棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)推廣與應(yīng)用

芮 菊，閆利靜

（1.天津市寶坻區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，天津 301800；2.天津市寶坻區(qū)周良街道辦事處，天津 301800）

1 背景及新技術(shù)示范推廣必要性

1.1 背景

棉花不但是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是我國紡織產(chǎn)業(yè)的主要原料。我國棉農(nóng)約1×108人，年種植面積達(dá)533.3×104hm2，皮棉年產(chǎn)量450～500×104t，占世界棉花總產(chǎn)量的25%以上。中國的棉花，種植面積和產(chǎn)量都處于世界前列，但是與先進(jìn)棉花大國相比，存在棉花企業(yè)生產(chǎn)方式方法落后、經(jīng)營管理規(guī)模小、勞動生產(chǎn)率低、生產(chǎn)產(chǎn)品成本比較高等問題。我國生產(chǎn)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(chǎn)棉價格比進(jìn)口棉高出2 000元/t。

1.2 必要性

1.2.1 大力推廣棉花生產(chǎn)機(jī)械化是棉花生產(chǎn)的必然趨勢

寶坻區(qū)作為天津市的農(nóng)業(yè)大區(qū)，具有良好的棉花種植條件，經(jīng)過多年綜合治理集約開發(fā)，棉花年種植面積保持在6 666.67 hm2以上，種植生產(chǎn)已形成規(guī)模優(yōu)勢，各種棉花加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟。但是，該區(qū)棉花生產(chǎn)在鋪膜播種、植保環(huán)節(jié)的機(jī)械化剛剛起步，在棉稈收獲、粉碎環(huán)節(jié)機(jī)械化程度還很低，而在棉花機(jī)械化采摘方面基本空白，這嚴(yán)重影響了寶坻區(qū)棉花生產(chǎn)效率與效益。因此，棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化是棉花生產(chǎn)的必然趨勢。

1.2.2 符合農(nóng)民需求

目前，寶坻區(qū)棉花種植模式比較落后，主要依靠人工生產(chǎn)，在棉花播種環(huán)節(jié)需要進(jìn)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(qiáng)度很大、效率低。而在棉花采摘環(huán)節(jié)，寶坻區(qū)的機(jī)械化水平還處于空白，每年的棉花收獲季節(jié)，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(chǎn)效率很低，工人采摘時需要保持特定的姿勢，勞動強(qiáng)度也較高。因此，棉農(nóng)非常渴望實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)的機(jī)械化。

1.2.3 能夠減輕勞動強(qiáng)度、提高勞動生產(chǎn)率

在棉花播種環(huán)節(jié)，人工每人每天最多可完成0.07 hm2的作業(yè)量；而采用機(jī)械化作業(yè)，每臺機(jī)具每天可完成2.67 hm2的作業(yè)量。在植保環(huán)節(jié)，人工每人每天可作業(yè)2 hm2，而機(jī)械化作業(yè)每天可完成6.67 hm2的作業(yè)量；在棉花采摘環(huán)節(jié)，人工作業(yè)每人每天只能完成0.02 hm2，而機(jī)械化作業(yè)每天可采摘0.09 hm2。在棉稈收獲環(huán)節(jié)，人工拔棉稈每人每天最多完成0.07 hm2的作業(yè)量，而機(jī)械化作業(yè)每天可完成8 hm2。從以上數(shù)據(jù)對比可以看出，采用棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)有更高的勞動生產(chǎn)率，同時能夠在很大程度上減輕作業(yè)者的勞動強(qiáng)度。

1.2.4 能夠?qū)崿F(xiàn)棉花的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)

機(jī)械化深松旋耕整地技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多工序聯(lián)合作業(yè)，減少機(jī)具進(jìn)地次數(shù)，統(tǒng)一土地的耕整標(biāo)準(zhǔn)；棉花覆膜播種技術(shù)能夠在大大提高勞動生產(chǎn)率的同時，保證單位面積的種植數(shù)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(biāo)準(zhǔn)低殘留植保作業(yè)可在短期內(nèi)控制病蟲害的發(fā)生和蔓延，提高農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥面源污染；棉花機(jī)械化采摘技術(shù)能夠在較短的時間完成采摘任務(wù)，并達(dá)到更好的采摘效果；棉稈機(jī)械化收獲技術(shù)，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(yùn)輸，在大面積種植地塊，其技術(shù)優(yōu)勢更明顯，因此，棉花全程機(jī)械化技術(shù)的實(shí)施可滿足棉花大面積種植的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；a(chǎn)。

