棉花生產全程機械化技術推廣與應用

芮 菊，閆利靜

（1.天津市寶坻區農業發展服務中心，天津 301800；2.天津市寶坻區周良街道辦事處，天津 301800）

1 背景及新技術示范推廣必要性

1.1 背景

棉花不但是我國重要的經濟作物，也是我國紡織產業的主要原料。我國棉農約1×108人，年種植面積達533.3×104hm2，皮棉年產量450～500×104t，占世界棉花總產量的25%以上。中國的棉花，種植面積和產量都處于世界前列，但是與先進棉花大國相比，存在棉花企業生產方式方法落后、經營管理規模小、勞動生產率低、生產產品成本比較高等問題。我國生產50 kg皮棉平均需要30～40個工作日，而美國只需要0.5個工作日。同等級的皮棉，國產棉價格比進口棉高出2 000元/t。

1.2 必要性

1.2.1 大力推廣棉花生產機械化是棉花生產的必然趨勢

寶坻區作為天津市的農業大區，具有良好的棉花種植條件，經過多年綜合治理集約開發，棉花年種植面積保持在6 666.67 hm2以上，種植生產已形成規模優勢，各種棉花加工產業發展成熟。但是，該區棉花生產在鋪膜播種、植保環節的機械化剛剛起步，在棉稈收獲、粉碎環節機械化程度還很低，而在棉花機械化采摘方面基本空白，這嚴重影響了寶坻區棉花生產效率與效益。因此，棉花生產全程機械化是棉花生產的必然趨勢。

1.2.2 符合農民需求

目前，寶坻區棉花種植模式比較落后，主要依靠人工生產，在棉花播種環節需要進行鋪膜、播種、施肥等多道工序，如果完全依靠人工來完成，其勞動強度很大、效率低。而在棉花采摘環節，寶坻區的機械化水平還處于空白，每年的棉花收獲季節，種植戶要投入大量的人力物力，每個工人每天的平均采摘量為70 kg 左右，生產效率很低，工人采摘時需要保持特定的姿勢，勞動強度也較高。因此，棉農非常渴望實現棉花生產的機械化。

1.2.3 能夠減輕勞動強度、提高勞動生產率

在棉花播種環節，人工每人每天最多可完成0.07 hm2的作業量；而采用機械化作業，每臺機具每天可完成2.67 hm2的作業量。在植保環節，人工每人每天可作業2 hm2，而機械化作業每天可完成6.67 hm2的作業量；在棉花采摘環節，人工作業每人每天只能完成0.02 hm2，而機械化作業每天可采摘0.09 hm2。在棉稈收獲環節，人工拔棉稈每人每天最多完成0.07 hm2的作業量，而機械化作業每天可完成8 hm2。從以上數據對比可以看出，采用棉花生產機械化技術有更高的勞動生產率，同時能夠在很大程度上減輕作業者的勞動強度。

1.2.4 能夠實現棉花的標準化、規模化生產

機械化深松旋耕整地技術可實現多工序聯合作業，減少機具進地次數，統一土地的耕整標準；棉花覆膜播種技術能夠在大大提高勞動生產率的同時，保證單位面積的種植數量，固定行距、株距的大小以及播種深度等，適合大面積種植；高標準低殘留植保作業可在短期內控制病蟲害的發生和蔓延，提高農藥利用率，減少農藥面源污染；棉花機械化采摘技術能夠在較短的時間完成采摘任務，并達到更好的采摘效果；棉稈機械化收獲技術，在完成棉稈收獲的同時，可完成棉稈的粉碎和收集，有利于長途運輸，在大面積種植地塊，其技術優勢更明顯，因此，棉花全程機械化技術的實施可滿足棉花大面積種植的標準化和規模化生產。

1.2.5 能夠減少勞動力投入、降低生產成本

寶坻區棉花種植時節和收獲時節都需要投入大量的人力和物力，隨著農村小城鎮建設的不斷發展，農村勞動力不斷向第二產業、第三產業轉移，每年到這2 個時節，都會出現雇工困難的問題，而且雇工成本每年都在提高，這實際上增加了種植者的生產成本，從而直接導致種植戶經濟收入的減少，這大大降低了棉農的種植積極性，棉田種植面積有減少的趨勢，嚴重制約了寶坻區棉花種植業的發展。而實現棉花生產機械化恰恰能夠很好地解決這些問題，棉花機械化深松旋耕整地技術能夠實現深松、旋耕一次完成；覆膜播種技術能夠一次完成覆膜、播種、施肥、覆土等多道作業工序；而棉稈機械化收獲技術，機具一次進地能夠實現棉稈收獲、粉碎、收集等多道作業工序一次完成，因此，棉花生產機械化技術能夠達到減少勞動力投入、降低生產成本的目的。

1.2.6 能夠提高棉花秸稈的有效利用率、增加農民收入

過去棉花收獲后，人們對棉稈隨意處置，有的任其干枯于地里，來年種地時將其拔除扔在田邊或一把火燒掉；有的將其拔除后扔進溝渠；還有的將其拔除后，用車運回家當柴燒，造成了秸稈資源的浪費。目前，在寶坻區周邊地區已建有生物質發電廠，采用棉花秸稈機械化收獲技術，種植戶能夠將秸稈粉碎收集以后運送到發電廠，以360 元/t 的價格賣給發電廠，這樣既使秸稈資源得到了有效利用，又提高了種植戶的收入。

