黄河三角洲棉花生产机械化关键技术应用现状与发展方向研究

2013-04-09 滨州市农机所7480

核心提示：考察黄河三角洲区域棉花生产情况、机械化技术应用的发展现状，梳理概括现阶段存在的问题，结合滨州市进行机采棉试验示范、实现

      考察黄河三角洲区域棉花生产情况、机械化技术应用的发展现状，梳理概括现阶段存在的问题，结合滨州市进行机采棉试验示范、实现棉花生产全程机械化的探索和实践，探讨展望棉花生产全程机械化关键技术的发展方向。

棉花生产全程机械化是一项系统工程，机械采摘是其关键，立足机采棉技术，从品种培育入手，注重农机农艺融合，采用系统化的研究策略，研究棉花品种选育、播种、植保、化控、机械收获等各环节的关键技术，确定便于机械化作业的棉花轻简栽培模式，通过试验示范制定棉花机械化生产的技术规范和配套装备的作业质量标准，进行具有区域棉花生产特点的棉花生产全程机械化技术体系研究，提升棉花生产机械化水平具有重要意义。

       1棉花产业发展

       黄河三角洲是我国棉花种植的特殊区域，种植棉花具有不可替代性。由黄河泥沙冲积形成的土地广袤，盐碱化程度很高，棉花是能适合该土壤环境生长的为数不多的作物，该区域是优势棉区中种植面积呈增长趋势的主产棉区。黄河三角洲棉区独特的生态和生产条件决定了该区应该成为棉花规模化生产的代表。同时该区域以其适宜的光热资源、丰富的土地资源和悠久的植棉传统，最有条件建设大规模、标准化优质棉基地。目前，棉花生产、加工及棉纺织业成为黄河三角洲经济中仅次于石油工业的第二大支柱产业，仅东营、滨州两市棉纺能力已占到的1/8，棉花产业集聚优势已经显现。

       2棉花生产机械化的发展现状及存在问题

       现阶段，我国除新疆外其他棉花生产区的生产方式较为落后，机械化水平低、经营规模小、劳动生产率低、生产成本较高。黄河三角洲虽然为我国棉花主产区之一，目前种植面积基本稳定在554万亩左右，但其机械化水平还较低，仅土地耕整、播种、植保、拔棉柴等环节有部分机械作业，特别是占用劳动力很大的采棉关键环节尚未实现机械化作业，刚刚起步，处于探索阶段。

       2.1 棉花品种、种植模式

黄河三角洲区域棉花的种植特点是：低密度、高植株、枝杈长而粗壮、行距大小间隔，不适宜机采，更难以实现全程机械化，必须从品种和种植模式上加以改进。农艺与农机的紧密合作，是解决该地区棉花生产机械化的途径。

       2.2 土地耕整

       目前黄河三角洲区域耕整地机械化程度已经达到，棉田耕整地机械化技术的核心是深耕、深松，熟土层要深翻，心土层要深松，耕作层深度应大于22cm。主要有三种形式：1）深耕机械化技术，使用铧式犁或圆盘犁实现翻土、松土和混土；2）深松机械化技术，使用通用型深松机、深松机作业，实现机械松碎土壤而不翻土、不乱土层；3)深耕深松机械化技术，通常采用在铧式犁的犁体后加装深松铲的办法来实现上翻下松，不乱土层。并可多工序联合作业，大大提高功效和质量，做到不误农时。经深耕、深松后的棉田，播种前还要用中型轮式拖拉机带轻型圆盘耙和钉齿耙进行整地作业。播前的整地质量达到平、齐、松、碎、地表无残根、残株和杂草，整地后不跑墒。

        2.3 棉花播种

        目前棉花播种已基本实现机械化，初步实现了种肥同施、铺膜覆盖、精量播种，多采用先播种后覆膜的栽培措施，后续采用手工作业方式完成放苗、间苗、补苗等工作。两行小型棉播机应用较多，较大型的六行膜上打孔穴播机对土地整平要求很高，主要还是从单个的农艺环节考虑，缺少将种植与植保、收获结合起来的系统化研究。在播种机的配置、排种器的精量控制、铺膜压膜技术等方面研究较多。
      2.4 田间管理

        棉花是中耕作物，田间管理作业包括：中耕追肥、植保、灌溉、整枝打顶等。

        1）中耕追肥目前使用较多的中耕追肥机有：ZFX-2.8型悬挂式专用中耕追肥机，2BZ-6型播种、中耕通用机，2BMG-A系列铺膜播种中耕追肥通用机等。前期中耕追肥时，多用普通中型轮式拖拉机作为配套动力，后期因棉株长高并封垅，选用高地隙轮式拖拉机作配套动力，并在轮缘加装护罩，以免在作业中损伤果枝。肥料投入不合理是该区域盐碱地棉花生产中存在的较为突出的问题，没有根据土壤养分状况和抗虫棉需肥特点进行施肥，有机肥用量少，氮素化肥用量偏多，磷肥用量偏少。棉田肥料利用率仅30%，迫切需要根据盐碱地棉花需肥特点制定科学合理的肥料运筹技术。

