黃河三角洲棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展方向研究

　　本文系統(tǒng)考察黃河三角洲區(qū)域棉花生產(chǎn)情況、機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀，梳理概括現(xiàn)階段存在的問題，結(jié)合濱州市進(jìn)行機(jī)采棉試驗(yàn)示范、實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化的探索和實(shí)踐，探討展望棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展方向。

　　棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，機(jī)械采摘是其關(guān)鍵，立足機(jī)采棉技術(shù)，從品種培育入手，注重農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，采用系統(tǒng)化的研究策略，研究棉花品種選育、播種、植保、化控、機(jī)械收獲等各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，確定便于機(jī)械化作業(yè)的棉花輕簡(jiǎn)栽培模式，通過試驗(yàn)示范制定棉花機(jī)械化生產(chǎn)的技術(shù)規(guī)范和配套裝備的作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行具有區(qū)域棉花生產(chǎn)特點(diǎn)的棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)體系研究，全面提升棉花生產(chǎn)機(jī)械化水平具有重要意義。

　　1、棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　黃河三角洲是我國(guó)棉花種植的特殊區(qū)域，種植棉花具有不可替代性。由黃河泥沙沖積形成的土地廣袤，鹽堿化程度很高，棉花是能適合該土壤環(huán)境生長(zhǎng)的為數(shù)不多的作物，該區(qū)域是全國(guó)優(yōu)勢(shì)棉區(qū)中種植面積****呈增長(zhǎng)趨勢(shì)的主產(chǎn)棉區(qū)。黃河三角洲棉區(qū)獨(dú)特的生態(tài)和生產(chǎn)條件決定了該區(qū)應(yīng)該成為棉花規(guī)模化生產(chǎn)的代表。同時(shí)該區(qū)域以其適宜的光熱資源、豐富的土地資源和悠久的植棉傳統(tǒng)，**有條件建設(shè)大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)質(zhì)棉基地。目前,棉花生產(chǎn)、加工及棉紡織業(yè)成為黃河三角洲經(jīng)濟(jì)中僅次于石油工業(yè)的第二大支柱產(chǎn)業(yè)，僅東營(yíng)、濱州兩市棉紡能力已占到全國(guó)的1/8，棉花產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。

　　2、棉花生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

　　現(xiàn)階段，我國(guó)除新疆外其他棉花生產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)方式較為落后，機(jī)械化水平低、經(jīng)營(yíng)規(guī)模小、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本較高。黃河三角洲雖然為我國(guó)棉花主產(chǎn)區(qū)之一，目前種植面積基本穩(wěn)定在554萬畝左右，但其機(jī)械化水平還較低，僅土地耕整、播種、植保、拔棉柴等環(huán)節(jié)有部分機(jī)械作業(yè)，特別是占用勞動(dòng)力很大的采棉關(guān)鍵環(huán)節(jié)尚未實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，剛剛起步，處于探索階段。

　　2.1 棉花品種、種植模式

　　黃河三角洲區(qū)域棉花的種植特點(diǎn)是：低密度、高植株、枝杈長(zhǎng)而粗壯、行距大小間隔，不適宜機(jī)采，更難以實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化，必須從品種和種植模式上加以改進(jìn)。農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)的緊密合作，是解決該地區(qū)棉花生產(chǎn)機(jī)械化的****途徑。

　　2.2 土地耕整

　　目前黃河三角洲區(qū)域耕整地機(jī)械化程度已經(jīng)達(dá)到100%，棉田耕整地機(jī)械化技術(shù)的核心是深耕、深松，熟土層要深翻，心土層要深松，耕作層深度應(yīng)大于22cm。主要有三種形式：1)深耕機(jī)械化技術(shù)，使用鏵式犁或圓盤犁實(shí)現(xiàn)翻土、松土和混土；2)深松機(jī)械化技術(shù)，使用通用型深松機(jī)、全方位深松機(jī)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械松碎土壤而不翻土、不亂土層；3)深耕深松機(jī)械化技術(shù)，通常采用在鏵式犁的犁體后加裝深松鏟的辦法來實(shí)現(xiàn)上翻下松，不亂土層。并可多工序聯(lián)合作業(yè)，大大提高功效和質(zhì)量，做到不誤農(nóng)時(shí)。經(jīng)深耕、深松后的棉田，播種前還要用中型輪式拖拉機(jī)帶輕型圓盤耙和釘齒耙進(jìn)行整地作業(yè)。播前的整地質(zhì)量達(dá)到平、齊、松、碎、地表無殘根、殘株和雜草，整地后不跑墑。

