新疆棉花生产全程机械化机艺融合技术

王刚，陈兵，王旭文，马晓梅

（新疆农垦科学院，新疆 石河子 832000）

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[1]。新疆是我国最大的、世界上重要的棉花产区和优质商品棉生产基地。 2021 年新疆棉花播种面积为250.61 万hm2，总产达512.9 万t，约占全国棉花总产量的89.5%[2]。 随着植棉技术水平的日益提高与农业机械化的迅速发展，新疆部分植棉区已经实现了棉花生产全程机械化，但全疆棉区全程机械化比例依然偏低，目前还无法彻底解决当地植棉生产中存在的投入大、成本高、效益低等突出问题[3-5]。现阶段新疆棉花生产在轻简化栽培的基础上，进一步加强农机农艺的融合显得尤为重要[6]。 为了有效解决新疆棉花生产中的突出问题，通过选地整地、精量精准播种、种植模式、深松、水肥药一体化、化学调控、无人机飞防、化学脱叶、机械采收、秸秆还田与残膜回收等各项技术的集成示范，形成了适于新疆棉花全程机械化生产的高效综合配套技术体系，并在新疆主要植棉区进行了大面积的推广应用。应用此项技术可全面提升水肥利用效率和轻简化种植的效果，增强植棉的精准性与高效性，提高植棉效益，可为新疆棉花种植产业的可持续发展提供技术引领。

1 选地整地

选择地势平坦、集中连片、方正平整、道路畅通、土质疏松、土壤肥力中等以上、盐碱总含量低于0.3%、排灌顺畅的地块。精细化整地后，土地质量应达到“齐、平、墒、净、直、松、碎”七字要求。

2 精准精量播种

利用全球定位系统 （global positioning system,GPS）导航仪自动一次性完成铺膜、播种、覆土等作业。精准标准化播种要求：下种均匀，精量播种的单粒率≥95%， 空穴率≤2%， 错位率≤1%； 播深以1.5～2.5 cm 为宜，覆土均匀，厚度为0.5～1.5 cm[7]；播行笔直，接行准确，覆膜严实，地膜两边埋入膜沟5～7 cm，膜面光洁、松紧适中。

3 种植模式

种植模式须符合棉花机械化收获的作业要求（如滴灌带铺设采用1 膜6 行3 管或1 膜6 行2 管模式，选用2.05 m 超宽膜），采用利于改善群体通风透光性的行株距配置 （如66 cm＋10 cm 宽窄行或76 cm 等行距）， 适当调控棉花的播种密度为19.5 万～24.0 万株·hm－2， 从而既保证机采棉的高产优质，又便于管理和机械化作业，提高植棉效率。

4 深翻或深松

为消除长期连作棉田的土壤障碍因子，减少耕层“浅、实、少”的问题，黏土棉田应每隔1 年深松1次，壤土棉田应每隔2 年深松1 次。 棉田深松深度以35～50 cm 为宜。

5 水肥药一体化

棉花生长发育过程中，必须按棉花各阶段的水肥实际需求进行水肥精准调配，根据土壤、天气及棉花长势， 因地制宜地运用水肥药一体化技术，通过水、肥、药时序及用量的智能精确调控，大幅提高灌溉决策及肥、药混配的精准度，有效提升土壤水分分布的均匀性，充分发挥水分对肥、药的载体功能。 通过水肥药一体化技术的应用，可促进水、肥、药在根区合理分层和高效吸收利用，保证营养供应的均衡性， 最大限度地满足棉花生长发育需求，实现棉铃分布均匀，构建合理的目标群体结构。 实现“以水促肥，以肥调水”的互作调控效益，促进棉花保持合理的长势长相，提高水肥利用效率，避免资源浪费。棉花生育阶段内一般共滴水7～8 次，灌水周期为9～10 d，应因墒（土壤墒情）因势（棉花长势）适当增减灌水次数及每次的灌水量。 施肥应根据地力条件和棉花长势进行适当调整，可以酌情喷施适量的微量元素肥料。

