呂騰波

截至2020年，全球共有3227萬(wàn)公頃的土地種植著棉花。這種被稱為“第一種全球化商品”的植物，不僅是國(guó)計(jì)民生不可或缺的基礎(chǔ)產(chǎn)品，而且在保證農(nóng)業(yè)和紡織工業(yè)平穩(wěn)發(fā)展、確保相關(guān)行業(yè)就業(yè)水平乃至交易創(chuàng)匯方面扮演著重要角色。此外，棉花在國(guó)防、醫(yī)藥、汽車(chē)工業(yè)等方面也有十分重要的用途，可以說(shuō)，棉花的生產(chǎn)、流通、加工和消費(fèi)都與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)。我國(guó)已連續(xù)多年成為棉花第一生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，在當(dāng)前復(fù)雜的國(guó)際背景下，從源頭展開(kāi)對(duì)棉花的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與新興產(chǎn)業(yè)相互融合，將是維持我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定、提升國(guó)家經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力、踐行可持續(xù)發(fā)展道路的重要一環(huán)。而具體到我國(guó)的“產(chǎn)棉大省”新疆，如何確保棉花高產(chǎn)量、高質(zhì)量地有序發(fā)展，推動(dòng)棉花產(chǎn)業(yè)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)方向轉(zhuǎn)變，也成了新疆相關(guān)領(lǐng)域科技工作者一直在思索的問(wèn)題。

“沒(méi)到過(guò)新疆，不知道中國(guó)有多大?！痹诓痪们皹s獲2022年度“新疆最美科技工作者”榮譽(yù)的張立新眼中，遼闊的新疆大地?zé)òl(fā)勃勃生機(jī)——無(wú)論是產(chǎn)量占據(jù)全國(guó)棉花總產(chǎn)量87%、世界棉花總產(chǎn)量20%左右的豐饒棉田，或是蘊(yùn)藏著豐富可再生資源的獨(dú)特地理環(huán)境，都為新疆的發(fā)展提供了更多的可能性。對(duì)他來(lái)說(shuō)，新疆不僅是滋養(yǎng)他成長(zhǎng)的沃土，更是他奮斗拼搏的版圖。數(shù)十年如一日地工作在棉田一線，靶定精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)和新能源技術(shù)，張立新想得很簡(jiǎn)單：他期待將自己的科研成果，助力新疆農(nóng)業(yè)及新能源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，為新疆農(nóng)村振興的事業(yè)再添羽翼。

張立新（右二）與農(nóng)戶交流經(jīng)驗(yàn)

水肥故事——棉田增產(chǎn)的科技密碼

當(dāng)被問(wèn)到如何實(shí)現(xiàn)棉田增產(chǎn)的問(wèn)題時(shí)，張立新迅速給出了清晰的回答：選擇高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、多抗廣適、品質(zhì)優(yōu)良的棉花品種，采用全程機(jī)械化復(fù)合型農(nóng)機(jī)裝備，以及運(yùn)用包括合適的水肥策略在內(nèi)的農(nóng)業(yè)科技成果，是提高棉花品質(zhì)和產(chǎn)量的關(guān)鍵?！靶陆卮笪锊?，棉田面積很大，這為大規(guī)模的機(jī)械化運(yùn)用提供了條件。在采用良種和運(yùn)用機(jī)械化的基礎(chǔ)上，結(jié)合新疆當(dāng)?shù)氐木唧w情況，通過(guò)水肥一體化技術(shù)巧施肥水，將成為棉花豐收的關(guān)鍵密碼?！睆埩⑿抡f(shuō)道。

