我國華北地區(qū)棉花生產耕種管機械化技術探討

平英華　彭卓敏　陳明江

摘 要：針對華北地區(qū)棉花機械化耕整地、播種、施藥、棉稈收獲和殘膜回收等主要生產環(huán)節(jié)的機械化作業(yè)技術現狀、存在問題和發(fā)展趨勢，對照《黃河流域棉區(qū)棉花機械化生產技術指導意見》（試行）要求和我國華北地區(qū)棉花生產特點，分析該地區(qū)“耕種管”各主要生產環(huán)節(jié)相應的機械化作業(yè)要求，提出適宜的作業(yè)機械及技術創(chuàng)新的思路，進一步促進該地區(qū)棉花全程機械化發(fā)展。

關鍵詞：華北地區(qū)；棉花生產；耕種管機械化技術

中圖分類號 S562 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）09-130-03

棉花是我國主要的經濟作物。棉棉花生產事關棉農持續(xù)增收、棉花種植面積穩(wěn)定和紡織業(yè)健康發(fā)展。加快推進棉花生產機械化，是實現節(jié)本增效、保持棉花生產穩(wěn)定發(fā)展的最主要措施。黃河流域棉區(qū)原為我國最大的產棉區(qū)，棉花種植面積最高年份占到總面積的60%左右。該區(qū)域熱量條件好，水資源豐富，土壤肥沃，晝夜溫差大，是我國重要的商品棉基地。該區(qū)域的主產區(qū)為華北平原，包括河北、河南、山東3省。該3省的主要土壤類型為褐土、淺色草甸土、沼澤土及鹽土，棉區(qū)多為地下水位較深而內外排水良好的輕壤土，是良好的棉麥產區(qū)[1]。2012年華北3省棉花播種面積152.479萬hm2，占黃河流域棉區(qū)的94.66%、全國的32.52%[2]，在我國棉花產業(yè)中占據了1/3份額的比重。

隨著農村勞動力的不斷轉移，華北平原棉區(qū)亦面臨著勞動力短缺，勞動者整體素質下降的窘境。據國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計，1978年我國棉花種植用工61個/667m2，到2006年20.4個/667m2，年均減少1.29個/667m2。中國棉花生產預警監(jiān)測數據，植棉大戶，用工數量已減到7～8個/667m2。因此，大力發(fā)展棉花種植全程機械化成為該區(qū)域棉花種植一個迫切需要破解的實際問題。

本文根據在河北、山東等地的實地調研所掌握的資料，主要針對該區(qū)域棉花種植的耕整地、播種、施藥、棉稈收獲和殘膜收回等環(huán)節(jié)的機械化作業(yè)技術進行探討，企求提出一套先進適用的規(guī)范化的“耕種管”機具配置方案及技術創(chuàng)新的思路，提高機械作業(yè)技術水平，從而穩(wěn)步推進該區(qū)域棉花種植機械化程度。

1 耕整地機械化作業(yè)技術

1.1 耕整地質量要求 耕整地的基本技術要求是要達到一定的耕深，且要地表平整：耕深達到25cm左右，且要求誤差不得超過1.5cm。播前土地下實上虛，虛土層厚2.0～3.0cm，耕后地表平整度≤5cm[3]。

1.2 機械化程度及機具現狀 目前，棉花耕整地作業(yè)已經完全實現了機械化，主要作業(yè)機具是旋耕機、鏵式犁和深松機。

1.2.1 旋耕機 調查表明，生產實際中應用最多的是用旋耕機進行棉田耕整地作業(yè)，其作業(yè)技術指標可達到：耕深12～16cm、地表平整度≤5cm。實地調研和網調均表明，由于旋耕機具有耕后地表平整、雜草、留茬覆蓋良好，作業(yè)效率高等特點，耕整地作業(yè)應用最多的是此類機具，是一種深受廣大農民歡迎的機具。旋耕機為成熟機具，品種較多。但存在的主要問題是耕深達不到《黃河流域棉區(qū)棉花機械化生產技術指導意見（試行）》的技術要求。