6 精准化学调控

一是应遵循“早控、轻控、勤控”的原则，结合棉花生育进程、生长状况和气候条件进行合理的化学调控[8]；二是采用化学封顶技术，减少人工打顶的成本投入。通过这些化学调控技术保证棉株的整齐度及营养生长的均衡性， 从而构建高光效群体结构、塑造适宜机采的合理株型。

全生育期一般化学调控5～7 次， 可根据棉花生长状况适当增加或减少次数，一般选用以缩节胺为主要成分、外加辅剂的药剂。

化学调控目标：棉花株型紧凑，呈筒形或塔形；棉株节间短； 棉花第一果枝高度在20 cm 以上，封顶后棉花株高为75～85 cm， 棉株主茎下部1～4节节间平均长度为5～7 cm， 主茎上部5～8 节节间平均长度为6～7 cm。

7 无人机飞防

无人机可用于播前封闭施药、 棉花叶面肥喷施、病虫草害飞防、化学打顶与化学脱叶施药等方面。 病虫草害防治：根据病虫草害发生危害情况确定具体的施药时间及施药量。 针对棉蚜， 可选择20%（质量分数，下同）啶虫脒可溶性粉剂150～180 g·hm－2；针对红蜘蛛，可选择73%炔螨特乳油150～225 mL·hm－2；针对棉铃虫，可选择20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂150～180 mL·hm－2。 采用无人机施药时， 将上述药剂兑水15～18 kg·hm－2进行喷雾防治。

8 化学脱叶催熟

新疆棉花使用的脱叶催熟剂主要有：50%噻苯隆可湿性粉剂＋助剂＋乙烯利、81%噻苯隆·敌草隆水分散粒剂＋助剂＋乙烯利、540 g·L－1敌草隆·噻苯隆悬浮剂＋助剂＋乙烯利等[9]。540 g·L－1敌草隆·噻苯隆悬浮剂是目前效果最佳的脱叶剂， 一般与乙烯利配合使用，脱叶催熟效果较佳。 由于地域和生态条件的差异，棉花熟性不同，不同棉花品种对脱叶剂的敏感性也各异，棉花脱叶剂喷施剂量应按照具体情况来定。在新疆棉田脱叶剂的适宜喷施时段内， 敌草隆·噻苯隆悬浮剂与乙烯利作为脱叶剂的配比范围为540 g·L－1敌草隆·噻苯隆悬浮剂150～225 mL·hm－2， 配合使用40%乙烯利水剂750～1 500 mL·hm－2。脱叶催熟剂喷施时间和次数主要由气温和脱叶率确定， 一般应在采收前18～22 d、棉花吐絮率≥45%时及时喷施。喷施脱叶催熟剂后7 d 内的日平均气温应在18 ℃以上， 最低气温不能低于14 ℃，否则会影响脱叶催熟效果。北疆棉田脱叶催熟剂喷施时间： 宜在9 月1－10 日，不宜晚于9 月15 日；南疆棉田脱叶催熟剂喷施时间：在9 月15－20 日为宜，不宜晚于9 月25 日。 一般2 次喷施棉花脱叶催熟剂的效果优于1 次喷施，第2 次喷施在第1 次喷药后5～7 d 进行。

9 机械采收

喷施脱叶催熟剂后20 d， 棉田脱叶率≥90%、吐絮率≥95%时，方可进行一次性机械采收。 机械采收前须将棉田两端地头15 m 以内的棉花进行人工采摘，并清除地头棉秆。 采棉机作业时间一般为晴天的11：00—20：00，作业速度≤4 km·h－1。 机采质量要求：采净率90%～92%，含水率≤12%，含杂率≤12%，损失率≤5%。

10 秸秆还田与残膜回收

棉花机械采收后，利用秸秆还田及残膜回收联合作业机，一次性作业完成棉秆拔除、秸秆粉碎还田、残膜揭膜回收、膜杂分离、残膜压捆、裹膜打包和卸膜等所有工序[10]。 作业机具每次连续作业面积应在0.67 hm2以上，作业速度为7 km·h－1，作业效率为1～2 hm2·h－1。 作业质量要求：秸秆留茬高度在10 cm 以下， 秸秆粉碎长度≤10 cm， 对地表与10 cm 耕层当年残膜的回收率≥85%。