两熟制棉花绿色化轻简化机械化栽培技术“三字经”

郑曙峰，王维，刘小玲，徐道青，阚画春，陈敏，李淑英，张彩霞

（安徽省农业科学院棉花研究所，合肥 230031）

我国两熟制棉花分别占长江流域和黄河流域棉区植棉面积的80%和20%， 对稳定我国棉花生产发挥了重要的作用[1]。 传统的棉田两熟种植模式主要有棉花油菜双育苗双移栽、油菜（小麦、大麦、大蒜、大葱等）收获后移栽棉花及小麦（大蒜、大葱等）预留行套播或套栽棉花等，这些模式下，棉花生产存在技术复杂、操作工序多、用工多、化肥农药用量大、生育期长等问题，难以实行机械化作业和规模化种植，从而导致棉花生产效益低、棉农植棉积极性低迷。 据统计，棉花采摘成本占到了总成本的50%。 因此，以棉花机械化直播、机械化收获（机采棉）和“三减”（减少化肥使用量、减少化学农药使用量、减少生产环节和用工）为标志的绿色化轻简化机械化栽培技术，是棉花生产现代化的唯一方向和根本出路[2-4]。 狭义上，机采棉是指利用采棉机一次性收获棉花；广义上，机采棉模式是指通过选用适宜的棉花品种，采用合理增密、机械直播、全程株型调控和熟性调控等技术措施， 免除间苗、 补苗、整枝、打杈乃至打顶等工序，从而实现棉花集中成熟、全程采用机械化作业和采棉机一次性收获的生产方式。 我国西北内陆棉区机采棉发展很快，2020 年度新疆机采棉比例达到80%，其中北疆地区机采棉占北疆棉花总加工量的97%，南疆地区机采棉占南疆棉花总加工量的60%[5]。 新疆机采棉栽培核心技术主要有合理密植、宽膜覆盖、膜下滴灌、水肥一体化管理、机械化作业等[6-7]，但因该棉区的气候特征、土壤条件、种植制度、适宜的棉花品种、病虫草害等与长江流域、黄河流域棉区差异非常大，这些技术主要适用于西北内陆棉区一熟制棉花生产，难以复制应用于长江流域、黄河流域棉区两熟制棉花生产。

近年来，我国学者通过关键核心技术研究和系统集成，形成了具有中国特色的两熟制棉花绿色化轻简化机械化栽培技术体系[1]。 笔者团队针对传统的两熟制棉花栽培存在的机械化水平低，特别是免耕单粒精量机械播种难、机收难等“卡脖子”问题，用“三字经”的形式总结了两熟制棉花全程绿色化轻简化机械化栽培技术，旨在更好地推广应用该技术体系，助力两熟复种棉花生产向绿色化轻简化机械化方式变革和“碳达峰碳中和”战略下棉花可持续发展。

1 理思路、明路线

针对传统的两熟制棉花栽培存在的用工多、机械化水平低，特别是免耕精量播种机械缺乏、单粒精量播种难、机收难等问题，根据棉花生物学特性和农业形势变化，紧扣“两需”（产业需求、主体需求），找准和突破“三点”（重点、难点和卡点），围绕“四环节”（品种、种植制度、农机、农艺），抓住农艺“七关键”（密、肥、播、调、防、催、收），总结成“十个关键字（种[zhǒng]、茬、机、密、肥、播、调、防、催、收）”和“四节点”，以此达到以绿色化轻简化机械化生产为主的三简（简化施肥、简化防控、简化管理）、三减（减少生产环节和用工、减化肥用量、减化学农药用量）、三机（机播、机管、机采）、三提（提高植棉效益、提高资源利用率、提高机械化率），从而实现两熟制棉花生产方式的根本变革。该技术框架详见图1。

图1 两熟制棉花绿色化轻简化机械化栽培技术思路

为了实现两熟制棉花绿色化、 轻简化和机械化，根据棉花的生物学特性，技术途径上由“优（优群体）、壮（壮个体）、高（高成铃率、高积累、高产）”或“精、稀、简”（精耕细作、低密度、简化栽培）向“促早、优密、适高”[7-12]转变。

2 改模式、换品种

现有的棉麦、棉油等两熟制中，棉花种植模式主要围绕“优、壮、高”或“精、稀、简”，具体来说是选用中熟强优势棉花杂交种，利用营养钵育苗或基质育苗，在前茬作物收获后低密度移栽[8-12]。 这种模式强调栽培上的精耕细作，充分发挥杂交棉的个体优势，以较小的群体、健壮的个体达到高产的目的，形象地说是“以个体换群体，以时间换空间，以特种兵打持久战”的模式。 这种模式的优点是可以充分利用两熟区的温、光、水资源，延长棉花的生长发育时间，发挥棉花杂交种的个体优势，从而获得较高的棉花产量及两熟作物的周年产量； 缺点是环节多、用工多、生育期长、成熟和收获周期长、难以实现机械化作业。