　　2.3 棉花播種

　　目前棉花播種已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，初步實(shí)現(xiàn)了種肥同施、鋪膜覆蓋、精量播種，多采用先播種后覆膜的栽培措施，后續(xù)采用手工作業(yè)方式完成放苗、間苗、補(bǔ)苗等工作。兩行小型棉播機(jī)應(yīng)用較多，較大型的六行膜上打孔穴播機(jī)對(duì)土地整平要求很高，主要還是從單個(gè)的農(nóng)藝環(huán)節(jié)考慮，缺少將種植與植保、收獲結(jié)合起來的系統(tǒng)化研究。在播種機(jī)的配置、排種器的精量控制、鋪膜壓膜技術(shù)等方面研究較多。

　　2.4 田間管理

　　棉花是中耕作物，田間管理作業(yè)包括：中耕追肥、植保、灌溉、整枝打頂?shù)取?/p>

　　1)中耕追肥目前使用較多的中耕追肥機(jī)有：ZFX-2.8型懸掛式專用中耕追肥機(jī)，2BZ-6型播種、中耕通用機(jī)，2BMG-A系列鋪膜播種中耕追肥通用機(jī)等。前期中耕追肥時(shí)，多用普通中型輪式拖拉機(jī)作為配套動(dòng)力，后期因棉株長(zhǎng)高并封垅，選用高地隙輪式拖拉機(jī)作配套動(dòng)力，并在輪緣加裝護(hù)罩，以免在作業(yè)中損傷果枝。肥料投入不合理是該區(qū)域鹽堿地棉花生產(chǎn)中存在的較為突出的問題，沒有根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和抗蟲棉需肥特點(diǎn)進(jìn)行施肥，有機(jī)肥用量少，氮素化肥用量偏多，磷肥用量偏少。棉田肥料利用率僅30%，迫切需要根據(jù)鹽堿地棉花需肥特點(diǎn)制定科學(xué)合理的肥料運(yùn)籌技術(shù)。

　　2)植保目前該區(qū)棉花植保還只是為了病蟲害防治、化學(xué)除草、噴施葉面肥。主要采用的是手動(dòng)背負(fù)式低壓噴霧機(jī)，效率較低，霧滴霧化程度不高，不便于實(shí)現(xiàn)變量噴灑，難以滿足大面積的棉花植保作業(yè)要求；該方面的技術(shù)研究較少，多集中在控制噴霧形式的噴頭、提高壓力的藥液泵、提高噴霧效果的風(fēng)屏噴灑技術(shù)方面。

　　3)整枝打頂扼止棉株瘋長(zhǎng)、增加果枝營(yíng)養(yǎng)和霜前花，是非常重要的田間管理環(huán)節(jié)。目前整枝打頂采用機(jī)械較少，現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)性能較差不能達(dá)到要求，主要還是人工打頂。新疆新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)曾研制并使用過4行滾刀式打頂機(jī)。

　　2.5 棉花采收

　　棉花生產(chǎn)中用工量**多、機(jī)械化難度**大的作業(yè)是棉花采收。黃河三角州地區(qū)棉花機(jī)械化收獲尚處于空白階段，去年秋天因勞動(dòng)力緊缺、收獲費(fèi)用高，不少地區(qū)甚至出現(xiàn)棉花棄收現(xiàn)象。小型手持式電動(dòng)采棉機(jī)有小范圍應(yīng)用。2011年起，濱州市率先開始了機(jī)采棉的試驗(yàn)示范，開啟棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化征程。