從新疆的地理氣候出發(fā)，張立新進(jìn)一步解釋了水肥在棉花生產(chǎn)過(guò)程中的重要性——深居內(nèi)陸的新疆，降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、水資源匱乏，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉用水不足和水資源利用率過(guò)低是新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展最突出的“瓶頸”。故而具體到棉花種植過(guò)程中，在保證棉花生產(chǎn)用水的同時(shí)，充分提高其利用率是灌溉過(guò)程中需要解決的核心問(wèn)題。此外，區(qū)別于傳統(tǒng)施肥技術(shù)“盲目施肥、普遍濫施”的情況，根據(jù)棉花不同生長(zhǎng)期所需的營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)施肥，是棉花高產(chǎn)栽培措施中可起到30%～50%作用的有效手段。就此，張立新及其團(tuán)隊(duì)圍繞棉花的灌溉施肥技術(shù)及裝備自動(dòng)化和智能化領(lǐng)域展開(kāi)研究，以期從水肥一體化技術(shù)和裝備入手，為棉花的增產(chǎn)增收提供新的發(fā)力點(diǎn)。

水肥一體化精準(zhǔn)實(shí)施的難點(diǎn)是“感知”和“控制”。土地的溫度和濕度如何？土壤中營(yíng)養(yǎng)成分的含量是多少？如何準(zhǔn)確獲取這些信息？如何在獲得相關(guān)信息后及時(shí)準(zhǔn)確地灌施水肥？這些成了擺在張立新面前的首要問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，張立新團(tuán)隊(duì)通過(guò)不同傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集了大量棉花生長(zhǎng)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，研究了灌施作業(yè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸技術(shù)，制定了系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互協(xié)議和接口規(guī)范，構(gòu)建了灌施作業(yè)決策數(shù)據(jù)分析模型，融合了維護(hù)服務(wù)支持技術(shù)等，采集水肥一體化作業(yè)過(guò)程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，建立了水肥作業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)。經(jīng)測(cè)算，傳感器監(jiān)測(cè)覆蓋面積達(dá)85%以上，誤報(bào)率低于10%，數(shù)據(jù)更新延遲5分鐘以內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)結(jié)合農(nóng)藝技術(shù)、理論模型和農(nóng)戶經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的控制算法和施灌模型，最終研發(fā)了一種基于Lora無(wú)線通信技術(shù)和GPRS技術(shù)結(jié)合的棉田智慧灌溉系統(tǒng)，這一系統(tǒng)借助土壤墑情傳感器監(jiān)測(cè)棉田土壤信息，通過(guò)研發(fā)的基于光伏的無(wú)線電動(dòng)控制閥和渠首電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及系統(tǒng)集成的智能網(wǎng)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制施灌，保證了農(nóng)作物科學(xué)灌溉的質(zhì)量和效率。

