辛明華, 王占彪, 韓迎春, 范正義, 馮璐, 楊北方, 李小飛, 王國平, 雷亞平, 邢芳芳, 熊世武, 李亞兵

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所， 棉花生物學(xué)國家重點實驗室， 河南 安陽 455000)

棉花是我國重要的經(jīng)濟作物，紡織工業(yè)的主原料，棉農(nóng)收益的重要來源。棉花種植、管理、收獲、加工、流通整條產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系著上億農(nóng)民和第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員，是關(guān)系國民經(jīng)濟的重要戰(zhàn)略物資。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2020年新疆棉花皮棉總產(chǎn)516.1萬t，占全國總量的87.3%，占全球總量的20%以上?！笆澜缑藁粗袊?，中國棉花看新疆”的局面已經(jīng)形成[1]。同時，新疆地處歐亞腹地，日照充足，熱量豐富，非常適宜棉花規(guī)?；N植與機器采收，新疆已成為我國最重要的優(yōu)質(zhì)商品棉生產(chǎn)基地[2]。然而，目前新疆棉花生產(chǎn)面臨諸多問題，如品種多亂雜、品質(zhì)一致性差，機采棉農(nóng)機農(nóng)藝配套措施不完善等，影響棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，一定程度上影響了棉區(qū)“鄉(xiāng)村振興，產(chǎn)業(yè)興旺”。

隨著我國居民生活水平以及城鎮(zhèn)化水平的提高，農(nóng)村勞動力大量轉(zhuǎn)移，棉花生產(chǎn)人工成本日益增加。棉花田間管理復(fù)雜，生產(chǎn)用工多、不適合機械化管理等問題日益突出，導(dǎo)致棉花種植面積大幅下滑，棉花單位面積生產(chǎn)成本增速已居全球首位[3-4]，實施棉花機械化生產(chǎn)已成為植棉業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。棉花機采可降低勞動強度，推動植棉業(yè)從精耕細(xì)作向輕簡化轉(zhuǎn)變，解決新疆拾花勞動力不足及植棉效益下降的問題。棉花機采已成為實現(xiàn)棉花生產(chǎn)省工、節(jié)本和高效的重要途徑[5-8]。機采棉對品種的綜合性狀、播種時間、播種方式、種植密度、水肥管理、化學(xué)調(diào)控、打頂、脫葉催熟及加工品質(zhì)等關(guān)鍵栽培技術(shù)均有較高要求[9-11]。近年來，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團在采棉機械和機采棉技術(shù)方面一直走在全國前列，機械采棉率達(dá)70%以上[12]，率先在國內(nèi)實現(xiàn)了大面積棉花機械采摘[13]，并制定了一系列新疆機采棉栽培技術(shù)規(guī)程[14]，使棉花生產(chǎn)優(yōu)勢得到進(jìn)一步發(fā)揮。通過機采棉推廣，雖然棉花生產(chǎn)成本下降，但棉花質(zhì)量下降嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅新疆棉花在國內(nèi)外市場的競爭力。因此，根據(jù)機采棉發(fā)展面臨的新形勢，我國機械化采收棉花要著眼于由增產(chǎn)導(dǎo)向轉(zhuǎn)向提質(zhì)增產(chǎn)的新要求，加快轉(zhuǎn)型升級，走高質(zhì)量發(fā)道路，就必須依靠質(zhì)量優(yōu)勢、科技創(chuàng)新來提高自身市場的競爭力，提升棉花機采技術(shù)，加強新興智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)與農(nóng)機農(nóng)藝深度融合，采取有效措施，使我國棉花機采生產(chǎn)更加智能化、輕簡化、精準(zhǔn)化。本文通過回顧新疆機采棉發(fā)展歷程，分析了新疆機采棉發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展中出現(xiàn)的品質(zhì)問題，提出了發(fā)展機采棉配套技術(shù)的建議和措施，以期提升棉花機采技術(shù)，加強農(nóng)機農(nóng)藝深度融合，促進(jìn)新疆機采棉高質(zhì)量發(fā)展。