为了实现基于两熟制的棉花生产全程机械化，将种植模式改为前茬作物收获后高密度直播或带状间作轮作复合种植棉花[1,13-14]，充分发挥群体优势，可以概括为“早、密、矮”模式，形象地说是“以群体换个体，以空间换时间，以大兵团打闪电战”的模式，如小麦、大麦、油菜等作物收获后直播棉花，棉花、荷兰豆接茬复种[15]，以食用、绿肥和观赏为主要目的的菜薹、油菜收获后直播棉花，棉花花生带状间作轮作复合种植（棉花花生当年带状间作，翌年两者换带轮作）[16]等模式。 棉花品种由常规育苗移栽采用的生育期135 d 左右的中熟品种换成110 d左右的早熟品种，与栽培技术配套，促进集中吐絮，缩短生产周期。

3 增密度、精直播

由于采用前茬作物收获后高密度直播或带状间作轮作复合种植棉花模式，棉花生产周期（从播种到拔秆）大大缩短，加上须做到棉花集中成熟，因此须大幅增加棉花种植密度到原密度（每666.7 m21 200～1 500 株）的4～6 倍[17-20]，同时还须做到单粒精量直播[21]，播后不间苗、不补苗，大大减少播种出苗期的工序和用工量。

4 减简肥、一次施

“减简肥”包括2 个方面，一是减少化学肥料的用量，二是减少施肥次数。一方面，通过大幅度增加棉花种植密度提高肥料利用率[17-20]；另一方面，通过前茬作物秸秆还田[22-23]、施用棉花专用配方缓控释肥料，将常规施肥的3～5 次减少到1 次，比常规的低密度育苗移栽植棉减少化肥用量50%[24-33]， 进一步提高肥料利用率，从而达到减量、简化施肥的目的。“一次施”指通过播种施肥机一次性施用棉花专用配方缓控释肥料。 棉花生长发育中后期，可结合喷药用无人机追施叶面肥料。

5 全程调、简管理

从播种开始， 通过减量施肥进行营养调控，并在苗蕾期至花铃期施用缩节胺5 次左右、吐絮期施用催熟脱叶剂进行株型调控和熟性调控，从而达到集中成熟的目的，还可免去整枝、打杈、打顶等工序，大大简化管理，节省人工，实现机械化作业[1,34]。

6 减农药、简防控

油菜等前茬作物收获后直播棉花，可以避开棉花生长前期的虫害和病害， 可通过安装杀虫灯，中后期综合使用生物食诱剂、性诱剂、生物源农药和高效低毒化学农药防治病虫害。化学防治按防治指标与化学农药限量标准进行，运用地面高杆喷雾器械、无人机施药，实行统防统治。采用多功能覆秸播种机在播种的同时将前茬秸秆粉碎均匀覆盖还田，可以抑制苗期草害的发生，减少除草剂的用量[33,35,40]。与常规的育苗移栽植棉相比，除草、防病虫的化学农药用量可以减少40%左右，且防控措施大大简化。

7 集中熟、一次收

通过调整种植模式、更换棉花品种、大幅度增加密度、实施全程营养调控和化学调控等技术措施，能使棉花生产周期缩短80 d 左右，吐絮期缩短50%以上，可实现棉花集中成熟[1,36-39]和一次性收获。

8 绿色化、轻简化、机械化

通过上述技术措施， 可实现两熟制棉花绿色化、轻简化、机械化、适度规模化生产，可归纳为“八个一、四个三”，即：一改（改模式）、一换（换品种）、一增（增密度）、一播（一次播）、一肥（一次肥），一收（一次收）、一调（一直调）、一缩（缩周期），三简、三减、三机、三提。 该技术于2020 年、2021 年、2022 年被安徽省农业农村厅评为安徽省主推技术，制定了多项国家 农 业 行 业 标 准 和 安 徽 省 地 方 标 准[16，23，31-33，35，37-40]。通过应用该技术，可达到“80-70-60-50-40-30”效果，即：与两熟制常规育苗移栽植棉技术相比，棉花生产周期缩短80 d 左右； 生产环节减少， 省工70%；农业机械对人工的替代率达60%；增加棉花种植密度，一次性施用专用配方缓控释肥料，使肥料利用率提高，化肥用量减少50%；前茬作物收获后高密度直播棉花， 可避开生长前期的虫害和病害，加上应用绿色化防控技术，可使农药施用量减少40%左右；综合效益提高30%[1]。