黄河流域棉花轻简化栽培技术评述

董建军，代建龙，李霞，李维江，董合忠



黄河流域棉花轻简化栽培技术评述

董建军1,2，代建龙1，李霞1，李维江1，董合忠1

（1山东棉花研究中心/山东省棉花栽培生理重点实验室，济南250100；2山东省农业科学院，济南250100）

黄河流域棉区是中国三大主要产棉区之一，改进栽培技术，对促进该区棉花生产可持续发展具有重大的战略意义。首先，文中分析了当前黄河流域棉区棉花栽培管理技术存在的主要问题，包括棉田种植制度和种植模式多样化对棉花轻简化和机械化生产的阻碍；棉花生产规模小，组织化程度低，难以获得规模效益；棉花管理复杂繁琐，机械化程度低、用工多，但随着城市化进程加快，农村劳动力数量减少、质量降低，难以支撑劳动密集型的传统精耕细作栽培，棉花生产投入大、效益低的问题成为黄河流域棉花生产可持续发展的主要障碍。作者认为实行轻简化栽培是提高黄河流域棉花竞争力水平、促进棉花生产可持续发展的重要途径。其次，回顾了棉花轻简化栽培技术形成和发展历程，对现行的棉花轻简化栽培的关键技术进行了总结性评述，重点论述了实现棉花生产轻便简捷、节本增效的主要技术措施，包括精准播种、轻简育苗、简化整枝、集中成铃、轻简施肥和节水灌溉等。最后，提出了进一步完善和发展轻简化植棉技术，促进棉花轻简节本、提质增效的设想。为实现更高层次的轻简化栽培，应进一步突出播种和采收2个环节，减少并进一步简化管理环节；要优化种植制度和种植模式，为推行机械化生产创造条件；要提升精准播种技术水平，确保一播全苗；继续研制新型肥料及其施用技术，进一步简化施肥和提高肥料利用率；加快选育适宜轻简化栽培、机械化收获的棉花品种，因地制宜地发展棉花采收机械化。在继续创新轻简化栽培关键技术的同时，还要加强良种良法配套、农机农艺融合。可以预见，在不远的将来，黄河流域棉花轻简化丰产栽培技术体系将得到进一步提升和完善，为棉花生产振兴和可持续发展发挥重要作用。

黄河流域；棉花；轻简化栽培

黄河流域棉区是中国三大主要产棉区之一。基于人多地少和原棉需求不断增加的基本国情，长期以来该区棉花生产一直依赖于以高产为主攻目标的精耕细作栽培技术[1]。但是，进入21世纪以来，随着城市化进程加快，农村青壮年劳动力向城市转移，导致农村劳动力结构呈现老龄化、妇女化和兼职化的特征，难以支撑劳动密集型的传统精耕细作栽培，棉花生产用工多、劳动强度大、生产效率低的问题凸显，成为黄河流域棉区棉花生产可持续发展的主要障碍。面对这一挑战，中国棉花科技工作者率先在黄河流域棉区提出了“轻简植棉”、“快乐植棉”的理念[2-5]，就棉花精准播种（含轻简育苗）、简化整枝（含化学或机械整枝）、轻简高效施肥、集中收花（含机械采收）等涉及“种、管、收”诸环节的关键技术开展了深入研究，集成建立了黄河流域棉区棉花轻简化栽培技术体系并大面积推广应用，开创出一条适合中国国情的轻简化植棉道路，为黄河流域棉区棉花生产从传统劳动密集型向轻简快乐型的转变提供了技术支撑[6-8]。

1 棉花生产技术现状与问题

当前，中国黄河流域棉区棉花生产管理存在的突出问题是种植制度复杂，户均植棉规模小，棉花管理繁琐，用工多，机械化程度低，农机与农艺不配套，急需轻简化、机械化、组织化和社会化服务予以破解[9-11]。

1.1 棉田种植制度多样化，阻碍了棉花轻简化和机械化生产

种植制度是一个地区的农业基础生产力，也是生产方式和栽培管理技术的决定因素。中国黄河流域棉区种植制度十分复杂，既有一年一熟的单作或间作，也有以冬小麦、油菜、大蒜套种棉花为主的两熟制甚至多熟制。以套种为主要手段的两熟制曾一度促进了该区粮食和棉花面积的双扩大和产量的双增加，即“双扩双增”，但这一种植模式费工费时，大面积套种也成为棉花机械化和轻简化种植的重要障碍。以蒜棉套种为例，棉花需要在3月底4月初制备营养钵，4月上旬播种、管理苗床，4月底5月初移栽至蒜田，同时对大蒜还要人工抽薹、人工收获大蒜头；收获大蒜后，棉花要中耕除草、整枝打杈、防病治虫、多次收花，这些生产环节用工多、劳动强度大。虽然产出高，但投入大，扣除物化和人工成本，效益并不显著[12]。

