棉花生产全程机械化技术推广与应用

芮 菊，闫利静

（1.天津市宝坻区农业发展服务中心，天津 301800；2.天津市宝坻区周良街道办事处，天津 301800）

1 背景及新技术示范推广必要性

1.1 背景

棉花不但是我国重要的经济作物，也是我国纺织产业的主要原料。我国棉农约1×108人，年种植面积达533.3×104hm2，皮棉年产量450～500×104t，占世界棉花总产量的25%以上。中国的棉花，种植面积和产量都处于世界前列，但是与先进棉花大国相比，存在棉花企业生产方式方法落后、经营管理规模小、劳动生产率低、生产产品成本比较高等问题。我国生产50 kg皮棉平均需要30～40个工作日，而美国只需要0.5个工作日。同等级的皮棉，国产棉价格比进口棉高出2 000元/t。

1.2 必要性

1.2.1 大力推广棉花生产机械化是棉花生产的必然趋势

宝坻区作为天津市的农业大区，具有良好的棉花种植条件，经过多年综合治理集约开发，棉花年种植面积保持在6 666.67 hm2以上，种植生产已形成规模优势，各种棉花加工产业发展成熟。但是，该区棉花生产在铺膜播种、植保环节的机械化刚刚起步，在棉秆收获、粉碎环节机械化程度还很低，而在棉花机械化采摘方面基本空白，这严重影响了宝坻区棉花生产效率与效益。因此，棉花生产全程机械化是棉花生产的必然趋势。

1.2.2 符合农民需求

目前，宝坻区棉花种植模式比较落后，主要依靠人工生产，在棉花播种环节需要进行铺膜、播种、施肥等多道工序，如果完全依靠人工来完成，其劳动强度很大、效率低。而在棉花采摘环节，宝坻区的机械化水平还处于空白，每年的棉花收获季节，种植户要投入大量的人力物力，每个工人每天的平均采摘量为70 kg 左右，生产效率很低，工人采摘时需要保持特定的姿势，劳动强度也较高。因此，棉农非常渴望实现棉花生产的机械化。

1.2.3 能够减轻劳动强度、提高劳动生产率

在棉花播种环节，人工每人每天最多可完成0.07 hm2的作业量；而采用机械化作业，每台机具每天可完成2.67 hm2的作业量。在植保环节，人工每人每天可作业2 hm2，而机械化作业每天可完成6.67 hm2的作业量；在棉花采摘环节，人工作业每人每天只能完成0.02 hm2，而机械化作业每天可采摘0.09 hm2。在棉秆收获环节，人工拔棉秆每人每天最多完成0.07 hm2的作业量，而机械化作业每天可完成8 hm2。从以上数据对比可以看出，采用棉花生产机械化技术有更高的劳动生产率，同时能够在很大程度上减轻作业者的劳动强度。

1.2.4 能够实现棉花的标准化、规模化生产

机械化深松旋耕整地技术可实现多工序联合作业，减少机具进地次数，统一土地的耕整标准；棉花覆膜播种技术能够在大大提高劳动生产率的同时，保证单位面积的种植数量，固定行距、株距的大小以及播种深度等，适合大面积种植；高标准低残留植保作业可在短期内控制病虫害的发生和蔓延，提高农药利用率，减少农药面源污染；棉花机械化采摘技术能够在较短的时间完成采摘任务，并达到更好的采摘效果；棉秆机械化收获技术，在完成棉秆收获的同时，可完成棉秆的粉碎和收集，有利于长途运输，在大面积种植地块，其技术优势更明显，因此，棉花全程机械化技术的实施可满足棉花大面积种植的标准化和规模化生产。

1.2.5 能够减少劳动力投入、降低生产成本

宝坻区棉花种植时节和收获时节都需要投入大量的人力和物力，随着农村小城镇建设的不断发展，农村劳动力不断向第二产业、第三产业转移，每年到这2 个时节，都会出现雇工困难的问题，而且雇工成本每年都在提高，这实际上增加了种植者的生产成本，从而直接导致种植户经济收入的减少，这大大降低了棉农的种植积极性，棉田种植面积有减少的趋势，严重制约了宝坻区棉花种植业的发展。而实现棉花生产机械化恰恰能够很好地解决这些问题，棉花机械化深松旋耕整地技术能够实现深松、旋耕一次完成；覆膜播种技术能够一次完成覆膜、播种、施肥、覆土等多道作业工序；而棉秆机械化收获技术，机具一次进地能够实现棉秆收获、粉碎、收集等多道作业工序一次完成，因此，棉花生产机械化技术能够达到减少劳动力投入、降低生产成本的目的。

1.2.6 能够提高棉花秸秆的有效利用率、增加农民收入

过去棉花收获后，人们对棉秆随意处置，有的任其干枯于地里，来年种地时将其拔除扔在田边或一把火烧掉；有的将其拔除后扔进沟渠；还有的将其拔除后，用车运回家当柴烧，造成了秸秆资源的浪费。目前，在宝坻区周边地区已建有生物质发电厂，采用棉花秸秆机械化收获技术，种植户能够将秸秆粉碎收集以后运送到发电厂，以360 元/t 的价格卖给发电厂，这样既使秸秆资源得到了有效利用，又提高了种植户的收入。

