——记石河子大学教育部创新团队带头人吕新教授及其团队
　　
□　刘 佳
　　
　　
　　农，天下之本，务莫大焉。作为农耕文明源远流长的农业大国，重农固本一直是我国的安民之基、治国之要。随着科技的快速发展，农业也已从早先的原始农业、传统农业发展到现代化农业，由增产导向转向了提质导向，如今高质、高效、绿色可持续发展已成为农业发展的主基调。《全国农业现代化规划（2016—2020年）》中也明确指出：“‘十三五’时期，我国农业现代化建设仍处于补齐短板、大有作为的重要战略机遇期，必须紧紧围绕全面建成小康社会的目标要求，遵循农业现代化发展规律，加快发展动力升级、发展方式转变、发展结构优化，推动农业现代化与新型工业化、信息化、城镇化同步发展。”这也为农业领域的广大学者们指明了科研方向。
　　“我是农学出身，应该把自己的所学应用于实践，为我国的农业发展尽一份力。新疆是我国面积最大的省份，农业机械化、信息化发展迅速。新疆的农业发展需要人才，作为土生土长的新疆人，我希望为家乡的发展出一份力。”怀有这份质朴信念的学者，正是石河子大学农学院的吕新教授。30多年来，吕新一直在智慧农业领域潜心钻研，默默扎根于新疆，不断地将科研成果应用于生产实践，逐步实现了农业资源的合理配置，推动了现代信息技术发展，提高了农产品的市场竞争力。他的努力与付出，不仅促进了新疆农业现代化和精准农业的发展，也为我国现代农业的发展提供了有力的技术支撑。
　　
寄情信息技术
矢志不渝坚守新疆农业 
　　“生命从故土开始，吸吮故土精华，从此扎根故土，再远也会牵挂”，几句简单的诗句，正是对吕新最贴切的描写。“天山南北，千里沃土”的新疆是吕新的家乡，他深深地眷恋着这片养育他的土地。怀着这份赤诚与热爱，投身于智慧农业研究的他无怨无悔。多年来，他虽曾远赴异地求学深造，也曾远渡重洋感受异国他乡的繁华，但那份浓浓的故乡情始终是他内心深处的牵挂，从未有过动摇。
　　1983年，吕新进入石河子农学院（现为石河子大学农学院）农学专业（现作物学学科）学习，这里就是他科研之路的第一站。经过学习，吕新对新疆干旱区绿洲农业特点、新疆兵团规模化生产和灌溉农业技术需求有了一定的了解。为了能更科学地解决现实中的问题，吕新决定前往中国农业大学农学系农业气象专业继续学习。“农业气象包括水、温度、气候、土壤等方面，我当时正是研究土壤与农作物的关系。‘土壤的养分管理’就是我研究了十几年的施肥技术。”吕新回忆说。这段学习经历不仅拓展了他的思维，更为他之后的研究奠定了基础。
　　4年后，顺利取得双学士学位的吕新怀着建设新疆的美好愿景，回到石河子大学。此时的他，身份已不再是学生，而是一名科研工作者，开始从事农学专业的基础课教学和农业气象灾害、作物生理生态研究。然而随着研究工作的不断深入，他越发觉得自己的知识储备有限，重回校园继续深造成了他最终的选择。
　　学海无涯，上下求索。一心想在农学领域有所成就的吕新再次踏上求学之路，前往被誉为“中国气象人才摇篮”的南京气象学院（现为南京信息工程大学）继续深造学习全国优势学科应用气象专业。刻苦好学的吕新，经过4年的不懈努力，不仅夯实了应用气象学的基本理论和基础知识，也培养了较强的知识更新能力和广泛的科学适应能力，取得了硕士学位。此后，已过而立之年的吕新又奔赴山东农业大学深造，取得作物栽培学与耕作学专业博士学位。此外，为了学习国外先进的知识、技术，他远渡重洋前往美国加州大学戴维斯分校访学。
