我国棉花生产全程机械化生产发展现状、问题与对策

2018-01-04陈传强蒋帆张晓洁张桂芝李浩

中国棉花 2017年12期

关键词：棉机棉区机采

陈传强，蒋帆，张晓洁，张桂芝，李浩

（1.山东省农业机械技术推广站，济南250100；2.山东棉花研究中心，济南250100）

我国棉花生产全程机械化生产发展现状、问题与对策

陈传强 1*，蒋帆 1，张晓洁 2，张桂芝 2，李浩 2

（1.山东省农业机械技术推广站，济南250100；2.山东棉花研究中心，济南250100）

棉花是我国重要的经济作物，是国民经济发展的重要支柱产业。但是，近10年来我国棉花种植面积持续锐减，究其原因：一是受国际市场影响，棉花价格持续走低；二是我国棉花生产成本持续上升，生产资料和劳动力价格持续上涨；三是我国棉花生产主要依靠人工，机械化水平低。保持并提升我国棉花在国际市场上的竞争优势，发展棉花生产全程机械化、降低生产成本是必然的选择。作者分析了近10年我国棉花产业和棉花生产机械化的现状和问题，提出了发展机采棉、推进棉花生产全程机械化的对策。

1 我国棉花产业发展现状与特点

1.1 面积与总产持续下降，单产不断提高

我国棉花种植面积和总产均占全球第二，单产居全球第六。但是近10年来，我国棉花种植面积出现了连续下滑的局面。2016年全国棉花播种面积337.61万 hm2，皮棉总产量 534.3万 t，皮棉单产1 582.5 kg·hm－2[1]。与 2007 年相比，面积减少 255万hm2，下滑43%；皮棉总产量减少228万t，下滑30%；皮棉单产提高 297 kg·hm－2，增加 23%。近 10年的变化情况如图1所示。

图1 近10年我国棉花面积、总产和单产走向

1.2 由“三足鼎立”演变为“一枝独秀”

从我国三大棉花产区来看，棉花主产区已经从长江流域、黄河流域、西北内陆地区（主要为新疆）的 “三足鼎立”演变为新疆棉区的 “一枝独秀”[2]。2015年，新疆棉区棉花种植面积为190万hm2，占全国的50%以上（图2），比长江与黄河流域的总和还多25万hm2；2015年，新疆皮棉产量为350.3万t，占全国的 62.5%，皮棉单产为 1 840 kg·hm－2，比全国平均皮棉单产领先24.7%。无论从面积、单产还是总产来看，新疆都表现出了绝对的优势，并且这种趋势还在继续增强。

图2 2015年三大棉花主产区棉花面积所占比例比较

1.3 棉花价格先涨后跌，起伏波动大

从棉花价格来看，2000年到2010年，我国棉花价格不断走高，2010年达到历史峰值，皮棉平均价格达到 25 700 元·t－1，最高达到 31 300 元·t－1。2011年后，棉花价格直线下跌，到2016年最低跌至12 000元·t－1[3]。其原因主要是受国际棉花市场价格的影响，也与我国原棉纤维品质与纺织企业需求不匹配有关。近几年由于棉花加工机械越来越大型化、智能化，对棉花纤维品质要求越来越高，低品质棉花价格难以稳定。

1.4 棉花成本越来越高，效益持续下降

随着农业生产资料和劳动力价格不断提升，棉花的生产成本越来越高。根据山东省农业机械技术推广站国家行业科技计划“华北棉区棉花全程机械化关键技术及农艺技术研究与示范”课题组2016年在东营市利津县春喜农机专业合作社调查，除棉花打顶和放苗采用人工作业，其他环节全部采用机械化作业，机械作业费（含人员工资）为7 380元·hm－2，种子、地膜、肥料、农药（含除草剂、植物生长调节剂）等生产资料成本为4 695元·hm－2，棉花机械化生产成本为12 075元·hm－2。2016年，棉花产量为籽棉 3 000 kg·hm－2、平均价格为 7.2 元·kg－1，每公顷收入为21 600元左右，棉花生产纯收益为9 525元·hm－2。被调查的一般小规模生产的农户，棉花生产成本为19 500元·hm－2左右，每公顷收入为4 875元。笔者2017年8月份在新疆生产建设兵团第一师和第八师调研的情况是，棉花生产的成本是18 000～24 000元·hm－2，籽棉产量一般为6 000 kg·hm－2，生产效益在 22 200 元·hm－2左右。新疆棉花生产效益好，其原因：一是棉花产量高；二是棉花品质好，价格高；三是地块大，机械化作业生产效率高、生产成本相对低。