針對(duì)現(xiàn)有施肥裝置存在施肥勞動(dòng)強(qiáng)度大、自動(dòng)化程度低、水肥均勻性較低等問(wèn)題，張立新團(tuán)隊(duì)以PLC、觸摸屏、變頻器、軟管泵、信息采集傳感器等電氣機(jī)械器件作為硬件裝置，結(jié)合模糊控制、PID等控制算法，搭建了由交流調(diào)壓供電子系統(tǒng)、PLC控制子系統(tǒng)、變頻調(diào)速子系統(tǒng)、信號(hào)采集和電動(dòng)/電磁閥管路控制子系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)水灌溉精準(zhǔn)施肥控制，其中最為突出的創(chuàng)新成果即是軟管泵的研發(fā)和運(yùn)用?！?011年開(kāi)始，我和團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始進(jìn)行水肥一體化的相關(guān)研究，其中的‘肥’還有一個(gè)有趣的變化過(guò)程?！睆埩⑿禄貞浀?，“研究之初，我們的研究方向還是固態(tài)顆粒肥的變量撒施。等到了2017年，隨著新型肥料——液態(tài)肥的興起，我們通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，滴灌液態(tài)肥的肥料利用率和增產(chǎn)效果更好，相應(yīng)的研究重點(diǎn)也轉(zhuǎn)向了‘水+液態(tài)肥’這一結(jié)合形式。而這個(gè)結(jié)合形式的難點(diǎn)，就是如何通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置把液態(tài)肥按需精確注入流動(dòng)的水中。”在試用常規(guī)的螺桿泵作為驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，張立新很快發(fā)現(xiàn)，由于關(guān)鍵部件——螺桿與具有一定腐蝕性的肥料長(zhǎng)期接觸，螺桿泵出現(xiàn)了較高的故障率，且在功能上須與流量計(jì)共同配置，成本較高，這將為未來(lái)技術(shù)推廣落地帶來(lái)一定的限制。故障率高、成本高的問(wèn)題要如何解決呢？張立新想到了化工上另外一種常見(jiàn)的擠壓泵形式——軟管泵。借鑒這一形式，張立新團(tuán)隊(duì)研發(fā)生產(chǎn)專(zhuān)門(mén)面向棉花灌溉施肥的軟管泵。相較于化工工程所用的軟管泵，張立新團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的軟管泵成本相對(duì)較低，并經(jīng)過(guò)“焊接式-鑄造式-板式?jīng)_壓焊接式-無(wú)縫鋼管式”的一系列技術(shù)迭代，使軟管泵的制造工藝不斷優(yōu)化，關(guān)鍵部件的工作強(qiáng)度和剛度得到強(qiáng)化。通過(guò)輕量化的優(yōu)化設(shè)計(jì)，他們研發(fā)的軟管泵具備了“又輕又好”“物美價(jià)廉”等突出優(yōu)勢(shì)，成為精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)的重要驅(qū)動(dòng)裝置。以此為核心，張立新團(tuán)隊(duì)研發(fā)的液態(tài)肥精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)及設(shè)備施肥精準(zhǔn)率可達(dá)到99%，液態(tài)肥精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)施肥響應(yīng)時(shí)間≤2.7秒，每臺(tái)設(shè)備可提高20%～30%的工作效益，傳統(tǒng)棉花種植過(guò)程中出現(xiàn)的肥料利用率低、粗放施肥、過(guò)量偏施等突出問(wèn)題也隨之迎刃而解。

與此同時(shí)，由于光伏產(chǎn)業(yè)在新疆廣闊的發(fā)展前景，張立新及其團(tuán)隊(duì)又迅速投入分布式新能源微電網(wǎng)和新能源裝備在線檢測(cè)的研究領(lǐng)域?！霸趪?guó)家大力推進(jìn)‘30·60’目標(biāo)的當(dāng)下，新疆面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和大力發(fā)展新能源的巨大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。新疆具有豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生資源，但由于其波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性的特性，新能源并網(wǎng)會(huì)沖擊電網(wǎng)的穩(wěn)定性，所以開(kāi)展分布式新能源微電網(wǎng)和新能源裝備在線檢測(cè)分析研究與應(yīng)用，有利于以新能源為主導(dǎo)的新型電力系統(tǒng)運(yùn)維的穩(wěn)定性。發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)（將太陽(yáng)能發(fā)電、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植和高效設(shè)施農(nóng)業(yè)相結(jié)合）對(duì)于我國(guó)的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型具有十分重要的意義，充分利用‘農(nóng)光互補(bǔ)’優(yōu)勢(shì)，積極開(kāi)展光伏+農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)與裝備研究，是我們團(tuán)隊(duì)開(kāi)展研究的一個(gè)新方向，也是不遠(yuǎn)的將來(lái)促進(jìn)新疆棉花產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要發(fā)力點(diǎn)。”張立新堅(jiān)定地說(shuō)。

踏遍阡陌——讓產(chǎn)業(yè)升級(jí)成為現(xiàn)實(shí)