近年来，中国棉田多熟制所占比例呈下降趋势，复种指数有所降低，这是为适应棉花轻简化和机械化生产而进行的自动调整。据毛树春组织开展的棉情监测结果显示，2013年棉田复种指数为138%，比2012年减少5个百分点。其中，黄河流域棉区复种指数142%，比2012年减少4个百分点。全国一熟制棉田占播种面积的66.9%，增加3.9个百分点；两熟制棉田占播种面积的28.7%，减少2.2个百分点。多熟制棉田（三熟、四熟以上）占播种面积的4.4%，减少1.8个百分点。与此同时，种植模式不断调整，棉田套种模式已由过去单一的麦棉套种改为棉花与多种作物套种[10]，而且接茬连种的比例也在提高，2013年已占多熟制棉田的8.2%，主要模式有油后移栽或直播、麦后移栽或直播、蒜后移栽或直播棉花，特别是油后和蒜后直播早熟棉成为一种新的种植模式正在长江和黄河流域棉区试行[12-13]。

1.2 棉花生产规模小，组织化程度低

中国棉花种植多以家庭小生产为主体，户均植棉面积小，棉花种植零散，难以发挥规模化植棉节本、增效作用。如果没有专业的组织生产，就难以形成规模和规模效益。据笔者2016年初在全国植棉大省山东省的调查，目前，山东全省棉花多为一家一户的分散种植，2015年户均植棉0.32 hm2，全省规模化植棉面积（单户超过3.33 hm2的棉田面积）只占3%左右，其中，黄河三角洲占6%左右，鲁西北占4%左右，鲁西南只占2%左右，规模化程度低。相比粮食生产，植棉业的社会化服务也严重滞后，服务方式少[6-7]。

1.3 棉花管理复杂繁琐，机械化程度低、用工多

黄河流域棉区棉花生产周期较长，并一直采用精耕细作的栽培技术管理棉花，复杂繁琐，用工多。该棉区棉花生长期超过6个月，从种到收有40多道工序，放苗、定苗、整枝、采摘等环节完全靠人工，每公顷用工225—375个，比小麦、玉米两季还多，管理繁琐、劳动强度大的问题一直十分突出。美国生产50 kg皮棉的平均用工量仅0.5个工日，黄河流域棉区平均用工量达到15个工日。棉田管理繁琐、用工多是制约棉花可持续、健康发展的重要因素[6-7]。

全国棉花机械化生产水平低。据毛树春[9]按国家农业行业标准测算，2010年全国棉花耕种收综合机械化水平38.3%，远远低于全国农业机械化水平（52.3%），其中，黄河流域棉区机械化水平只有25%，长江流域只有10%。正是由于机械化程度低，用工投入多，比较效益低，导致近年来黄河流域棉区棉花面积大幅度减少，且不断向盐碱地、旱薄地转移，提高单产和效益的难度越来越大。

总之，由于随着农村劳动力转移、劳动力数量减少，要满足“80后”和“90后”这些新型劳动者的需求，亟需从劳动密集型向技术密集型转变，用轻简化、机械化替代传统的精耕细作。另外，化肥农药投入量大、利用率低，地膜覆盖植棉残膜污染问题日益严重，实行“绿色”生产也势在必行[8]。

2 棉花轻简化栽培技术发展历程

棉花具有喜温好光、无限生长、自动调节和自我补偿能力强等生物学特点，是典型的精耕细作作物[7]；加之中国人多地少、过去人工成本低廉的国情，使得中国各地棉花栽培普具工序繁多、费工费时的特征。特别是营养钵育苗移栽和地膜覆盖栽培及棉田立体种植技术的推广应用，使得棉花种植管理更加复杂繁琐。和其他作物栽培技术的发展历程一样，棉花栽培技术也经历了由粗放到精细，再由精细到轻简化的过程[8]。

新中国成立之初中国就开始注重研发省工省时的栽培技术措施，如20世纪50年代至80年代就对是否去除棉花营养枝开展讨论研究[14]，为最终明确营养枝的功能和利用营养枝、简化整枝奠定了基础[14-15]；20世纪80年代以后推广以缩节胺为代表的植物生长调节剂，促进了棉花化控栽培技术的形成和应用，简化了某些栽培管理环节。之后在“十五”全国优质棉花基地科技服务项目的支持下，山东棉花研究中心等单位建立了杂交棉“精稀简”栽培和“短季棉晚春播”栽培两套简化栽培技术[16-17]。前者选用高产早熟的抗虫杂交棉一代种，采用营养钵育苗移栽或地膜覆盖点播，降低杂交棉的种植密度，减少用种量，充分发挥杂交棉个体生长优势实现高产；采用植物生长调节剂简化整枝或免整枝，减少用工，提高了植棉效益，在两熟棉区得到推广应用[16]。后者选用短季棉品种，晚春播种，提高种植密度，以群体争产量，正常条件下可以达到1 125 kg·hm-2以上的皮棉产量，主要在盐碱地以及热量或水浇条件较差的地区推广，也取得良好效果[17]。之后，国内对省工省力的棉花简化栽培技术更加注重，取得了一系列重要研究进展，包括轻简育苗代替传统营养钵育苗，采用缓/控释肥深施代替多次施用速效肥等。但限于当时的条件和意识，以及不同地区对轻简化栽培技术的认可程度不同，对棉花轻简化栽培的概念和内涵并不十分清晰。

