棉花种植及生产机械化发展研究

桑春晓

摘要针对近年来棉花产量和种植面积的连续下降，调研了棉花生产现状，提出机械化是解决农民植棉积极性下降的关键。通过分析棉花生产全程机械化面临的农机装备、棉花品种、试验示范等存在的问题，提出合理规划、部门协作、资金扶持等政策建议。

关键词棉花；机械化；装备；品种；示范；建议

中图分类号S23文献标识码

A文章编号0517-6611（2018）05-0227-04

AbstractAccording to the continuous decline in cotton yield and planting area in recent years， the status of cotton production mechanization was researched. It was put forward that mechanization was the key to solve the farmers enthusiasm decline for cotton planting. Through analyzing the problems of agricultural machinery equipment， cotton varieties， test and demonstration in the whole process of cotton production mechanization， some policy suggestions were put forward， such as reasonable planning， department cooperation and financial support.

Key wordsCotton；Mechanization；Equipment； Variety；Demonstration；Suggestion

党的十八大报告指出，要“促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”，农业现代化为工业化和城镇化提供支撑和保障。农业机械化是农业现代化的重要组成部分， 2014年中央一号文件有关农业机械化的第十二条提出要“加快推进大田作物生产全程机械化，主攻机插秧、机采棉、甘蔗机收等薄弱环节”。棉花是我国的重要经济作物，既是将近两亿农民的主要经济来源，又关系着纺织行业近两千万人的就业问题。我国棉花常年种植面积为533.3万hm2，约占世界种植面积的15 %。但最近几年我国棉花种植面积连续下降，国家统计局公布的数据显示，2016年全国棉花产量534.3万t，比2015年减产26.0万t，下降4.6%，2016年全国棉花播种面积337.6万hm2，比2015年减少42.1万hm2，下降11.1%，连续3年減少。特别是内陆的黄河流域和长江流域棉花种植面积减幅较大，种植面积下降超过20%。针对近年来棉花产量和种植面积的连续下降，笔者调研了棉花生产现状，提出机械化是解决农民植棉积极性下降的关键。通过分析棉花生产全程机械化面临的农机装备、棉花品种、试验示范等存在的问题，提出合理规划、部门协作、资金扶持等政策建议。

1棉花种植面积逐年减少的主要原因

1.1棉花种植成本增加、收益减少、比较效益低

随着经济的发展及农村劳动力的大量转移，目前农村劳动力出现极为缺乏的现象[1]。棉花种植田间管理繁杂，从种到收有40多道劳动强度较大的工序，据统计平均用工300多个/hm2，每个工成本约为120元/（d·hm2），仅用工这一项成本就约占棉花生产成本的60%。加上农业生产资料价格持续上涨、自然灾害和病虫害频繁发生，进一步提高了棉花生产成本。特别是2014年国家取消了临时收储政策，仅在新疆进行目标价格试点，2015年在黄河流域及长江流域棉区9个棉花主产省份有2000元/t的补贴，但具体补贴措施尚未出台。而种植粮食基本上实现全程机械化，从种到收农民基本无需管理，因此有空闲时间打零工挣钱；且国家有多项种粮补贴，相比之下，目前棉花比较效益远低于粮食作物。

1.2棉花生产全程机械化程度非常低

2016年全国棉花耕种收综合机械化水平为69.77%，其中机耕水平为93.84%，机播水平为84.61%，机收水平为22.83%。新疆生产建设兵团的棉花生产全程机械化工作居全国前列，机收水平达70%[2]。因此，我国棉花生产全程机械化，特别是机采棉技术正处于起步阶段。机械采收棉花（机采棉）技术是亟需攻克的难题。

然而我国传统的植棉农艺不适宜机械收获，需要改进品种和种植模式，改变植棉农艺的同时应积极研发有自主知识产权的棉花耕整地、播种、田间管理、采收、打棉模机、转运车以及采后清花加工、秸秆残膜处理等系列装备[3]。