　　2.6 棉稈收獲

　　棉稈收獲機(jī)械化技術(shù)近兩三年迅速發(fā)展，目前主要是分段收獲，即采用鏟切式或齒盤式先將棉稈拔起后放置于田間，再由撿拾切碎機(jī)將其撿起切碎或人工收集，該方式雖比人工作業(yè)大大改善，勞動(dòng)強(qiáng)度仍然較大，收獲效率較低；聯(lián)合收獲也有使用，可一次性完成棉稈的拔取、收集、粉碎甚至打捆的機(jī)型還很少；該方面市場(chǎng)前景廣闊，迫切需要提高機(jī)具工作可靠性。

　　3、實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化的實(shí)踐

　　從2011年起歷經(jīng)兩年，濱州市在全國(guó)(新疆以外)率先完成棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化試驗(yàn)示范，引領(lǐng)棉產(chǎn)業(yè)發(fā)展革命。

　　2011年4月，全省首臺(tái)與棉花機(jī)械化采收配套的棉花播種機(jī)械在沾化縣馮家鎮(zhèn)支農(nóng)農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社開展試驗(yàn)示范，按照機(jī)采棉作業(yè)農(nóng)藝技術(shù)要求，運(yùn)作35畝示范田；2011年10月，采棉機(jī)進(jìn)行機(jī)采示范，采凈率達(dá)到96%，濱州首次棉花機(jī)械化收獲示范獲得成功；2011年12月，濱州市沾化縣被確定為全國(guó)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合(棉花)示范區(qū)；2012年擴(kuò)大機(jī)采棉示范規(guī)模；2012年2月，山東省沾化縣棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化核心示范區(qū)成立，示范核心區(qū)面積(成方連片)500畝，輻射帶動(dòng)1萬畝；山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械管理局與約翰迪爾(中國(guó))投資有限公司簽署《山東省約翰迪爾棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化合作基地項(xiàng)目合作協(xié)議》，雙方合作在濱州沾化縣建設(shè)山東省約翰迪爾棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化基地，“約翰迪爾”的大型植保機(jī)、采棉機(jī)無償用于基地示范并幫助沾化縣農(nóng)興棉花種植合作社建設(shè)首條機(jī)采棉清選加工生產(chǎn)線；2012年8月，濱州市農(nóng)業(yè)機(jī)械管理局與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所簽署《科技合作發(fā)展戰(zhàn)略框架協(xié)議》，機(jī)采棉花品種培育是重點(diǎn)合作的內(nèi)容之一；2012年9月，濱州市定購(gòu)的全省首臺(tái)4MZ-3型采棉機(jī)運(yùn)抵濱州；2012年8月全國(guó)除新疆之外的首條機(jī)采棉清選加工生產(chǎn)線已落戶濱州沾化；至此，棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化示范的各個(gè)環(huán)節(jié)全部到位。2012年10月，全國(guó)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)融合座談會(huì)暨機(jī)采棉現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在濱州市成功召開。

　　4、棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展方向研究

　　棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到品種培育、栽培農(nóng)藝、田間管理、化學(xué)脫葉催熟、機(jī)械采收、棉花清理加工、殘膜回收等諸多環(huán)節(jié)。機(jī)械采摘是關(guān)鍵，著眼于實(shí)現(xiàn)棉花全程機(jī)械化，立足機(jī)采棉技術(shù)，從品種培育入手，注重農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，采用系統(tǒng)化的研究策略，研究棉花品種選育、播種、植保、化控、機(jī)械收獲等各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)；探索便于機(jī)械化作業(yè)的棉花種植、管理和收獲模式；通過試驗(yàn)示范制定棉花機(jī)械化生產(chǎn)的技術(shù)規(guī)范和配套裝備的作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)行具有區(qū)域棉花生產(chǎn)特點(diǎn)的棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)體系研究，循序漸進(jìn)的提高棉花生產(chǎn)機(jī)械化水平。