2 我国机采棉发展的现状与问题

棉花生产全程机械化发展的重点是机械采收，难点是植株长势的塑造，棉花机采的前提是与采棉机相匹配的种植模式和植株长势。目前，我国棉花主产区耕整地、植保、化控、施肥、灌溉等环节已经实现了机械化，纯作直播棉区全面实现了机械化播种。据农业部主要农作物生产全程机械化专家指导组棉花组调查数据（下文除特殊说明，数据均来源于此）：2016年我国棉花机采面积为88万hm2，采棉机保有量为2 880台，机采率为23.2%。其中，新疆生产建设兵团采棉机保有量达到2 120台，棉花机采率为92.9%，新疆自治区（地方）拥有采棉机750台，机采率达到20%。山东省采棉机保有量为9台，机采率不到0.5%，其他地区棉花机采基本为空白。机型以大型进口水平摘锭式采棉机为主，包括凯斯4行机、6行机，迪尔5行机、6行机；国产采棉机有贵航3行机、5行机，钵施然3行机、6行机等。目前从全国棉花产区布局来看，机采棉工作推进的重点是新疆自治区（地方）和黄河流域、长江流域棉区。与粮食作物相比，棉花机采发展迟缓，不仅与农机农艺技术不配套有关，而且与采棉机价格高、棉田规模小、采收效益差等有关。

2.1 现有棉花种植模式不适合机械采收要求

一是种植模式多，不适合机采要求。要实现机采棉首先要按照配套采棉机要求的行距进行棉花种植，再按照机采要求对棉花株型和高度进行管理，也就是说棉花的规范化种植与管理是机采的前提。从棉花的种植模式来看，全国三大棉区各有差别。在黄河流域的黄河三角洲地区棉花的传统种模式是大小行种植，行距一般为80 cm+50 cm。在长江流域和黄河流域的其他一年两作地区，棉花种植模式五花八门，有棉麦套作、蒜棉套作、瓜棉套作、椒棉套作等，小行距50 cm左右，大行距为90～150 cm，也有些地区采用100 cm左右的等行距，在新疆的南疆也存在大小行种植。而目前的主流采棉机——摘锭式采棉机，收获行距是76 cm。非76 cm等行距种植模式、大小行种植模式均不符合机采棉的要求。

二是种植不规范，密度过低，植株高矮不一。由于种植模式的多样性，不同模式靠群体增产还是靠单体增产的目标就不同，导致管理措施的不一致，最终造成棉花长势各异。以山东菏泽地区为例，套种棉花的密度为22 500～30 000株·hm－2，株高在150 cm以上，高的达到200 cm。在长江和黄河流域大部分棉区棉花高度在130 cm以上，这与采棉机的适宜采收高度要求——80 cm左右相差甚远，采棉机无法进行高效的收获作业，或者说不能发挥采棉机的最佳作业效果。在山东滨州、东营，河北河间等单作棉花种植区，为推广机采棉技术，采用76 cm等行距种植，加大棉花种植密度至90 000株·hm－2左右，按照机采棉的要求进行打顶、化控和水肥管理，力图使棉花高度控制在80 cm左右，取得了明显成效。但由于这些区域棉花生长期雨水充足，棉花高度控制技术难度较大，一般高度为100 cm以上。总的来看，目前，这些地区要根据当地的雨水条件通过适当的措施增加棉花密度、降低高度、依靠群体增产，达到机采棉收获的要求。

