优化棉作制度，创新种植模式，为山东棉业发展插上科技的翅膀

崔正鹏，代建龙，李维江，董合忠

（山东棉花研究中心，济南250100）

山东省是传统植棉大省，历史上棉花种植面积和产量曾长期居于全国首位。 同时，山东省也是棉花产业经济大省，纺织业发达，棉纱线产量和纺织品服装出口创汇常年位居全国前2 名[1]。 近年来全省纺织业年消耗原棉300 多万t， 而自产原棉产量只有20 万t 左右，缺口为280 多万t。 目前全省棉花种植面积已降至27 万hm2以下， 面积和总产均处于新中国成立以来最低点。制约山东省棉花产业发展的主要因素有以下3 个方面： 一是种植规模小，机械化程度低、管理用工多；二是农村劳动力转移和劳动力成本的增加导致棉花生产成本增加，植棉效益降低； 三是受粮食安全和产业结构调整影响，棉花向旱薄地、盐碱地转移，生产条件差，难以获得高产[2-3]。因此，要实现山东省棉花产业健康、稳定、可持续发展，就要通过创建和推广轻简化管理技术、提高机械化程度、优化棉作制度等手段，让植棉产业增效、种棉农民增收。

习近平总书记2013 年11 月视察山东省农业科学院时提出了“给农业插上科技的翅膀”的重要指示，并对棉花科研留下了殷殷嘱托。 7 年多来，山东棉花研究中心科技工作者牢记习近平总书记的嘱托，扎实工作、开拓创新，取得了一系列重要科研成果， 特别是在棉花轻简化栽培技术体系创建、种植模式创新、棉作制度改革、支持涉棉新型生产经营主体发展等方面成效显著。

1 创建轻简高效棉花栽培技术体系， 促进了山东省棉花生产方式的重大转变

山东省传统植棉主要依靠劳动力密集型的精耕细作，从种到收历经40 多道工序，每公顷平均用工450 个[4]。 随着农村劳动力转移和用工成本增加，传统植棉用工多、投入大、效率低、集中（机械）收获难的弊端凸显。 面对新形势、新要求，山东棉花研究中心在国家棉花产业技术体系、国家重点研发计划、山东省棉花产业技术体系创新团队和山东省农业科学院创新工程等项目的支持下， 开展了棉花精量播种、免整枝、水肥协同运筹、高效群体构建、集中成熟等轻简化栽培关键技术及其理论研究， 建立了适于黄河流域棉区的棉花轻简高效栽培技术体系。

棉花精量播种技术是选用优质棉种， 精细整地，单粒精播，适当浅播，出苗后不间苗、不定苗，实现苗齐、苗壮；免整枝技术是在合理密植条件下，采取科学化控配合水肥运筹措施控制叶枝生长，以实现不整枝、不打杈，并以适期化学封顶代替人工打顶，进一步减少人工投入；水肥协同技术就是在实行膜下滴灌的棉田，通过膜下分区交替滴灌或变量滴灌，合理调减施氮量，使施氮量与滴水量协同并与棉株需肥规律匹配；高效群体构建技术是采用群体调控技术，结合不同地区自然条件和栽培习惯分别建立增密壮株型（适宜黄河流域一熟制棉区，密度7.5 万～9.0 万株·hm－2，株高90～100 cm）、直密矮株型（适宜长江流域与黄河流域两熟制棉区，密度9 万～12 万株·hm－2， 株高70～90 cm） 群体结构，并确定相应的农艺指标和生理指标[5]。黄河流域棉区的棉花轻简高效栽培技术体系是在以上技术措施基础上，配合及时脱叶催熟，实现棉田机械收获[4,6]。该技术体系大大减少了棉花种植的人工投入和物化投入，提高了植棉效益，为我国棉花生产从传统劳动密集型向现代轻简高效型转变提供了坚实的技术支撑。该技术体系入选全国和山东省农业主推技术，在包括山东在内的全国主要产棉区大面积推广应用，并获得2016/2017 年度神农中华农业科技奖一等奖和2017 年山东省科技进步一等奖。