1.3进口棉价格大大低于国产棉，化纤产品替代用棉，减少棉花市场的储备与需求

据统计，我国棉花临时收储价格为20 400元/t，而进口完税成本约15 580元/t，比国内临时收储价格低4 000多元/t。由于国内价格大幅高于进口成本，纺织企业不愿入市收购，国家收储压力急剧增加，棉花收储量超过总产量的90%。化纤质量性能逐渐接近棉花，减少了棉花市场的需求，供需矛盾日益明显。

国内实行的棉花临时收储政策形成了数目庞大的国储棉，棉花需求量大大减少，又因新疆棉花生产全程机械化水平比内陆高，国家一度只对新疆棉花试点目标价格补贴政策，将棉花生产重心放在新疆，导致黄河流域及长江流域棉区的棉农植棉积极性大大降低。

2棉花生产全程机械化现状

2.1内陆棉区

通过在江苏、湖北、安徽、山东、河南、新疆、河北棉花主产区实地调研得知，江苏省射阳县正在推广穴盘基质育苗移栽技术，使用富来威生产的移栽机械；大丰市正在进行棉花生产全程机械化的相关试验。湖北省荆州市、荆门市、天门市等多个棉花主产地均积极开展棉花生产全程机械化的试验，在试验点外农业部门开展了棉花生产与高产创建工作。安徽省农业科学院积极组织创建了“棉花轻简化机械化关键技术创新团队”，选育出了4个生育期短、吐絮集中、适合机采的棉花品种，探索了杂交棉F2油后/麦后高密度直播的种植模式，进行了短季棉和杂交棉F2高密度直播小面积示范，取得了较好的效果。山东省委、省政府十分重视棉花产业，把机械化作为振兴棉花产业发展的重要措施，多次召开机采棉现场会，在棉花主产地大力推广机采棉种植模式。河南省农机部门探索适合当地的机采棉种植模式、品种、脱叶剂使用等田间管理技术，对麦后移栽和麦后直播机械化技术进行了对比试验。河北省初步制定了棉花生产机械化技术体系，研发了一批新型多功能棉花耕整—施肥—覆膜—播种联合作业机、棉柴收集处理（还田或粉碎）机具，试制了3WSHZ1000-12型自走式四轮高地隙棉田喷雾机，并将2款棉花收获机列入河北省农机购置补贴产品。

2.2新疆棉区

新疆生产建设兵团从1996年开始引进技术装备开展棉花生产全程机械化试验示范，2001年开始推广棉花生产全程机械化技术，2016年兵团棉花机械收获水平达到70%。兵团自1982年开始研制出了棉花铺膜播种机，至今形成了膜下滴灌精量播種技术。针对中国新疆市场密植需求，制造商将采摘头的排列宽度缩小到76 cm，单行种植仍无法达到农艺要求的22.5～27.0万株/hm2，兵团科技工作者试验成功（66+10）cm宽窄行种植模式，并迅速实现了机械化，且产量不降低，目前兵团90%的棉田采用此模式，76 cm等行距种植模式近年进行小范围应用， 在相同机械设备采收及轧花的情况下，76 cm等行距种植模式下的棉花产量较（66+10）cm种植模式的高，轧花后皮棉的品质更好。在打顶方面，兵团做了机械打顶的尝试，但较为困难，药物控顶是发展趋势，控制效果与品种、气候条件和施药工艺关系较密切，棉花产量与人工打顶差异不显著，因此兵团正在推广药物控顶。与化控一致，脱叶催熟剂的喷施效果也与品种、气候条件和施药工艺关系密切。新疆兵团2016年棉花机械收获水平达到70%，近期发展目标是实现全程机械化，并逐步向规模化、信息化、智能化和社会服务化方向发展，引领我国棉花生产机械化的全面实施。但南疆风沙较大，棉苗经常被吹走，需进行多次补种，导致生长时间无法统一，标准化程度偏低，不利于机采。对于机械收获后的棉花，含杂率比手采棉高，棉花加工厂原有的设备不适宜清理加工机采棉，新疆兵团几乎每个机械化收获棉花的团场都拥有自己的机采棉加工清理设备。