        2）植保目前该区棉花植保还只是为了病虫害防治、化学除草、喷施叶面肥。主要采用的是手动背负式低压喷雾机，效率较低，雾滴雾化程度不高，不便于实现变量喷洒，难以满足大面积的棉花植保作业要求；该方面的技术研究较少，多集中在控制喷雾形式的喷头、提高压力的药液泵、提高喷雾效果的风屏喷洒技术方面。

        3）整枝打顶扼止棉株疯长、增加果枝营养和霜前花，是非常重要的田间管理环节。目前整枝打顶采用机械较少，现有的设备技术性能较差不能达到要求，主要还是人工打顶。新疆新疆生产建设兵团曾研制并使用过4行滚刀式打顶机。

        2.5 棉花采收

棉花生产中用工量最多、机械化难度的作业是棉花采收。黄河三角州地区棉花机械化收获尚处于空白阶段，去年秋天因劳动力紧缺、收获费用高，不少地区甚至出现棉花弃收现象。小型手持式电动采棉机有小范围应用。2011年起，滨州市率先开始了机采棉的试验示范，开启棉花生产全程机械化征程。

        2.6 棉秆收获

棉秆收获机械化技术近两三年迅速发展，目前主要是分段收获，即采用铲切式或齿盘式先将棉秆拔起后放置于田间，再由捡拾切碎机将其捡起切碎或人工收集，该方式虽比人工作业大大改善，劳动强度仍然较大，收获效率较低；联合收获也有使用，可一次性完成棉秆的拔取、收集、粉碎甚至打捆的机型还很少；该方面市场前景广阔，迫切需要提高机具工作可靠性。

        3 实现棉花生产全程机械化的实践

        从2011年起历经两年，滨州市在（新疆以外）率先完成棉花生产全程机械化试验示范，引领棉产业发展革命。

        2011年4月，全省首台与棉花机械化采收配套的棉花播种机械在沾化县冯家镇支农农机专业合作社开展试验示范，按照机采棉作业农艺技术要求，运作35亩示范田；2011年10月，采棉机进行机采示范，采净率达到96%，滨州首次棉花机械化收获示范获得成功；2011年12月，滨州市沾化县被确定为农机农艺融合（棉花）示范区；2012年扩大机采棉示范规模；2012年2月，山东省沾化县棉花生产全程机械化核心示范区成立，示范核心区面积（成方连片）500亩，辐射带动1万亩；山东省农业机械管理局与约翰迪尔（中国）投资有限公司签署《山东省约翰迪尔棉花生产全程机械化合作基地项目合作协议》，双方合作在滨州沾化县建设山东省约翰迪尔棉花生产全程机械化基地，“约翰迪尔”的大型植保机、采棉机无偿用于基地示范并帮助沾化县农兴棉花种植合作社建设首条机采棉清选加工生产线；2012年8月，滨州市农业机械管理局与中国农业科学院棉花研究所签署《科技合作发展战略框架协议》，机采棉花品种培育是重点合作的内容之一；2012年9月，滨州市定购的全省首台4MZ-3型采棉机运抵滨州； 2012年8月除新疆之外的首条机采棉清选加工生产线已落户滨州沾化；至此，棉花生产全程机械化示范的各个环节全部到位。 2012年10月，农机农艺技术融合座谈会暨机采棉现场会在滨州市成功召开。

       4 棉花生产全程机械化关键技术及其发展方向研究

       棉花生产全程机械化是一项系统工程，涉及到品种培育、栽培农艺、田间管理、化学脱叶催熟、机械采收、棉花清理加工、残膜回收等诸多环节。机械采摘是关键，着眼于实现棉花全程机械化，立足机采棉技术，从品种培育入手，注重农机农艺融合，采用系统化的研究策略，研究棉花品种选育、播种、植保、化控、机械收获等各环节的关键技术；探索便于机械化作业的棉花种植、管理和收获模式；通过试验示范制定棉花机械化生产的技术规范和配套装备的作业质量标准；进行具有区域棉花生产特点的棉花生产全程机械化技术体系研究，循序渐进的提高棉花生产机械化水平。

       4.1 品种选育

     “科技兴农，良种先行”。适宜机采棉的棉花配套品种培育是实现棉花生产全程机械化的首要问题，该品种应满足：1）早熟，减少因喷施落叶剂造成的产量损失，提高棉花品质，实现早收获早轧花；2）纤维较长（≥30mm），纤维断裂比强大（一级≥30，二、三级≥28)；3）衣分高（≥39%）； 4）成熟期一致，提高一次性采净率，减少清地劳动强度；5、吐絮畅，不夹壳，含絮力适中，减少挂枝棉、遗留棉、撞落棉，提高采净率；6、株型紧凑，是筒型；棉枝相对较少，棉花在棉株上分布均匀；7）抗倒伏，减少扶禾器对棉株的碰撞，降低撞落棉；棉朵离地高度＞20cm，提高采净率。