對(duì)于曾在石河子柴油機(jī)廠工作5年、隨后轉(zhuǎn)入石河子大學(xué)機(jī)電學(xué)院從事教研工作的張立新來(lái)說(shuō)，“從實(shí)踐中來(lái)、到實(shí)踐中去”是他一直以來(lái)的從研思路，在企業(yè)一線的工作經(jīng)驗(yàn)也為他將所研內(nèi)容轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！案髽I(yè)打交道，講的就是腳踏實(shí)地、切實(shí)解決問(wèn)題。企業(yè)并不希望我給他們講計(jì)算公式或是講一些什么原理，而是希望將研究成果切實(shí)應(yīng)用到企業(yè)或者農(nóng)戶的實(shí)際工作中。”談及近年來(lái)與企業(yè)合作的經(jīng)驗(yàn)，張立新侃侃而談，“以精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)為例，在推廣活動(dòng)之前，不少企業(yè)對(duì)我們的產(chǎn)品并不信任。在他們看來(lái)，多年來(lái)沿襲的人工施肥也可以達(dá)到同樣的效果。然而在設(shè)備運(yùn)行一年后，精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)改善了曾經(jīng)的施肥耗費(fèi)大量人力物力、施肥效率差等問(wèn)題，也迅速贏得了相關(guān)企業(yè)的‘芳心’”。目前，基于PLC的水溶肥（液體肥）施肥裝置及控制系統(tǒng)已經(jīng)與多家公司達(dá)成積極合作，相關(guān)示范應(yīng)用效果良好，目前在進(jìn)一步推廣應(yīng)用中。

張立新并未就此止步，他想要打通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“最后一公里”，將便捷有效的農(nóng)機(jī)農(nóng)技真正送到農(nóng)民手中。依托科技特派員服務(wù)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和三師圖木舒克市科技計(jì)劃項(xiàng)目，張立新及其團(tuán)隊(duì)趕赴南疆第三師44團(tuán)開(kāi)展棉花液體肥精準(zhǔn)施肥技術(shù)的示范推廣。這番到訪，張立新為自己和團(tuán)隊(duì)立下了三個(gè)目標(biāo)：其一，根據(jù)不同地區(qū)不同棉田種植情況，示范推廣節(jié)水灌溉精準(zhǔn)施肥技術(shù)及裝備；其二，與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶合作，逐步建立棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的節(jié)水灌溉精準(zhǔn)施肥管理體系；其三，面向當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶展開(kāi)階段性技術(shù)培訓(xùn)及田間指導(dǎo)，幫助農(nóng)戶“吃透”相關(guān)技術(shù)、“弄懂”和“用好”相關(guān)設(shè)備，從而最終達(dá)到省工、節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)四重目標(biāo)。

為了這個(gè)目標(biāo)，張立新及其團(tuán)隊(duì)到達(dá)圖木舒克后，即開(kāi)始“知己知彼”的采樣工作。通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)孛藁ǖ纳L(zhǎng)狀況進(jìn)行實(shí)地考察，張立新團(tuán)隊(duì)對(duì)當(dāng)?shù)孛藁ㄉL(zhǎng)期時(shí)環(huán)境的溫度、光照、病蟲(chóng)害情況及土壤情況進(jìn)行了調(diào)查和檢測(cè)，并以此為依據(jù)制訂出合理的肥料配備方案。同時(shí)團(tuán)隊(duì)積極了解農(nóng)戶的施肥需求，并結(jié)合設(shè)備放置的地形，根據(jù)棉田的實(shí)際情況定下設(shè)備安裝方案：設(shè)計(jì)并安裝所需要的管道與電線線路后，將設(shè)備程序載入控制系統(tǒng)，通過(guò)一次又一次的重復(fù)試驗(yàn)，測(cè)量并記錄設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，依靠數(shù)據(jù)與擬合公式，計(jì)算出參數(shù)值并完成設(shè)備的精度校準(zhǔn)……通過(guò)張立新團(tuán)隊(duì)的努力，精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)得到了農(nóng)戶的一致認(rèn)可：“施肥真的只要在屏幕上點(diǎn)幾下就好了，真省事！”而對(duì)當(dāng)?shù)匾粚?duì)50多歲的夫婦來(lái)說(shuō)，精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)為他們提供的幫助遠(yuǎn)不止“省事兒”這么簡(jiǎn)單——“這對(duì)夫妻已經(jīng)50多歲，平時(shí)棉田的生產(chǎn)全靠家里的男主人。但是那一年家中的‘壯勞力’生病了，家里的女主人獨(dú)自一人又很難全部承擔(dān)扛化肥、澆水、施肥這樣的繁重工作。這時(shí)候精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)正好為他們提供了一種便捷高效的解決方案。事后男主人和我們交流時(shí)曾激動(dòng)地說(shuō)道：‘即使我臥病在床，老伴兒去田里按一下按鈕，施肥澆水的工作就都做好了。有了這個(gè)系統(tǒng)，再也不怕耽誤農(nóng)時(shí)了。’”張立新說(shuō)，“以科技手段降低勞動(dòng)強(qiáng)度和成本，助力南疆第三師44團(tuán)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，用農(nóng)業(yè)科技打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)，是我們工作的重要目標(biāo)之一。”