1 新疆機采棉發(fā)展歷程

從1952年新疆兵團購進(jìn)前蘇聯(lián)CMX-48M型單行采棉機開始，至今已有60多年的發(fā)展歷史[15]。為實現(xiàn)棉花機械化采收，并提高機采棉采收質(zhì)量，新疆機采棉發(fā)展經(jīng)歷了采棉機的研制和綜合農(nóng)藝配套的發(fā)展過程。自1996年在兵團立項實施“兵團機采棉引進(jìn)試驗示范項目”，1997年引進(jìn)美國采棉機開始進(jìn)行試采和推廣，2001年大面積推廣機械采棉。經(jīng)過20多年的研究、試驗、示范和技術(shù)的成熟、配套，初步形成了新疆機采棉引領(lǐng)技術(shù)、核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，新疆機采棉已從起步、試驗示范走向大面積推廣應(yīng)用，新疆成為我國最主要的采棉機使用區(qū)域?！笆晃濉逼陂g，新疆機采棉發(fā)展步入探索期，我國提出一系列關(guān)于農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的重大部署，建立了農(nóng)業(yè)機械化政策扶持體系，落實國家農(nóng)機購置補貼5.4億元[16]；“十二五”期間，機采棉發(fā)展步入快車道，棉花綜合機械化水平達(dá)到73%，新疆精河縣采棉機單臺日采收進(jìn)度可達(dá)150～200 hm2，高峰期日采籽棉超過40 000 kg，相當(dāng)于1 000個拾花工的勞動量[17]；“十三五”期間，機采棉種植面積迅速擴大，截止到2018年我國最大產(chǎn)棉區(qū)新疆的棉花種植面積249.1萬hm2，棉花產(chǎn)量511.1萬t，僅2018年新疆兵團棉花播種面積達(dá)85.4萬hm2，其中機采棉面積68.7萬hm2，棉花機采率達(dá)到了80.4%，棉花產(chǎn)量達(dá)204.65萬t，創(chuàng)歷史新高[18]。

王琦等[19]通過近兩年的實際考察發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外生產(chǎn)的采棉機整體上采棉效果相近，但國外生產(chǎn)的采棉機總體水平略高于國內(nèi)，特別是故障率較低、采棉效率偏高。另外，新疆的機械化售后服務(wù)和采棉技術(shù)員的整體操作水平不高，致使采棉品質(zhì)和采收效益與國外具有明顯差距。但是，隨著新疆機械化采棉的強力推動，其已成為我國棉花生產(chǎn)走向現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，可大大提高勞動生產(chǎn)率，縮短采收期時間，減輕棉農(nóng)負(fù)擔(dān)，降低三絲污染，提高機采棉的品級和效益，促進(jìn)棉農(nóng)增產(chǎn)增收[20]。近10年，我國棉花種植面積出現(xiàn)連續(xù)下滑的局面，受國際市場影響，2000—2010年棉花價格不斷走高，2010年達(dá)到峰值，皮棉平均價格達(dá)到25 700元·t-1，2011—2016年后連續(xù)下跌到12 000元·t-1。因此，保持并提升我國棉花市場的競爭優(yōu)勢，發(fā)展棉花全程機械化、降低生產(chǎn)成本是必然選擇。

目前，新疆北疆地區(qū)機采棉占90%以上，南疆機采棉占到了30%左右，預(yù)計未來3～5年，南疆機采棉面積會迅速擴大[21]。新形勢下，確保新疆棉花生產(chǎn)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，加速實現(xiàn)棉花生產(chǎn)集約化、現(xiàn)代化經(jīng)營，必須提升科技創(chuàng)新力。

2 新疆機采棉發(fā)展現(xiàn)狀

隨著集約化大農(nóng)業(yè)的發(fā)展，機采棉已成為世界棉花生產(chǎn)發(fā)展的方向。在發(fā)達(dá)的植棉國家，如美國、澳大利亞、巴西等國，均已實現(xiàn)棉花機械化采收。我國雖然是世界棉花生產(chǎn)第一大國，但棉農(nóng)戶植棉面積較少，生產(chǎn)比較分散，機采棉發(fā)展受到限制。但新疆具有獨特的生態(tài)環(huán)境，棉田土地平整、面積大，犁地、平耙耱地、播種、中耕、施肥、防治病蟲等均已實現(xiàn)機械化，為棉花機采創(chuàng)造了有利條件。尤其是新疆建設(shè)兵團，棉田規(guī)模較大，機械化程度高，更加適于發(fā)展棉花機械化采收。此外，新疆地廣人稀，勞動力缺乏，人工成本偏高，人工成本降低了棉農(nóng)的收入，成為制約新疆棉花生產(chǎn)健康發(fā)展的關(guān)鍵所在。因此，發(fā)展棉花機械化采摘是新疆棉花生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢。但當(dāng)前新疆機采棉發(fā)展與國外相比，仍有較大差距。因此，對比分析新疆與國外機采棉現(xiàn)狀，解析新疆機采棉技術(shù)現(xiàn)狀，有利于加快新疆推進(jìn)棉花機采的步伐，提升我國棉花的市場競爭力。

