我国华北地区棉花生产耕种管机械化技术探讨

平英华　彭卓敏　陈明江

摘 要：针对华北地区棉花机械化耕整地、播种、施药、棉秆收获和残膜回收等主要生产环节的机械化作业技术现状、存在问题和发展趋势，对照《黄河流域棉区棉花机械化生产技术指导意见》（试行）要求和我国华北地区棉花生产特点，分析该地区“耕种管”各主要生产环节相应的机械化作业要求，提出适宜的作业机械及技术创新的思路，进一步促进该地区棉花全程机械化发展。

关键词：华北地区；棉花生产；耕种管机械化技术

中图分类号 S562 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）09-130-03

棉花是我国主要的经济作物。棉棉花生产事关棉农持续增收、棉花种植面积稳定和纺织业健康发展。加快推进棉花生产机械化，是实现节本增效、保持棉花生产稳定发展的最主要措施。黄河流域棉区原为我国最大的产棉区，棉花种植面积最高年份占到总面积的60%左右。该区域热量条件好，水资源丰富，土壤肥沃，昼夜温差大，是我国重要的商品棉基地。该区域的主产区为华北平原，包括河北、河南、山东3省。该3省的主要土壤类型为褐土、浅色草甸土、沼泽土及盐土，棉区多为地下水位较深而内外排水良好的轻壤土，是良好的棉麦产区[1]。2012年华北3省棉花播种面积152.479万hm2，占黄河流域棉区的94.66%、全国的32.52%[2]，在我国棉花产业中占据了1/3份额的比重。

随着农村劳动力的不断转移，华北平原棉区亦面临着劳动力短缺，劳动者整体素质下降的窘境。据国家统计局的统计，1978年我国棉花种植用工61个/667m2，到2006年20.4个/667m2，年均减少1.29个/667m2。中国棉花生产预警监测数据，植棉大户，用工数量已减到7～8个/667m2。因此，大力发展棉花种植全程机械化成为该区域棉花种植一个迫切需要破解的实际问题。

本文根据在河北、山东等地的实地调研所掌握的资料，主要针对该区域棉花种植的耕整地、播种、施药、棉秆收获和残膜收回等环节的机械化作业技术进行探讨，企求提出一套先进适用的规范化的“耕种管”机具配置方案及技术创新的思路，提高机械作业技术水平，从而稳步推进该区域棉花种植机械化程度。

1 耕整地机械化作业技术

1.1 耕整地质量要求 耕整地的基本技术要求是要达到一定的耕深，且要地表平整：耕深达到25cm左右，且要求误差不得超过1.5cm。播前土地下实上虚，虚土层厚2.0～3.0cm，耕后地表平整度≤5cm[3]。

1.2 机械化程度及机具现状 目前，棉花耕整地作业已经完全实现了机械化，主要作业机具是旋耕机、铧式犁和深松机。

1.2.1 旋耕机 调查表明，生产实际中应用最多的是用旋耕机进行棉田耕整地作业，其作业技术指标可达到：耕深12～16cm、地表平整度≤5cm。实地调研和网调均表明，由于旋耕机具有耕后地表平整、杂草、留茬覆盖良好，作业效率高等特点，耕整地作业应用最多的是此类机具，是一种深受广大农民欢迎的机具。旋耕机为成熟机具，品种较多。但存在的主要问题是耕深达不到《黄河流域棉区棉花机械化生产技术指导意见（试行）》的技术要求。

1.2.2 铧式犁 铧式犁作业耕深完全能够达到25cm以上。但因需要配备中大型动力机械，且作业后还需要进行平整地作业，作业成本较旋耕作业高，棉农通常使用此类机具较少。

1.2.3 深松机 深松机作业深松深度可达25cm以上。由于该作业方式属于保护性耕作措施之一，故是目前政府大力推广的耕整地作业方式之一，黄淮海地区的山东、河南、河北等省市补贴推行深松耕。深松作业的主要功能是疏松土壤，打破犁底层，因此一般深松机作业后种植棉花需要再进行平整地作业，导致作业成本增加。

1.3 基本判断 从上述分析可以看出，目前棉花耕整地作业完全能够实现机械化作业。旋耕机具有耕后地表平整，杂草、留茬覆盖良好，作业效率高等特点，但耕深浅。铧式犁、深松机耕翻作业的耕深完全满足棉花生产农艺要求，但需要进行整地。

1.4 发展趋势 在华北棉区，受限于种植规模，棉农真正应用铧式犁和深松机进行耕整地的还比较少，进行棉田耕整地使用更多的作业机具还是旋耕机，在将来的一定时期内，旋耕机仍将是主要的棉田耕整地作业机具。铧式犁和深松机机具应增加整地、播种、施肥等功能，形成联合作业机组，且种植规模应达到一定的程度，从技术经济上才更可行。因此，从生产实际以及政府的要求看，棉田耕整地的作业模式应该是：以旋耕作业为主，适度进行深翻作业。

