黃河流域棉花輕簡化栽培技術(shù)評述

董建軍，代建龍，李霞，李維江，董合忠

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黃河流域棉花輕簡化栽培技術(shù)評述

董建軍1,2，代建龍1，李霞1，李維江1，董合忠1

（1山東棉花研究中心/山東省棉花栽培生理重點實驗室，濟南250100；2山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，濟南250100）

黃河流域棉區(qū)是中國三大主要產(chǎn)棉區(qū)之一，改進(jìn)栽培技術(shù)，對促進(jìn)該區(qū)棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。首先，文中分析了當(dāng)前黃河流域棉區(qū)棉花栽培管理技術(shù)存在的主要問題，包括棉田種植制度和種植模式多樣化對棉花輕簡化和機械化生產(chǎn)的阻礙；棉花生產(chǎn)規(guī)模小，組織化程度低，難以獲得規(guī)模效益；棉花管理復(fù)雜繁瑣，機械化程度低、用工多，但隨著城市化進(jìn)程加快，農(nóng)村勞動力數(shù)量減少、質(zhì)量降低，難以支撐勞動密集型的傳統(tǒng)精耕細(xì)作栽培，棉花生產(chǎn)投入大、效益低的問題成為黃河流域棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙。作者認(rèn)為實行輕簡化栽培是提高黃河流域棉花競爭力水平、促進(jìn)棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。其次，回顧了棉花輕簡化栽培技術(shù)形成和發(fā)展歷程，對現(xiàn)行的棉花輕簡化栽培的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)性評述，重點論述了實現(xiàn)棉花生產(chǎn)輕便簡捷、節(jié)本增效的主要技術(shù)措施，包括精準(zhǔn)播種、輕簡育苗、簡化整枝、集中成鈴、輕簡施肥和節(jié)水灌溉等。最后，提出了進(jìn)一步完善和發(fā)展輕簡化植棉技術(shù)，促進(jìn)棉花輕簡節(jié)本、提質(zhì)增效的設(shè)想。為實現(xiàn)更高層次的輕簡化栽培，應(yīng)進(jìn)一步突出播種和采收2個環(huán)節(jié)，減少并進(jìn)一步簡化管理環(huán)節(jié)；要優(yōu)化種植制度和種植模式，為推行機械化生產(chǎn)創(chuàng)造條件；要提升精準(zhǔn)播種技術(shù)水平，確保一播全苗；繼續(xù)研制新型肥料及其施用技術(shù)，進(jìn)一步簡化施肥和提高肥料利用率；加快選育適宜輕簡化栽培、機械化收獲的棉花品種，因地制宜地發(fā)展棉花采收機械化。在繼續(xù)創(chuàng)新輕簡化栽培關(guān)鍵技術(shù)的同時，還要加強良種良法配套、農(nóng)機農(nóng)藝融合。可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來，黃河流域棉花輕簡化豐產(chǎn)栽培技術(shù)體系將得到進(jìn)一步提升和完善，為棉花生產(chǎn)振興和可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

黃河流域；棉花；輕簡化栽培

黃河流域棉區(qū)是中國三大主要產(chǎn)棉區(qū)之一。基于人多地少和原棉需求不斷增加的基本國情，長期以來該區(qū)棉花生產(chǎn)一直依賴于以高產(chǎn)為主攻目標(biāo)的精耕細(xì)作栽培技術(shù)[1]。但是，進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著城市化進(jìn)程加快，農(nóng)村青壯年勞動力向城市轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致農(nóng)村勞動力結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)老齡化、婦女化和兼職化的特征，難以支撐勞動密集型的傳統(tǒng)精耕細(xì)作栽培，棉花生產(chǎn)用工多、勞動強度大、生產(chǎn)效率低的問題凸顯，成為黃河流域棉區(qū)棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙。面對這一挑戰(zhàn)，中國棉花科技工作者率先在黃河流域棉區(qū)提出了“輕簡植棉”、“快樂植棉”的理念[2-5]，就棉花精準(zhǔn)播種（含輕簡育苗）、簡化整枝（含化學(xué)或機械整枝）、輕簡高效施肥、集中收花（含機械采收）等涉及“種、管、收”諸環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)開展了深入研究，集成建立了黃河流域棉區(qū)棉花輕簡化栽培技術(shù)體系并大面積推廣應(yīng)用，開創(chuàng)出一條適合中國國情的輕簡化植棉道路，為黃河流域棉區(qū)棉花生產(chǎn)從傳統(tǒng)勞動密集型向輕簡快樂型的轉(zhuǎn)變提供了技術(shù)支撐[6-8]。

1 棉花生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與問題

當(dāng)前，中國黃河流域棉區(qū)棉花生產(chǎn)管理存在的突出問題是種植制度復(fù)雜，戶均植棉規(guī)模小，棉花管理繁瑣，用工多，機械化程度低，農(nóng)機與農(nóng)藝不配套，急需輕簡化、機械化、組織化和社會化服務(wù)予以破解[9-11]。