2 发展高效种植模式， 弥补鲁西南棉花传统精耕细作种植的短板

2.1 蒜（麦）后直播早熟棉轻简高效栽培技术

以鲁西南为代表的黄河流域两熟制植棉区是我国重要的产棉区，传统上采用小麦田和大蒜田套种棉花的生产方式，利用营养钵育苗移栽，棉田管理主要靠人工，包括精细整枝、打顶、中耕以及人工多次收花，用工多、投入大、机械化程度低，仅一季棉花的用工就达到375～450 个·hm－2[7]。近年来，随着农村劳动力转移和用工成本增加，传统蒜（麦）套作春棉模式已难以为继，蒜（麦）后直播早熟棉轻简高效栽培技术应运而生[3]。与传统技术相比，该技术实现了“五改”：一改生育期长的春棉品种为生育期短的优质早熟棉品种；二改育苗移栽套种为机械精量直播；三改“稀植大棵”栽培为密植矮化栽培；四改精细管理为轻简管理（免间苗和定苗、免整枝、一次集中施肥等）；五改分次收获为集中（机械）收获。为配合“五改”，山东棉花研究中心还育成了优质早熟棉品种鲁棉532，联合研制出蒜后和麦后早熟棉精量播种机械，实现了农机农艺融合、良种良法配套。 采用该技术， 正常年份籽棉产量在3 750 kg·hm－2左右，略低于套种春棉的单产；但每公顷用工由原来的375～450 个减少到75～120 个， 节约肥料50%以上，节省农药40%以上，较传统套种春棉每公顷增收3 000～6 000 元，种植收益显著提高。

2.2 花椒间作蒜后直播短季棉的“三元”种植新模式

山东棉花研究中心还进一步集成创新出花椒间作蒜后直播短季棉的“三元”种植新模式，主要技术措施如下：一是选择易管理的无刺花椒品种和早熟大蒜品种，并采用早熟优质短季棉代替常规春棉品种，实现大蒜与棉花无缝接茬连种；二是大蒜收获后及时清茬，利用机械直播短季棉棉种，代替传统的育苗移栽；三是通过科学化控、免整枝技术，将棉花株高控制在70～80 cm， 并采用化学封顶技术；四是简化施肥，于棉花盛蕾期一次性追施尿素120～150 kg·hm－2；五是通过脱叶催熟实现集中收花，于9 月25 日前后喷施脱叶催熟剂，人工集中摘拾1～2 次， 有条件的地方可以进行机械一次性采收。 该种植模式既丰富了农田生态系统，减少了施药次数和用药量，也进一步提高了单位土地面积的产出和效益，与传统高效棉田相比，每公顷增收7 500～12 000 元。

3 推动传统棉作制度改革优化， 建立鲁北和鲁西北棉花绿色种植新业态

3.1 省内首创短季棉无膜轻简化绿色栽培

黄河三角洲地区采用的以适当早播促进棉花早发、中等密度塑造中等群体、精细整枝、人工多次收花等为主要措施的棉花高产栽培技术，存在伏前桃多、烂铃或早衰严重，结铃分散、不利于集中采收等问题[8]。为此，山东棉花研究中心在多年试验研究的基础上，建立了以选用短季棉品种、晚春播种、合理密植、无膜栽培、简化整枝、集中成铃为核心的短季棉无膜轻简化绿色栽培技术，不仅较好地解决了传统栽培技术存在的烂铃、早衰等问题，也实现了集中成铃，为机械化集中采收奠定了基础，特别是避免了残膜污染，是绿色可持续发展的好模式。 其栽培技术要点如下：一是品种选择。 宜选用株型紧凑、早熟性好的短季棉品种，如鲁棉532、鲁棉551等。二是适期晚播。为实现一播全苗，适当控制伏前桃的数量，减少烂铃，播种期一般在5 月15 日－6月5 日，应根据墒情决定具体日期。三是精量播种。采用精量播种机械实现棉花种肥同播，每公顷用高质量脱绒包衣种子22.5 kg 左右。为利于机械采收，采用76 cm 等行距种植。出苗后不间苗、不定苗。四是合理密植。 根据试验和示范情况， 密度应在9.0万～10.5 万株·hm－2。 五是科学化控，免整枝。 坚持“少量多次，前轻后重”的原则，现蕾期、盛蕾期、初花期分别喷施缩节胺7.5 g·hm－2左右、22.5～30.0 g·hm－2、30～45 g·hm－2，7 月25 日 左 右 用 缩 节 胺45～75 g·hm－2进行化学打顶，7 d 后采用缩节胺75～90 g·hm－2再次喷施， 将株高控制在80～90 cm。六是集中收花。 该模式棉花结铃较为集中，一般人工收花2 次即可，有条件的地方可在脱叶催熟的基础上采用机械采摘[9]。