2.3各省棉花生产全程机械化示范点与新疆一熟制棉花不同，其他棉区几乎是油（麦）棉连作的种植模式，传统种植模式的种植行距约为100 cm，株距为30～50 cm，种植密度为1.8万～2.4万株/hm2，大多使用杂交品种，株高100 cm以上，按照棉花开花结铃时间分为伏前桃、伏桃和秋桃，采棉时间为9月初—11月，这与采棉机的作业条件极不相符。在黄淮海以及长江流域棉区发展机采棉技术，必须打破当前传统的种植模式。目前，各省棉花生产全程机械化试验示范点具体情况如下：

（1）播种。除河南进行了机械移栽与机械直播对比试验外，其他省份均采用机械直播的方式，使用中小型拖拉机牵引本地农机企业生产或引进的2行或3行棉花播种机，棉花播种时期，南方部分地区地温已足够使棉种发芽存活，不再需要覆膜。内陆棉区的各棉花生产全程机械化试验点大多采用76 cm（或81 cm）等行距的种植模式，其中湖北荆州试验了4～6个短季棉品种，种植密度为7.5万、9.0万株/hm2，江苏大丰试验了3个短季棉品种，种植密度为4.50万、6.75万、9.00万株/hm2，河南通过试验发现，尽管机械直播的效益比机械移栽稍低，但其生产效率较高，农民更愿意采用机械直播技术。

（2）田间管理。湖北荆州使用本地农机企业生产的简易棉花专用田间管理机械，在株高为140 cm以下时均可用，江苏大丰引进了法国产的抛肥机，兵团、河南、山东采用喷杆式喷药机，后期采用高地隙拖拉机作业。河南通过试验证明脱叶剂对下茬作物无影响。在喷施脱叶催熟与化控药物后，采棉机的作业条件要求棉花脱叶率在80%以上，棉桃吐絮率在80%以上，株高在70～100 cm，最低结铃离地高度大于20 cm，江苏大丰试验表明中棉50较符合条件。

（3）收获。目前山东已拥有8台采棉机，2013年机采面积达到567 hm2，2014年棉花机采面积达到1 120 hm2，棉花生产全程机械化大力推广中。棉花收获机标准中指出采净率应大于或等于93%，籽棉含杂率应小于或等于11%，江苏大丰试验结果显示，籽棉含杂率能满足条件，但采净率还达不到要求，主要原因是棉株中下部僵瓣较多，吐絮不够畅，机器无法收获，这一点与湖北荆州的试验非常相似，可能是由于收获时间过早。

（4）收获后处理。江苏使用机具将棉秆粉碎还田，安徽宿松使用了中国农机院研制的拔棉秆打捆机。山东近年扶持3家棉花加工企业建立了机采棉加工生产专用线，其他地区暂无机采棉加工生产专用线。然而采后清花是能否推进棉花机械收获的一个关键环节，应将机采棉加工清理设备作为棉花机械系列产品来补贴。

在各省棉花生产全程机械化试验示范点积极试验适宜当地机采棉品种、种植模式及化学药物使用方法的同时，管理部门应充分认识到机械直播是棉花生产全程机械化的必要途径。各地试验结果也显示，选择适宜的品种进行直播比杂交品种移栽的产量高，直播比移栽更宜实现机械化，生产效率及收益更高，所以应先积极推广机械直播及机械植保，待试验成功后再推广机械收获，进而发展成棉花生产全程机械化技术体系。

3棉花生产全程机械化存在的问题

此次调研大量汲取了各地试验、推广过程中遇到的问题，现总结如下：

3.1装备是制约棉花生产机械化发展的关键因素调研发现虽然各棉花主产地从种到收各环节几乎都有相应的机械进行作业，但这些机械或简陋或进口，缺乏先进适用的装备。可以通过引进消化再吸收的方式系统地研发一系列棉花耕整地、播种、田间管理、采收、打棉模机、转运车以及采后清花加工、秸秆残膜处理等各环节具有自主知识产权的装备[4]。

3.2品种是制约机采棉技术发展的瓶颈无论是在棉花机械化收获较成熟的新疆兵团还是在各试验点，均表示机采棉新品种选育是亟待攻克的难题，并从农机农艺结合的角度对品种提出了以下几点要求：

