新疆棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化機(jī)藝融合技術(shù)

王剛，陳兵，王旭文，馬曉梅

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832000）

棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)[1]。新疆是我國(guó)最大的、世界上重要的棉花產(chǎn)區(qū)和優(yōu)質(zhì)商品棉生產(chǎn)基地。 2021 年新疆棉花播種面積為250.61 萬(wàn)hm2，總產(chǎn)達(dá)512.9 萬(wàn)t，約占全國(guó)棉花總產(chǎn)量的89.5%[2]。 隨著植棉技術(shù)水平的日益提高與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的迅速發(fā)展，新疆部分植棉區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化，但全疆棉區(qū)全程機(jī)械化比例依然偏低，目前還無(wú)法徹底解決當(dāng)?shù)刂裁奚a(chǎn)中存在的投入大、成本高、效益低等突出問(wèn)題[3-5]。現(xiàn)階段新疆棉花生產(chǎn)在輕簡(jiǎn)化栽培的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合顯得尤為重要[6]。 為了有效解決新疆棉花生產(chǎn)中的突出問(wèn)題，通過(guò)選地整地、精量精準(zhǔn)播種、種植模式、深松、水肥藥一體化、化學(xué)調(diào)控、無(wú)人機(jī)飛防、化學(xué)脫葉、機(jī)械采收、秸稈還田與殘膜回收等各項(xiàng)技術(shù)的集成示范，形成了適于新疆棉花全程機(jī)械化生產(chǎn)的高效綜合配套技術(shù)體系，并在新疆主要植棉區(qū)進(jìn)行了大面積的推廣應(yīng)用。應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)可全面提升水肥利用效率和輕簡(jiǎn)化種植的效果，增強(qiáng)植棉的精準(zhǔn)性與高效性，提高植棉效益，可為新疆棉花種植產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)引領(lǐng)。

1 選地整地

選擇地勢(shì)平坦、集中連片、方正平整、道路暢通、土質(zhì)疏松、土壤肥力中等以上、鹽堿總含量低于0.3%、排灌順暢的地塊。精細(xì)化整地后，土地質(zhì)量應(yīng)達(dá)到“齊、平、墑、凈、直、松、碎”七字要求。

2 精準(zhǔn)精量播種

利用全球定位系統(tǒng) （global positioning system,GPS）導(dǎo)航儀自動(dòng)一次性完成鋪膜、播種、覆土等作業(yè)。精準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化播種要求：下種均勻，精量播種的單粒率≥95%， 空穴率≤2%， 錯(cuò)位率≤1%； 播深以1.5～2.5 cm 為宜，覆土均勻，厚度為0.5～1.5 cm[7]；播行筆直，接行準(zhǔn)確，覆膜嚴(yán)實(shí)，地膜兩邊埋入膜溝5～7 cm，膜面光潔、松緊適中。

3 種植模式

種植模式須符合棉花機(jī)械化收獲的作業(yè)要求（如滴灌帶鋪設(shè)采用1 膜6 行3 管或1 膜6 行2 管模式，選用2.05 m 超寬膜），采用利于改善群體通風(fēng)透光性的行株距配置 （如66 cm＋10 cm 寬窄行或76 cm 等行距）， 適當(dāng)調(diào)控棉花的播種密度為19.5 萬(wàn)～24.0 萬(wàn)株·hm－2， 從而既保證機(jī)采棉的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，又便于管理和機(jī)械化作業(yè)，提高植棉效率。

4 深翻或深松

為消除長(zhǎng)期連作棉田的土壤障礙因子，減少耕層“淺、實(shí)、少”的問(wèn)題，黏土棉田應(yīng)每隔1 年深松1次，壤土棉田應(yīng)每隔2 年深松1 次。 棉田深松深度以35～50 cm 為宜。

5 水肥藥一體化

棉花生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，必須按棉花各階段的水肥實(shí)際需求進(jìn)行水肥精準(zhǔn)調(diào)配，根據(jù)土壤、天氣及棉花長(zhǎng)勢(shì)， 因地制宜地運(yùn)用水肥藥一體化技術(shù)，通過(guò)水、肥、藥時(shí)序及用量的智能精確調(diào)控，大幅提高灌溉決策及肥、藥混配的精準(zhǔn)度，有效提升土壤水分分布的均勻性，充分發(fā)揮水分對(duì)肥、藥的載體功能。 通過(guò)水肥藥一體化技術(shù)的應(yīng)用，可促進(jìn)水、肥、藥在根區(qū)合理分層和高效吸收利用，保證營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)的均衡性， 最大限度地滿(mǎn)足棉花生長(zhǎng)發(fā)育需求，實(shí)現(xiàn)棉鈴分布均勻，構(gòu)建合理的目標(biāo)群體結(jié)構(gòu)。 實(shí)現(xiàn)“以水促肥，以肥調(diào)水”的互作調(diào)控效益，促進(jìn)棉花保持合理的長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相，提高水肥利用效率，避免資源浪費(fèi)。棉花生育階段內(nèi)一般共滴水7～8 次，灌水周期為9～10 d，應(yīng)因墑（土壤墑情）因勢(shì)（棉花長(zhǎng)勢(shì)）適當(dāng)增減灌水次數(shù)及每次的灌水量。 施肥應(yīng)根據(jù)地力條件和棉花長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可以酌情噴施適量的微量元素肥料。