1.2.5 能夠減少勞動力投入、降低生產(chǎn)成本

寶坻區(qū)棉花種植時節(jié)和收獲時節(jié)都需要投入大量的人力和物力，隨著農(nóng)村小城鎮(zhèn)建設(shè)的不斷發(fā)展，農(nóng)村勞動力不斷向第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，每年到這2 個時節(jié)，都會出現(xiàn)雇工困難的問題，而且雇工成本每年都在提高，這實(shí)際上增加了種植者的生產(chǎn)成本，從而直接導(dǎo)致種植戶經(jīng)濟(jì)收入的減少，這大大降低了棉農(nóng)的種植積極性，棉田種植面積有減少的趨勢，嚴(yán)重制約了寶坻區(qū)棉花種植業(yè)的發(fā)展。而實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)機(jī)械化恰恰能夠很好地解決這些問題，棉花機(jī)械化深松旋耕整地技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)深松、旋耕一次完成；覆膜播種技術(shù)能夠一次完成覆膜、播種、施肥、覆土等多道作業(yè)工序；而棉稈機(jī)械化收獲技術(shù)，機(jī)具一次進(jìn)地能夠?qū)崿F(xiàn)棉稈收獲、粉碎、收集等多道作業(yè)工序一次完成，因此，棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)能夠達(dá)到減少勞動力投入、降低生產(chǎn)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(nóng)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(jìn)溝渠；還有的將其拔除后，用車運(yùn)回家當(dāng)柴燒，造成了秸稈資源的浪費(fèi)。目前，在寶坻區(qū)周邊地區(qū)已建有生物質(zhì)發(fā)電廠，采用棉花秸稈機(jī)械化收獲技術(shù)，種植戶能夠?qū)⒔斩挿鬯槭占院筮\(yùn)送到發(fā)電廠，以360 元/t 的價格賣給發(fā)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(huán)境污染

棉花收獲以后，秸稈隨處堆放既污染環(huán)境，又影響交通。扔進(jìn)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(zhì)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(huán)境造成很大的污染。采用棉花機(jī)械化收獲技術(shù)，將棉稈粉碎收集后運(yùn)到發(fā)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(huán)境污染。另外，采用的高效低殘留機(jī)械化植保技術(shù)，能夠使農(nóng)藥得到有效利用，在減少農(nóng)藥用量的同時，達(dá)到更理想的防治效果，降低農(nóng)藥造成的環(huán)境污染。因此，棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用能很好地達(dá)到綠色環(huán)保，降低環(huán)境污染的要求，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 市場需求分析

寶坻區(qū)棉花種植面積常年穩(wěn)定在6 666.67 hm2以上，在棉花生產(chǎn)過程中，耕地、播種、田間管理等環(huán)節(jié)正逐步發(fā)展機(jī)械化，而比較重要的采摘和收獲及后續(xù)環(huán)節(jié)機(jī)械化程度仍為空白，這嚴(yán)重影響了寶坻區(qū)棉花生產(chǎn)機(jī)械化程度。因此，通過引進(jìn)新型機(jī)具及技術(shù)實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)機(jī)械化成為了棉花種植戶的迫切愿望。該項(xiàng)目擬采用的各項(xiàng)技術(shù)都是已被成功應(yīng)用的成熟技術(shù)，所引進(jìn)的機(jī)具也都經(jīng)過了成功試驗(yàn)，機(jī)具質(zhì)量有保證。該項(xiàng)目的實(shí)施不但節(jié)省勞動力，提高工作效率，而且可大大降低生產(chǎn)成本，增產(chǎn)增收，為農(nóng)民帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由此看來，該項(xiàng)目擁有廣闊的市場前景[2]。

3 技術(shù)及機(jī)械介紹

3.1 機(jī)械化深松旋耕整地技術(shù)

在播種棉花前采用深松旋耕聯(lián)合作業(yè)技術(shù)可一次性完成深松和旋耕作業(yè)，有效地減少了拖拉機(jī)的進(jìn)地次數(shù)，較好地保持了土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了土壤的蓄水保墑能力。

3.2 機(jī)械化鋪膜播種技術(shù)