①株型紧凑，第一果枝节位高；

②茎秆坚硬不倒伏；

③早熟性好，吐絮集中；

④有利于后期铃重和纤维品质；

⑤纤维长度适当高1～2 mm；

⑥对脱叶剂敏感，有利于机械采收；

⑦产量与不打脱叶剂能持平。

若能培育出满足这些农艺要求的品种，机采棉的产量及品质会进一步提高[5]。

3.3试验示范是推动机采棉技术发展推广的重要手段目前内陆棉区机采棉技术处于起步阶段，需要进行大量的试验示范工作来确定适宜当地的棉花品种、种植模式、种植密度、化控及脱叶催熟剂喷施的浓度和时机，然后总结出一套可复制推广的模式。

在已开展试验示范工作的一些地区资金不充裕，采棉机大多采用租借的形式，去年江蘇大丰试验点的棉花收获机就从山东租借，实际试验1 d花费7万元，代价太高，试验时间也很紧迫，调研发现今年湖北荆州等地也存在类似难以找到棉花收获机械试验的问题。若给每个有棉花生产机械化试验基地的省份配置一台采棉机，就能为棉花生产机械化关键技术——机械收获试验提供保障。

在有采棉机进行试验的地区，还应考虑采棉机的适用性。据湖北荆州、天门等地使用某厂家生产两行牵引式采棉机进行收获试验表明，其适用性存在较多问题：除收获时间偏早导致僵瓣过多掉落外，还存在采棉机体积较大的问题，在收获时对下一行棉花的摩擦、碰撞导致部分棉花还未收获就已掉落，另外两行牵引式采棉机长度过长，长江流域棉区地块较小，田间地头转弯半径太大，大大降低了使用效率，现有的五行、六行采棉机也难以施展，若要大规模推广，适宜研发两行或三行自走式采棉机。

4棉花生产全程机械化的建议

4.1加强部门协作是推进机采棉技术的关键调研发现目前棉花品种科研、生产管理和农机部门认识一致、合作愿望强烈，是解决棉花生产全程机械化问题的好时机。棉花机械收获是一项较为复杂的系统工程，不能孤立单一解决棉花采摘机械化的问题，必须将棉花品种、种植模式、田间管理、化学控制、脱叶催熟、机械收获和清理加工综合考虑、研究，将农机、农艺技术有机结合[6]。农机部门要大力示范推广先进适用的棉花生产机械，积极探索科学完善的棉花生产全程机械化的技术路线和适应市场需求的社会化服务方式；农业科研部门要加快培育更适应棉花机械收获的新品种；农业技术推广单位要积极引导棉农改进种植和管理方式，从农艺上为棉花机械收获提供支持；农机鉴定部门应按规定优先鉴定棉花生产机械；供销部门要加大棉花加工企业的技术改造，增加籽清、皮清等设备。

4.2合理布局规划是发展机采棉技术的前提条件在市场经济环境下，效益是引导产业发展的基本动力。从国民经济对棉花产业发展的整体出发，结合国内外棉花供求市场和我国农业区划状况制定棉花生产布局以及产业发展规划，以新疆兵团棉区为重心，黄淮海盐碱地、长江流域砂壤土等只适宜种植棉花的地区为支撑，在此基础上分区域考虑棉花生产全程机械化问题。

4.3加大政策扶持是发展机采棉技术的根本保障目前黄淮海及长江流域棉区机采棉技术还处在起步阶段，在当前和今后的一个时期还需要加大政策资金扶持力度。

（1）安排专项试验示范推广资金，建立多处示范基地。在遵循国家对棉花生产合理布局的前提下，在适宜种植棉花的地区大力发展棉花生产全程机械化试验示范工作。黄淮海和长江流域棉区的机采棉技术流程图如图1所示，供各试验示范点参考。