“十一五”期间中国农业科学院棉花研究所牵头实施了公益性行业（农业）科研专项“棉花简化种植节本增效生产技术研究与应用”，组织全国棉花科研力量研究种植密度、适宜品种、科学施肥、控制三丝污染等重大问题，旨在使劳累繁琐的棉花栽培管理轻简化，形成符合现代农业理念的“傻瓜技术”，从而使棉农从繁重的体力劳动中解脱出来，将各自的技术创新有机合成，形成具有重要推广价值的普适性植棉技术[2]。不久，国家棉花产业技术体系成立，棉花高产简化栽培被列为体系的重要研究内容。2011年9月在湖南农业大学召开的“全国棉花高产高效轻简化栽培研讨会”上，官春云院士提出“作物轻简化生产”的概念[18]，喻树迅院士提出“快乐植棉”的技术，毛树春和陈金湘等提出“棉花轻简育苗”的概念。2015年12月6日在山东棉花研究中心召开的棉花轻简化生产论坛，进一步明确了棉花轻简化栽培的概念、内涵和技术途径[8]。从此，“轻简植棉”、“快乐植棉”的理念深入人心。

棉花轻简化栽培是指简化种植管理工序、减少田间作业次数，农机农艺融合，实现棉花生产轻便简捷、节本增效的耕作栽培方式和方法[19]。它包括以下几个含义，第一，棉花轻简化栽培强调立足国情，采用与当地生产条件和种植制度相适应的物质装备和技术手段，而不是盲目照搬发达植棉国家的全程机械化技术与手段；第二，棉花轻简化栽培强调因地制宜、与时俱进，其具体管理措施、物质装备、保障技术等都在不断变化、提升、完善和发展之中；第三，轻简化栽培不是粗放管理的回归，粗放的、不科学的轻简化栽培，与丰产优质背道而驰，绝不是棉花轻简化栽培的目标；第四，机械化是实现轻简化的物质手段，不是轻简化栽培的全部，农机农艺融合是轻简化的核心。第五，高产或丰产不是轻简化栽培的唯一目标，但是丰产是其基本要求，绿色环保、资源节约、提质增效都是轻简化栽培的重要目标[8]。

3 棉花轻简化栽培的关键技术

实现棉花生产的轻便简捷、节本增效，依赖于轻简化栽培的关键技术，包括精准播种技术、轻简育苗技术、轻简经济施肥技术、轻简节水灌溉技术等。

3.1 棉花精准播种技术

棉花精准播种技术是轻简化栽培的核心和基础，是指选用优质精加工种子，精细整地，合理株行距配置，机械定量定位播种，不间苗、不定苗，保留所有成苗的大田棉花播种技术[19]。在西北内陆棉区，采用精量播种机可以将预定数量的高质量种子播到棉田土壤中预定的位置，并与膜下滴灌相配套，实现棉花种子在田间三维坐标空间和数量上的准确性，省去了传统播种中的放苗、间苗和定苗环节。黄河流域棉区由于生产方式、整地水平、种子质量以及生态条件等的差异，目前尚难以完全达到西北内陆棉区精准播种的水平，但其因地制宜，也形成了符合本区需要的以“单粒穴播、肥药随施，免除间苗定苗”为特点的精准播种栽培技术，并得到广泛应用[20-21]。黄河流域棉区精准播种技术较之传统播种技术，一是显著减少用种量。精准播种的用种量在15—30 kg·hm-2，而传统播种技术一般在45—75 kg·hm-2；二是无需间、定苗，节约间、定苗用工，减少用工成本；三是减少个体间的竞争。一般每穴单粒，且株距和行距均匀配套，减少了植株间水分与营养竞争，有利于形成稳健的个体，进而构建棉花丰产优质群体，解决了常规播种或非精量播种因株间竞争苗弱的问题[8]。

3.2 棉花轻简育苗移栽技术

棉花轻简育苗移栽技术是在传统营养钵育苗移栽基础上发展起来的新技术，包括苗床基质育苗、穴盘基质育苗和水浮育苗等[22]。这些育苗方式虽然也遵循传统营养钵育苗移栽的一般程序，但创造性地用基质或营养液替代营养土，并配合使用促根剂、保叶剂等植物生长调节剂，相对简化了程序，降低了劳动强度，特别是研制应用育苗成套设备和棉苗移栽机，在一定程度上实现工厂化育苗和机械化移栽[22]。河南省农业科学院还发明了两苗互作穴盘育苗技术，系将小麦种子和棉花种子播种在同一育苗盘孔穴内，经过一定时间，麦苗根系和棉苗根系一起将基质结成一微钵体。两苗互作使土壤团根好，无需打钵，不散钵，钵体小，可轻便移栽，且适合机械化移栽，栽后无需马上浇水，作物根系自毒作用减弱，种苗素质得到提高，种苗离床可以存活1周以上，便于种苗的储放和运输[23]。