1.5 适宜机具及创新思路

1.5.1 适宜机具 以旋耕机为主，辅之铧式犁和深松机，如1GQN-160（200）型旋耕机、1LYF-327（335）液压翻转三铧犁、1S-200（280）型深松机。

1.5.2 创新思路 加快开发推广大中小型有耕深可控可监视功能的犁耕施肥旋耕复式机、深松旋耕复式机、深松施肥旋耕播种覆膜联合机等。

2 播种机械化作业技术

2.1 播种质量要求 播种的基本技术要求是要达一定的播深，且空穴率要有效控制。对于棉花机械化播种的生产技术要求主要有3点：播种深度2.0～3.0cm、空穴率<3%、覆土厚度1.5～2.5cm[3]。

2.2 机械化程度及机具现状 目前，棉花播种作业亦完全实现了机械化，主要方式是直播或移栽，机具有播种机和移栽机2类。华北棉区种植制度是一年一熟制，棉花种植方式为直播，所用机具为播种机。调查表明，生产中应用的机具基本是多功能作业机具，以“播种+覆膜”联合作业模式为主，其中“先播种后覆膜”较“先覆膜后播种”在河北等地更受农民欢迎。该类机具技术成熟，作业质量高，已经全面普及。如2BMP-2型棉花铺膜播种机，该机是与小型拖拉机配套的悬挂式农机具，能一次完成开沟、播种、覆土、镇压和铺膜等多道工序，播种深度3.0～7.0cm、空穴率<3%，覆土厚度1.5～2.5cm[4]，完全满足了《黄河流域棉区棉花机械化生产技术指导意见（试行）》的技术要求。endprint

2.3 基本判断 从上述分析可以看出，目前棉花播种作业完全实现了机械化作业。播种覆膜联合作业的播种深度、覆土厚度、空穴率等技术指标完全能够满足有关技术指标的要求。

2.4 发展趋势

2.4.1 多功能 从棉花种植机械化作业技术发展方向来看，“多功能”性是种植机械主要发展趋势，即一次作业可同时完成播种、施肥、覆膜等多种工序作业，甚至完成耕整地。

2.4.2 农艺农机融合 农艺和农机融合是种植机械得以推广应用的基础，即播种的行距、株距和覆膜的宽度等，行距、株距等应符合要求：适合水平摘锭式采棉机的种植行距为76cm（或81cm、86cm、91cm任选一种）、指杆式采棉机以等行距为佳，株高一般控制在80～100cm[3]。

2.5 适宜机具及创新思路

2.5.1 适宜机具 以覆膜播种机为主，如2BMF-2型、2BMP-2型棉花铺膜播种机。

2.5.2 创新思路 加快开发推广大中小型、有播量可控可监视功能的耕整施肥精量播种覆膜联合机、单粒穴播覆膜一体机等。

3 植保机械化作业技术

3.1 植保质量要求 机械化植保的基本技术要求就是雾化良好、喷洒均匀。对于棉花来讲，上中下部、叶面正反两面均应均匀着药。

3.2 作业机具及机械化程度 总的来说，棉花植保作业亦实现了机械化，常用的机具有：背负式喷雾喷粉机、机引喷杆式喷雾机等。调查表明，河北、山东等地使用最多的棉花植保机械是背负式喷雾喷粉机。由于该机具有操作轻便、灵活、生产效率高等特点，且不受地理条件和植保面积限制，在山区、丘陵地区及零散地块上都很适用[5]，因此棉花植保作业普遍使用该机。但该机主要在棉花植株上中下部、叶面正反两面均匀着药性存在不足。虽然喷杆式喷雾机或在喷杆上吊挂垂直水平喷头喷雾更适合棉花中后期病虫害防治，但由于需要应用拖拉机等动力机械，且需要有动力机械的行走道路，加之华北棉区的棉农种植规模的限制，此类机具目前生产中使用较少。

3.3 基本判断 从上述分析可以看出，目前棉花植保作业完全实现了机械化作业，但机具喷洒的农药在棉花植株上中下部、叶面正反两面均匀着药性存在不足。

3.4 发展趋势 从棉花植保机械化作业技术发展趋势看，解决棉花植株上中下部、叶面正反两面均匀着药性将使棉花植保机械今后需要重点解决的问题，因此，喷杆式喷雾机上吊挂垂直水平喷头喷雾将是棉花植保机具发展的方向。

