濱州市棉花生產(chǎn)全程機械化現(xiàn)狀及對策分析

禚冬玲，王成，毛紅燕，廖培旺，張愛民

（1.256600 山東省 濱州市 濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所；2.256600 山東省 濱州市 濱州市濱城區(qū)濱北街道辦事處）

0 引言

棉花作為重要的經(jīng)濟作物和紡織工業(yè)原料，其生產(chǎn)安全與經(jīng)濟發(fā)展和民生具有緊密聯(lián)系。但是，近年來由于棉花種植成本高，植棉面積逐年下降[1-2]。棉花生產(chǎn)全程機械化能夠有效降低棉花種植成本，保證棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，確保棉花生產(chǎn)安全。

濱州市作為黃河流域棉區(qū)的植棉大市和“中國棉紡織之都”，其植棉歷史悠久，2018 年棉花播種面積達31 964 hm2，總產(chǎn)量31 514 t，單產(chǎn)皮棉986 kg/hm2。但是由于棉花用工成本高、利潤低，制約了棉花生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，導致濱州市棉農(nóng)植棉意愿降低，植棉面積逐年下降[3-6]。

為提高棉花種植面積，濱州市推廣棉花生產(chǎn)全程機械化，降低植棉成本，提高棉農(nóng)植棉利潤，為濱州市棉花生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

1 棉花生產(chǎn)全程機械化現(xiàn)狀

截至2018 年，濱州市已在耕整地、播種、封土、中耕培土、打頂、植保、機械采收、棉稈收獲、殘膜收獲等環(huán)節(jié)實現(xiàn)棉花生產(chǎn)機械化，并已建立棉花生產(chǎn)全程機械化核心示范區(qū)35 處，示范面積0.2 萬hm2，創(chuàng)造了全國棉花生產(chǎn)機械化示范的“濱州經(jīng)驗”。

1.1 棉花耕整地機械化現(xiàn)狀

棉花耕整地主要包括耕地和整地。其中，耕地主要是通過對土壤進行機械深層翻耕、疏松，恢復土壤的團粒結(jié)構，調(diào)節(jié)土壤水、肥、氣、熱狀況，為棉花的生長發(fā)育創(chuàng)造良好的條件；整地主要是通過對耕地作業(yè)后的土壤進行耕層細碎疏松、地表平整和壓實的作業(yè)，達到表層松軟、下層緊密的目的，為棉花播種及生長創(chuàng)造良好的土壤條件[7]。

目前，濱州市棉田耕整地機械化程度較高，土地深松、犁地、平整地（含地表殘茬處理）等環(huán)節(jié)全部實現(xiàn)了機械化作業(yè)，常用設備有1SZL深松整地施肥聯(lián)合作業(yè)機、1LF-430 型、1LF-435 型、1LYF-435B 型液壓翻轉(zhuǎn)雙向犁、1LZ-3.6（5.6、7.2）型聯(lián)合整地機、激光平地儀等。當?shù)赝恋厣钏勺鳂I(yè)機具還配備了作業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，數(shù)據(jù)會匯總到農(nóng)機深松監(jiān)測大廳，農(nóng)機部門可以實時數(shù)據(jù)作為依據(jù)，對農(nóng)機深松工作指揮調(diào)度[8]。

1.2 棉花播種機械化現(xiàn)狀

播種是棉花優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)。濱州市棉花播種已實現(xiàn)全面機械化，復式作業(yè)機型是主要機型，北斗導航播種已開始推廣。復式作業(yè)機一次進地可完成施肥、播種、鎮(zhèn)壓、鋪膜等多道工序，能夠在很大程度上提高棉花播種效率，降低人工投入和成本[9]。

近年來，濱州市棉花種植主要以一年一熟為主，大力推廣76 cm 等行距機采棉棉花種植模式，種植密度為7～10 萬株/hm2，播種機械主要有一膜三行、兩膜四行等播種機械。多年推廣種植驗證，76 cm 等行距種植模式是適合濱州市的機械化種植模式，與大小行種植模式相比，其具有通風透光性強、大幅度減少爛鈴量、抗倒伏能力強等優(yōu)勢[10-11]。

根據(jù)濱州市棉田的具體作業(yè)要求，濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所研發(fā)了2BMJ-3A 型基于機采棉的智能精量播種機、2BMC-4/8 型棉花雙行錯位苗帶精量穴播機（適用于沙壤土質(zhì)）、2BMMD-4苗帶清整型夏棉精量免耕播種機適用于麥棉連作夏棉直播，2BMJ-2/4A 型棉花覆膜精量播種機、2BMZ-3/6A 型折疊式覆膜精量播種機適用于春棉覆膜播種。以上機型，在濱州市已實現(xiàn)全面推廣。