此外，為了精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)在圖木舒克等地區(qū)的推廣應(yīng)用，確保農(nóng)戶獲得更好的使用體驗(yàn)，降低設(shè)備的使用故障率，張立新及團(tuán)隊(duì)積極開(kāi)展關(guān)于棉花液體肥施用技巧和精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)操作方法的知識(shí)講座，詳細(xì)介紹了棉花液體肥精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)的工作原理、運(yùn)行方式以及操作流程，通過(guò)知識(shí)講座等形式使農(nóng)戶進(jìn)一步了解相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。培訓(xùn)期間，張立新團(tuán)隊(duì)與到場(chǎng)農(nóng)戶積極互動(dòng)，并耐心詳細(xì)地解答農(nóng)戶的疑難問(wèn)題百余次。提及與農(nóng)戶近距離交流的經(jīng)歷，張立新感慨地說(shuō)：“農(nóng)戶是真正的生產(chǎn)第一線，我們要做的就是放下身段，第一時(shí)間去向農(nóng)戶請(qǐng)教，了解他們最迫切的需求。農(nóng)戶是非常樸實(shí)的，他們想要的不過(guò)就是解決當(dāng)下實(shí)際問(wèn)題的辦法。與企業(yè)合作不同，農(nóng)戶對(duì)于設(shè)備的需求，除了有用、好用之外，更要簡(jiǎn)單可靠、皮實(shí)耐用。從這個(gè)意義出發(fā)，直接和便利，不僅成了團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)相關(guān)設(shè)備時(shí)的自我要求，也成為團(tuán)隊(duì)開(kāi)展培訓(xùn)講座時(shí)的著力方向?！本痛?，“接地氣”的張立新團(tuán)隊(duì)及其研發(fā)的技術(shù)和設(shè)備成果得到農(nóng)戶朋友們的高度認(rèn)可，團(tuán)隊(duì)的成員們干勁更大了。

張立新（左二）向農(nóng)戶傳授精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)使用方法

以科技助力智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展、踐行脫貧攻堅(jiān)使命，張立新及其團(tuán)隊(duì)一直在路上。截至目前，張立新團(tuán)隊(duì)研發(fā)的棉花精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)推廣應(yīng)用面積已達(dá)到3200公頃（4.8萬(wàn)畝），在北疆推廣示范152臺(tái)套，南疆推廣示范9臺(tái)套，幫助烏斯曼、張廣亮等南疆農(nóng)戶節(jié)省勞動(dòng)力2人/戶、成本3萬(wàn)元/戶，減少12%的肥料使用量及15%的灌溉用水量。相關(guān)技術(shù)及裝備的應(yīng)用成為推進(jìn)化肥減量增效和響應(yīng)國(guó)家“實(shí)現(xiàn)化肥零增長(zhǎng)”政策的重要手段，有效促進(jìn)了當(dāng)?shù)鼐G色農(nóng)業(yè)、科技農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。“僅僅提供節(jié)水和灌溉施肥等功能是不夠的。在后續(xù)的研究中，我們將會(huì)引入環(huán)境監(jiān)測(cè)，跟蹤棉花生長(zhǎng)全程中作物自身需求，讓各類(lèi)機(jī)械和遠(yuǎn)程操控參與到棉花生產(chǎn)的全過(guò)程中，最終實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)場(chǎng)、無(wú)人農(nóng)場(chǎng)的目標(biāo)。我和團(tuán)隊(duì)成員都希望能將前沿的技術(shù)運(yùn)用到棉花產(chǎn)業(yè)中，為產(chǎn)業(yè)智能化貢獻(xiàn)我們自己的力量。”