1.2.2 鏵式犁 鏵式犁作業(yè)耕深完全能夠達到25cm以上。但因需要配備中大型動力機械，且作業(yè)后還需要進行平整地作業(yè)，作業(yè)成本較旋耕作業(yè)高，棉農通常使用此類機具較少。

1.2.3 深松機 深松機作業(yè)深松深度可達25cm以上。由于該作業(yè)方式屬于保護性耕作措施之一，故是目前政府大力推廣的耕整地作業(yè)方式之一，黃淮海地區(qū)的山東、河南、河北等省市補貼推行深松耕。深松作業(yè)的主要功能是疏松土壤，打破犁底層，因此一般深松機作業(yè)后種植棉花需要再進行平整地作業(yè)，導致作業(yè)成本增加。

1.3 基本判斷 從上述分析可以看出，目前棉花耕整地作業(yè)完全能夠實現機械化作業(yè)。旋耕機具有耕后地表平整，雜草、留茬覆蓋良好，作業(yè)效率高等特點，但耕深淺。鏵式犁、深松機耕翻作業(yè)的耕深完全滿足棉花生產農藝要求，但需要進行整地。

1.4 發(fā)展趨勢 在華北棉區(qū)，受限于種植規(guī)模，棉農真正應用鏵式犁和深松機進行耕整地的還比較少，進行棉田耕整地使用更多的作業(yè)機具還是旋耕機，在將來的一定時期內，旋耕機仍將是主要的棉田耕整地作業(yè)機具。鏵式犁和深松機機具應增加整地、播種、施肥等功能，形成聯合作業(yè)機組，且種植規(guī)模應達到一定的程度，從技術經濟上才更可行。因此，從生產實際以及政府的要求看，棉田耕整地的作業(yè)模式應該是：以旋耕作業(yè)為主，適度進行深翻作業(yè)。

1.5 適宜機具及創(chuàng)新思路

1.5.1 適宜機具 以旋耕機為主，輔之鏵式犁和深松機，如1GQN-160（200）型旋耕機、1LYF-327（335）液壓翻轉三鏵犁、1S-200（280）型深松機。

1.5.2 創(chuàng)新思路 加快開發(fā)推廣大中小型有耕深可控可監(jiān)視功能的犁耕施肥旋耕復式機、深松旋耕復式機、深松施肥旋耕播種覆膜聯合機等。

2 播種機械化作業(yè)技術

2.1 播種質量要求 播種的基本技術要求是要達一定的播深，且空穴率要有效控制。對于棉花機械化播種的生產技術要求主要有3點：播種深度2.0～3.0cm、空穴率<3%、覆土厚度1.5～2.5cm[3]。

2.2 機械化程度及機具現狀 目前，棉花播種作業(yè)亦完全實現了機械化，主要方式是直播或移栽，機具有播種機和移栽機2類。華北棉區(qū)種植制度是一年一熟制，棉花種植方式為直播，所用機具為播種機。調查表明，生產中應用的機具基本是多功能作業(yè)機具，以“播種+覆膜”聯合作業(yè)模式為主，其中“先播種后覆膜”較“先覆膜后播種”在河北等地更受農民歡迎。該類機具技術成熟，作業(yè)質量高，已經全面普及。如2BMP-2型棉花鋪膜播種機，該機是與小型拖拉機配套的懸掛式農機具，能一次完成開溝、播種、覆土、鎮(zhèn)壓和鋪膜等多道工序，播種深度3.0～7.0cm、空穴率<3%，覆土厚度1.5～2.5cm[4]，完全滿足了《黃河流域棉區(qū)棉花機械化生產技術指導意見（試行）》的技術要求。endprint

2.3 基本判斷 從上述分析可以看出，目前棉花播種作業(yè)完全實現了機械化作業(yè)。播種覆膜聯合作業(yè)的播種深度、覆土厚度、空穴率等技術指標完全能夠滿足有關技術指標的要求。