1.2.7 降低環境污染

棉花收獲以后，秸稈隨處堆放既污染環境，又影響交通。扔進溝渠的秸稈會阻塞河道，秸稈長期在水中浸泡還會腐爛變質污染水源。特別是用火燒掉的秸稈，在焚燒的過程中冒出大量濃煙，對空氣和環境造成很大的污染。采用棉花機械化收獲技術，將棉稈粉碎收集后運到發電廠，在使棉稈得到有效利用的同時，避免了燃燒堆積造成的環境污染。另外，采用的高效低殘留機械化植保技術，能夠使農藥得到有效利用，在減少農藥用量的同時，達到更理想的防治效果，降低農藥造成的環境污染。因此，棉花生產機械化技術的應用能很好地達到綠色環保，降低環境污染的要求，有利于農業的可持續發展[1]。

2 市場需求分析

寶坻區棉花種植面積常年穩定在6 666.67 hm2以上，在棉花生產過程中，耕地、播種、田間管理等環節正逐步發展機械化，而比較重要的采摘和收獲及后續環節機械化程度仍為空白，這嚴重影響了寶坻區棉花生產機械化程度。因此，通過引進新型機具及技術實現棉花生產機械化成為了棉花種植戶的迫切愿望。該項目擬采用的各項技術都是已被成功應用的成熟技術，所引進的機具也都經過了成功試驗，機具質量有保證。該項目的實施不但節省勞動力，提高工作效率，而且可大大降低生產成本，增產增收，為農民帶來巨大的經濟效益。由此看來，該項目擁有廣闊的市場前景[2]。

3 技術及機械介紹

3.1 機械化深松旋耕整地技術

在播種棉花前采用深松旋耕聯合作業技術可一次性完成深松和旋耕作業，有效地減少了拖拉機的進地次數，較好地保持了土壤的團粒結構，增強了土壤的蓄水保墑能力。

3.2 機械化鋪膜播種技術

采用機械化鋪膜播種技術一次進地即可完成土壤刮平、開溝、施肥、播種、覆土、鎮壓、覆膜等作業，具有對棉籽適應性強、下籽位置均勻、播深一致、覆土良好、鎮壓適度等優點，不僅工效高，還能較好地保持土壤水分，因此，出苗率顯著高于人工播種。

3.3 高效低殘留機械化植保技術

該技術采用拖拉機帶機載式噴霧機進行噴灑農藥作業，主要是利用壓力將藥液經噴桿均勻噴灑于作物，具有流量射程適用范圍廣，減少化學農藥使用量，作物病蟲草害防治效果顯著的特點，提高農藥利用率，減少非點源農藥污染，保護生態環境和農產品質量安全，促進農業增效，增加農民收入，促進綠色生態發展。

3.4 中耕機械化技術

蕾期中耕可起到一定抗旱保墑、消除雜草、促根下扎、控制植物徒長的作用。封壟前，中耕技術結合傳統培土，分次使用，雨季到來前結束，小旱能保墑，大旱利溝灌；排水好，防止棉花植株倒伏，還能提高地溫，促進根系發育，抑制雜草生長等。棉花中耕從5 月下旬—6 月上旬開始，棉花植株尚未封壟，多功能微耕機可以同時完成中耕及培土。

3.5 棉花機械化采摘技術

小型機動采棉機具有結構簡單、質量輕、體積小、效率高、操作方便、成本低等優點，采摘時不會帶下棉花葉片和棉殼，雜質率小于1%，不損壞花纖維，不影響棉花等級的品質。可背負使用，也可加框架在田間推拉，便于采摘，實現了大棉田、小棉田及不平整棉田進行地塊施工機械化采棉質和量的提升。

3.6 棉稈機械化粉碎技術

棉花秸稈一次性收獲、粉碎、收集，從而實現省時、省力、方便快捷。在降低人工成本的同時，有效解決了棉花秸稈收獲、粉碎、收集、搬運機械化程度低的難題，為秸稈的綜合利用和農民增收提供了可靠的機械保障[3]。

4 效益分析

4.1 節本

應用機械化覆膜播種與人工覆膜播種相比至少節省4道作業工序，可節約成本20元/0.067 hm2以上。

目前，現有大田背負式噴霧機械作業能力為0.17 hm2/h，每人每天作業面積為2 hm2，按雇工費每人150 元/d，則人工費為75 元/hm2；若采用高效低殘留機械化植保技術，每人每天可完成噴藥面積6.67 hm2，棉田人工費為21元/hm2，由于工作效率提高，平均節省雇工成本54 元/hm2；采用高效低殘留植保技術平均節約成本58元/hm2。

傳統的人工拔棉稈和人工撿拾每人每天可完成0.07 hm2，雇工費150元。而應用棉花秸稈機械化粉碎技術，每天至少可處理棉稈8 hm2，每0.07 hm2費用只需30元，每0.07 hm2地節省作業成本120元。

人工采棉每天最多采棉花70 kg，費用0.85 元/kg，應用機動采棉機采棉達到30～40 kg/h，平均采棉300 kg/d，費用0.5元/kg，如果棉花單產400 kg/0.067 hm2，則可節省費用140 元/0.067 hm2。采用棉花生產機械化技術每1 hm2棉田可節約成本4 057元。

4.2 增收

過去棉花收獲后秸稈就作為廢棄物扔掉或作為燃料燒掉了，如果利用機械化技術將棉稈粉碎后，可將其按360 元/t的價格供應給周邊發電廠，折合可增收120元/0.067 hm2。

5 結論

新技術的推廣應用能夠大大減輕棉花生產的勞動強度，大幅度提高勞動生產率，解放勞動力，節省生產成本，有利于促進農村勞動生產力向第二產業、第三產業轉移，加快天津市的小城鎮建設，促進棉花生產實現機械化、規模化、規范化，從而加速全區乃至全市農業機械化發展水平，對發展農業現代化起到積極的促進作用。此外，通過該項目的實施能較好改善土壤團粒結構，保持土壤水分及墑情，減少農藥使用量及殘留量，降低對環境的污染，有利于我國都市農業實現可持續發展。