傳承與合作——賦能團(tuán)隊(duì)發(fā)展新范式

自1995年入職石河子大學(xué)以來(lái)，張立新已經(jīng)在這里度過(guò)了近30年的時(shí)光。在這所由教育部和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)共建的邊陲高校中，張立新從懵懂新人逐漸成長(zhǎng)為中流砥柱，承擔(dān)起越來(lái)越多的團(tuán)隊(duì)職責(zé)。如今作為石河子大學(xué)機(jī)械工程學(xué)科、機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)負(fù)責(zé)人及石河子大學(xué)兵團(tuán)能源發(fā)展研究院院長(zhǎng)，張立新更是深知使命在肩，不容片刻懈怠。提及目前的工作，張立新用了“傳承”和“合作”來(lái)概括。

傳承兵團(tuán)精神，提升育人成色。做好學(xué)生的引路人，是張立新為師以來(lái)不變的追求。“剛進(jìn)入石河子大學(xué)的時(shí)候，我想的就是要把自己的教學(xué)搞好、把課講好，這是最基本的要求，也是教學(xué)的第一步。在學(xué)生習(xí)得知識(shí)之后，更重要的環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)應(yīng)用于實(shí)踐的能力，這個(gè)時(shí)候就需要為學(xué)生提供更加廣闊的平臺(tái)來(lái)進(jìn)行實(shí)踐。這個(gè)平臺(tái)可以細(xì)分為兩種，一種是可以提供先進(jìn)科研儀器的科研平臺(tái)，另外一種就是讓學(xué)生得以深耕細(xì)作、持續(xù)發(fā)展的學(xué)科平臺(tái)?！睆埩⑿陆忉尩馈榇?，自2009年起張立新就投入機(jī)械工程相關(guān)學(xué)位點(diǎn)的申請(qǐng)工作中。經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)上下的一致努力，2010年石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院即獲批機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，2011年獲批機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，隨后在2017年年底又獲批機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。統(tǒng)稿撰寫(xiě)、全程參與的張立新不無(wú)感慨地說(shuō)：“學(xué)科平臺(tái)的建設(shè)一方面為學(xué)生的精專(zhuān)發(fā)展提供了可能性，另一方面也給學(xué)科團(tuán)隊(duì)的中青年老師提供了一個(gè)有力的發(fā)揮才華、施展才干的發(fā)展平臺(tái)。這對(duì)于學(xué)生和團(tuán)隊(duì)的成長(zhǎng)都有極大裨益?！痹谕瓿蓪W(xué)科建設(shè)的“升級(jí)”之后，張立新也積極謀劃科研平臺(tái)的建設(shè)。2014年，張立新?tīng)款^申報(bào)新疆維吾爾自治區(qū)級(jí)機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，并于同年成功獲批成立。自此，“雙平臺(tái)”成為石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)科前行的雙翼，帶動(dòng)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)科持續(xù)向前發(fā)展。

