T恤这一过程所面临的风险时,就会发现能有衣服穿真是个奇迹。风险不仅来自变幻无常的自然,还有劳动力市场。历史上有关棉花生产的重大制度、技术革新,几乎都与彻底摆脱劳动力供给风险有关。也正是在这一脉络下,极飞、棉农展开了他们的变革之旅。

  棉花扎根新疆经历了漫长的演变之路,真正持久的技术变革也必须扎根、并适应这片土壤。对于未来而言,重要的或许不是成品,而是新的思维农业的方式。

  从兰州机场起飞后,不久就能望见天山山脉,四月依旧白雪皑皑,与轻盈如棉的白云相得益彰。

  古时西出阳关,即踏上漫漫西域之路。如今两个小时即可抵达南疆交通枢纽库尔勒。眼下,近90万亩的棉花早已陆续开播。

  六十年前,谁会料到曾被前苏联农业专家视为「植棉禁区」的北纬42度以北地区,未来会成为中国棉花产业的中心。品质最好的长绒棉就在库尔勒所在的南疆。

  src=中国不仅是世界上最主要的棉花和棉纺织品生产国之一,仍然是棉花产业的中心,图片来自《棉花帝国》

  棉花并非中国本地作物。500年前,在今天被称作墨西哥的太平洋沿岸地区的十几个小村庄里,除了玉米,男女还种植一种长着簇茸白色小铃的作物。这种作物不能吃,却是他们种植的最有价值的东西。他们称之为ichcatl:棉花。

  19世纪以前,亚洲(尤其是印度)一直是全球棉花产业的中心。随着棉花种植向西传播,有关棉花的知识也从印度向东传遍亚洲,特别是传入中国。汉字中的「棉」一词也是从梵语和其他印度语言中借来的。

  公元前200年左右,中国人已经知道棉花,但在以后的1000年里,棉花并没有传播到最初引进棉花的西南边疆以外的地方。海岛棉(长绒棉)在19世纪进入新疆,但看「安家」成功也是一个多世纪以后的故事了。

  走出库尔勒机场,我们直奔尉犁县。尉犁又名「罗布淖尔」,源于「罗布泊」而得名,意为「水草丰腴的湖泊」,古代西域三十六国之一,也是南疆优质棉主产区。

  国道两边一望无际而又整齐划一的棉田延绵不绝,播种基本完毕,一条条地膜笔直覆盖在陇上。偶尔,停靠在路边、犹如巨兽的农用拖拉机从眼前一掠而过,身后堆放着形状各异的大型农作工具,犹如古龙笔下的十八般武器。

  不过,谁也没有料到,十几个小时以后,那些刚刚露出子叶的棉苗将接受人生的第一次严峻考验。

  第二天,极飞在尉犁县举办了一场「超级棉田」发布会。新疆运营中心的两位90后管理3000亩国家高标准棉田,时间跨越棉花生产全周期——从播种到收获,一共130多天。

  两个年轻人管理280个足球场大小的棉田,挑战有多大?一位资深棉农对着镜头说了句「胡说八道」。新疆老大爷咧着嘴说,「我们不是机器人。」

  与一个棉农可以管理近千亩棉田的美国不同,中国仍需要20人左右才能管理得了如此规模的棉田。

  不过,这两位皮肤黝黑的小伙子将借助极飞的产品矩阵(无人机、无人车、物联网、AI系统等),验证无人化管理模式应用于大规模种植场景的可行性。

  他们的工作主要是做决策,服务可以外包。有点像打游戏,只不过,从「王者荣耀」变成了种棉花。

  当天发布会,大多数人都外穿或内搭了一件T恤。当你想象着棉铃变成为T恤这一过程所面临的风险时,会发现能有衣服穿真是个奇迹。

  棉花的生长环境不能太热也不能太冷,水量也要适中,害怕冰雹袭击,也禁不住大风大雨。棉株易受杂草侵害,可毁掉棉花的害虫多达数十种。因此,棉花价格很不稳定。

  突入其来的八级大风卷起黄土扑面而来,让人睁不开眼。好在播种环节完全机械化,除了负责犁平地的凯斯,自动播种的约翰·迪尔,千亩地里只有四个人——一位驾驶员、三位负责给约翰迪尔「查漏补缺」的工人。不过,大风几乎让他们无法正常更换用完的地膜。