2.4 發(fā)展趨勢

2.4.1 多功能 從棉花種植機械化作業(yè)技術發(fā)展方向來看，“多功能”性是種植機械主要發(fā)展趨勢，即一次作業(yè)可同時完成播種、施肥、覆膜等多種工序作業(yè)，甚至完成耕整地。

2.4.2 農藝農機融合 農藝和農機融合是種植機械得以推廣應用的基礎，即播種的行距、株距和覆膜的寬度等，行距、株距等應符合要求：適合水平摘錠式采棉機的種植行距為76cm（或81cm、86cm、91cm任選一種）、指桿式采棉機以等行距為佳，株高一般控制在80～100cm[3]。

2.5 適宜機具及創(chuàng)新思路

2.5.1 適宜機具 以覆膜播種機為主，如2BMF-2型、2BMP-2型棉花鋪膜播種機。

2.5.2 創(chuàng)新思路 加快開發(fā)推廣大中小型、有播量可控可監(jiān)視功能的耕整施肥精量播種覆膜聯合機、單粒穴播覆膜一體機等。

3 植保機械化作業(yè)技術

3.1 植保質量要求 機械化植保的基本技術要求就是霧化良好、噴灑均勻。對于棉花來講，上中下部、葉面正反兩面均應均勻著藥。

3.2 作業(yè)機具及機械化程度 總的來說，棉花植保作業(yè)亦實現了機械化，常用的機具有：背負式噴霧噴粉機、機引噴桿式噴霧機等。調查表明，河北、山東等地使用最多的棉花植保機械是背負式噴霧噴粉機。由于該機具有操作輕便、靈活、生產效率高等特點，且不受地理條件和植保面積限制，在山區(qū)、丘陵地區(qū)及零散地塊上都很適用[5]，因此棉花植保作業(yè)普遍使用該機。但該機主要在棉花植株上中下部、葉面正反兩面均勻著藥性存在不足。雖然噴桿式噴霧機或在噴桿上吊掛垂直水平噴頭噴霧更適合棉花中后期病蟲害防治，但由于需要應用拖拉機等動力機械，且需要有動力機械的行走道路，加之華北棉區(qū)的棉農種植規(guī)模的限制，此類機具目前生產中使用較少。

3.3 基本判斷 從上述分析可以看出，目前棉花植保作業(yè)完全實現了機械化作業(yè)，但機具噴灑的農藥在棉花植株上中下部、葉面正反兩面均勻著藥性存在不足。

3.4 發(fā)展趨勢 從棉花植保機械化作業(yè)技術發(fā)展趨勢看，解決棉花植株上中下部、葉面正反兩面均勻著藥性將使棉花植保機械今后需要重點解決的問題，因此，噴桿式噴霧機上吊掛垂直水平噴頭噴霧將是棉花植保機具發(fā)展的方向。

3.5 適宜機具及創(chuàng)新思路

3.5.1 適宜機具 近期仍以背負式機動噴霧器為主，如WFB-18AC背負式機動噴霧噴粉機。此外，為降低勞動強度，提高作業(yè)效率，3WP-650、3WZ-300等噴桿式噴霧機將逐步得到推廣應用。

3.5.2 創(chuàng)新思路 加快開發(fā)推廣自走風送式噴桿式噴霧機、背負式靜電噴霧噴粉機、自走式靜電噴桿噴霧機等、風送式噴霧機、地面熱煙霧機等。

4 殘膜機械化回收

4.1 殘膜回收質量要求 殘膜回收的基本技術要求是一定程度上能夠清除地表和土壤中的殘膜。NY/T 1227-2006殘地膜回收機作業(yè)質量標準明確要求：表層拾凈率、深層拾凈率、苗期拾凈率分別為：≥75%、≥65%、≥82%。

4.2 作業(yè)機具及機械化程度 目前，各地開發(fā)了多種形式的殘膜回收機械，如伸縮桿齒式、彈齒式、鏟式、輪齒式、齒鏈式，但能夠廣泛應用于生產的機型不多[6]，特別是缺乏耕層中的殘膜適宜作業(yè)的機具。實地調查亦表明，目前真正實用的機型仍較少，生產中幾乎沒有棉農在使用機械進行殘膜回收，更談不上殘膜回收的機械化程度。