1.1 棉田種植制度多樣化，阻礙了棉花輕簡化和機械化生產(chǎn)

種植制度是一個地區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)生產(chǎn)力，也是生產(chǎn)方式和栽培管理技術(shù)的決定因素。中國黃河流域棉區(qū)種植制度十分復(fù)雜，既有一年一熟的單作或間作，也有以冬小麥、油菜、大蒜套種棉花為主的兩熟制甚至多熟制。以套種為主要手段的兩熟制曾一度促進(jìn)了該區(qū)糧食和棉花面積的雙擴大和產(chǎn)量的雙增加，即“雙擴雙增”，但這一種植模式費工費時，大面積套種也成為棉花機械化和輕簡化種植的重要障礙。以蒜棉套種為例，棉花需要在3月底4月初制備營養(yǎng)缽，4月上旬播種、管理苗床，4月底5月初移栽至蒜田，同時對大蒜還要人工抽薹、人工收獲大蒜頭；收獲大蒜后，棉花要中耕除草、整枝打杈、防病治蟲、多次收花，這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)用工多、勞動強度大。雖然產(chǎn)出高，但投入大，扣除物化和人工成本，效益并不顯著[12]。

近年來，中國棉田多熟制所占比例呈下降趨勢，復(fù)種指數(shù)有所降低，這是為適應(yīng)棉花輕簡化和機械化生產(chǎn)而進(jìn)行的自動調(diào)整。據(jù)毛樹春組織開展的棉情監(jiān)測結(jié)果顯示，2013年棉田復(fù)種指數(shù)為138%，比2012年減少5個百分點。其中，黃河流域棉區(qū)復(fù)種指數(shù)142%，比2012年減少4個百分點。全國一熟制棉田占播種面積的66.9%，增加3.9個百分點；兩熟制棉田占播種面積的28.7%，減少2.2個百分點。多熟制棉田（三熟、四熟以上）占播種面積的4.4%，減少1.8個百分點。與此同時，種植模式不斷調(diào)整，棉田套種模式已由過去單一的麥棉套種改為棉花與多種作物套種[10]，而且接茬連種的比例也在提高，2013年已占多熟制棉田的8.2%，主要模式有油后移栽或直播、麥后移栽或直播、蒜后移栽或直播棉花，特別是油后和蒜后直播早熟棉成為一種新的種植模式正在長江和黃河流域棉區(qū)試行[12-13]。

1.2 棉花生產(chǎn)規(guī)模小，組織化程度低

中國棉花種植多以家庭小生產(chǎn)為主體，戶均植棉面積小，棉花種植零散，難以發(fā)揮規(guī)模化植棉節(jié)本、增效作用。如果沒有專業(yè)的組織生產(chǎn)，就難以形成規(guī)模和規(guī)模效益。據(jù)筆者2016年初在全國植棉大省山東省的調(diào)查，目前，山東全省棉花多為一家一戶的分散種植，2015年戶均植棉0.32 hm2，全省規(guī)模化植棉面積（單戶超過3.33 hm2的棉田面積）只占3%左右，其中，黃河三角洲占6%左右，魯西北占4%左右，魯西南只占2%左右，規(guī)模化程度低。相比糧食生產(chǎn)，植棉業(yè)的社會化服務(wù)也嚴(yán)重滯后，服務(wù)方式少[6-7]。

1.3 棉花管理復(fù)雜繁瑣，機械化程度低、用工多

黃河流域棉區(qū)棉花生產(chǎn)周期較長，并一直采用精耕細(xì)作的栽培技術(shù)管理棉花，復(fù)雜繁瑣，用工多。該棉區(qū)棉花生長期超過6個月，從種到收有40多道工序，放苗、定苗、整枝、采摘等環(huán)節(jié)完全靠人工，每公頃用工225—375個，比小麥、玉米兩季還多，管理繁瑣、勞動強度大的問題一直十分突出。美國生產(chǎn)50 kg皮棉的平均用工量僅0.5個工日，黃河流域棉區(qū)平均用工量達(dá)到15個工日。棉田管理繁瑣、用工多是制約棉花可持續(xù)、健康發(fā)展的重要因素[6-7]。

全國棉花機械化生產(chǎn)水平低。據(jù)毛樹春[9]按國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測算，2010年全國棉花耕種收綜合機械化水平38.3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國農(nóng)業(yè)機械化水平（52.3%），其中，黃河流域棉區(qū)機械化水平只有25%，長江流域只有10%。正是由于機械化程度低，用工投入多，比較效益低，導(dǎo)致近年來黃河流域棉區(qū)棉花面積大幅度減少，且不斷向鹽堿地、旱薄地轉(zhuǎn)移，提高單產(chǎn)和效益的難度越來越大。

總之，由于隨著農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移、勞動力數(shù)量減少，要滿足“80后”和“90后”這些新型勞動者的需求，亟需從勞動密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，用輕簡化、機械化替代傳統(tǒng)的精耕細(xì)作。另外，化肥農(nóng)藥投入量大、利用率低，地膜覆蓋植棉殘膜污染問題日益嚴(yán)重，實行“綠色”生產(chǎn)也勢在必行[8]。