3.2 创新发展棉花花生交替间作技术

为优化山东省种植业结构，推进供给侧结构性改革，实现棉油生产“节本增效、绿色生态”，山东棉花研究中心还在传统棉花花生间作技术基础上，研究建立了棉花花生交替间作技术（“双花”宽幅间作年际轮作技术）。 这一技术[10-11]的优点在于：一是棉花和花生播幅相等，便于来年轮换种植和机械化作业；二是充分发挥棉花的边行效应，较等面积单作棉花平均增产10%～20%；三是提高棉花种植带的通风透光性，减少烂铃，促进棉铃提前吐絮，在阴雨年份表现尤为明显；四是花生起垄覆膜种植，可起到增温提墒的作用， 实现花生提前出苗和一播全苗，还利于花生果针下扎，提高坐果率；五是实行区域轮作可避免花生连作障碍，保证花生的连年均衡稳产；六是利用花生根系的固氮特性，通过棉花、花生轮种，在保证棉花产量不减的前提下减少来年棉花种植带的氮肥施用量20%～30%，做到减肥不减产。 棉花与花生等幅间作轮种，可充分发挥棉花与花生的互补性，实现地上空间互补、地下根系互补、周年营养互补，有效解决花生连作障碍和棉花低产低效问题，在实现棉花、花生双高产的前提下减少化肥农药施用量，是棉花与花生绿色高效生产的新模式，具有广阔的推广前景。 2017 年在高唐县梁村镇姜庄的20 多hm2示范田测产结果显示， 籽棉单产为3 000 kg·hm－2，花生单产为3 750 kg·hm－2左右，远远高于纯作棉花或纯作花生的效益。

3.3 创造鲁北饲草棉花（草-棉）两熟新业态

鲁北地区土地盐渍化程度高，种植小麦、玉米等粮食作物产量较低。 棉花具有良好的耐盐性，因此该地区拥有悠久的植棉传统。传统认识认为鲁北植棉区积温条件不足， 一直以来一年只种一季棉花，复种指数低，综合效益差，土地的闲置和退化情况也较为严重。山东棉花研究中心科研团队通过多年探索和试验， 建立了草- 棉两熟的新型种植模式， 即11 月份种植黑麦草或翌年2 月份种植燕麦等适期牧草品种，5 月中下旬收获，5 月下旬经过简单整地后直播短季棉品种。 草-棉两熟种植制度把单一的春棉种植改为牧草、棉花两茬种植，使冬闲田和春闲田得到充分利用， 土地利用率大大提高，不仅改善了土壤环境， 还使每公顷土地平均增收6 000～12 000 元。

4 服务扶持新型农业生产经营主体， 加快科技成果转化和推广

中共十八大以来，家庭农场、农民合作社等新型农业经营主体快速发展，大大提高了农业综合效益和竞争力。山东棉花研究中心与地方政府部门联合，通过技术支持、项目帮扶等措施，扶持了一批新型农业经营主体。目前，这些农业公司、家庭农场和合作社已经成为当地植棉主力， 通过其示范和带动，山东棉花研究中心的新品种、新技术、新成果也迅速转化为了生产力，在齐鲁大地落地开花，为农业提质增效、农村精准扶贫和农民增收起到了积极的作用。

山东钟金燕家纺有限公司是一家集棉花加工、纺纱与家纺一体的涉棉企业。 以往，由于当地棉花种植品种多、皮棉品质参差不齐，公司纺纱车间每年都要购入大量新疆棉作为配棉使用，抬高了企业生产成本。 2016 年，在当地政府帮助下，该公司联合农户成立优质棉生产合作社， 通过土地流转，种植棉花60 多hm2。 山东棉花研究中心派出科技人员长期驻点服务，不仅为其提供品质优良的棉花良种，还因地制宜地制定了适期晚播、增加密度、科学化控、集中成熟的轻简化植棉技术，实现了节本增产，进一步保障了棉花品质，为企业提供了优质原料。该公司通过棉花种植，延伸了产业链，节省了成本，提高了效益，也对周边农户起到了很好的技术示范作用。

无棣县绿丰农业开发有限公司原本主要从事牧草生产和经营，土地种植模式单一、复种指数低。山东棉花研究中心科研团队通过实地考察和多年探索，为该公司制定了草-棉轮作的新型种植模式，在黄河三角洲盐碱地实现了草-棉两熟。 该模式的应用避免了土地闲置退化， 大大提高了土地利用率，增加了一季收成。 2019 年该公司每公顷土地增加纯收入近1.5 万元。

利津县春喜棉花种植合作社通过长期租赁、入股分红等不同形式，共流转土地1 300 多hm2，全部种植棉花。山东棉花研究中心科研技术人员帮助合作社选择对路品种，建立单粒精播、免整枝、一次性施肥、 化学脱叶和机械采收等轻简化栽培技术，使采收前的用工从150 多个·hm－2降到12 个·hm－2，大大提高了合作社的植棉收益。

5 小结

山东省种植模式创新和棉作制度改革优化，是在新形势、新业态下对棉花轻简高效栽培理念的发展与创新， 较好地满足了山东各产棉区的发展需求。 山东以棉花产业高质量发展为导向，以科学技术创新为引领，以提高农民收入为总目标，因地制宜，创新发展，走出了一条具有当地特色的棉花产业现代化之路，切实践行了习近平总书记“给农业插上科技的翅膀”的重要指示精神。