品种选择、栽培、化学调控以及机械收获等环节亟需各试验示范点根据该地生产特点及气候条件进行大量试验解决。可以设计正交试验，挑选约3个短果枝、株型紧凑、吐絮集中、含絮力适中、纤维较长且强度高、抗病抗倒伏、对脱叶剂比较敏感的适合该地生态条件、种植制度和综合性状优良的品种；每个品种的种植密度分别设计2～3个水平，按照行距为76 cm（或81、86、91 cm任选一种）播种，形成若干组试验棉田；根据棉田墒情掌握化控时间和化控量，以塑造相对紧凑的株型，并促进集中结铃和吐絮，株高要求控制在70～100 cm，第一果枝节位距地面20 cm以上；在采收前18～25 d，连续7～10 d平均气温在20 ℃以上、最低气温不低于14 ℃的情况下喷施脱叶催熟剂，要求喷施20 d后田间棉株脱叶率达90%以上、吐絮率达95%以上，达到这个指标后进行机械收获作业。机械收获前分别对各组试验棉田进行测产，机械收获后分别测出各组试验棉田的机采棉含杂率及其纤维长度等品质指标，将各组试验棉田的产量、机采棉含杂率、品质进行对比，选出最优的品种和种植模式组合。在下一年的试验中，对最优组合的种植密度和化学试剂喷施的浓度、时机及工艺进一步优化，以期提高产量、降低含杂率、提升品质。具体试验工作可在植棉大户的棉田中进行，让棉农参与到试验中，使棉农对机采棉技术慢慢由认识到接受再到参与，为全面推广做准备。

（2）扶持构建产、学、研、推协作平台。投入专项资金，加快机具的研发创新，争取尽快在棉花种植、植保、采摘、运输、清理加工等生产环节上，实现新型机具的研发突破，投入生产，加快棉花生产机械装备发展，为棉花生产机械化发展提供先进的装备支撑。尤其应充分考虑到机械装备的适用性，在地块较小的长江流域和部分黄淮海棉区鼓励发展两行或三行等小型自走式采棉机，还应考虑到机采籽棉的储存及运输，采棉机的集棉箱应带有压实装置。

（3）提高国产采棉机补贴比例。目前进口采棉机价格为160万～320万元，三行采棉机已经100%实现国产化，价格也较高，约为100万元/台。不仅农民和农机合作社，甚至许多试验示范点也难以承担。有试验示范需求的省份对三行采棉机的购置补贴应当不少于新疆兵团的30万元标准，并给予适当的奖励来引导试验示范点购买。另外，采棉机采摘结构的关键部位——摘锭为耗材且数量较多，一个三行采棉机有648～960个摘锭，建议将采棉机的摘锭一并列入购置补贴范围，与整机的比例一致，不低于30%。

（4）支持棉花加工企业技术改造。机采棉清理加工生产线的加工工艺为：原棉——喂花——重杂分离——均匀卸料——清铃——一级烘干——一级籽棉清理——二级烘干——二级籽棉清理——轧花——一级皮棉清理——二级皮棉清理——（加湿）——集棉、打包——取样、称重——输送棉包。一条机采棉清理加工线的设备共需大约200万元，包括棉花喂料机、籽棉清理烘干机、4个机采棉籽清机、轧花机、2～3个皮棉清理机、棉花加湿器等。其中除皮棉清理机和轧花机外，其余机械新疆兵团的购置补贴均为5万元/台，一条清理加工线补贴比例约为30%。黄淮海及长江流域棉区机采棉市场尚未形成，棉花加工厂增上机采棉清理加工设备后短期内难以收回成本。因此，为了加快机采棉技术的发展，应将机采棉清理加工生产线设备的购置补贴比例提高至约40%。除将机采棉清理加工机械纳入农机购置补贴政策范围内外，还应对棉花加工企业增上机采棉清理加工设备给予一定奖励，并协调安排一定的政策贷款。

参考文献

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[4] 端景波，张晓辉，范国强，等.棉花机械化采收技术的现状与研究[J].中国农机化学报，2014，35（3）：62-65.

[5] 裴新民，张友腾，马慧玲，等.棉花生产机械化发展研究及政策建议[J].农机质量与监督，2010（10）：14-16.

[6] 裴新民，张友腾，刘晨，等.我国棉花生产机械化发展状况研究[J].农机科技推广，2011（1）：19-22.