2 棉花輕簡化栽培技術(shù)發(fā)展歷程

棉花具有喜溫好光、無限生長、自動調(diào)節(jié)和自我補償能力強等生物學(xué)特點，是典型的精耕細(xì)作作物[7]；加之中國人多地少、過去人工成本低廉的國情，使得中國各地棉花栽培普具工序繁多、費工費時的特征。特別是營養(yǎng)缽育苗移栽和地膜覆蓋栽培及棉田立體種植技術(shù)的推廣應(yīng)用，使得棉花種植管理更加復(fù)雜繁瑣。和其他作物栽培技術(shù)的發(fā)展歷程一樣，棉花栽培技術(shù)也經(jīng)歷了由粗放到精細(xì)，再由精細(xì)到輕簡化的過程[8]。

新中國成立之初中國就開始注重研發(fā)省工省時的栽培技術(shù)措施，如20世紀(jì)50年代至80年代就對是否去除棉花營養(yǎng)枝開展討論研究[14]，為最終明確營養(yǎng)枝的功能和利用營養(yǎng)枝、簡化整枝奠定了基礎(chǔ)[14-15]；20世紀(jì)80年代以后推廣以縮節(jié)胺為代表的植物生長調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)了棉花化控栽培技術(shù)的形成和應(yīng)用，簡化了某些栽培管理環(huán)節(jié)。之后在“十五”全國優(yōu)質(zhì)棉花基地科技服務(wù)項目的支持下，山東棉花研究中心等單位建立了雜交棉“精稀簡”栽培和“短季棉晚春播”栽培兩套簡化栽培技術(shù)[16-17]。前者選用高產(chǎn)早熟的抗蟲雜交棉一代種，采用營養(yǎng)缽育苗移栽或地膜覆蓋點播，降低雜交棉的種植密度，減少用種量，充分發(fā)揮雜交棉個體生長優(yōu)勢實現(xiàn)高產(chǎn)；采用植物生長調(diào)節(jié)劑簡化整枝或免整枝，減少用工，提高了植棉效益，在兩熟棉區(qū)得到推廣應(yīng)用[16]。后者選用短季棉品種，晚春播種，提高種植密度，以群體爭產(chǎn)量，正常條件下可以達(dá)到1 125 kg·hm-2以上的皮棉產(chǎn)量，主要在鹽堿地以及熱量或水澆條件較差的地區(qū)推廣，也取得良好效果[17]。之后，國內(nèi)對省工省力的棉花簡化栽培技術(shù)更加注重，取得了一系列重要研究進(jìn)展，包括輕簡育苗代替?zhèn)鹘y(tǒng)營養(yǎng)缽育苗，采用緩/控釋肥深施代替多次施用速效肥等。但限于當(dāng)時的條件和意識，以及不同地區(qū)對輕簡化栽培技術(shù)的認(rèn)可程度不同，對棉花輕簡化栽培的概念和內(nèi)涵并不十分清晰。

“十一五”期間中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所牽頭實施了公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項“棉花簡化種植節(jié)本增效生產(chǎn)技術(shù)研究與應(yīng)用”，組織全國棉花科研力量研究種植密度、適宜品種、科學(xué)施肥、控制三絲污染等重大問題，旨在使勞累繁瑣的棉花栽培管理輕簡化，形成符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)理念的“傻瓜技術(shù)”，從而使棉農(nóng)從繁重的體力勞動中解脫出來，將各自的技術(shù)創(chuàng)新有機合成，形成具有重要推廣價值的普適性植棉技術(shù)[2]。不久，國家棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系成立，棉花高產(chǎn)簡化栽培被列為體系的重要研究內(nèi)容。2011年9月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)召開的“全國棉花高產(chǎn)高效輕簡化栽培研討會”上，官春云院士提出“作物輕簡化生產(chǎn)”的概念[18]，喻樹迅院士提出“快樂植棉”的技術(shù)，毛樹春和陳金湘等提出“棉花輕簡育苗”的概念。2015年12月6日在山東棉花研究中心召開的棉花輕簡化生產(chǎn)論壇，進(jìn)一步明確了棉花輕簡化栽培的概念、內(nèi)涵和技術(shù)途徑[8]。從此，“輕簡植棉”、“快樂植棉”的理念深入人心。

