机器与数据，棉田里的边缘战事

微胖 机器之能 今天

图片

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。


撰文 | 微胖


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。 
图片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。
图片棉花种子。
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。
图片新疆棉花种植主要分布地区。

 一 

棉花的风险

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。」
图片发布会上视频里的棉农对可行性表示怀疑。
图片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。
当大家驱车来到3000亩棉田时，所有人立刻体会到风险的深不可测。
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。
图片凯斯和约翰迪尔正在犁平地。
图片约翰迪尔正在播种。
图片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。 
图片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。

 二 

最薄弱的一环

「机器很厉害，可以保证每个穴位掉进去一个种子。」一位极飞的员工告诉我。
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。
图片下种、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。
图片这个设计很厉害，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。
图片
土壤监测站。
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。 

 三 

吃螃蟹的人

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。
图片韩辉家附近的部分棉田，已经播种完毕。
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。
图片韩辉分享的成本支出分析。 
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。
比如，「驾驶员的工资可以降低到200多，等于打对折。」他说。
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。
「干的好的，夫妻两人纯赚两三万，差的也有六七千。」
不过，人工成本的不可控，更是悬在韩辉他们头上的达摩克利斯之剑。 
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。 
至今，韩辉家的仓库里还保存着当时用过的巨大蒸锅、菜锅。
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。」 

 四 

走向工厂

棉花有两个劳动力密集的生产阶段，一个位于农田，另一个位于工厂。
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。 
图片 堆放在厂房前空地的皮棉。
图片近距离观察皮棉。
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。
图片扁平的棉花毯子被拉成纱条，还有继续加工成更加均匀的熟条。
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。
图片
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。
图片
图片最后，纱线被纺成珠罗纱，缠绕成冰桶般大小和形状的线轴。
图片真正可以用来织布的细纱。
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。

 五 

尾声 

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？ 
龚槚钦讲了一个小故事。
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。图片
主要参考资料：
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。
机器之能面向正在进行数字化转型及智能化升级的各领域产业方，为他们提供高质量信息、研究洞见、数据库、技术供应商调研及对接等服务，帮助他们更好的理解并应用技术。产业方对以上服务有任何需求，都可联系我们。
zhaoyunfeng@jiqizhixin.com