4.3 基本判斷 從上述分析可以看出，目前棉花種植過程中的殘膜回收機械化作業(yè)尚處于推廣期，殘膜機械化回收程度很低。

4.4 發(fā)展趨勢 從棉花種植殘膜回收機械化作業(yè)技術發(fā)展趨勢來看，一定程度的殘膜回收是較容易實現的，但要達到較高的撿拾程度，存在著相當大的難度，特別是25cm耕層中的殘留農膜撿拾非常困難，耕層殘膜撿拾機具是重點突破瓶頸。此問題的解決應該是在提高機具性能高的基礎上，使用高質量的地膜。

4.5 適宜機具及創(chuàng)新思路

4.5.1 機具 一些已進入支持農機推廣產品目錄的機具，如1ML-2.5A型、4ML-400型摟膜機、4CM-2.5（3.0、4.0、5.0）型彈齒式殘膜回收機等。

4.5.2 創(chuàng)新思路 研究開發(fā)作業(yè)可靠的脫模裝置、防纏繞的收膜機構，以及土塊、秸稈、雜草和殘膜分離部件；提高地膜厚度，由目前的0.006～0.008mm，提高到國外通用的0.010mm；開發(fā)推廣可降解的農膜。

5 棉稈機械化回收

5.1 棉稈回收質量要求 棉稈回收的最基本技術要求是棉稈清凈率。

5.2 作業(yè)機具及機械化程度 目前，各地開發(fā)了多種形式的棉稈收獲機械，但棉稈收獲基本上處于機械化起步階段[7]。棉稈收獲的基本形式主要有“拔稈收獲”和“切割收獲”2種收獲模式。切割收獲主要是采用割臺式收割棉稈，拔稈收獲有對輥式、齒盤式、齒輥式等拔稈形式。實地調查表明，齒盤式棉稈收獲機由于結構簡單，調整維修方便，價格低廉，生產實際中應用較多。

5.3 基本判斷 目前棉稈機械化收獲作業(yè)技術已經基本成熟，收獲機具基本可用，但機具的作業(yè)可靠性有待進一步提高。

5.4 發(fā)展趨勢 從棉稈收獲機械化作業(yè)技術發(fā)展趨勢來看，聯合作業(yè)機具是今后的發(fā)展方向，如拔稈打捆機、拔稈切碎打包機，以及和耕整地、殘膜撿拾、播種、施肥等功能結合在一起的聯合作業(yè)機具等。

5.5 適宜機具及創(chuàng)新思路

5.5.1 適宜機具 目前較適宜的機具主要有：4MC-2型拔稈機、4MG-275型自走式棉稈聯合收割機、4MG-120棉稈撿拾收獲機、4JQ-80型秸稈撿拾切碎機等。

5.5.2 創(chuàng)新思路 加快開發(fā)推廣棉稈粉碎根茬切碎聯合還田機，以及棉稈收獲、耕整地、殘膜撿拾、播種、施肥聯合作業(yè)機具。

參考文獻

[1]席承藩，劉文政.黃河長江流域土壤調查[J].土壤，1959，（10）：10-19.

[2]中華人民共和國國家統(tǒng)計局，年度數據[OL].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/.

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[4]劉晨，張友騰，等.棉花生產機械化技術[N].中國農機化導報，2014-02-17.

[5]背負式機動噴霧噴粉機[OL]. http：//www.sx3n.com/sannongkeji/yuanlinhuahui/24216.html

[6]常立榮，裴澤蓮，等.殘膜回收機研究發(fā)展初探[J].農業(yè)科技與裝備，2013，（2）：37-38.

[7]催相全，馬繼春，等.我國棉花棉稈收獲機械現狀及發(fā)展趨勢[J]. 農業(yè)裝備與車輛工程，2011，（11）：4-6.

（責編：徐煥斗）endprint