棉花輕簡化栽培是指簡化種植管理工序、減少田間作業(yè)次數(shù)，農(nóng)機農(nóng)藝融合，實現(xiàn)棉花生產(chǎn)輕便簡捷、節(jié)本增效的耕作栽培方式和方法[19]。它包括以下幾個含義，第一，棉花輕簡化栽培強調(diào)立足國情，采用與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件和種植制度相適應(yīng)的物質(zhì)裝備和技術(shù)手段，而不是盲目照搬發(fā)達(dá)植棉國家的全程機械化技術(shù)與手段；第二，棉花輕簡化栽培強調(diào)因地制宜、與時俱進(jìn)，其具體管理措施、物質(zhì)裝備、保障技術(shù)等都在不斷變化、提升、完善和發(fā)展之中；第三，輕簡化栽培不是粗放管理的回歸，粗放的、不科學(xué)的輕簡化栽培，與豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)背道而馳，絕不是棉花輕簡化栽培的目標(biāo)；第四，機械化是實現(xiàn)輕簡化的物質(zhì)手段，不是輕簡化栽培的全部，農(nóng)機農(nóng)藝融合是輕簡化的核心。第五，高產(chǎn)或豐產(chǎn)不是輕簡化栽培的唯一目標(biāo)，但是豐產(chǎn)是其基本要求，綠色環(huán)保、資源節(jié)約、提質(zhì)增效都是輕簡化栽培的重要目標(biāo)[8]。

3 棉花輕簡化栽培的關(guān)鍵技術(shù)

實現(xiàn)棉花生產(chǎn)的輕便簡捷、節(jié)本增效，依賴于輕簡化栽培的關(guān)鍵技術(shù)，包括精準(zhǔn)播種技術(shù)、輕簡育苗技術(shù)、輕簡經(jīng)濟施肥技術(shù)、輕簡節(jié)水灌溉技術(shù)等。

3.1 棉花精準(zhǔn)播種技術(shù)

棉花精準(zhǔn)播種技術(shù)是輕簡化栽培的核心和基礎(chǔ)，是指選用優(yōu)質(zhì)精加工種子，精細(xì)整地，合理株行距配置，機械定量定位播種，不間苗、不定苗，保留所有成苗的大田棉花播種技術(shù)[19]。在西北內(nèi)陸棉區(qū)，采用精量播種機可以將預(yù)定數(shù)量的高質(zhì)量種子播到棉田土壤中預(yù)定的位置，并與膜下滴灌相配套，實現(xiàn)棉花種子在田間三維坐標(biāo)空間和數(shù)量上的準(zhǔn)確性，省去了傳統(tǒng)播種中的放苗、間苗和定苗環(huán)節(jié)。黃河流域棉區(qū)由于生產(chǎn)方式、整地水平、種子質(zhì)量以及生態(tài)條件等的差異，目前尚難以完全達(dá)到西北內(nèi)陸棉區(qū)精準(zhǔn)播種的水平，但其因地制宜，也形成了符合本區(qū)需要的以“單粒穴播、肥藥隨施，免除間苗定苗”為特點的精準(zhǔn)播種栽培技術(shù)，并得到廣泛應(yīng)用[20-21]。黃河流域棉區(qū)精準(zhǔn)播種技術(shù)較之傳統(tǒng)播種技術(shù)，一是顯著減少用種量。精準(zhǔn)播種的用種量在15—30 kg·hm-2，而傳統(tǒng)播種技術(shù)一般在45—75 kg·hm-2；二是無需間、定苗，節(jié)約間、定苗用工，減少用工成本；三是減少個體間的競爭。一般每穴單粒，且株距和行距均勻配套，減少了植株間水分與營養(yǎng)競爭，有利于形成穩(wěn)健的個體，進(jìn)而構(gòu)建棉花豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)群體，解決了常規(guī)播種或非精量播種因株間競爭苗弱的問題[8]。

3.2 棉花輕簡育苗移栽技術(shù)

棉花輕簡育苗移栽技術(shù)是在傳統(tǒng)營養(yǎng)缽育苗移栽基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，包括苗床基質(zhì)育苗、穴盤基質(zhì)育苗和水浮育苗等[22]。這些育苗方式雖然也遵循傳統(tǒng)營養(yǎng)缽育苗移栽的一般程序，但創(chuàng)造性地用基質(zhì)或營養(yǎng)液替代營養(yǎng)土，并配合使用促根劑、保葉劑等植物生長調(diào)節(jié)劑，相對簡化了程序，降低了勞動強度，特別是研制應(yīng)用育苗成套設(shè)備和棉苗移栽機，在一定程度上實現(xiàn)工廠化育苗和機械化移栽[22]。河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院還發(fā)明了兩苗互作穴盤育苗技術(shù)，系將小麥種子和棉花種子播種在同一育苗盤孔穴內(nèi)，經(jīng)過一定時間，麥苗根系和棉苗根系一起將基質(zhì)結(jié)成一微缽體。兩苗互作使土壤團根好，無需打缽，不散缽，缽體小，可輕便移栽，且適合機械化移栽，栽后無需馬上澆水，作物根系自毒作用減弱，種苗素質(zhì)得到提高，種苗離床可以存活1周以上，便于種苗的儲放和運輸[23]。

3.3 棉花輕簡高效施肥技術(shù)