3.3 棉花轻简高效施肥技术

棉花生育期较长，从种到收一般6—7个月，传统棉花施肥技术要求大量、多次施用速效化学肥料，存在很多弊端：一是没有完全按照棉花的生物学特性和需肥规律施肥，施肥量大，浪费多；二是把多次施肥作为提高肥料利用率的主途径，施肥用工多[22]。基于棉花生物学特性、棉花需肥规律和棉花产量目标，确定黄河流域棉区高产条件下的施N量范围为225—270 kg·hm-2，籽棉3 450—3 880 kg·hm-2，最佳平均施N量248 kg·hm-2，平均籽棉产量3 670 kg·hm-2。结合生产实践和节本增效的要求，黄河流域棉区N肥用量以218 kg·hm-2（195—240 kg·hm-2）为宜，其中籽棉3 000—3 750 kg·hm-2的中低产目标时，施N量为195—225 kg·hm-2；籽棉3 750 kg·hm-2以上的高产目标时，施N量为225—240 kg·hm-2。N﹕P2O5﹕K2O的比例为1﹕0.6﹕0.7—0.9[25-26]。在此基础上，提倡应用棉花专用缓控释肥减少施肥次数[8]。黄河流域棉区采用播种时一次性基施缓控释肥，施肥次数可减为1次[27]。

3.4 棉花节水灌溉技术

棉花节水灌溉技术是指灌溉水（包括降水）进入棉田后，通过采用良好的灌溉方法，最大限度地提高灌溉水利用率的灌水技术。好的灌水技术不仅要灌水均匀，还要达到简化、省工、节水、节能效果，使土壤保持良好的物理化学性状，提高土壤肥力，从而获得最佳效益。目前，黄河流域棉区在淘汰漫灌的基础上，一方面改长畦为短畦、改宽畦为窄畦、改大畦为小畦，改大定额灌水为小定额灌水，整平畦面、保证灌水均匀，大大改善了畦灌技术；另一方面在现行沟灌技术的基础上，发展部分根区灌溉和隔沟交替灌溉，节水效果明显[28]。另外，还发展了轻简化微喷带灌溉技术，将压力水由输水管和微喷带送到田间，通过微喷带上的出水孔，在重力和空气阻力的共同作用下，形成细雨般的喷洒效果；普通滴灌及移动式滴灌技术也得到了示范应用[8]。

3.5 棉花简化整枝技术

建立了以粗整枝或免整枝为主要内容的棉花简化整枝技术。一是适当稀植下保留利用营养枝技术，留苗2.7万—3.75万株/hm2，保留的营养枝在主茎打顶前5—7 d打顶，充分发挥营养枝“先扩源、后增库”的作用[29]；二是中等密度条件下的粗整枝技术，于6月中旬大部分棉株出现1—2个果枝时，将第一果枝下的营养枝和主茎叶全部撸掉（俗称“撸裤腿”），较精细整枝简便快捷[30]；三是高密度条件下的免整枝技术，利用小个体、大群体控制营养枝生长，并配合化控减免去营养枝环节。其中，西北内陆棉区的化控、水肥紧密结合，黄河流域棉区在现有基础上提早化控（由盛蕾期提前到现蕾期）并增加次数（由2—3次增加到3—4次）[8]。无论是粗整枝还是免整枝，皆可采用机械打顶或者化学封顶代替人工打顶。

3.6 优化成铃、集中吐絮技术

黄河流域棉区纯作棉田可采用“晚密优”技术实现优化成铃、集中吐絮。顾名思义，“晚”是指采用中早熟棉花品种，适当晚播；“密”是指采用机采棉种植模式，适当提高密度，合理密植；“优”是指优化成铃部位、集中成铃[31]。技术要点：一是适期晚播，为使棉花结铃期与山东棉区的最佳结铃期相吻合，以便降低伏前桃的数量，减少烂铃，播种期宜适当推迟10—15 d，即于5月初播种。二是实行等行距中膜覆盖，改大小行（大行90—120 cm、小行50—60 cm）种植为76 cm等行距种植；改窄膜（80—90 cm）为中膜（120—130 cm）覆盖，膜厚度≥0.008 mm。三是合理密植，根据试验和示范情况，为确保棉花集中成铃，密度在原来基础上提高3万株/hm2左右，达到7.5万—9万株/hm2。四是揭膜和控释肥深施结合，促进根系发育和养分供应，播种时将棉花专用控释肥施入土层10 cm以下，确保中后期肥料供应；盛蕾期以前及时揭膜或破膜回收，并结合中耕促根下扎。五是科学化控并结合机械打顶或化学封顶免整枝，控制株高90—110 cm，实现适时适度封行[19]。

4 棉花轻简化栽培技术体系的集成建立

在突破单项关键技术的基础上，根据黄河流域的生态条件、生产条件和现实需要，研究建立了针对性强、特色鲜明、先进适用的棉花轻简化栽培技术。

针对黄河流域棉区一熟棉田，建立以精准播种减免间定苗为核心的黄河流域一熟制棉花轻简化丰产栽培技术，被农业部定为全国主推技术。主要内容为机械单粒精播减免间苗定苗，等行距宽膜覆盖并适时揭膜控冠壮根，密植与化控融合实现简化整枝、优化冠层、适时适度封行，1—2次中耕与缓控释肥深施结合简化中耕施肥，优化成铃结合脱叶催熟实现正常成熟、集中吐絮。虽然收花仍主要采用人工，但从种到管已经大大简化，并实现了农机农艺的结合。目前，在鲁西北和鲁北地区示范情况来看，每公顷用工大都控制在200个以下，较传统栽培技术减少用工90个以上，产量持平甚至略有增产[8]。