在此基礎(chǔ)上，張立新從自身經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，提出了培養(yǎng)研究生的“5個(gè)1”原則。所謂“5個(gè)1”，就是要完成一篇高水平并成功發(fā)表的小論文，要完成一個(gè)質(zhì)量很高的大論文，要跟隨團(tuán)隊(duì)實(shí)際動(dòng)手做出一臺(tái)樣機(jī)，要會(huì)寫(xiě)發(fā)明專(zhuān)利、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要會(huì)寫(xiě)相應(yīng)的科研項(xiàng)目申報(bào)書(shū)?！凹埳系脕?lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。”打通實(shí)際工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)系統(tǒng)化的訓(xùn)練，讓學(xué)生在畢業(yè)后就能勝任各項(xiàng)工作，是張立新培養(yǎng)學(xué)生的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。對(duì)于學(xué)生在不同階段研究狀態(tài)的不同，張立新形象地用“兔子理論”予以解釋?zhuān)骸氨究粕A段就像是沿著一條筆直的路去山上抓看見(jiàn)的兔子，抓到了就是完成任務(wù)；碩士階段則是有好幾條路可以抓兔子，要從中找一條最簡(jiǎn)便、最可靠、最快捷的路去把看見(jiàn)的兔子抓下來(lái)；等到了博士階段，沒(méi)有路，也沒(méi)看見(jiàn)山上有兔子，不知隱藏在哪兒。這就要他自己披荊斬棘、開(kāi)辟一條路，去抓到那只藏在某處的兔子。對(duì)不同階段的學(xué)生要求是不同的，但是重視方法引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生多經(jīng)歷、多實(shí)踐的初衷是不變的?！?/p>

基于特殊的地理位置，石河子大學(xué)積極參與到我國(guó)“一帶一路”建設(shè)中。在此過(guò)程中，同樣作為世界上主要棉花生產(chǎn)和出口國(guó)的蘇丹，也成為石河子大學(xué)的重要合作對(duì)象。蘇丹為粗放農(nóng)業(yè)，當(dāng)?shù)馗珊等彼?、農(nóng)業(yè)技術(shù)落后、水肥利用率亟待提高。因此將新疆地區(qū)的精準(zhǔn)控制水肥一體化滴灌技術(shù)推廣至蘇丹產(chǎn)棉區(qū)，符合新疆及蘇丹精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的共同戰(zhàn)略需求，具有極為重要的戰(zhàn)略意義。2019年張立新申報(bào)石河子大學(xué)首次獲批科技部立項(xiàng)“發(fā)展中國(guó)家杰出青年科學(xué)家來(lái)華工作計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“國(guó)際杰青計(jì)劃”），基于此張立新團(tuán)隊(duì)就無(wú)線傳輸自動(dòng)化節(jié)水灌溉施肥技術(shù)與裝備的研發(fā)與應(yīng)用同蘇丹科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展科學(xué)研究。通過(guò)一系列技術(shù)合作和“中國(guó)-蘇丹農(nóng)業(yè)合作開(kāi)發(fā)區(qū)”應(yīng)用示范，雙方著力培養(yǎng)一批知識(shí)儲(chǔ)備豐富、技術(shù)過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)人員；進(jìn)而力求將兵團(tuán)先進(jìn)的棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)及裝備引進(jìn)推廣到蘇丹，推動(dòng)國(guó)際產(chǎn)能合作，踐行“一帶一路”科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃。與此同時(shí)，張立新團(tuán)隊(duì)對(duì)內(nèi)不斷推動(dòng)新疆企業(yè)與國(guó)內(nèi)知名院校及研究機(jī)構(gòu)的“需求互補(bǔ)”，對(duì)外加強(qiáng)與英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、英國(guó)農(nóng)業(yè)中心等機(jī)構(gòu)的有效合作。乘著數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)的東風(fēng)，在精準(zhǔn)施肥、節(jié)水灌溉層面不斷深耕，為實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的目標(biāo)持續(xù)賦能，是張立新團(tuán)隊(duì)一直在做的事情。他說(shuō)：“這是新疆乃至全球農(nóng)業(yè)都要思索和實(shí)踐的重要課題。能在這一過(guò)程中發(fā)揮作用，我和我的團(tuán)隊(duì)感到十分榮幸?！?/p>