棉花生育期較長，從種到收一般6—7個月，傳統(tǒng)棉花施肥技術(shù)要求大量、多次施用速效化學(xué)肥料，存在很多弊端：一是沒有完全按照棉花的生物學(xué)特性和需肥規(guī)律施肥，施肥量大，浪費多；二是把多次施肥作為提高肥料利用率的主途徑，施肥用工多[22]。基于棉花生物學(xué)特性、棉花需肥規(guī)律和棉花產(chǎn)量目標(biāo)，確定黃河流域棉區(qū)高產(chǎn)條件下的施N量范圍為225—270 kg·hm-2，籽棉3 450—3 880 kg·hm-2，最佳平均施N量248 kg·hm-2，平均籽棉產(chǎn)量3 670 kg·hm-2。結(jié)合生產(chǎn)實踐和節(jié)本增效的要求，黃河流域棉區(qū)N肥用量以218 kg·hm-2（195—240 kg·hm-2）為宜，其中籽棉3 000—3 750 kg·hm-2的中低產(chǎn)目標(biāo)時，施N量為195—225 kg·hm-2；籽棉3 750 kg·hm-2以上的高產(chǎn)目標(biāo)時，施N量為225—240 kg·hm-2。N﹕P2O5﹕K2O的比例為1﹕0.6﹕0.7—0.9[25-26]。在此基礎(chǔ)上，提倡應(yīng)用棉花專用緩控釋肥減少施肥次數(shù)[8]。黃河流域棉區(qū)采用播種時一次性基施緩控釋肥，施肥次數(shù)可減為1次[27]。

3.4 棉花節(jié)水灌溉技術(shù)

棉花節(jié)水灌溉技術(shù)是指灌溉水（包括降水）進(jìn)入棉田后，通過采用良好的灌溉方法，最大限度地提高灌溉水利用率的灌水技術(shù)。好的灌水技術(shù)不僅要灌水均勻，還要達(dá)到簡化、省工、節(jié)水、節(jié)能效果，使土壤保持良好的物理化學(xué)性狀，提高土壤肥力，從而獲得最佳效益。目前，黃河流域棉區(qū)在淘汰漫灌的基礎(chǔ)上，一方面改長畦為短畦、改寬畦為窄畦、改大畦為小畦，改大定額灌水為小定額灌水，整平畦面、保證灌水均勻，大大改善了畦灌技術(shù)；另一方面在現(xiàn)行溝灌技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展部分根區(qū)灌溉和隔溝交替灌溉，節(jié)水效果明顯[28]。另外，還發(fā)展了輕簡化微噴帶灌溉技術(shù)，將壓力水由輸水管和微噴帶送到田間，通過微噴帶上的出水孔，在重力和空氣阻力的共同作用下，形成細(xì)雨般的噴灑效果；普通滴灌及移動式滴灌技術(shù)也得到了示范應(yīng)用[8]。

3.5 棉花簡化整枝技術(shù)

建立了以粗整枝或免整枝為主要內(nèi)容的棉花簡化整枝技術(shù)。一是適當(dāng)稀植下保留利用營養(yǎng)枝技術(shù)，留苗2.7萬—3.75萬株/hm2，保留的營養(yǎng)枝在主莖打頂前5—7 d打頂，充分發(fā)揮營養(yǎng)枝“先擴源、后增庫”的作用[29]；二是中等密度條件下的粗整枝技術(shù)，于6月中旬大部分棉株出現(xiàn)1—2個果枝時，將第一果枝下的營養(yǎng)枝和主莖葉全部擼掉（俗稱“擼褲腿”），較精細(xì)整枝簡便快捷[30]；三是高密度條件下的免整枝技術(shù)，利用小個體、大群體控制營養(yǎng)枝生長，并配合化控減免去營養(yǎng)枝環(huán)節(jié)。其中，西北內(nèi)陸棉區(qū)的化控、水肥緊密結(jié)合，黃河流域棉區(qū)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提早化控（由盛蕾期提前到現(xiàn)蕾期）并增加次數(shù)（由2—3次增加到3—4次）[8]。無論是粗整枝還是免整枝，皆可采用機械打頂或者化學(xué)封頂代替人工打頂。

3.6 優(yōu)化成鈴、集中吐絮技術(shù)

黃河流域棉區(qū)純作棉田可采用“晚密優(yōu)”技術(shù)實現(xiàn)優(yōu)化成鈴、集中吐絮。顧名思義，“晚”是指采用中早熟棉花品種，適當(dāng)晚播；“密”是指采用機采棉種植模式，適當(dāng)提高密度，合理密植；“優(yōu)”是指優(yōu)化成鈴部位、集中成鈴[31]。技術(shù)要點：一是適期晚播，為使棉花結(jié)鈴期與山東棉區(qū)的最佳結(jié)鈴期相吻合，以便降低伏前桃的數(shù)量，減少爛鈴，播種期宜適當(dāng)推遲10—15 d，即于5月初播種。二是實行等行距中膜覆蓋，改大小行（大行90—120 cm、小行50—60 cm）種植為76 cm等行距種植；改窄膜（80—90 cm）為中膜（120—130 cm）覆蓋，膜厚度≥0.008 mm。三是合理密植，根據(jù)試驗和示范情況，為確保棉花集中成鈴，密度在原來基礎(chǔ)上提高3萬株/hm2左右，達(dá)到7.5萬—9萬株/hm2。四是揭膜和控釋肥深施結(jié)合，促進(jìn)根系發(fā)育和養(yǎng)分供應(yīng)，播種時將棉花專用控釋肥施入土層10 cm以下，確保中后期肥料供應(yīng)；盛蕾期以前及時揭膜或破膜回收，并結(jié)合中耕促根下扎。五是科學(xué)化控并結(jié)合機械打頂或化學(xué)封頂免整枝，控制株高90—110 cm，實現(xiàn)適時適度封行[19]。