1.3 棉花封土機械化現(xiàn)狀

棉花封土具有滅草、增溫、保墑的作用，能夠促進棉花的生長，使幼苗壯實，達到全苗和均苗的效果。

目前，濱州市棉花封土機械品種較少，封土機械推廣度也比較低，主要由部分植棉大戶使用封土機械進行封土，多數(shù)植棉戶還是采用人工封土。封土機械主要有溜板式封土機和攪龍式封土機。其中，溜板式封土機結(jié)構簡單、穩(wěn)定，但是該種機械容易受土壤性質(zhì)、上土量和作業(yè)環(huán)境的影響，導致機具作業(yè)效率低、封土效果不理想，例如；攪龍式封土機工作效果穩(wěn)定、不會發(fā)生堵塞現(xiàn)象、封土均勻、效果好，但是該種機械能耗比較大[12-13]。

為盡快實現(xiàn)機械化封土，濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所根據(jù)濱州市棉田的具體封土要求，研制了多用途棉花封土機，該機具結(jié)構簡單，使用便捷，多功能，取土溝淺。

1.4 棉花中耕培土機械化現(xiàn)狀

中耕培土主要是在棉花生長過程中進行表土的行間中耕松土、除草、培土和追肥等作業(yè)，促進土壤內(nèi)空氣流通、加速肥料分解、提高地溫、減少水分蒸發(fā)、減少病蟲害、促進作物根系發(fā)育、防止倒伏，并為溝灌和排除多余雨水、促進行間通風透氣創(chuàng)造條件。

目前，濱州市棉花中耕培土機械品種較少，功能比較單一，主要采用2 行中耕培土機和2 行中耕施肥機進行中耕培土作業(yè)[14]?，F(xiàn)階段棉花種植仍使用人工進行中耕培土作業(yè)或者不進行中耕培土作業(yè)。

為促進棉花中耕培土機械的快速發(fā)展，濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所研制了棉花中耕施肥培土機，該機能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合作業(yè)，一次進地可完成棉花中耕、施肥、培土三種田間管理作業(yè)，減少了機器的進地次數(shù)和作業(yè)成本；中耕施肥仿形單體能夠保證中耕與施肥深度的一致性；回轉(zhuǎn)式培土機構具有很好的碎土能力和培土效果。

1.5 棉花打頂機械化現(xiàn)狀

打頂是棉花生長過程中的關鍵環(huán)節(jié)，棉花機械打頂技術是在如今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化發(fā)展過程中逐步形成的替代人工打頂?shù)奈锢泶蝽敿夹g。其原理與人工打頂一致，通過棉花打頂機械替代人工，利用機械將棉花頂端切除實現(xiàn)打頂，從而提高棉花打頂作業(yè)效率，降低棉農(nóng)勞動強度及棉花生產(chǎn)成本。

目前，濱州市還沒有實現(xiàn)機械化打頂，主要還是人工打頂。主要打頂機械為濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所聯(lián)合研制的智能單株仿形棉花打頂機，該機工作行數(shù)3 行，作業(yè)速度2.5 km/h，打頂長度10～100 mm，生產(chǎn)率0.6 hm2/h，打頂合格率達到89.1%，滿足實際生產(chǎn)需要[15]。但是，該機型還處在示范階段，沒有形成可推廣的成熟技術。

1.6 棉花植保機械化現(xiàn)狀

棉花植保貫穿于棉花的各個環(huán)節(jié)，主要作用是進行病蟲草害的防治，提高棉花品質(zhì)和產(chǎn)量。目前，濱州市棉花植保機械品種繁多，選用植保機械需要根據(jù)棉花的生長情況和棉田的規(guī)模而定。小面積的棉田選用背負式電動噴霧機、背負式噴霧噴粉機等；較大面積的棉田采用背負式動力噴霧機、背負式噴霧噴粉機等；棉花花蕾期及棉花吐絮期棉花枝葉茂密，交叉封行，此時人工下田進行防治較為困難，此時期的病蟲害防治通常選用擔架式機動噴霧機、高地隙噴桿噴霧機、高地隙吊桿噴霧機以及風送遠程噴霧機等大型施藥機械[16-17]。

目前，濱州市棉田植保噴霧機主要有自走式、懸掛式和牽引式3 種，其中自走式高架噴霧機作業(yè)靈活，不需要另行配備動力，如北京中科圣農(nóng)科技有限公司生產(chǎn)的3WF1600-500 型自走式高地隙風送噴桿噴霧機、約翰迪爾4630 高地隙自走式打藥機。近年來，航空植保機械發(fā)展很快，并應用于棉花生產(chǎn)，但由于無人機價格高、載荷小、續(xù)航時間短、單次作業(yè)面積少、不享受購機補貼等原因，航空植保在濱州市尚未大范圍應用。