1.2.7 降低环境污染

棉花收获以后，秸秆随处堆放既污染环境，又影响交通。扔进沟渠的秸秆会阻塞河道，秸秆长期在水中浸泡还会腐烂变质污染水源。特别是用火烧掉的秸秆，在焚烧的过程中冒出大量浓烟，对空气和环境造成很大的污染。采用棉花机械化收获技术，将棉秆粉碎收集后运到发电厂，在使棉秆得到有效利用的同时，避免了燃烧堆积造成的环境污染。另外，采用的高效低残留机械化植保技术，能够使农药得到有效利用，在减少农药用量的同时，达到更理想的防治效果，降低农药造成的环境污染。因此，棉花生产机械化技术的应用能很好地达到绿色环保，降低环境污染的要求，有利于农业的可持续发展[1]。

2 市场需求分析

宝坻区棉花种植面积常年稳定在6 666.67 hm2以上，在棉花生产过程中，耕地、播种、田间管理等环节正逐步发展机械化，而比较重要的采摘和收获及后续环节机械化程度仍为空白，这严重影响了宝坻区棉花生产机械化程度。因此，通过引进新型机具及技术实现棉花生产机械化成为了棉花种植户的迫切愿望。该项目拟采用的各项技术都是已被成功应用的成熟技术，所引进的机具也都经过了成功试验，机具质量有保证。该项目的实施不但节省劳动力，提高工作效率，而且可大大降低生产成本，增产增收，为农民带来巨大的经济效益。由此看来，该项目拥有广阔的市场前景[2]。

3 技术及机械介绍

3.1 机械化深松旋耕整地技术

在播种棉花前采用深松旋耕联合作业技术可一次性完成深松和旋耕作业，有效地减少了拖拉机的进地次数，较好地保持了土壤的团粒结构，增强了土壤的蓄水保墒能力。

3.2 机械化铺膜播种技术

采用机械化铺膜播种技术一次进地即可完成土壤刮平、开沟、施肥、播种、覆土、镇压、覆膜等作业，具有对棉籽适应性强、下籽位置均匀、播深一致、覆土良好、镇压适度等优点，不仅工效高，还能较好地保持土壤水分，因此，出苗率显著高于人工播种。

3.3 高效低残留机械化植保技术

该技术采用拖拉机带机载式喷雾机进行喷洒农药作业，主要是利用压力将药液经喷杆均匀喷洒于作物，具有流量射程适用范围广，减少化学农药使用量，作物病虫草害防治效果显著的特点，提高农药利用率，减少非点源农药污染，保护生态环境和农产品质量安全，促进农业增效，增加农民收入，促进绿色生态发展。

3.4 中耕机械化技术

蕾期中耕可起到一定抗旱保墒、消除杂草、促根下扎、控制植物徒长的作用。封垄前，中耕技术结合传统培土，分次使用，雨季到来前结束，小旱能保墒，大旱利沟灌；排水好，防止棉花植株倒伏，还能提高地温，促进根系发育，抑制杂草生长等。棉花中耕从5 月下旬—6 月上旬开始，棉花植株尚未封垄，多功能微耕机可以同时完成中耕及培土。

3.5 棉花机械化采摘技术

小型机动采棉机具有结构简单、质量轻、体积小、效率高、操作方便、成本低等优点，采摘时不会带下棉花叶片和棉壳，杂质率小于1%，不损坏花纤维，不影响棉花等级的品质。可背负使用，也可加框架在田间推拉，便于采摘，实现了大棉田、小棉田及不平整棉田进行地块施工机械化采棉质和量的提升。

3.6 棉秆机械化粉碎技术

棉花秸秆一次性收获、粉碎、收集，从而实现省时、省力、方便快捷。在降低人工成本的同时，有效解决了棉花秸秆收获、粉碎、收集、搬运机械化程度低的难题，为秸秆的综合利用和农民增收提供了可靠的机械保障[3]。

4 效益分析

4.1 节本

应用机械化覆膜播种与人工覆膜播种相比至少节省4道作业工序，可节约成本20元/0.067 hm2以上。

目前，现有大田背负式喷雾机械作业能力为0.17 hm2/h，每人每天作业面积为2 hm2，按雇工费每人150 元/d，则人工费为75 元/hm2；若采用高效低残留机械化植保技术，每人每天可完成喷药面积6.67 hm2，棉田人工费为21元/hm2，由于工作效率提高，平均节省雇工成本54 元/hm2；采用高效低残留植保技术平均节约成本58元/hm2。

传统的人工拔棉秆和人工捡拾每人每天可完成0.07 hm2，雇工费150元。而应用棉花秸秆机械化粉碎技术，每天至少可处理棉秆8 hm2，每0.07 hm2费用只需30元，每0.07 hm2地节省作业成本120元。

人工采棉每天最多采棉花70 kg，费用0.85 元/kg，应用机动采棉机采棉达到30～40 kg/h，平均采棉300 kg/d，费用0.5元/kg，如果棉花单产400 kg/0.067 hm2，则可节省费用140 元/0.067 hm2。采用棉花生产机械化技术每1 hm2棉田可节约成本4 057元。

4.2 增收

过去棉花收获后秸秆就作为废弃物扔掉或作为燃料烧掉了，如果利用机械化技术将棉秆粉碎后，可将其按360 元/t的价格供应给周边发电厂，折合可增收120元/0.067 hm2。

5 结论

新技术的推广应用能够大大减轻棉花生产的劳动强度，大幅度提高劳动生产率，解放劳动力，节省生产成本，有利于促进农村劳动生产力向第二产业、第三产业转移，加快天津市的小城镇建设，促进棉花生产实现机械化、规模化、规范化，从而加速全区乃至全市农业机械化发展水平，对发展农业现代化起到积极的促进作用。此外，通过该项目的实施能较好改善土壤团粒结构，保持土壤水分及墒情，减少农药使用量及残留量，降低对环境的污染，有利于我国都市农业实现可持续发展。