针对控制烂铃、早衰和发展机采棉的需要，建立了符合机械采收的“晚密优”栽培技术，即改早播种为适当晚播，播种期由4月中下旬推迟到5月上旬；合理密植，种植密度由4.5—6.0万株/hm2提高到7.5万—9.0万株/hm2，行距由大小行改为等行距76 cm；精细整枝改为简化整枝，通过高密度对叶枝的抑制和化学调控的作用，实现免整枝；集中成铃结合脱叶催熟实现人工或机械集中收花[32]。“晚密优”栽培技术有力地支撑了山东省机采棉的发展。近5年来，山东全省按照机采棉“晚密简”栽培模式种植的棉花在1万hm2左右，实际年机采面积2 000 hm2以上，并呈逐年扩大之势。

针对黄河流域棉区的套作棉花，在不改变“精稀简”基本栽培路线下，改传统营养钵育苗移栽为轻简育苗移栽；改速效肥多次施用为速效肥与控释肥结合实现一次施肥；改稀植为合理密植，密度由1.5万—2.25万株/hm2提高到3万株/hm2株左右；改早拔秆为适当推迟（机械）秸秆粉碎还田，特别是蒜套棉条件下，将拔棉柴时间由9月下旬推迟到10月10日左右，在产量不减或增加的前提下，大幅度减少了用工，提高了棉花的早熟性[8]。

针对棉麦、棉油、棉蒜套作难以实现机械化的难题，建立了蒜后直播短季棉栽培技术，内容包括早熟品种晚播种，选用生育期短、株型紧凑、适合高密度种植的短季棉品种，5月底以前机械精量播种，减免间苗定苗环节；合理密植化学封顶，简化整枝；化控、肥控相结合，施足底肥，在盛蕾期或初花期追肥一次，及时争取棉花适时“封行”[12-13]。蒜后直播短季棉虽然产量低于蒜套春棉，但因省工节本，效益提高10%以上，而且为实行机械化植棉奠定了基础，展现出良好的推广应用前景。

5 展望

黄河流域棉区已经建成符合国情、操作性强、省工节本的轻简化栽培技术体系，有效解决了传统精耕细作技术存在的管理繁琐，用工多、劳动强度大、生产效率低等难题，并在黄河流域棉区棉花生产中发挥了重要作用。印度和巴基斯坦等周边植棉大国尚未开展轻简化植棉的研究，仍以人工栽培为主，单产低、人工投入多、生产效率低；美国等发达植棉国家依靠资源和技术优势，全面采取规模化、全程机械化、信息化植棉，但少见对轻简化植棉研究，更少见对两熟制棉花轻简化栽培的研究。我们建立的棉花轻简化丰产栽培技术体系，立足中国国情、符合现实需要，针对性、适用性与可操作性强，与传统精耕细作栽培技术相比，平均减少用工40%以上、物化投入15%以上，且更加绿色环保；与印度、巴基斯坦等发展中植棉国家比较，减少用工50%以上、增产40%以上；与美国等发达植棉国家相比，尽管在机械化、信息化方面尚有显著差距，但该技术的单位面积棉花产量、产值和综合效益高10%—15%[4]。但也必须看到，黄河流域棉区轻简化植棉水平地区间不平衡，农艺技术与物质装备融合度不高。另外，烂铃、早衰、生产品质差等问题也十分严重，必须尽快解决。

要优化种植制度和种植模式。在热量和水浇条件较差的地区，坚持一熟种植；在热量和水浇条件较好的地区，在稳定现有麦棉两熟和麦油两熟制的基础上，稳步发展棉花与大蒜等高效作物的两熟制。种植模式要做进一步调整，改麦（油、蒜）棉套种为麦后或者油后、蒜后直播棉连作，为推行机械化生产奠定基础。

要完善提升精准播种技术水平。精准播种是一个系统工程，要在以下4个方面下功夫：一是要进一步提高整地质量，保证棉花种子萌发出苗处在最佳的微生态环境；二是进一步提高种子质量，不仅要求种子发芽出苗能力强，还要通过科学的包衣处理实现抗病、杀虫、稳长之目标；三是进一步完善播种技术，通过升级播种机械，像新疆一样全面实现机械化精量和准确定位播种；四是进一步提升联合作业水平，把播种、施肥、喷除草剂、盖膜等多道程序的联合作业。

继续研制新型肥料及其施用技术，进一步简化施肥和提高肥料利用率。棉花的生育期长、需肥量大，采用传统速效肥一次施下，会造成肥料流失，利用率降低；多次施肥虽能提高肥料利用率，但费工费时。专用缓（控）释肥一次深施是简化施肥的新方向。为确保一次施肥的效果，必须加强成本低、效果好的缓控释肥的研制，进一步研究配套的科学施肥技术。

要因地制宜发展棉花采收机械化。黄河流域棉区一熟棉田，虽然地块大小不一，但很大一部分棉田单块面积较大，地表平整，气候特点适宜，农田基本设施适当建设后能满足大型农业机械作业的要求，因此具备棉花机械化收获的基本硬性条件。应选用适宜机械化收获的棉花品种，在保证棉花单产的前提下改进棉花种植模式，加强棉田管理，示范推进机械化采收。黄河流域棉区的两熟棉田，由于种植规模小，且采用麦棉、蒜棉套种的栽培模式，实现机械化的难度很大，应首先改革种植模式，实现麦后、蒜后棉花机械化直播。