1.7 棉花機械采收現(xiàn)狀

2011 年起，濱州市就引進內(nèi)地首臺采棉機進行機采試驗，此后多次舉辦機采現(xiàn)場會和棉花生產(chǎn)全程機械化推進活動，但由于采棉機價格較高，濱州市采棉機保有量僅2 臺，遠遠不能滿足棉花機采的需要，許多以機采模式種植的棉花只能通過人工采摘。

目前，濱州市采棉機主要是水平摘錠式采棉機，該種采棉機摘棉率可達90 %左右，籽棉含雜率為5%～10 %，但是結(jié)構復雜，對工作部件的制造精度要求高，價格昂貴，不利于推廣。

由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所研制的4MZ-3 型統(tǒng)收式采棉機已在濱州市試驗推廣5 年左右，該機具有摘凈率高、適用范圍廣和生產(chǎn)成本低的特點，解決了傳統(tǒng)采棉機存在的落地棉損失嚴重、掛枝棉多、購買成本高的問題，實現(xiàn)了棉花高效低損機械化采收，加快了機采棉模式推廣[18]。

1.8 棉稈收獲機械化現(xiàn)狀

棉稈機械化收獲可促進棉稈的“五化”利用，降低棉稈就地焚燒的可能性，具有顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

目前，濱州市棉稈已基本實現(xiàn)機械化收獲，棉稈收獲機具以2 行齒盤式棉稈收獲機為主，此外還有濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所研制的粉碎集箱式棉稈收獲機和棉稈收獲打捆機等機具作業(yè)。2 行齒盤式棉稈收獲機采用地輪傳動方式，通過地輪錐齒輪來驅(qū)動拔稈齒盤實現(xiàn)拔稈作業(yè)；粉碎集箱式棉稈收獲機和棉稈收獲打捆機一次進地可完成棉稈收獲、輸送、集箱或者打捆的聯(lián)合作業(yè)[19-20]。

1.9 殘膜收獲機械化現(xiàn)狀

棉田殘膜污染的危害主要表現(xiàn)在降低棉田肥力、影響棉種發(fā)芽和棉花根系生長、影響棉花機具作業(yè)、影響機采棉質(zhì)量等方面，殘膜的機械化回收可有效避免以上問題。

目前，濱州市的棉田殘膜機械化回收機具以簡單的密排彈齒摟膜機為主，密排彈齒摟膜機的主要缺點是需要人工脫膜，作業(yè)效率低，殘膜回收率也不高。為促進濱州市殘膜回收機械化的進程，濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所引選了新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械化研究所研制的4SM—1.5 型殘膜回收機，該機能夠回收80%以上棉田殘膜且可實現(xiàn)自動脫膜，濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所還設計了棉田廢膜回收打捆機，對殘膜進行回收打捆[21-22]。

2 濱州市棉花全程機械化存在問題

2.1 機械化裝備

機械化裝備是制約棉花生產(chǎn)機械化發(fā)展的關鍵因素。目前，濱州市雖然已經(jīng)基本實現(xiàn)棉花全程機械化，但是這些機械或簡陋或進口，缺乏先進適用和擁有自主知識產(chǎn)權的裝備。近幾年，雖然濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所研制了擁有自主知識產(chǎn)權的棉花播種、封土、中耕培土、棉稈收獲、殘膜回收等聯(lián)合作業(yè)機械，但是這些機械還處在試驗示范階段，沒有實現(xiàn)大面積推廣。

2.2 棉花品種

品種是制約機采棉技術發(fā)展的瓶頸。機采棉品種的選育已開展了大量卓有成效的工作，仍缺乏能大面積推廣的適于機采的棉花品種。通過近幾年的試驗，選取了魯棉研37、魯棉研36、K836 等比較適合機采的棉花品種，但這些都是原有手采棉花品種，并不是真正為機采“量身定做”的棉花品種。

2.3 土地規(guī)模

雖然專業(yè)合作社引領帶動了棉花生產(chǎn)規(guī)模化發(fā)展，但從總體情況來看，在棉花生產(chǎn)方式上，小農(nóng)戶分散種植仍大量存在。一家一戶的小地塊植棉不利于大型機具的應用，不利于采棉機機采作業(yè)，也不利于農(nóng)機農(nóng)藝融合新技術的快速推廣，阻滯了棉花生產(chǎn)全程機械化的進程。