采用機(jī)械化鋪膜播種技術(shù)一次進(jìn)地即可完成土壤刮平、開溝、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓、覆膜等作業(yè)，具有對棉籽適應(yīng)性強(qiáng)、下籽位置均勻、播深一致、覆土良好、鎮(zhèn)壓適度等優(yōu)點(diǎn)，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(jī)械化植保技術(shù)

該技術(shù)采用拖拉機(jī)帶機(jī)載式噴霧機(jī)進(jìn)行噴灑農(nóng)藥作業(yè)，主要是利用壓力將藥液經(jīng)噴桿均勻噴灑于作物，具有流量射程適用范圍廣，減少化學(xué)農(nóng)藥使用量，作物病蟲草害防治效果顯著的特點(diǎn)，提高農(nóng)藥利用率，減少非點(diǎn)源農(nóng)藥污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效，增加農(nóng)民收入，促進(jìn)綠色生態(tài)發(fā)展。

3.4 中耕機(jī)械化技術(shù)

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(shù)結(jié)合傳統(tǒng)培土，分次使用，雨季到來前結(jié)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(jìn)根系發(fā)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(jī)可以同時完成中耕及培土。

3.5 棉花機(jī)械化采摘技術(shù)

小型機(jī)動采棉機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、體積小、效率高、操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，采摘時不會帶下棉花葉片和棉殼，雜質(zhì)率小于1%，不損壞花纖維，不影響棉花等級的品質(zhì)。可背負(fù)使用，也可加框架在田間推拉，便于采摘，實(shí)現(xiàn)了大棉田、小棉田及不平整棉田進(jìn)行地塊施工機(jī)械化采棉質(zhì)和量的提升。

3.6 棉稈機(jī)械化粉碎技術(shù)

棉花秸稈一次性收獲、粉碎、收集，從而實(shí)現(xiàn)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(yùn)機(jī)械化程度低的難題，為秸稈的綜合利用和農(nóng)民增收提供了可靠的機(jī)械保障[3]。

4 效益分析

4.1 節(jié)本

應(yīng)用機(jī)械化覆膜播種與人工覆膜播種相比至少節(jié)省4道作業(yè)工序，可節(jié)約成本20元/0.067 hm2以上。

目前，現(xiàn)有大田背負(fù)式噴霧機(jī)械作業(yè)能力為0.17 hm2/h，每人每天作業(yè)面積為2 hm2，按雇工費(fèi)每人150 元/d，則人工費(fèi)為75 元/hm2；若采用高效低殘留機(jī)械化植保技術(shù)，每人每天可完成噴藥面積6.67 hm2，棉田人工費(fèi)為21元/hm2，由于工作效率提高，平均節(jié)省雇工成本54 元/hm2；采用高效低殘留植保技術(shù)平均節(jié)約成本58元/hm2。

傳統(tǒng)的人工拔棉稈和人工撿拾每人每天可完成0.07 hm2，雇工費(fèi)150元。而應(yīng)用棉花秸稈機(jī)械化粉碎技術(shù)，每天至少可處理棉稈8 hm2，每0.07 hm2費(fèi)用只需30元，每0.07 hm2地節(jié)省作業(yè)成本120元。

人工采棉每天最多采棉花70 kg，費(fèi)用0.85 元/kg，應(yīng)用機(jī)動采棉機(jī)采棉達(dá)到30～40 kg/h，平均采棉300 kg/d，費(fèi)用0.5元/kg，如果棉花單產(chǎn)400 kg/0.067 hm2，則可節(jié)省費(fèi)用140 元/0.067 hm2。采用棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)每1 hm2棉田可節(jié)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(jī)械化技術(shù)將棉稈粉碎后，可將其按360 元/t的價格供應(yīng)給周邊發(fā)電廠，折合可增收120元/0.067 hm2。

5 結(jié)論

新技術(shù)的推廣應(yīng)用能夠大大減輕棉花生產(chǎn)的勞動強(qiáng)度，大幅度提高勞動生產(chǎn)率，解放勞動力，節(jié)省生產(chǎn)成本，有利于促進(jìn)農(nóng)村勞動生產(chǎn)力向第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加快天津市的小城鎮(zhèn)建設(shè)，促進(jìn)棉花生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、規(guī)?；?、規(guī)范化，從而加速全區(qū)乃至全市農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展水平，對發(fā)展農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化起到積極的促進(jìn)作用。此外，通過該項(xiàng)目的實(shí)施能較好改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，保持土壤水分及墑情，減少農(nóng)藥使用量及殘留量，降低對環(huán)境的污染，有利于我國都市農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。