6 精準(zhǔn)化學(xué)調(diào)控

一是應(yīng)遵循“早控、輕控、勤控”的原則，結(jié)合棉花生育進(jìn)程、生長(zhǎng)狀況和氣候條件進(jìn)行合理的化學(xué)調(diào)控[8]；二是采用化學(xué)封頂技術(shù)，減少人工打頂?shù)某杀就度?。通過(guò)這些化學(xué)調(diào)控技術(shù)保證棉株的整齊度及營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的均衡性， 從而構(gòu)建高光效群體結(jié)構(gòu)、塑造適宜機(jī)采的合理株型。

全生育期一般化學(xué)調(diào)控5～7 次， 可根據(jù)棉花生長(zhǎng)狀況適當(dāng)增加或減少次數(shù)，一般選用以縮節(jié)胺為主要成分、外加輔劑的藥劑。

化學(xué)調(diào)控目標(biāo)：棉花株型緊湊，呈筒形或塔形；棉株節(jié)間短； 棉花第一果枝高度在20 cm 以上，封頂后棉花株高為75～85 cm， 棉株主莖下部1～4節(jié)節(jié)間平均長(zhǎng)度為5～7 cm， 主莖上部5～8 節(jié)節(jié)間平均長(zhǎng)度為6～7 cm。

7 無(wú)人機(jī)飛防

無(wú)人機(jī)可用于播前封閉施藥、 棉花葉面肥噴施、病蟲(chóng)草害飛防、化學(xué)打頂與化學(xué)脫葉施藥等方面。 病蟲(chóng)草害防治：根據(jù)病蟲(chóng)草害發(fā)生危害情況確定具體的施藥時(shí)間及施藥量。 針對(duì)棉蚜， 可選擇20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）啶蟲(chóng)脒可溶性粉劑150～180 g·hm－2；針對(duì)紅蜘蛛，可選擇73%炔螨特乳油150～225 mL·hm－2；針對(duì)棉鈴蟲(chóng)，可選擇20%氯蟲(chóng)苯甲酰胺懸浮劑150～180 mL·hm－2。 采用無(wú)人機(jī)施藥時(shí)， 將上述藥劑兌水15～18 kg·hm－2進(jìn)行噴霧防治。

8 化學(xué)脫葉催熟

新疆棉花使用的脫葉催熟劑主要有：50%噻苯隆可濕性粉劑＋助劑＋乙烯利、81%噻苯隆·敵草隆水分散粒劑＋助劑＋乙烯利、540 g·L－1敵草隆·噻苯隆懸浮劑＋助劑＋乙烯利等[9]。540 g·L－1敵草隆·噻苯隆懸浮劑是目前效果最佳的脫葉劑， 一般與乙烯利配合使用，脫葉催熟效果較佳。 由于地域和生態(tài)條件的差異，棉花熟性不同，不同棉花品種對(duì)脫葉劑的敏感性也各異，棉花脫葉劑噴施劑量應(yīng)按照具體情況來(lái)定。在新疆棉田脫葉劑的適宜噴施時(shí)段內(nèi)， 敵草隆·噻苯隆懸浮劑與乙烯利作為脫葉劑的配比范圍為540 g·L－1敵草隆·噻苯隆懸浮劑150～225 mL·hm－2， 配合使用40%乙烯利水劑750～1 500 mL·hm－2。脫葉催熟劑噴施時(shí)間和次數(shù)主要由氣溫和脫葉率確定， 一般應(yīng)在采收前18～22 d、棉花吐絮率≥45%時(shí)及時(shí)噴施。噴施脫葉催熟劑后7 d 內(nèi)的日平均氣溫應(yīng)在18 ℃以上， 最低氣溫不能低于14 ℃，否則會(huì)影響脫葉催熟效果。北疆棉田脫葉催熟劑噴施時(shí)間： 宜在9 月1－10 日，不宜晚于9 月15 日；南疆棉田脫葉催熟劑噴施時(shí)間：在9 月15－20 日為宜，不宜晚于9 月25 日。 一般2 次噴施棉花脫葉催熟劑的效果優(yōu)于1 次噴施，第2 次噴施在第1 次噴藥后5～7 d 進(jìn)行。

9 機(jī)械采收

噴施脫葉催熟劑后20 d， 棉田脫葉率≥90%、吐絮率≥95%時(shí)，方可進(jìn)行一次性機(jī)械采收。 機(jī)械采收前須將棉田兩端地頭15 m 以?xún)?nèi)的棉花進(jìn)行人工采摘，并清除地頭棉稈。 采棉機(jī)作業(yè)時(shí)間一般為晴天的11：00—20：00，作業(yè)速度≤4 km·h－1。 機(jī)采質(zhì)量要求：采凈率90%～92%，含水率≤12%，含雜率≤12%，損失率≤5%。

10 秸稈還田與殘膜回收

棉花機(jī)械采收后，利用秸稈還田及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機(jī)，一次性作業(yè)完成棉稈拔除、秸稈粉碎還田、殘膜揭膜回收、膜雜分離、殘膜壓捆、裹膜打包和卸膜等所有工序[10]。 作業(yè)機(jī)具每次連續(xù)作業(yè)面積應(yīng)在0.67 hm2以上，作業(yè)速度為7 km·h－1，作業(yè)效率為1～2 hm2·h－1。 作業(yè)質(zhì)量要求：秸稈留茬高度在10 cm 以下， 秸稈粉碎長(zhǎng)度≤10 cm， 對(duì)地表與10 cm 耕層當(dāng)年殘膜的回收率≥85%。