       4.2 种植模式

       在延续发展一年一熟的基础上，探索黄河三角洲区域麦棉轮作生产模式，即晚播麦收获后直播夏播短季棉或者育苗移栽，解决粮棉争地突出矛盾，同时通过麦棉轮作压碱改良土壤。在既保证产量又适合机械化作业的前提下，农机农艺融合，确定最合理种植行距。目前新疆生产建设兵团机采棉棉区均采用适应采棉机采收机构的（66+10）cm带状种植方式，黄河三角洲棉区常规种植采用大小行，行距为90cm、45cm，理论株数在每公顷约6万株，若要实现76cm等行距难度不大，关键是是提高铺膜与播种质量，解决好地膜边行的保苗问题。行距是否沿用（66+10）cm还是确定新的行距关键是对采棉机采棉头技术进行深入研究。

       4.3 播种机械化

       应充分考虑农机农艺的融合问题，将种植与收获、植保结合起来进行系统化研究。在国外棉花播种向着种肥同施、宽行折叠、声光电监测与控制等方向发展。未来几年，我国应加强与国外的联系，重视智能化控制、可视化监控等方面的技术在棉花播种机械的应用。实现膜上打孔精量穴播和智能化监测，进一步减少用工和提高劳动生产率，是当前急需解决的技术难题。

       4.4 化控技术

       采用化学药剂控制株型、进行脱叶催熟，是进行棉花机械化采收必不可少的技术环节，也是减少籽棉含杂率、提高棉花品质、保证棉花产量的技术保障。化控技术在国内开展较晚，目前也有使用，主要是从提高棉花产量方面考虑。目前应将当前的化控技术与喷洒时间、喷洒量、药剂类型以及机械化作业要求结合起来，研究能够保证棉花产量、便于机械化植保、收获的新型化控技术。为了提高药剂的喷洒效果、减少药剂的喷施量、减少对作物的损伤，棉花植保机械将会应用或出现计算机控制下的药靶定向喷洒技术、根据病虫害严重程度和机器行走速度自动控制的变量喷洒技术、雾化效果更好的超低量喷洒技术以及高地隙、宽喷幅、自走式甚至航空棉花植保机械，实现、高速、高适应性的农药喷施。

       4.5 棉花采收机械化

       在保证品种、种植模式及相应的机械化农艺配套技术均符合机采棉要求的前提下，选用适用性好、价格合理的采棉机，进行棉花机械采摘。目前采棉机主要生产厂家是美国约翰迪尔公司和凯斯公司，新疆通过对原苏联全套棉花田间生产机械化设备引进、消化和再创新，开发了CMX—2.8垂直摘锭采棉机、棉桃收获机等多种棉花收获机械，并开始部分投入生产使用；贵航农机装备有限责任公司在关键技术引进的基础上开发了4MZ-3、4MZ-5型采棉机。目前国产采棉机的采棉头均是仿制或直接进口，所以国内采棉机在很长的一段时间内，其研究的重点应该是突破棉花采摘技术，研制出能提高棉花采收率、减少含杂、提高棉花品质的采棉头，在此基础上，向宽幅折叠采收台甚至计算机识别技术方向发展，实现棉花的定向采收，提高棉花的收获质量。

       4.6 棉秆收获

       棉花秸秆是主要的生物发电原料，未来几年应该结合棉秆综合利用的具体要求，研究拔禾技术，从棉秆收获功耗、收集、打捆、集成和优化等角度进行研究，开发具有拔净率高、功耗少、棉秆收集运输方便的联合作业棉秆收获机械；其次，研究适合棉花保护性耕作的秸秆处理方式，研发相应装备。

       4.7 机采棉后续加工

       机采籽棉的含杂很高，与人工采摘籽棉清理加工生产线不同，必须经过特有的清理加工生产线才能生产出符合纺纱质量标准的皮棉。目前各加工企业所使用的机采棉加工生产线大多是邯郸、山东的成套设备，以及少量国外引进设备，所有这些生产线其设计思想基本一致，籽棉四遍清理，并且每一次清理侧重不同，以保证付轧籽棉含杂在3%以下，皮棉三遍清理，清理出皮棉中的不孕籽及杂质等，以保证高等级皮棉含杂率在1.2%以下。目前应用的机采籽棉清理加工生产线设备已经较完善，可以满足加工要求。

       棉花生产全程机械化是一项系统工程，需要多工序、多环节、多部门的协作与配合，不可能一蹴而就，农机农艺融合是根本，机械采摘是关键，抓住机采棉这个龙头，统筹良种培育、耕整土地、机械精播、中耕施肥、化控植保、机械采摘、棉秆收获、后续加工，促进各环节的机械化生产和经济效益的提高，最终实现棉花生产全程机械化。（滨州市农机所孙冬霞王欢成宋德平）
关键词：棉花，机械化

标签： 农机棉花机械化

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