4 棉花輕簡化栽培技術(shù)體系的集成建立

在突破單項關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)黃河流域的生態(tài)條件、生產(chǎn)條件和現(xiàn)實需要，研究建立了針對性強、特色鮮明、先進(jìn)適用的棉花輕簡化栽培技術(shù)。

針對黃河流域棉區(qū)一熟棉田，建立以精準(zhǔn)播種減免間定苗為核心的黃河流域一熟制棉花輕簡化豐產(chǎn)栽培技術(shù)，被農(nóng)業(yè)部定為全國主推技術(shù)。主要內(nèi)容為機械單粒精播減免間苗定苗，等行距寬膜覆蓋并適時揭膜控冠壯根，密植與化控融合實現(xiàn)簡化整枝、優(yōu)化冠層、適時適度封行，1—2次中耕與緩控釋肥深施結(jié)合簡化中耕施肥，優(yōu)化成鈴結(jié)合脫葉催熟實現(xiàn)正常成熟、集中吐絮。雖然收花仍主要采用人工，但從種到管已經(jīng)大大簡化，并實現(xiàn)了農(nóng)機農(nóng)藝的結(jié)合。目前，在魯西北和魯北地區(qū)示范情況來看，每公頃用工大都控制在200個以下，較傳統(tǒng)栽培技術(shù)減少用工90個以上，產(chǎn)量持平甚至略有增產(chǎn)[8]。

針對控制爛鈴、早衰和發(fā)展機采棉的需要，建立了符合機械采收的“晚密優(yōu)”栽培技術(shù)，即改早播種為適當(dāng)晚播，播種期由4月中下旬推遲到5月上旬；合理密植，種植密度由4.5—6.0萬株/hm2提高到7.5萬—9.0萬株/hm2，行距由大小行改為等行距76 cm；精細(xì)整枝改為簡化整枝，通過高密度對葉枝的抑制和化學(xué)調(diào)控的作用，實現(xiàn)免整枝；集中成鈴結(jié)合脫葉催熟實現(xiàn)人工或機械集中收花[32]。“晚密優(yōu)”栽培技術(shù)有力地支撐了山東省機采棉的發(fā)展。近5年來，山東全省按照機采棉“晚密簡”栽培模式種植的棉花在1萬hm2左右，實際年機采面積2 000 hm2以上，并呈逐年擴大之勢。

針對黃河流域棉區(qū)的套作棉花，在不改變“精稀簡”基本栽培路線下，改傳統(tǒng)營養(yǎng)缽育苗移栽為輕簡育苗移栽；改速效肥多次施用為速效肥與控釋肥結(jié)合實現(xiàn)一次施肥；改稀植為合理密植，密度由1.5萬—2.25萬株/hm2提高到3萬株/hm2株左右；改早拔稈為適當(dāng)推遲（機械）秸稈粉碎還田，特別是蒜套棉條件下，將拔棉柴時間由9月下旬推遲到10月10日左右，在產(chǎn)量不減或增加的前提下，大幅度減少了用工，提高了棉花的早熟性[8]。

針對棉麥、棉油、棉蒜套作難以實現(xiàn)機械化的難題，建立了蒜后直播短季棉栽培技術(shù)，內(nèi)容包括早熟品種晚播種，選用生育期短、株型緊湊、適合高密度種植的短季棉品種，5月底以前機械精量播種，減免間苗定苗環(huán)節(jié)；合理密植化學(xué)封頂，簡化整枝；化控、肥控相結(jié)合，施足底肥，在盛蕾期或初花期追肥一次，及時爭取棉花適時“封行”[12-13]。蒜后直播短季棉雖然產(chǎn)量低于蒜套春棉，但因省工節(jié)本，效益提高10%以上，而且為實行機械化植棉奠定了基礎(chǔ)，展現(xiàn)出良好的推廣應(yīng)用前景。