3.5 适宜机具及创新思路

3.5.1 适宜机具 近期仍以背负式机动喷雾器为主，如WFB-18AC背负式机动喷雾喷粉机。此外，为降低劳动强度，提高作业效率，3WP-650、3WZ-300等喷杆式喷雾机将逐步得到推广应用。

3.5.2 创新思路 加快开发推广自走风送式喷杆式喷雾机、背负式静电喷雾喷粉机、自走式静电喷杆喷雾机等、风送式喷雾机、地面热烟雾机等。

4 残膜机械化回收

4.1 残膜回收质量要求 残膜回收的基本技术要求是一定程度上能够清除地表和土壤中的残膜。NY/T 1227-2006残地膜回收机作业质量标准明确要求：表层拾净率、深层拾净率、苗期拾净率分别为：≥75%、≥65%、≥82%。

4.2 作业机具及机械化程度 目前，各地开发了多种形式的残膜回收机械，如伸缩杆齿式、弹齿式、铲式、轮齿式、齿链式，但能够广泛应用于生产的机型不多[6]，特别是缺乏耕层中的残膜适宜作业的机具。实地调查亦表明，目前真正实用的机型仍较少，生产中几乎没有棉农在使用机械进行残膜回收，更谈不上残膜回收的机械化程度。

4.3 基本判断 从上述分析可以看出，目前棉花种植过程中的残膜回收机械化作业尚处于推广期，残膜机械化回收程度很低。

4.4 发展趋势 从棉花种植残膜回收机械化作业技术发展趋势来看，一定程度的残膜回收是较容易实现的，但要达到较高的捡拾程度，存在着相当大的难度，特别是25cm耕层中的残留农膜捡拾非常困难，耕层残膜捡拾机具是重点突破瓶颈。此问题的解决应该是在提高机具性能高的基础上，使用高质量的地膜。

4.5 适宜机具及创新思路

4.5.1 机具 一些已进入支持农机推广产品目录的机具，如1ML-2.5A型、4ML-400型搂膜机、4CM-2.5（3.0、4.0、5.0）型弹齿式残膜回收机等。

4.5.2 创新思路 研究开发作业可靠的脱模装置、防缠绕的收膜机构，以及土块、秸秆、杂草和残膜分离部件；提高地膜厚度，由目前的0.006～0.008mm，提高到国外通用的0.010mm；开发推广可降解的农膜。

5 棉秆机械化回收

5.1 棉秆回收质量要求 棉秆回收的最基本技术要求是棉秆清净率。

5.2 作业机具及机械化程度 目前，各地开发了多种形式的棉秆收获机械，但棉秆收获基本上处于机械化起步阶段[7]。棉秆收获的基本形式主要有“拔秆收获”和“切割收获”2种收获模式。切割收获主要是采用割台式收割棉秆，拔秆收获有对辊式、齿盘式、齿辊式等拔秆形式。实地调查表明，齿盘式棉秆收获机由于结构简单，调整维修方便，价格低廉，生产实际中应用较多。

5.3 基本判断 目前棉秆机械化收获作业技术已经基本成熟，收获机具基本可用，但机具的作业可靠性有待进一步提高。

5.4 发展趋势 从棉秆收获机械化作业技术发展趋势来看，联合作业机具是今后的发展方向，如拔秆打捆机、拔秆切碎打包机，以及和耕整地、残膜捡拾、播种、施肥等功能结合在一起的联合作业机具等。

5.5 适宜机具及创新思路

5.5.1 适宜机具 目前较适宜的机具主要有：4MC-2型拔秆机、4MG-275型自走式棉秆联合收割机、4MG-120棉秆捡拾收获机、4JQ-80型秸秆捡拾切碎机等。

5.5.2 创新思路 加快开发推广棉秆粉碎根茬切碎联合还田机，以及棉秆收获、耕整地、残膜捡拾、播种、施肥联合作业机具。

参考文献

[1]席承藩，刘文政.黄河长江流域土壤调查[J].土壤，1959，（10）：10-19.

[2]中华人民共和国国家统计局，年度数据[OL].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/.

[3]黄河流域棉区棉花机械化生产技术指导意见（试行）[R].农业部办公厅，2012-11-28.

[4]刘晨，张友腾，等.棉花生产机械化技术[N].中国农机化导报，2014-02-17.

[5]背负式机动喷雾喷粉机[OL]. http：//www.sx3n.com/sannongkeji/yuanlinhuahui/24216.html

[6]常立荣，裴泽莲，等.残膜回收机研究发展初探[J].农业科技与装备，2013，（2）：37-38.

[7]催相全，马继春，等.我国棉花棉秆收获机械现状及发展趋势[J]. 农业装备与车辆工程，2011，（11）：4-6.

（责编：徐焕斗）endprint