2.2 种植管理水平差影响机械采收质量

棉花种植有直播和移栽2种方式。

一是机械播种，目前，无论是春播棉还是夏播棉，在棉花直播地区均实现了机械播种，春播棉均实行地膜覆盖。在新疆大型、高效膜上打孔精密播种机械得到大面积推广应用，播种质量好，能有效保证机采作业效果。在黄河流域以2行小型机引专用棉花播种机为主。传统的排种器是外槽轮和窝眼式，播种质量差，受“有钱买种、无钱买苗”的传统思想影响用种量大，造成种子浪费和间苗用工量大。在山东、河北等技术示范区，勺轮式、指夹式排种器得到了应用，提高了播种质量，部分地区引进生产了4行和6行棉花播种机，提高了播种作业效率。在长江流域，专用的棉花播种机较少，许多棉花播种机是用玉米播种机改制或替代，不能保证作业质量。在黄河流域和长江流域，由于整地质量差，播种深度不一致，常导致出苗效果差，加上因没有应用卫星导航技术导致播行不端直，衔接行距不均匀，造成机械采棉作业效率低、质量差。

二是移栽。移栽作业效率低、生产成本高。传统的移栽方式是人工育苗、裸苗移栽，作业效率低，缓苗时间长。近几年，随着蔬菜移栽机的成功应用，棉花机械化移栽技术也不断成熟，采用穴盘育苗、带钵体移栽，但是仍然存在增加生产成本的问题，移栽一棵苗的成本在0.1元左右，按照习惯种植密度每移栽1 hm2增加成本4 500～7 500元。

2.3 化控及水肥管理措施不到位

在品种选定后，棉花株型和高度基本上由化控以及水肥管理措施决定。也就是说在棉花品种确定后，棉花的高度和株型与化控的时间、频次、生物调节剂的量，以及水分调控和肥料调控的时间、量紧密相关。在新疆棉区由于降水量少、采用滴灌措施，化控和水肥调节的目标基本上能按棉田管理者的意志实现。在黄河和长江流域棉区，棉花种植初期的5月份降水量极少，又没有滴灌设施，常常因干旱导致棉花减产；而在棉花生长后期由于降水量大导致化控和水肥调节技术难度加大。因此，新疆棉区的管理经验很难复制到黄河和长江流域棉区。黄河和长江流域棉区要认真研究化控技术，力争精准控制棉花的株型和高度，在有条件的地区应示范滴灌技术，实现水肥的有效控制。

2.4 采棉机价格高，购买能力差

现有采棉机从结构与工作原理上看，主要分为选收式（摘锭式，只收籽棉）和统收式（梳齿式、对辊式等，棉铃、棉枝和棉叶一起收获）2类。新疆作为我国棉花的主产区，在率先发展机采棉方面做了大量的工作。20世纪50年代，新疆建设兵团就开始引进和研发采棉机，先后引进前苏联单行垂直摘锭采棉机、2行垂直摘锭自走式采棉机、乌兹别克斯坦4行采棉机，进行了大量的试验，但是效果都不理想[4]。一直到1995年，引进了美国摘锭式采棉机，示范推广工作才取得了明显的成效，目前新疆棉区推广应用的采棉机主要是美国迪尔公司和凯斯公司的大型采棉机。2002年，贵航与中国农业机械化科学研究院联合，在新疆研发生产5行自走摘锭式采棉机，得到有效推广。目前，新疆钵施然农业机械科技有限公司、山东天鹅棉业机械股份有限公司等企业生产的水平摘锭式采棉机已通过推广鉴定，部分产品已批量生产供应市场。从摘锭式采棉机发展来看，目前国外设备、技术已经非常成熟，国产采棉机也不断走向成熟。但是，国外进口大型采棉机价格少则200多万元，多则500多万元；对小规模生产的棉农来讲，虽然有国家的植棉补贴政策，但是仍然是杯水车薪，没有能力购买。