5 展望

黃河流域棉區(qū)已經(jīng)建成符合國情、操作性強、省工節(jié)本的輕簡化栽培技術(shù)體系，有效解決了傳統(tǒng)精耕細(xì)作技術(shù)存在的管理繁瑣，用工多、勞動強度大、生產(chǎn)效率低等難題，并在黃河流域棉區(qū)棉花生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。印度和巴基斯坦等周邊植棉大國尚未開展輕簡化植棉的研究，仍以人工栽培為主，單產(chǎn)低、人工投入多、生產(chǎn)效率低；美國等發(fā)達(dá)植棉國家依靠資源和技術(shù)優(yōu)勢，全面采取規(guī)模化、全程機械化、信息化植棉，但少見對輕簡化植棉研究，更少見對兩熟制棉花輕簡化栽培的研究。我們建立的棉花輕簡化豐產(chǎn)栽培技術(shù)體系，立足中國國情、符合現(xiàn)實需要，針對性、適用性與可操作性強，與傳統(tǒng)精耕細(xì)作栽培技術(shù)相比，平均減少用工40%以上、物化投入15%以上，且更加綠色環(huán)保；與印度、巴基斯坦等發(fā)展中植棉國家比較，減少用工50%以上、增產(chǎn)40%以上；與美國等發(fā)達(dá)植棉國家相比，盡管在機械化、信息化方面尚有顯著差距，但該技術(shù)的單位面積棉花產(chǎn)量、產(chǎn)值和綜合效益高10%—15%[4]。但也必須看到，黃河流域棉區(qū)輕簡化植棉水平地區(qū)間不平衡，農(nóng)藝技術(shù)與物質(zhì)裝備融合度不高。另外，爛鈴、早衰、生產(chǎn)品質(zhì)差等問題也十分嚴(yán)重，必須盡快解決。

要優(yōu)化種植制度和種植模式。在熱量和水澆條件較差的地區(qū)，堅持一熟種植；在熱量和水澆條件較好的地區(qū)，在穩(wěn)定現(xiàn)有麥棉兩熟和麥油兩熟制的基礎(chǔ)上，穩(wěn)步發(fā)展棉花與大蒜等高效作物的兩熟制。種植模式要做進(jìn)一步調(diào)整，改麥（油、蒜）棉套種為麥后或者油后、蒜后直播棉連作，為推行機械化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

要完善提升精準(zhǔn)播種技術(shù)水平。精準(zhǔn)播種是一個系統(tǒng)工程，要在以下4個方面下功夫：一是要進(jìn)一步提高整地質(zhì)量，保證棉花種子萌發(fā)出苗處在最佳的微生態(tài)環(huán)境；二是進(jìn)一步提高種子質(zhì)量，不僅要求種子發(fā)芽出苗能力強，還要通過科學(xué)的包衣處理實現(xiàn)抗病、殺蟲、穩(wěn)長之目標(biāo)；三是進(jìn)一步完善播種技術(shù)，通過升級播種機械，像新疆一樣全面實現(xiàn)機械化精量和準(zhǔn)確定位播種；四是進(jìn)一步提升聯(lián)合作業(yè)水平，把播種、施肥、噴除草劑、蓋膜等多道程序的聯(lián)合作業(yè)。

繼續(xù)研制新型肥料及其施用技術(shù)，進(jìn)一步簡化施肥和提高肥料利用率。棉花的生育期長、需肥量大，采用傳統(tǒng)速效肥一次施下，會造成肥料流失，利用率降低；多次施肥雖能提高肥料利用率，但費工費時。專用緩（控）釋肥一次深施是簡化施肥的新方向。為確保一次施肥的效果，必須加強成本低、效果好的緩控釋肥的研制，進(jìn)一步研究配套的科學(xué)施肥技術(shù)。

要因地制宜發(fā)展棉花采收機械化。黃河流域棉區(qū)一熟棉田，雖然地塊大小不一，但很大一部分棉田單塊面積較大，地表平整，氣候特點適宜，農(nóng)田基本設(shè)施適當(dāng)建設(shè)后能滿足大型農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的要求，因此具備棉花機械化收獲的基本硬性條件。應(yīng)選用適宜機械化收獲的棉花品種，在保證棉花單產(chǎn)的前提下改進(jìn)棉花種植模式，加強棉田管理，示范推進(jìn)機械化采收。黃河流域棉區(qū)的兩熟棉田，由于種植規(guī)模小，且采用麥棉、蒜棉套種的栽培模式，實現(xiàn)機械化的難度很大，應(yīng)首先改革種植模式，實現(xiàn)麥后、蒜后棉花機械化直播。

加快選育適宜輕簡化栽培、機械化收獲的棉花品種。生長發(fā)育穩(wěn)健、葉枝弱贅芽少、適應(yīng)性和抗逆性強、品質(zhì)好、易栽培管理的棉花品種適合輕簡化栽培，也受農(nóng)民歡迎。棉花收獲機械在作業(yè)過程中會對吐絮棉株產(chǎn)生擠壓、纏繞、抽拉、碰撞等作用，對棉花品種的要求也較高。要求棉鈴含絮力適中，以便于機械采收。目前黃河流域棉區(qū)種植品種較多、性狀多樣，各地土壤氣候條件差異性較大，均對棉花的生長造成影響。因此，適宜不同地區(qū)機械化采收作業(yè)的棉花品種需要進(jìn)一步篩選和培育。