　　从本科的入门学习到博士的深入研究，从国内一流专业到国际名校，10多年来，在农学与气象学两个领域中持之以恒的刻苦钻研填充了吕新风华正茂的青春，最终他选择了寄情于新疆智慧农业。这份执着与勤奋正源自他对家乡、对祖国的热爱，就如采访中他说的那样：“看到其他国家先进的农业生产力水平，就想取其精华，应用在我国的智慧农业发展上。”
　　
打造卓越团队
创新引领智慧农业发展
　　新疆地域广袤，人口稀少，占全国1/6的国土面积上居住的人口比重只有1.7％，绿洲面积占比约为5％，独特的地形地貌赋予新疆独特的光、热、水、土资源和丰富多样的农业资源，具备发展生态农业的自然资源优势。尤其是石河子垦区的农业开发，可以说是天山北麓乃至整个新疆绿洲发展的缩影，这里原有的大片荒漠和荒漠草原被开发成耕地，成为新中国成立后新疆开垦建设的最大的新绿洲，并迅速建立起了现代化的新型农区。但由于人口的增长和经济发展的加快，这里也出现了生态环境问题，严重制约了绿洲农业的可持续发展。“石河子绿洲是以农为主，农牧结合的地区，高效的水土资源利用推动了农业生态经济快速发展，但水资源的过度开发将会制约农业经济系统可持续发展，因此调整种植结构，因地制宜，发展各具特色的农业产业化布局方能达到可持续发展目的。”采访中吕新介绍说。
　　为了实现心中的梦想，为了促进家乡的发展，学有所成的吕新毅然回到新疆这片美丽富饶的土地上继续耕耘，他想用现代信息技术助力农业的发展，用科研成果书写绿洲的奇迹。就像他在采访中说的那样：“我博士毕业以后，就毫不犹豫地选择了在石河子大学工作，希望能够在自己的岗位上贡献应有的力量，实现自己的农业梦。”
　　要想切实发挥科技作为第一生产力的重要作用，需要科研学者能够善于发现实际问题，找准科研方向，只有这样才能实现科研成果的顺利落地，吕新正是这样做的。1999年，兵团实施了以精准种子、精准播种、精准灌溉、精准施肥、精准收获及田间作物生长与环境动态监测为主要内容的“六大精准农业”技术，这引发了他的思考，也让他进一步确立了研究方向，即“精准施肥”领域。如果能将计算机技术融入其中，不就可以促进农作物精准、科学施肥技术的发展，还可以节省大量的生产成本吗？
　　此后，吕新带领研究团队，不断开展联合攻关，为农业生产服务，开展规模化生产条件下的精准生产技术研究与应用，在精准施肥与农田水肥资源高效管理方面进行了诸多创新性研究，取得了可喜成果。他们运用生态学与农业生态学原理，揭示了荒漠对绿洲的增温效应及其规律，从沙漠利用的角度探索出了生态—经济结合发展的可行性模式，建立了沙漠增温效应模型和绿洲农业气候资源区划模型，构建了绿洲农业布局的模式；他们建立了农田养分管理数据库和基于GIS的土壤肥力综合评价模型，以及水肥耦合高效管理模型，形成了“测、配、产、供、施”的施肥指导—精准施肥的配套技术，并在兵团第二师、第五师、第七师进行大面积的推广应用，显著提高了肥料利用率；他们建立了基于Internet与WebGIS的棉田土壤肥力信息管理及施肥决策系统，不仅实现了信息的迅速传递、快速集中、准确决策，提高了决策的可信度和科技含量，同时也实现了示范区土壤肥力的动态管理与监测，该成果在兵团八师、七师、二师推广面积达到600多万亩……
　　值得一提的是，近10多年来，吕新带领团队将精准水肥管理与决策、病虫害信息化与自动化管理、农情遥感监测与决策、精准收获等单项技术集成组装配套，实现了规模化农业生产全程水肥精准管理，并大规模地运用于传统农业生产中，取得了显著的效果。他们在团场建立了500万亩的示范基地，通过各项精准生产技术的应用，亩平均降低农业生产成本5.5%，水产比提高8%，肥产比提高7.7%，尤其是棉花产量，提高了10%。同时，各项技术辐射推广2864.24万亩，新增纯收益64.57亿元，培训基层技术人员15000余人，在新疆农业发展方面取得了良好的经济生态社会效益。