加快选育适宜轻简化栽培、机械化收获的棉花品种。生长发育稳健、叶枝弱赘芽少、适应性和抗逆性强、品质好、易栽培管理的棉花品种适合轻简化栽培，也受农民欢迎。棉花收获机械在作业过程中会对吐絮棉株产生挤压、缠绕、抽拉、碰撞等作用，对棉花品种的要求也较高。要求棉铃含絮力适中，以便于机械采收。目前黄河流域棉区种植品种较多、性状多样，各地土壤气候条件差异性较大，均对棉花的生长造成影响。因此，适宜不同地区机械化采收作业的棉花品种需要进一步筛选和培育。

烂铃、早衰、生产品质差等问题不是单一因素引起的，也不是单一技术能够有效解决，品种、技术和相应的物质装备等配合才是解决之道。在轻简化栽培技术创建和集成过程中，必须充分考虑对烂铃、早衰、生产品质等的影响，把解决这些问题作为轻简化栽培技术创建的重要出发点。

综上，面对农村劳动力数量减少和质量下降的挑战，中国科技工作者积极探索轻简植棉、快乐植棉的途径和关键技术，在棉花精准播种、简化整枝、轻简施肥、集中成铃等关键技术方面取得了一系列重要进展，集成建立了具有核心推广价值、操作性强的轻简化植棉技术体系，为“快乐植棉”提供了新技术、新方法。为实现更高层次的轻简化栽培，应进一步简化播种和采收2个环节，减少管理环节，改“轻种重管”为“种管并重”；在继续创新轻简化栽培关键技术的同时，加强农机农艺融合，特别是要进一步突破机采棉技术，推进机采棉在黄河流域适宜地区的发展。可以预见，在不远的将来，中国棉花高产简化栽培技术体系将得到进一步提升和完善，并将为棉花生产振兴和可持续发展发挥重要作用。

[1] Dai J L, Dong H Z. Intensive cotton farming technologies in China: Achievements, challenges and countermeasures., 2014, 155: 99-110.

[2] 喻树迅, 张雷, 冯文娟. 快乐植棉—中国棉花生产的发展方向. 棉花学报, 2015, 27(3): 283-290.

Yu S X, Zhang L, Feng W J. Easy and enjoyable cotton cultivation: developments in China's cotton production., 2015, 27(3): 283-290. (in Chinese)

[3] 董合忠, 杨国正, 李亚兵, 田立文, 代建龙, 孔祥强. 棉花轻简化栽培关键技术及其生理生态学机制. 作物学报, 2017, 43(5): 631-639.

DONG H Z, YANG G Z, LI Y B, TIAN LW, DAI J L, KONG X Q. Key technologies for light and simplified cultivation of cotton and their eco-physiological mechanisms.2017, 43(5): 631-639. (in Chinese)

[4] DAI J L, KONG X Q, ZHANG D M, LI W J, DONG H Z. Technologies and theoretical basis of light and simplified cotton cultivation in China.2017, 214: 142-148.

[5] 董合忠. 滨海盐碱地棉花轻简栽培：现状、问题与对策. 中国棉花, 2011, 38(12): 2-4.

Dong H Z. Extensive cultivation of cotton in salt-affected soil: current problems and countermeasures., 2011, 38(12): 2-4. (in Chinese)

[6] 董合忠. 棉花轻简栽培的若干技术问题分析. 山东农业科学, 2013, 45(4): 115-117.

Dong H Z. Analysis of cotton extensive cultivation technology in China., 2013, 45(4): 115-117. (in Chinese)

[7] 董合忠. 棉花重要生物学特性及其在丰产简化栽培中的应用. 中国棉花, 2013, 40(9): 1-4.

Dong H Z. Major biological characteristics of cotton and their application in extensive high-yielding cultivation., 2013, 40(9): 1-4. (in Chinese)

[8] 董合忠, 杨国正, 田立文, 郑曙峰. 棉花轻简化栽培. 北京: 科学出版社, 2016.

Dong H Z, Yang G Z, Tian L W, Zheng S F.. Beijing: Science Press, 2016. (in Chinese)

[9] 毛树春. 中国棉花景气报告. 北京: 中国农业出版社, 2012: 158-184.

Mao S C.. Beijing: China Agricultural Science Press, 2012: 158-184. (in Chinese)

[10] 毛树春. 中国棉花景气报告. 北京: 中国农业出版社, 2013: 272-274.

Mao S C.. Beijing: China Agricultural Science Press, 2013: 272-274. (in Chinese)

[11] 毛树春. 中国棉花景气报告. 北京: 中国农业出版社, 2014: 104-112.

Mao S C.. Beijing: China Agricultural Science Press, 2014: 104-112. (in Chinese)

[12] 董合忠. 棉蒜两熟制棉花轻简化生产的途径—短季棉蒜后直播. 中国棉花, 2016, 43(1): 8-9.