爛鈴、早衰、生產(chǎn)品質(zhì)差等問題不是單一因素引起的，也不是單一技術(shù)能夠有效解決，品種、技術(shù)和相應(yīng)的物質(zhì)裝備等配合才是解決之道。在輕簡化栽培技術(shù)創(chuàng)建和集成過程中，必須充分考慮對爛鈴、早衰、生產(chǎn)品質(zhì)等的影響，把解決這些問題作為輕簡化栽培技術(shù)創(chuàng)建的重要出發(fā)點。

綜上，面對農(nóng)村勞動力數(shù)量減少和質(zhì)量下降的挑戰(zhàn)，中國科技工作者積極探索輕簡植棉、快樂植棉的途徑和關(guān)鍵技術(shù)，在棉花精準(zhǔn)播種、簡化整枝、輕簡施肥、集中成鈴等關(guān)鍵技術(shù)方面取得了一系列重要進(jìn)展，集成建立了具有核心推廣價值、操作性強的輕簡化植棉技術(shù)體系，為“快樂植棉”提供了新技術(shù)、新方法。為實現(xiàn)更高層次的輕簡化栽培，應(yīng)進(jìn)一步簡化播種和采收2個環(huán)節(jié)，減少管理環(huán)節(jié)，改“輕種重管”為“種管并重”；在繼續(xù)創(chuàng)新輕簡化栽培關(guān)鍵技術(shù)的同時，加強農(nóng)機農(nóng)藝融合，特別是要進(jìn)一步突破機采棉技術(shù)，推進(jìn)機采棉在黃河流域適宜地區(qū)的發(fā)展。可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來，中國棉花高產(chǎn)簡化栽培技術(shù)體系將得到進(jìn)一步提升和完善，并將為棉花生產(chǎn)振興和可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

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（責(zé)任編輯 李莉）

Review of Light and Simplified Cotton Cultivation Technology in the Yellow River Valley

DONG Jianjun1,2, DAI JianLong1, LI Xia1, LI WeiJiang1, DONG HeZhong1

(1Shandong Cotton Research Center/Shandong Key Lab for Cotton Culture and Physiology, Jinan 250100;2)

The cotton-growing region of Yellow River valley is one of the three major cotton producing areas in China. It is of great strategic significance to promote the sustainable development of cotton production in this area through full improvement of cultivation technology. Firstly, the main problems of current cotton cultivation and management technology in the cotton area of the Yellow River valley were analyzed in the paper. These problems mainly include the diversification of cotton planting system and planting pattern, which hinders the simplification and mechanization in cotton production; the scale of cotton production is small with poor organization; the field management of cotton is not only complicated, but also cumbersome and labor-intensive due to poor mechanization. It is also indicated that a large number of rural labors have been transferred to the city due to the fast urbanization in this area, which leads to the decrease in both the number and quality of rural labors, making it difficult to support the traditional labor-intensive cultivation of cotton. Thus many problems occurred in cotton production such as great consumption of labors, large material input and low economic benefits, which are the main obstacles to the sustainable development of cotton production in this area. Adoption of light and simplified cultivation technology is an important way to improve the Chinese cotton competitiveness in the world market and the sustainable development of cotton production in the Yellow River valley of China. Secondly, the formation and development process of light and simplified cotton cultivation technology were reviewed. The key techniques for light and simplified cotton cultivation, including precision seeding, simplified seedling nursing and transplanting, concentrated fruiting, easy and simplified pruning and fertilization, water-saving irrigation and other light cultivation techniques for cotton production were summarized and reviewed. Finally, based on the review, the authors proposed tentative ideas to simplify management, save costs and improve fiber quality and economic benefits by further improvement and development of the light and simplified cotton cultivation technology. In order to achieve a higher level of light and simplified cultivation in the future, more attention should be paid to seeding and harvesting as well as to simplifying and reducing the management process. The planting system and planting mode should be further optimized to lay a foundation for the implementation of mechanized production; the precision sowing technology should be further improved to ensure full stand establishment after seeding once; new fertilizers and their application technology should be continually developed to further simplify fertilization and improve fertilizer use efficiency; cotton varieties suitable for light cultivation and mechanized harvest should be genetically developed to enhance mechanized harvesting of cotton according to local conditions. While continuing to innovate the key cultivation technologies, the integration of agricultural machinery and agronomic measures as well as the combination of the fine variety with fine cultivation method must also be strengthened. It is foreseeable that in the near future, the light and simplified cotton cultivation technology system will be further improved, which will play more important roles in sustainable development of cotton production in this area.

Yellow River Valley; cotton; light and simplified cultivation

2016-12-05；

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-18-21）、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系棉花創(chuàng)新團隊（SDAIT-03-01）、山東省重點研發(fā)計劃（2015GNC110001）、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程（CXGC2016B05）、山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項目（2015棉花）

接受日期：2017-03-17

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