　　棉花是我国重要的战略物资和资源，也是我国最重要的经济作物，在农业经济发展中具有重要地位。作为我国棉花最适宜的种植区之一，新疆的棉花种植面积占全国60.8%，产量占74.4%，在我国棉花生产安全、棉纺工业需求、棉农增收等方面具有重要地位，肩负着发展新疆经济、保持边疆稳定的重任。然而，在棉花规模化生产精准技术实际应用中，还存在监测时效性差、决策依据不充分、控制不精准及管理效率低等技术薄弱点，极大地制约了棉花精准生产、提质增效与可持续发展。尤其是随着人口增长和经济发展的加快，新疆出现了水源过度利用、土地荒漠化、土地污染等一系列问题，使原有的生态环境发生了巨大变化，如何才能实现农业绿色可持续发展呢？
　　为此，吕新及其团队开展了“棉花生产精准技术及产品研发与应用”项目的研发。他们充分利用栽培、信息、自控等技术，开展多学科交叉攻关，采取“攻关—集成—示范—推广”的协同联动模式，创建了棉花规模化生产关键环节精准监控技术体系。他们依据播种、水肥管理、病虫管理和收获4个关键环节，创建了“种—管—收”精准监控技术，又利用物联网信息采集、反馈与专家决策相结合，创建了“监测—决策—精控”的技术流程，并以“精准定量”为主线，研制了精准监控装备，最终集成创新成果，建立了适合各生产区的棉花精准作业技术规程，从而提高了植棉水平和效率，实现节本增效，引领了全国作物精准技术的创新和应用。
　　同时，基于该项目的实施，一批创新成果应运而生。他们创建了滴灌水肥精准管理技术及装备，研发了大面积棉田病虫害信息采集、预报和防控新技术，研发了棉花播种在线监测与调控技术及装备和采棉机棉箱火情、棉花产量、工况参数以及故障检测技术及装备。“实施滴灌水肥一体化技术能够减少肥料用量与养分流失，减少施肥过程中给土壤、地下水带来的污染。同时，对棉花病虫害的准确预测也能有效降低农药的使用。这就大大减少了环境污染，在生态效益方面效果显著。”吕新欣慰地说。
　　正是得益于这些精准农业技术和设备，传统的棉花生产方式开始向精细化、智能化和集约化方向转变，从而进一步保障了我国棉花供给和棉产业的可持续发展，极大地推动了我国农业现代化技术的应用进程。同时，多项精准技术的综合应用，不仅促进了我国与其他国家之间的合作与交流，也培养了一批现代农业技术推广应用的生力军，为今后的持续发展注入了新的活力。鉴于吕新主持研发的“棉花生产精准技术及产品研发与应用”项目的重要意义，该项目被评为新疆生产建设兵团科技进步奖一等奖。
　　
坚持开拓创新 
打造智慧农业“国家队”
　　对于吕新来说，石河子大学具有极其特殊的意义，这里不仅是他科研的起点，更见证了他的成长与蜕变，是他实现远大抱负的理想平台。一路走来，吕新从未停下求知的脚步，他不断用专业知识、前沿科技武装自己；在一次次的项目研发中，将理论应用于实践，为绿洲智慧农业发展提供源源不断的动力；不断将自己在教学和科研上的心得变为一个个铅字，丰富了农业发展的理论系统。