  那些已经长出子叶的棉田,更让人担心。子叶比较挡风,就像会跟着风转的小风车,突入起来的大风如果持续吹下去,「小风车」的脖子会被扭断。

  src=当天负责播种的约翰迪尔904,价格上百万。「国家补贴机具」字样表明,农机行业之所以有「黄金十年」离不开2004年国家出台了农机购置补贴政策。

  此外,还有劳动力市场风险。因为棉花生产周期,很难存在高效满足这些严苛又不可预测要求的市场。

  出苗后,棉农就开始与杂草斗争。种植者最大的烦恼就是如何让棉花避免杂草危害,这也是最耗体力的工作。除草和间苗的工作一直持续到夏末。之后,采摘期又开始了。

  这些工作的时机和强度都要受天气左右,若没有天气预报,棉花种植者无法预计他们需要多少劳动力。比如,多雨的春季,每块田需要除草次数更多,这个季节里需要的劳动力就会翻倍。

  棉花采摘时间也许是最无法预测的问题。几天的雨可能使采摘棉花的工人一个星期无法开工,而一旦棉桃开口和变干后就需要尽快采摘,以免轻柔的棉绒被风吹走或吹落在地上。

  因此,历史上有关棉花生产的重大制度、技术革新,几乎都与彻底摆脱劳动力供给风险有关。

  比如,奴隶制度是美国第一个重大的「公共政策」,因为棉花种植者不愿意承担竞争性劳动力市场带来的风险。《棉花帝国》作者将美国南方棉花种植成功归结为大量廉价劳动力。

  「奴隶制的破坏和随之而来的农村转型为棉花厂创造了一个庞大的、顺从的低工资工人群体,最初主要是白人农村工人,他们曾经是佃农,后来是非裔美国工人,其中大多数以前是收益分成的佃农。」

  技术进步也是如此。有人曾美国1960年之前的棉花机械化生产分为四个阶段。

  一开始,播种前的土地平整和播种工作都是通过骡子来完成,除草用锄头,最后棉花靠手工采摘。随着化肥使用让棉花产量增加,更多的耕种(比如播种)、除草工作也交给了机械化。最后,棉花采摘也实现了机械化。自从有了棉花剥离机,棉农开始彻底摆脱与农业劳动力相关的风险。

  为了可以灵活掌控机采棉花的时机,能在任何温度下使棉秆干黄变脆的脱叶剂又孕育而生。当棉花开苞天气合适时,棉农就可开着拖拉机向棉田喷洒这种药剂,自己让棉秆变干。

  不过,真正让采棉脱离季节性工人的是约翰·迪尔里程碑产品7760打包摘棉机的问世,它由一台六行摘棉机和一台机载的棉花打包机组成。

  src=7760 由一台六行摘棉机和一台机载的棉花打包机组成,因为会自动吐出面团,也被成为会下蛋的机器。保护薄膜把棉花包起来,保护棉花纤维和种子品质,从而把采棉和运输途中的棉花损失降至最低。

  机器开进棉田后,一朵朵棉花被快速抓进机器「肚子」里,然后在「肚子」里压缩,从机器尾部吐出一大捆圆柱形棉捆。

  种植者简单地将棉卷扔在垄间的尽头,然后拐个U字形的弯,无须停顿继续收割下一排,汽车会把这些籽棉送到轧花厂。

  2012年,约翰迪尔7760正式登陆新疆。有了7760,能够让一人完成10人或11人的工作,这样就基本用不着季节性工人。

  安装了北斗导航自动驾驶系统的约翰·迪尔正在田间播种。下种、拉滴灌带、覆地膜、地膜上打孔、覆土等播种工序,全部机械化,一气呵成。

  尉犁有着天然适合推广自动驾驶的自然环境,大田不像果树那么紧密,至少机器开得进去。由于主要种植陆地棉,属于细绒棉,价格没有长绒棉那么高,居高不下的人工成本也给自动驾驶的推广增添了新动力。

  司机一天工资高达四五百。这位员工继续解释,要找一个能在这么大棉田里稳定走直线的老师傅,并不容易,一般人也做的不到,如果走得弯弯曲曲,会直接影响后期机采棉的效率。

  即便是跟在播种机后「善后」(比如更换地膜、续上种子)的工人,每天也能挣上300元。

  src=下种、拉滴灌带、覆地膜、地膜上打孔、覆土等播种工序,全部机械化,并一气呵成。

  src=这个设计很厉害,可以保证每个穴位掉进去一个种子。另外,为了降低大风等灾害天气对棉花生产造成的损失,以前尉犁县采取过摆放苇草把、扎防风网、铺稻草、喷固沙剂等方法来防止风沙吹死幼苗。现在有人想到了麦苗(图中红色种子)与棉籽一起播种的办法。