　　4.1 品種選育

　　“科技興農(nóng)，良種先行”。適宜機(jī)采棉的棉花配套品種培育是實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化的首要問題，該品種應(yīng)滿足：1)早熟，減少因噴施落葉劑造成的產(chǎn)量損失，提高棉花品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)早收獲早軋花；2)纖維較長(zhǎng)(≥30mm),纖維斷裂比強(qiáng)大(一級(jí)≥30，二、三級(jí)≥28)；3)衣分高(≥39%)；4)成熟期一致，提高一次性采凈率,減少清地勞動(dòng)強(qiáng)度；5、吐絮暢，不夾殼，含絮力適中，減少掛枝棉、遺留棉、撞落棉，提高采凈率；6、株型緊湊，**好是筒型；棉枝相對(duì)較少，棉花在棉株上分布均勻；7)抗倒伏，減少扶禾器對(duì)棉株的碰撞，降低撞落棉；棉朵離地高度＞20cm，提高采凈率。

　　4.2 種植模式

　　在延續(xù)發(fā)展一年一熟的基礎(chǔ)上，探索黃河三角洲區(qū)域麥棉輪作生產(chǎn)模式，即晚播麥?zhǔn)斋@后直播夏播短季棉或者育苗移栽，解決糧棉爭(zhēng)地突出矛盾，同時(shí)通過麥棉輪作壓堿改良土壤。在既保證產(chǎn)量又適合機(jī)械化作業(yè)的前提下，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，確定**合理種植行距。目前新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)機(jī)采棉棉區(qū)均采用適應(yīng)采棉機(jī)采收機(jī)構(gòu)的(66+10)cm帶狀種植方式，黃河三角洲棉區(qū)常規(guī)種植采用大小行，行距為90cm、45cm，理論株數(shù)在每公頃約6萬株，若要實(shí)現(xiàn)76cm等行距難度不大，關(guān)鍵是是提高鋪膜與播種質(zhì)量，解決好地膜邊行的保苗問題。行距是否沿用(66+10)cm還是確定新的行距關(guān)鍵是對(duì)采棉機(jī)采棉頭技術(shù)進(jìn)行深入研究。

　　4.3 播種機(jī)械化

　　應(yīng)充分考慮農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合問題，將種植與收獲、植保結(jié)合起來進(jìn)行系統(tǒng)化研究。在國(guó)外棉花播種向著種肥同施、寬行折疊、聲光電全方位監(jiān)測(cè)與控制等方向發(fā)展。未來幾年，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)與國(guó)外的聯(lián)系，重視智能化控制、可視化監(jiān)控等方面的技術(shù)在棉花播種機(jī)械的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)膜上打孔精量穴播和智能化監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步減少用工和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，是當(dāng)前急需解決的技術(shù)難題。

　　4.4 化控技術(shù)

　　采用化學(xué)藥劑控制株型、進(jìn)行脫葉催熟，是進(jìn)行棉花機(jī)械化采收必不可少的技術(shù)環(huán)節(jié)，也是減少籽棉含雜率、提高棉花品質(zhì)、保證棉花產(chǎn)量的技術(shù)保障?；丶夹g(shù)在國(guó)內(nèi)開展較晚，目前也有使用，主要是從提高棉花產(chǎn)量方面考慮。目前應(yīng)將當(dāng)前的化控技術(shù)與噴灑時(shí)間、噴灑量、藥劑類型以及機(jī)械化作業(yè)要求結(jié)合起來，研究能夠保證棉花產(chǎn)量、便于機(jī)械化植保、收獲的新型化控技術(shù)。為了提高藥劑的噴灑效果、減少藥劑的噴施量、減少對(duì)作物的損傷，棉花植保機(jī)械將會(huì)應(yīng)用或出現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制下的藥靶定向噴灑技術(shù)、根據(jù)病蟲害嚴(yán)重程度和機(jī)器行走速度自動(dòng)控制的變量噴灑技術(shù)、霧化效果更好的超低量噴灑技術(shù)以及高地隙、寬噴幅、自走式甚至航空棉花植保機(jī)械，實(shí)現(xiàn)高效、高速、高適應(yīng)性的農(nóng)藥噴施。