2.4 機采棉收購加工

由于國家沒有出臺明確的機采棉等級標準，機采棉的質(zhì)量、等級評定存在很大的隨意性，現(xiàn)行普遍的做法是沿用手摘棉的標準確定機采棉的等級，由于采摘和加工方式的不同，機采棉與手摘棉在質(zhì)量指標上存在客觀差異，這就導致加工企業(yè)收購機采棉花積極性不高，一些棉花加工廠對機采棉的質(zhì)量要求苛刻，扣除水分和雜質(zhì)的比例分別達到了12%和5%，棉農(nóng)很難承受，造成機采棉“能采難賣”的尷尬局面。

3 濱州市棉花全程機械化發(fā)展對策

針對濱州市棉花生產(chǎn)全程機械化存在的問題，提出以下對策。

3.1 構建產(chǎn)、學、研、推協(xié)作平臺

投入專項資金，加快機具的研發(fā)創(chuàng)新，爭取盡快在棉花種植、田間管理、植保、采摘、棉稈收獲、殘膜收獲等生產(chǎn)環(huán)節(jié)上實現(xiàn)新型機具的研發(fā)突破，投入生產(chǎn)，加快棉花生產(chǎn)機械裝備發(fā)展，為棉花生產(chǎn)機械化發(fā)展提供先進的裝備支撐。尤其應充分考慮到機械裝備的適用性，在地塊較小的棉區(qū)鼓勵發(fā)展兩行或三行等小型自走式采棉機。

3.2 選育適合機采的棉花品種

為促進棉花機采的推廣，應選育適合機采的棉花品種。從農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的角度對品種提出了以下幾點要求：（1）株型緊湊，第一果枝節(jié)位高；（2）莖稈堅硬不倒伏；（3）早熟性好，吐絮集中；（4）有利于后期鈴重和纖維品質(zhì)；（5）纖維長度適當高1～2 mm；（6）對脫葉劑敏感，有利于機械采收；（7）產(chǎn)量與不打脫葉劑能持平。

3.3 加強部門協(xié)作，大力推進農(nóng)機農(nóng)藝相融合

棉花品種科研、生產(chǎn)管理和農(nóng)機等部門相互合作是解決棉花生產(chǎn)全程機械化問題的關鍵。農(nóng)機部門要大力示范推廣先進適用的棉花生產(chǎn)機械，積極探索科學完善的棉花生產(chǎn)全程機械化的技術路線和適應市場需求的社會化服務方式；農(nóng)業(yè)科研部門要加快培育更適應棉花機械收獲的新品種；農(nóng)業(yè)技術推廣單位要積極引導棉農(nóng)改進種植和管理方式，從農(nóng)藝上為棉花機械收獲提供支持；農(nóng)機鑒定部門應按規(guī)定優(yōu)先鑒定棉花生產(chǎn)機械。

3.4 創(chuàng)新服務機制

加強農(nóng)機農(nóng)藝融合，積極引導農(nóng)村土地合理流轉(zhuǎn)，促進棉花種植標準化，為大面積推廣棉花全程機械化創(chuàng)造條件。充分發(fā)揮農(nóng)機專業(yè)合作社的龍頭帶動作用，實行統(tǒng)一種植、管理、收獲、加工、銷售等一條龍服務，提高棉花生產(chǎn)組織化、規(guī)?；潭?。

3.5 加大政策扶持

充分利用國家購機補貼政策的引導扶持作用，向棉花全程機械化機具傾斜，適當提高補貼比例，調(diào)動農(nóng)民購機積極性。各級財政要加大對棉花機械采收技術裝備、機采棉加工生產(chǎn)線等配套設施的政策扶持力度。

3.6 完善機采棉系列標準建設

完善機采棉系列標準，為實現(xiàn)棉花生產(chǎn)農(nóng)機農(nóng)藝融合提供統(tǒng)一遵循。制定執(zhí)行“機采棉國家標準”是推廣棉花機械采收的迫切任務，目前全國都面臨實現(xiàn)棉花機采問題，棉花生產(chǎn)環(huán)節(jié)可充分依據(jù)標準要求提高機采棉質(zhì)量，保證國家棉花產(chǎn)業(yè)安全地由手工采棉向機采棉過渡。

4 結(jié)論

近年來，雖然濱州市在棉花生產(chǎn)全程機械化取得了快速發(fā)展，但是在機械打頂、機采棉、殘膜回收等方面還處在示范推廣階段，在先進技術、設備研發(fā)等方面還存在較大差距。因此，為濱州市能夠盡早實現(xiàn)棉花全程機械化，應構建產(chǎn)、學、研、推協(xié)作平臺，實現(xiàn)新型機具的研發(fā)突破，投入生產(chǎn)，加快棉花生產(chǎn)機械裝備發(fā)展；加強部門協(xié)作，大力推進農(nóng)機農(nóng)藝相融合；創(chuàng)新服務機制，積極引導農(nóng)村土地合理流轉(zhuǎn)，促進棉花種植標準化；加大棉花全程機械化先進機具的補貼比例。