  如今,整个棉花生产周期,耕种和采收环节已经高度自动化,中间的管理成为自动化程度最薄弱的环节,包括巡田、除草、打药、浇水、施肥、打顶,机械化非常低。这也正是极飞着力去改变的地方。

  你要是七月来到棉田,会发现作物已经高过膝盖,开始结棉花桃子,绵株交织在一起,看不到行距。如果跟往常一样用拖拉机悬挂喷杆的方式在田间喷洒药物,会碾坏棉花,打脱叶剂要用工人牵着管子。

  在AI算法辅助下,极飞P30可以像鸟一样做适应性飞行,避免地面打药的尴尬。无人机在上升过程会形成锥形的下压风场。通过管子形成的农药滴液会被高转速齿轮打碎成雾状颗粒,与锥形下压风场形成静电摩擦,最后均匀附着在棉花叶子上。

  同样3000亩的田地,拖拉机喷洒脱叶剂需要3天时间,无人机也要花差不多时间。但如果算上拖拉机来回碾压造成的损失,无人机的总成本就被「拉低」了。

  不过,无人机能够帮助农业的不仅仅是洒药。八年、每天200万飞行次数,足以积累出海量地块信息,绘制出「农业地图」。「无人机+感应器+大数据」,能够构建一个多层次、全方位的农业信息系统:土壤信息、作物信息、人的信息、气候信息、病虫草害信息等。这也是两位「九零后」管理3000亩棉田的底气所在。

  有意思的是,最近一家美国灌溉和基础设施设备制造商Valmont Industries 3亿美元收购了一家以色列AI公司 Prospera。这家以色列公司布设在田间的摄像头和气候传感器正在监测500万英亩土地,实时分析作物情况,帮助农民准确地远程管理田地。

  在平整好的棉田里,我们看到了已经铺设下去的物联网设备,实时监测采集棉田的图像、气象和土壤数据。「三千亩棉田,大概需要十几套这样的设备。」极飞告诉我们。

  比如,农业气象检测站可以精准测量气压、气温、湿度、光照、降雨量、风速、风向等气象站七要素。高精度气候预报可细腻到每秒多少米风速;

  土壤监测站可以捕捉土壤温度、湿度、电解质等。利用土壤监测仪便可获知科学准确的棉花播种日期,而不是抢播;

  不同高度摄像头,会定格定时捕捉棉花生长速度高度、状态等,帮助农民远程进行棉花吐絮率识别、杂草识别,还可以据此判定是否缺钾,病虫害、推荐喷洒脱叶剂的最佳时点和次数。

  不过,当下对于极飞来说,正值硬件利润期。未来硬件红利差不多的时候,极飞可以继续做数据服务。「硬件是一锤子买卖,一年大卖一次,看重毛利,极飞更看重可持续发展。」极飞科技联合创始人龚槚钦说。

  或许未来,极飞也会像苹果公司那样一年举办两场发布会,一次与硬件有关,一场围绕订阅服务。

  来到棉农韩辉家时,正值第二个世界地球日。前一天的大风依然呼呼挂着,丝毫没有消停地迹象。

  每年3月中旬至5月末,这里气流活动频繁,大风天气较多,而这段时间棉花正处于播种和苗期,是棉花生长过程中抗逆性最弱的时间。

  「他一早就去巡田了。」韩辉的妻子告诉我们,有些担心田里的苗。4月7日,韩辉就开始播种,因为自己有农机,1600亩棉田9号上午就播种完毕。但谁也没料到八级大风吹了近50个小时,对棉苗很不利。

  来之前,我们就听说过韩辉的故事。当年从尉犁县考上中国政法大学,毕业后经不住父亲的软磨硬泡,从律师事务所辞职回到家乡。不安于朝九晚五的他,放弃了考上的公务员,开始经营药房,多年后因为想换换生活,又和家人一起种起了棉花。

  种了几年棉花的韩辉皮肤黝黑,不过,朴实外表掩不住言语的逻辑清晰,和拿捏说话的分寸感。交流时,他会一直直视你,偶尔流露一丝皎洁。虽然对年收入守口如瓶,但据说最近换了一辆凌志新车。