　　4.5 棉花采收機(jī)械化

　　在保證品種、種植模式及相應(yīng)的機(jī)械化農(nóng)藝配套技術(shù)均符合機(jī)采棉要求的前提下，選用適用性好、價(jià)格合理的采棉機(jī)，進(jìn)行棉花機(jī)械采摘。目前采棉機(jī)主要生產(chǎn)廠家是美國(guó)約翰迪爾公司和凱斯公司，新疆通過對(duì)原蘇聯(lián)全套棉花田間生產(chǎn)機(jī)械化設(shè)備引進(jìn)、消化和再創(chuàng)新，開發(fā)了CMX—2.8垂直摘錠采棉機(jī)、棉桃收獲機(jī)等多種棉花收獲機(jī)械，并開始部分投入生產(chǎn)使用；貴航農(nóng)機(jī)裝備有限責(zé)任公司在關(guān)鍵技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上開發(fā)了4MZ-3、4MZ-5型采棉機(jī)。目前國(guó)產(chǎn)采棉機(jī)的采棉頭均是仿制或直接進(jìn)口，所以國(guó)內(nèi)采棉機(jī)在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，其研究的重點(diǎn)應(yīng)該是突破棉花采摘技術(shù)，研制出能提高棉花采收率、減少含雜、提高棉花品質(zhì)的采棉頭，在此基礎(chǔ)上，向?qū)挿郫B采收臺(tái)甚至計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)棉花的定向高效采收，提高棉花的收獲質(zhì)量。

　　4.6 棉稈收獲

　　棉花秸稈是主要的生物發(fā)電原料，未來幾年應(yīng)該結(jié)合棉稈綜合利用的具體要求，研究拔禾技術(shù)，從棉稈收獲功耗、收集、打捆、集成和優(yōu)化等角度進(jìn)行研究，開發(fā)具有拔凈率高、功耗少、棉稈收集運(yùn)輸方便的聯(lián)合作業(yè)棉稈收獲機(jī)械；其次，研究適合棉花保護(hù)性耕作的秸稈處理方式，研發(fā)相應(yīng)裝備。

　　4.7 機(jī)采棉后續(xù)加工

　　機(jī)采籽棉的含雜很高，與人工采摘籽棉清理加工生產(chǎn)線不同，必須經(jīng)過特有的清理加工生產(chǎn)線才能生產(chǎn)出符合紡紗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的皮棉。目前各加工企業(yè)所使用的機(jī)采棉加工生產(chǎn)線大多是邯鄲、山東的成套設(shè)備，以及少量國(guó)外引進(jìn)設(shè)備，所有這些生產(chǎn)線其設(shè)計(jì)思想基本一致，籽棉四遍清理，并且每一次清理側(cè)重不同，以保證付軋籽棉含雜在3%以下，皮棉三遍清理，清理出皮棉中的不孕籽及雜質(zhì)等，以保證高等級(jí)皮棉含雜率在1.2%以下。目前應(yīng)用的機(jī)采籽棉清理加工生產(chǎn)線設(shè)備已經(jīng)較完善，可以滿足加工要求。

　　棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要多工序、多環(huán)節(jié)、多部門的協(xié)作與配合，不可能一蹴而就，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合是根本，機(jī)械采摘是關(guān)鍵，抓住機(jī)采棉這個(gè)龍頭，統(tǒng)籌良種培育、耕整土地、機(jī)械精播、中耕施肥、化控植保、機(jī)械采摘、棉稈收獲、后續(xù)加工，促進(jìn)各環(huán)節(jié)的機(jī)械化生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的提高，**終實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化。(濱州市農(nóng)機(jī)所 孫冬霞 王歡成 宋德平）