统收式采棉机改变了原有采棉机的采摘台结构，没有摘锭和滚筒，而是利用梳齿或刷辊等将棉铃一次性收获，然后将棉铃喂入清花机压碎后再进行棉花清选。其结构简单、购置成本及使用维修费用低，大大降低了棉花采收成本，但是，统收式采棉机与选收式相比，采收棉花的含杂率高，清理过程中对棉花纤维品质也造成损伤。在统收式采棉机研发推广方面新疆也起到了率先的作用，2008年以后，新疆农垦科学院、新疆农业科学院、新疆大学等单位开始引进和研发梳齿式采棉机，并进行了小批量的生产推广。2012年，农业部南京农机化所承担了国家公益性行业（农业）科研专项经费项目“华北棉区棉花全程机械化关键技术及农艺技术研究与示范”，把指杆式（梳齿式）采棉机列为研发重点，至2016年，共研发出3种统收式采棉机，包括指杆式（梳齿式）、指刷式和刷辊式。刷辊式采棉机在美国西部和南部棉区已大批量推广应用，其特点是在矮小棉花收获方面比摘锭式具有更好的适应性，但是其棉花含杂率高。因其结构简单，成本低，若不过分要求棉花品质，而以棉花生产效益为目的，仍然会有一定的市场需求。统收式采棉机有望成为适合中小规模生产的另一种推广机型，应继续加快研发试验。

2.5 地块小不适合大机型规模化作业

在新疆棉区，由于土地规模大，单台套大型摘锭式采棉机年作业量为500 hm2左右，若跨区域开展作业服务甚至达到700 hm2，能够充分发挥大型采棉机的效能；而在长江和黄河流域棉花生产地块小，地头短，采棉机作业效率低，年作业量达不到新疆的一半，不能有效发挥大型机械的效能，导致高价格的大型摘锭式采棉机投资回收期太长。目前，在长江和黄河流域大部分地区还是应该以3行小型摘锭式采棉机为主。

3 对策与建议

棉花生产用工多，劳动强度大，生产成本高，只有发展棉花生产全程机械化，才能降低生产成本，提高生产效益，增加棉农收益。因此，推进棉花生产全程机械化是提高棉花产业国际竞争力，振兴我国棉花产业的必由之路。针对以上问题，提出我国棉花生产全程机械化发展的建议与对策。

3.1 提高认识，增强发展机采棉的信心

机械化水平低是我国棉花生产成本高的主要原因，没有机械化棉花产业在国际上就没有竞争力。棉花生产全程机械化技术在新疆棉区已得到了广泛的推广应用，取得了成功的经验。在全国棉区全面推广机采棉只是路径和时间的问题，这是不容置疑的，必须树立信心——在粮食以及部分经济作物实现了机械化之后，棉花生产全程机械化的实现已经为时不远。

3.2 强化政策支持，全力推进棉花生产全程机械化的发展

机采棉是棉花生产全程机械化的瓶颈和重点。前几年，国产采棉机技术不过关，因受国外技术垄断，国外采棉机在我国售价高，导致推广难度大、发展速度慢。目前，我国已有多家企业实现了关键技术突破，其产品通过了推广鉴定，具备推广条件，实现了采棉机生产的国产化。但是，采棉机价格仍偏高，农民购买困难。因此，国家必须给予政策支持，从而调动生产企业、购机户、使用者三方的积极性。如在购机补贴政策上对采棉机加大补贴力度、优先补贴、叠加补贴；对机采棉作业给予作业补贴；针对采棉机研发生产难度大，投资高，现有产品还需要进一步提高和完善技术水平的现状，国家应给予研发单位科研立项，给予研发资金支持。

3.3 强化技术创新，加大示范推广力度

目前，黄河流域与长江流域棉区在机采棉种植和管理上还缺乏经验，没有成熟的技术规范，这就要求按照机采棉的需要，集中技术力量和项目经费建立示范基地，示范推广机械精密播种、化控等成熟技术与机具，开展不同品种、不同密度的对比试验，探索适宜的机采棉种植与管理措施。一是要提高整地和播种质量。首先，要大幅度提高整地质量，选用优质种子，保证出苗率；其次，在有条件的规模化生产地区进行激光整地，卫星导航播种，保证播行端直、邻接行距一致，从而保证机采棉对行作业，提高机采作业效率与质量。二是强化管理措施。长江与黄河流域棉区，应适当加大棉花种植密度，并通过水肥调节、化控等措施控制棉花长势，提高棉花的吐絮一致性。通过大胆验证示范总结形成可复制、可推广的种植模式，通过宣传推广推进棉花生产全程机械化快速发展。