黄河流域棉区一膜三行棉花全程机械化生产模式及示范效果

曹龙龙，李伟，张宁，邵蓉蓉

（滨州市农业科学院，山东 滨州 256600）

黄河流域棉区是我国三大棉区之一，但是近年来，棉花产量徘徊不前、生产成本逐年升高、效益下滑，植棉面积不断萎缩，严重威胁了黄河流域棉花产业的发展[1-4]。黄河流域传统棉花生产主要依靠单株产量相关性状的改良增产，种植的棉株较高、棉枝细长、单株棉铃多、棉铃大；但由于该地区秋季易发生连阴多雨天气，这种生产模式易造成棉株中下部烂铃较多，严重影响棉花的整体产量与质量[5]。为突破黄河流域棉花生产技术瓶颈，进一步优化种植模式，补齐棉花生产全程机械化发展短板，加快推进区域协同发展步伐，2018 年由农业农村部主要农作物生产全程机械化推进行动专家指导组棉花组建议，在农业农村部农业机械化技术开发推广总站牵头下，借鉴新疆棉花全程机械化生产模式[6]，在山东省无棣县建立棉花生产全程机械化试验示范基地，探索适合当地农艺要求的棉花全程机械化生产模式并进行示范推广。

1 一膜三行棉花机械化生产模式

1.1 耕前处理

采用自走式棉秆联合收获机，对棉秆进行拔除、打捆收集；再使用残膜回收机回收地表残膜。

1.2 耕整地及施肥

3 月上旬用机械深松铲运机初步平整，激光整地机精细整平，机械深松。3 月下旬抢水（利用小开河水大水漫灌）造墒，踏实土壤；3 月底用拖拉机配套3 m 幅宽小钉齿耙耙匀耙细，耙前每666.7 m2喷洒48%（质量分数，下同）氟乐灵乳油150 mL。4 月上旬，每666.7 m2用硫酸锌0.5～1.0 kg、硼肥0.5 kg、复合肥（氮、五氧化二磷、氧化钾质量分数均为15%）35～40 kg 或磷酸二铵20 kg＋尿素25 kg＋氯化钾10 kg，用安装有全球定位系统（global positioning system,GPS）导航的拖拉机带动76 cm 等行距3 行分层施肥机施肥，施肥深度分别为10 cm、18 cm，再用小钉耙将施肥沟耙平，待播。

1.3 播种

品种选择：选用第一果枝节位较高，株型较紧凑、筒形，抗倒伏，结铃吐絮相对集中，吐絮畅、含絮力适中，对脱叶剂敏感，适于机械采摘的棉花品种，如鲁棉研37 号[7]。

种植模式：一膜三行，地膜宽度为2.05 cm、厚度为0.01 mm，行距为73 cm，种植密度为每666.7 m2约6 000 株。

4 月中下旬，用大功率卫星导航拖拉机配套3行棉花覆膜播种机一次性完成推土、开沟、播种、种床镇压、喷药、覆膜等作业。每666.7 m2播种量约为1.3 kg，每666.7 m2膜下喷施除草剂48%仲丁灵150 mL。

1.4 培土及中耕除草

棉花出苗后，使用3MP-2 培土机、3MZF-2 中耕除草机对棉花进行培土作业和中耕除草作业。

1.5 水肥一体化管理

随播种作业铺设滴灌带并于次日进行滴灌作业，根据当地土壤湿度及天气情况等酌情调整滴灌时间及滴灌量，滴水标准为膜下土壤全部湿润，湿润深度约为20 cm。

在棉花生长过程中，根据旱情进行水肥一体化管理。7 月下旬，滴灌并随水追肥，每666.7 m2滴施复合肥（氮、五氧化二磷、氧化钾质量分数分别为29%、5%、6%，下同）11 kg；8 月上旬，滴灌时施盖顶肥，每666.7 m2施复合肥8.5 kg；8 月下旬每666.7 m2补施尿素（N 质量分数为46%）3 kg，滴灌时间为80 min。