  2015年,好折腾的韩辉种起了机采棉。由于种得太早,尉犁县都没人敢收我的棉花,他笑着说,机采棉含杂量比较高,当时县里纱厂都还没有清花设备,后来才开始收机采棉。

  2019年,极飞推出了P30,韩辉先花了7.3万买了标配版,又花了1万多块买电池。与之前的无人机相比,P30更适合韩辉这样规模的家庭农场自用

  「刚买回来时候,很兴奋,自己动手喷了好多亩地。」韩辉说,「无人机打药也比地面机械省钱,买了无人机,农药成本4万5,前一年农药花了8万。」

  韩辉的棉田已经实现97%机械化(3%地块因为面积并不适合机械化,仍需要人工),但他仍在思考着如何将种植成本降到最低,实现利益最大化。

  在没有补贴的情况下,亩产棉花400-450公斤,才能保住还算不错的收入。韩辉说。

  为了降低成本,过去都是赶到别人前头。比如,赶在每年9月、10月是农资最便宜的时候,及时买好棉种、地膜、化肥。但是,几个成本大项,无论如何压缩,都有限度。

  国有土地使用费、水费属于不可压缩的成本,诸如滴灌带、农药、肥料等生产资料也很难压缩。韩辉分析,只有人工成本可以再降低。

  请长工巡田,每天要支付240元;驾驶拖拉机的人工费用更高,每天400到500元。如果犁平地也可以做到自动驾驶,AI帮助管理田地,在和工人工资谈判上,就有了明显优势。

  聊到这里,韩辉有些难以理解新疆棉事件。因为,无论是棉农还是采棉工,但凡有过摘棉花经历的人,几乎没有人会怀念这种工作方式。

  天亮前吃好早饭出门,借着晨曦,拾花工拖着一个麻布袋下到田间,将毛茸茸的白色棉花从棉铃上摘下来,扔进口袋。

  没有农活经历的人,通常在摘完第一个垄间之前,就已经浑身疼痛难忍。腰要始终弯曲,直到棉田被夜色打黑,他们才结束十多个小时的采摘。有人形容那种累就好像麻袋陷在了地理,虽然还没有被装满,但再也拖不动。

  「他们是真能吃苦啊。」韩辉老婆回忆道。这些百万大军以四川、河南两省农民工为主,辅助军是甘肃人、陕西人。

  招工不好招,价格还年年涨价,就是找到也用不起。2001年拾棉花价格才5毛钱一公斤,到2015年最高涨到2.2元,这还不算吃住成本。

  每到这个季节,管理上百号人的吃喝拉撒,也绝对不是一件让人舒心的事。「每天都是几卡车地将食材运到家里来,连卫生巾都是我买。」韩辉老婆回忆说。

  最怕的是生病、滋事。7、80天,你要像保姆一样伺候着上百号人,他们睡了,你还不能睡,非常辛苦。

  2018年以后,大量进口的美国约翰迪尔采棉机一举冲击掉了70%以上的季节工就业岗位。约翰迪尔机械化采棉费报价0.4-0.5元/公斤,而农民工人工采棉费报价2–2.5元/公斤。

  1.5元/公斤是一个利益平衡点,超过这个点,人工拾棉花超过这个价格已经没有多少优势了,曾经缓慢采棉机械化顿时加速。现在,2.5元/公斤意味着种植机采棉收益已占绝对优势。

  麦肯锡曾在一份报告中分析农业、造船、商用飞机制造和汽车制造。分析指出,所有这些转变的模式都很明显,价值转移到了那些最善于处理变化的人身上。从韩辉他们的身上,我们似乎也能努力廓清这些人的基本轮廓:

  「不要贪便宜,一定要用好的工具。」韩辉多次强调,高学历让他对高科技、新工具的态度很开放。他甚至建议极飞的自动驾驶系统与拖拉机合作,进入前装市场。

  有意思的是,韩辉的妻子也喜欢用贵的厨具,「工具要趁手」,她说。以前,她带着儿子每天往返库尔勒市上补习班,现在网络发达了,「上网课,清北名师随你挑。」

  除了韩辉,也有从新疆塔里木大学毕业,回到家乡国土局工作,不久辞职后到村里从事种植的种棉大户。

  经济学家何帆曾谈到一位中学老师,后来辞去公职,承包了几千亩农田,到田里去的时候是开着一个陆虎,家里面另外停着一辆宝马,可以和经济学家讨论棉花期货问题。

  除了教育水平、见识与开放,这些人还有第一个「吃螃蟹」的勇气。就像多年前,在新疆阿克苏阿瓦提县承包着1万亩地种棉花的郑永顺买回两台二手约翰迪尔时说的一句话,「就当赌一把吧。」