Dong H Z. A new alternative of extensive farming under garlic-cotton double cropping-direct seeding of short-season cotton after garlic., 2016, 43(1): 8-9. (in Chinese)

[13] Lu H Q, Dai J L, Li W J, Tang W, Zhang D M, Eneji A E, Dong H Z. Yield and economic benefits of late planted short-season cotton versus full-season cotton relayed with garlic., 2017, 200: 80-87.

[14] 董合忠, 李维江, 李振怀, 唐薇, 张冬梅. 棉花营养枝的利用研究. 棉花学报, 2003, 15(5): 313-317.

Dong H Z, Li W J, Li Z H, Tang W, Zhang D M. Review on utilization of vegetative branches of cotton plants., 2003, 15(5): 313-317. (in Chinese)

[15] 董合忠, 李振怀, 李维江，唐薇, 曲惠英, 张冬梅. 抗虫棉保留利用营养枝的效应和技术研究. 山东农业科学, 2003(3): 6-10.

Dong H Z, Li Z H, Li W J, Tang W, Qu H Y, Zhang D M. Effects and utilization technique of vegetative branches on Bt transgenic cotton plants., 2003(3): 6-10. (in Chinese)

[16] 董合忠, 李维江, 李振怀, 唐薇, 苑振戈. 抗虫杂交棉精播栽培技术研究. 山东农业科学, 2000(3): 14-17.

Dong H Z, Li W J, Li Z H, Tang W, Wan Z G. Studies on less seeding-rate cultivation technique for transgenic hybrid cotton., 2000(3): 14-17. (in Chinese)

[17] Dong H Z, Li W J, Xin C S, Tang W, Zhang D M. Late-planting of short-season cotton in saline fields of the Yellow River Delta., 2010, 50: 292-300.

[18] 官春云. 作物轻简化生产的发展现状与对策. 湖南农业科学, 2012(2): 7-10.

Guan C Y. Current situation and developmental strategy for light and simplified production in crops., 2012(2): 7-10. (in Chinese)

[19] 董合忠, 李维江, 代建龙, 辛承松, 孔祥强, 唐薇, 张冬梅, 李振怀, 罗振, 卢合全, 王琦. 棉花轻简化栽培技术规程. 山东省地方标准, DB37/T 2739-2015, 2015.

Dong H Z, Li W J, Dai J L, Xin C S, Kong X Q, Tang W, Zhang D M, Li Z H, Luo Z, Lu H Q, Wang Q. Technical regulations for light and simplified cultivation of cotton. Shandong Provincial Standard, DB37/T 2739-2015, 2015. (in Chinese)

[20] 代建龙, 李维江, 辛承松, 董合忠. 黄河流域棉区机采棉栽培技术. 中国棉花, 2013, 40(1): 35-36.

Dai J L, Li W J, Xin C S, Dong H Z. Cultivation technologies for machine-harvested cotton in Yellow River valley of China., 2013, 40(1): 35-36. (in Chinese)

[21] 代建龙, 李振怀, 罗振, 卢合全, 唐薇, 张冬梅, 李维江, 辛承松, 董合忠. 精量播种减免间定苗对棉花产量和产量构成因素的影响. 作物学报, 2014, 40(11): 2040-2045.

Dai J L, Li Z H, Luo Z, Lu H Q, Tang W, Zhang D M, Li W J, Xin C S, Dong H Z. Effects of precision seeding without thinning process on yield and yield components of cotton., 2014, 40(11): 2040-2045. (in Chinese)

[22] 中国农业科学院棉花研究所. 中国棉花栽培学. 上海: 上海科学技术出版社, 2013: 798-811.

Cotton Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences.. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 2013: 798-811. (in Chinese)

[23] 郭红霞, 侯玉霞, 胡颖, 杨铁钢. 两苗互作棉花工厂化育苗简要技术规程. 河南农业科学, 2011, 40(5): 89-90.

Guo H X, Hou Y X, Hu Y, Yang T G. The brief technical procedures of industrialized seedling with the method of the other seedlings promoting the growth of cotton seedlings., 2011, 40(5): 89-90. (in Chinese)

[24] Yang G Z, Chu K Y, Tang H Y, Nie Y C, Zhang X L. Fertilizer15N accumulation, recovery and distribution in cotton plant as affected by N rate and split., 2013, 12(6): 999-1007.

[25] 辛承松, 杨晓东. 黄河流域棉区棉花分类平衡施肥技术及其应用. 中国棉花, 2015, 42(6): 44-45.

Xin C S, Yang X D. Classified fertilizer technology and application of cotton in the Yellow River valley region., 2015, 42(6): 44-45. (in Chinese)

[26] 辛承松, 杨晓东, 罗振, 焦光婧, 余学科, 薛中立. 黄河流域棉区棉花肥水协同管理技术及其应用. 中国棉花, 2016, 43(3): 31-32.

Xin C S, Yang X D, Luo Z, Jiao G J, Yu X K, Xue Z L. Fertilization-water collaborative management technology and application of cotton in the Yellow River valley region., 2016, 43(3): 31-32. (in Chinese)

[27] 李成亮, 黄波, 孙强生, 窦兴霞, 杨越超, 张民. 控释肥用量对棉花生长特性和土壤肥力的影响. 土壤学报, 2014, 51(2): 295-305.