1.6 化学调控（化控）

在棉苗3～5 片叶时，为促进棉株稳长早现蕾，每666.7 m2施用缩节胺（有效成分质量分数为98%，下同）0.3～0.5 g；棉株5～8 片叶时，每666.7 m2施用缩节胺0.5～0.8 g；棉株8～10 片叶时，每666.7 m2施用缩节胺0.8～1.5 g；棉株10～12 片叶时，每666.7 m2施用缩节胺3.0～3.5 g，并对点片旺长棉株及时补控，保证棉株稳健生长，减少蕾铃脱落和空果枝，提高成铃率。棉株打顶后，顶部果枝伸长100 mm 时（大约在8 月上旬），每666.7 m2施用缩节胺4.0～6.0 g，以保证顶部果枝正常生长。

1.7 脱叶催熟

一般在9 月下旬、采收前18～25 d，田间棉花自然吐絮率超过60%，棉花上部铃龄达40 d，连续7～10 d 平均气温在20 ℃以上、最低气温高于12 ℃时，选择无大风及降雨[8]的天气，选用风送式远程喷雾机或吊杆式喷杆喷雾机进行脱叶催熟作业，施药后7 d 再喷施1 次，每次666.7 m2使用50%噻苯·乙烯利悬浮剂（如欣噻利）100 mL，兑水30 kg。

1.8 采收

10 月上旬，当棉花脱叶率不低于90%、吐絮率不低于95%时，采用凯斯620 采棉机、约翰迪尔4MZ-5（9970）采棉机或4MZ-3 自走式大型摘锭式采棉机进行收获。

2 技术示范效果

2.1 试验示范

无棣县地势平坦、地块面积大、交通便利、属于盐碱地[9]，适于发展棉花全程机械化生产。当地年降水量为600 mm 左右，但是时空分布不均匀，农田采用黄河水灌溉、枯水期黄河断流，缺乏水源；棉花播种期和苗期干旱缺雨，7－9 月份雨量偏多。当地黄河沿途土地管理粗放，整地质量差，导致播种质量也差，常年植棉面积在2 万hm2以上[10]，棉花种植采用一年一作制。2018 年选择在无棣县西小王镇西黄一村对一膜三行棉花全程机械化生产技术进行试验示范，面积为6.67 hm2；对照田采用当地棉花常规种植与管理模式，面积为13.34 hm2。

2.2 示范效果

2018 年9 月23 日，农业农村部农业机械化技术开发推广总站组织罗锡文院士等专家对该试验示范田进行测产，结果：每666.7 m2籽棉产量为354.1 kg，比常规模式增产近40%，以当年手摘籽棉价格6.6 元·kg－1、机采籽棉价格5.5 元·kg－1计算，每666.7 m2籽棉平均增收约275 元；除此之外，与常规模式相比，每666.7 m2机械成本约增加200元，滴管设备年投入约133 元，人工成本约节省350 元，即每666.7 m2平均实际增收292 元。

通过示范，该生产模式得到广大棉农的认可，带动示范基地周边的20 余个村自发采用该模式，周边10 余个县（市）前来参观学习，并订购机采棉品种和配套机具。近年来，该生产模式累计推广应用面积超过3 200 hm2，带动农户增收1 900 余万元。

2.3 优势分析

利用GPS 导航技术可保证播行端直，使行距与邻接行距均匀一致，解决了常规棉花播种方式播行不直、邻接行距误差大等问题，有利于棉花分布均匀、发育一致和集中成熟，从而为采棉机作业提供有利条件[11]。一膜三行种植模式与传统的一膜两行种植模式相比，棉株透气性好、棉株平均结铃数多，播种机工作效率高[12-13]。黄河流域一般5 月底之前降水少，采用膜下滴灌可有效保证干旱缺水时棉花的出苗率；整个生长过程中进行水肥一体化管理，可有效保证棉花生长需水，采用随水施肥可减少行间机械追肥的困难，降低施肥成本，防止化控后缺水影响棉花生长，从而实现化控、水控、肥控的有效结合。常规种植模式化控次数少，往往是在棉花达到一定株高后大剂量喷施缩节胺以快速抑制其再度生长，这容易造成棉花生长期营养失调、棉铃大小不一、后期棉铃易脱落，影响最终产量[14]；而全程化控，可促进棉花长势均匀、稳健，使棉株上下结铃均匀一致，提高棉花成熟的一致性。