  如果说美国控制着世界棉花市场,那么,对劳动力有着密集需求的纺织、服装行业则由中国主宰。尉犁县第二产业也是以棉纺及农副产品加工业为主。

  「九零后」李志东的纺织厂外空地上,堆放着整捆整捆的皮棉。韩辉卖出的棉花叫籽棉,走出农田的第一站并不会来到李志东的纺织厂,需要先在轧棉厂从棉籽上轧下棉纤维,制成皮棉,才能进行纺织加工。

  走进纺织厂房的一刹那,感官立刻被空旷厂房里的机器噪声震慑到。机器声几乎淹没了谈话声,让人无法思考。

  机采棉杂质比较多,沾着一些露水甚至树叶的棉花包被切割开后,在第一道叫做清花工序的车间里接受真空清洗机的洗礼。只见机器将棉花吸进去,透过真空清洗机的树脂玻璃管,可以看见棉花块在里面被打散,飞速穿过清洗管,残留的尘土毛发一扫而净。

  重新被吹成云朵一样的棉花被平滑地加工成了一层软软的、扁平的棉花毯子,毯子看上去如同由绒毛织成的白纸,接下来,铁丝齿条把棉花压制成扁平的薄片,使棉花的纤维都朝向相同的方向。扁平的棉花毯子被拉成了手指粗细的棉绳,也就是纱条。

  这只是半熟条,李志东介绍,还要继续进入下一道工序变得更均匀,也就是熟条。熟条是粗砂,还要进一步经由细纱机变成细纱。只见棉条被螺旋盘绕在金属收纳罐中,一直堆到顶端。接着,棉线进入纱锭之中,纺成纱线,最后,纱线被纺成珠罗纱,缠绕成冰桶般大小和形状的线轴。

  src=工厂里的空气需要保持潮湿来减少棉纱折断,又闷又热,女工都穿着无袖衣服。随着棉花从植物变成了纱线,变得越来越软,让人情不自禁地想触摸一下,棉花和纱线那种淡淡的香味让人愉悦,沉浸其中。

  在棉纱的生产过程中,不需要组装任何东西,也没有流水线,整个流程是转换而不是装配的过程。从缠绕、弯曲、纺纱,到成卷,几乎过程的每一个阶段都是循环的而不是流水线似的作业。

  李志东的厂子原来要1000多个人,上了自动化机器后,现在只用200多个员工三班倒。

  这些水桶形状的线轴从物流车上之后,会进入一台台编织机,从纱线变成面料,最后变成我们身上再常见不过衣服。也正是在这个末尾环节,我们才又回到了那个似曾相识曾经熟悉的世界。

  数字化转型已经在纺织行业铺天展开,大家想尽办法让让纺织厂实现在线化,打造行业平台,为成衣厂与纺织厂高效撮合交易。

  在新疆,沙漠棉田或者沙漠的夜空,可以看到最多的星星,也是最容易让人畅想并做出重大决定的地方。

  坊间流传说,在新疆沙漠的星空下,程维说服柳青与他一起创业(滴滴);在何帆的讲述里,龚槚钦在尉犁罗布泊峡谷的丹霞地貌环抱下,道出极飞的火星农业梦。

  人们畅想未来的出行、消费、制造,未来农业的应该是什么样?当农业的所有元素可以资本化,会发生什么?

  某农场管理者要管理8万亩水稻,但一直为水稻排水苦恼不已。这是一笔不小的人力成本,大约需要300万。不过,要实现自动化,成本更高。1000个地块的闸门成本在2000万左右。太阳能板、蓄电池等价格很难再降,这位管理者的自动化之梦似乎走进死胡同。

  能不能将1000个田块整成80个呢?最后,通过无人机检测平整度,并以此指导拖拉机作业,他们将原本1000个地块平整好80个,大大降低所需闸的数量。

  回到问题本质,站在更大的纬度上,才有可能跳出原有思维的兔子洞,解决问题。最宝贵的不是答案,而是思维农业的方式。

  龚槚钦认为,未来农业就像模拟游戏,你只用决策,粮食也会实现自由。当然,这很难。

  不过,他的偶像马斯克曾说,从未觉得做电动汽车也是一门好生意,失败率要比成功率高得多。但这是人类应该去做,也是值得去做的事情,自己不想等着别人来实现。

  1、[美]斯文·贝克特 :《棉花帝国》,民主与建设出版社,2019年版。

  2、[美] 皮厄特拉·里佛利 :《一件T恤的全球经济之旅:全球化与贸易保护的新博弈》(第二版), 机械工业出版社, 2016年版。

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