　　1999年时，为了实现基层团场的“精准施肥”，吕新组建了他的科研团队——“绿洲现代农业精准技术研究与规模化应用”研究团队。那时计算机技术还没有普及，团场里几乎没有计算机，实验室的基本数据也相对缺乏，但吕新并没有向困难屈服。作为队里唯一懂电脑的人，吕新先是带领队员采购电脑，之后再手把手地教会队员们如何操作使用。靠着坚韧不拔、排除万难的精神，他们终于利用计算机技术在一二九团制作了第一份全团的土地施肥建议，上面不仅标注着团场每一块条田的土壤情况，连为什么施肥、如何施肥都写得清清楚楚。此后，他们的技术也不断升级，从单一的计算机技术与农业施肥技术的融合，逐步拓展到“3S”技术（即地理信息系统、全球定位系统和遥感技术）与农业施肥技术的全面融合。
　　实践是检验真理的唯一标准。此后，吕新及其团队成员陆续开展了国家“十五”科技重大攻关项目、国家原“973”计划前期研究项目、原“863” 计划等19项国家级项目和17项省部级课题，取得了累累硕果。其中，“新疆棉花高产栽培理论与技术研究”获兵团科技进步奖一等奖、“玉米高产优质高效生态生理及其技术体系研究与应用”获国家科学技术进步奖二等奖、“棉花高效生产精准作业技术及产品开发与示范”获全国农牧渔业丰收奖农业技术推广成果奖一等奖、“信息技术在精准农业中应用与示范”获中国产学研合作创新成果奖一等奖……诸多奖项就是对他们辛苦付出的回报，也是国家和行业对他们的肯定与赞许。
　　“现在我们的团队已经形成一定的规模，总人数达30人，其中博士以上学历占2/3以上，青年骨干居多，人员结构合理。我们曾入选2013年度教育部‘创新团队发展计划’，2017年考核优秀后又获得了滚动支持，这为团队的发展提供了良好的条件。”采访中，吕新充满自信地介绍道。
　　荣誉只属于过去，成就则在于未来。在吕新心中，努力奋斗、拼搏进取就是团队建设的主旋律。关于团队的未来发展，吕新表示：首先，在学科建设上不能松懈，要一直保持当下的状态，争取和团队成员们多出成果，提升团体研究水平。其次，科技发展的核心是人才，要树立一种新的理念，争取为国家多培养些新的农业方面的人才。最后，要时刻保持创新精神，充分发挥每个人的长处，提升科研和交流能力，为研究生做好榜样，获得更好的教学成果。
　　与此同时，多次在实践中得到验证的相关理论和成果也被吕新整理、汇编成册，为相关领域的研究提供了理论和科学依据。他曾主编多部新疆生产建设兵团农业技术培训教材，譬如《作物栽培学》《农学基础》《麦类作物栽培育种研究》《精准农业概论》《地理信息系统及其在农业上的应用》《农业信息化与农业现代化》等；参编“面向21世纪课程教材”《农业气象学》等；发表论文280余篇，其中SCI收录10余篇，EI收录30余篇。其中，“加强重点学科建设，全面创建品牌专业”获高等教育国家级教学成果奖二等奖，“以重点学科建设为依托全面创建品牌专业”获自治区教学成果奖一等奖，“‘农业气象学’课程创新建设与实践”获石河子大学教学成果奖二等奖。
　　一分耕耘一分收获。凭借出色的科研能力和卓越的领导能力，吕新先后荣获国务院特殊津贴专家、教育部创新团队带头人、兵团农业信息化领域特聘专家、自治区突出贡献专家、全国科普先进工作者、全国师德先进个人、科学中国人2016年度人物等多个荣誉称号。这些荣誉将激励着吕新继续行进在现代农业的道路上，无惧无畏、迎难而上。就像他说的那样：“我国正逐步迈入大数据时代，农业大数据就是发展现代农业重要的组成部分，未来精准农业技术也会发展应用在各家各户。目前我们正在收集兵团的农业基本数据，下一步计划逐步整合农业数据，构建农业大数据综合服务平台，实现农业数据服务生产、服务农户、服务社会的目标。只要一步一个脚印、踏踏实实地做每一件事，愿景都会成真”。科