Li C L, Huang B, Sun Q S, Dou X X, Yang Y C, Zhang M. Effects of application rates of controlled release fertilizer on cotton growth and soil fertility., 2014, 51(2): 295-305. (in Chinese)

[28] 齐付国, 孙景生. 棉花节水灌溉研究进展.节水灌溉, 2012(5): 60-62.

Qi F G, Sun J S.Research advance of water-saving irrigation of cotton., 2012(5): 60-62. (in Chinese)

[29] 董合忠, 李维江, 唐薇, 李振怀, 牛曰华, 张冬梅. 留叶枝对抗虫杂交棉库源关系的调节效应和对叶片衰老与皮棉产量的影响. 中国农业科学, 2007, 40(5): 909-915.

Dong H Z, Li W J, Tang W, Li Z H, Niu Y H, Zhang D M. Effects of retention of vegetative branches on source-sink relation, leaf senescence and lint yield in Bt transgenic hybrid cotton., 2007, 40(5): 909-915. (in Chinese)

[30] Dai J L, Luo Z, Li W J, Tang W, Zhang D M, Lu H Q, Li Z H, Xin C S, Kong X Q, Eneji A E, Dong H Z. A simplified pruning method for profitable cotton production in the Yellow River valley of Ch ina., 2014, 164: 22-29.

[31] 董合忠, 毛树春, 张旺锋, 陈德华. 棉花优化成铃栽培理论及其新发展. 中国农业科学, 2014, 47(3): 441-451.

Dong H Z, Mao S C, Zhang W F, Chen D H. On boll-setting optimization theory for cotton cultivation and its new development., 2014, 47(3): 441-451. (in Chinese)

[32] 董建军, 李霞, 代建龙, 董合忠. 适于机械收获的棉花晚密简栽培技术. 中国棉花, 2016, 43(7): 35-37.

Dong J J, Li X, Dai J L, Dong H Z. A cotton cultivation system of "late planting, high plant density and simplified management" suitable for mechanical harvesting cotton., 2016, 43(7): 35-37. (in Chinese)

（责任编辑 李莉）

Review of Light and Simplified Cotton Cultivation Technology in the Yellow River Valley

DONG Jianjun1,2, DAI JianLong1, LI Xia1, LI WeiJiang1, DONG HeZhong1

(1Shandong Cotton Research Center/Shandong Key Lab for Cotton Culture and Physiology, Jinan 250100;2)

The cotton-growing region of Yellow River valley is one of the three major cotton producing areas in China. It is of great strategic significance to promote the sustainable development of cotton production in this area through full improvement of cultivation technology. Firstly, the main problems of current cotton cultivation and management technology in the cotton area of the Yellow River valley were analyzed in the paper. These problems mainly include the diversification of cotton planting system and planting pattern, which hinders the simplification and mechanization in cotton production; the scale of cotton production is small with poor organization; the field management of cotton is not only complicated, but also cumbersome and labor-intensive due to poor mechanization. It is also indicated that a large number of rural labors have been transferred to the city due to the fast urbanization in this area, which leads to the decrease in both the number and quality of rural labors, making it difficult to support the traditional labor-intensive cultivation of cotton. Thus many problems occurred in cotton production such as great consumption of labors, large material input and low economic benefits, which are the main obstacles to the sustainable development of cotton production in this area. Adoption of light and simplified cultivation technology is an important way to improve the Chinese cotton competitiveness in the world market and the sustainable development of cotton production in the Yellow River valley of China. Secondly, the formation and development process of light and simplified cotton cultivation technology were reviewed. The key techniques for light and simplified cotton cultivation, including precision seeding, simplified seedling nursing and transplanting, concentrated fruiting, easy and simplified pruning and fertilization, water-saving irrigation and other light cultivation techniques for cotton production were summarized and reviewed. Finally, based on the review, the authors proposed tentative ideas to simplify management, save costs and improve fiber quality and economic benefits by further improvement and development of the light and simplified cotton cultivation technology. In order to achieve a higher level of light and simplified cultivation in the future, more attention should be paid to seeding and harvesting as well as to simplifying and reducing the management process. The planting system and planting mode should be further optimized to lay a foundation for the implementation of mechanized production; the precision sowing technology should be further improved to ensure full stand establishment after seeding once; new fertilizers and their application technology should be continually developed to further simplify fertilization and improve fertilizer use efficiency; cotton varieties suitable for light cultivation and mechanized harvest should be genetically developed to enhance mechanized harvesting of cotton according to local conditions. While continuing to innovate the key cultivation technologies, the integration of agricultural machinery and agronomic measures as well as the combination of the fine variety with fine cultivation method must also be strengthened. It is foreseeable that in the near future, the light and simplified cotton cultivation technology system will be further improved, which will play more important roles in sustainable development of cotton production in this area.

Yellow River Valley; cotton; light and simplified cultivation

2016-12-05；

国家现代农业产业技术体系（CARS-18-21）、山东省现代农业产业技术体系棉花创新团队（SDAIT-03-01）、山东省重点研发计划（2015GNC110001）、山东省农业科学院农业科技创新工程（CXGC2016B05）、山东省农业重大应用技术创新项目（2015棉花）

接受日期：2017-03-17

联系方式：董建军，E-mail：18615202737@163.com。通信作者董合忠，E-mail：donghz@saas.ac.cn