2.1 新疆與國外機采棉現(xiàn)狀對比分析

近 10年來，新疆機采棉發(fā)展迅速，特別是地方機采棉發(fā)展顯著，其技術(shù)應(yīng)用已處在全國前列。據(jù)2018年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，新疆機采棉種植面積達(dá)160萬hm2,與2017年相當(dāng)，達(dá)到全疆種植面積的70%以上，機采率40%左右。其中，兵團機采棉發(fā)展較快，機采棉配套技術(shù)較完善，機采率已達(dá)90%以上；地方棉花機采率為40%左右[22]。新疆維吾爾自治區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018—2022年)中指出，優(yōu)化棉花區(qū)域布局和品種結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)棉花種植向優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)集中，到2022年全疆棉花生產(chǎn)能力穩(wěn)定在450萬t左右，棉花良種率達(dá)到95%以上，棉花機采率達(dá)到45%[23]。另外，地方棉花生產(chǎn)通過土地流轉(zhuǎn)等多種規(guī)?；a(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，大量農(nóng)村勞動力被解放，棉田實現(xiàn)連片規(guī)?；N植，2013—2018年，采棉機市場一直保持兩位數(shù)的較高增長幅度，年度銷量也水漲船高，直到2018年出現(xiàn)爆發(fā)式增長。但采棉機市場仍以3行采棉機為主流，3行采棉機銷售350余臺，占比56.45%；5行采棉機銷售不足100臺，占比僅15.32%；但隨著一些農(nóng)場、種植合作社以及種棉大戶的積極響應(yīng)，6行采棉機市場需求出現(xiàn)大幅度攀升，同比增幅在80%以上，銷售量也接近180臺，占比28.23%[24-25]。這可能是由于國家和新疆地方出臺了有利于棉農(nóng)的惠農(nóng)政策以及補貼，加快了棉花機械化的腳步。

2.2 機采棉技術(shù)現(xiàn)狀

2.2.1采棉機 采棉機按其采摘原理的不同可分為選收式采棉機和統(tǒng)收式采棉機。選收式采棉機按其摘錠相對地面的位置一般可分為水平摘錠采棉機和垂直摘錠式采棉機，其中水平摘錠式采棉機在新疆生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛，具有采凈高、含雜低、落地棉少、采收品質(zhì)好等特點，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度和生產(chǎn)成本要求高。我國統(tǒng)收式采棉機技術(shù)發(fā)展、起步較晚，統(tǒng)收式采棉機可對吐絮的棉鈴和未成熟的棉桃進(jìn)行一次性全部采摘，自帶清雜裝置，該機具有適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、摘凈率高和成本低等特點，但其技術(shù)不成熟，含雜率明顯高于其他機型。目前，國內(nèi)采棉機市場主要被美國的約翰迪爾和凱斯制造的采棉機占據(jù)，其他則為國產(chǎn)的石河子貴航和缽施然自走式采棉機，這兩種采棉機的研制和應(yīng)用填補了國內(nèi)大型采棉機的自主化與國產(chǎn)化空白，打破了國外采棉機壟斷的局面，其性能與國外相當(dāng)。但與國外機型相比，國產(chǎn)采棉機技術(shù)上仍有較大差距，主要表現(xiàn)在國外采棉機對采摘頭、風(fēng)機軸承溫度、風(fēng)管風(fēng)速、風(fēng)管風(fēng)壓、液壓油管、棉箱火情預(yù)警等重要參數(shù)的故障診斷技術(shù)及其監(jiān)測系統(tǒng)的研究較為成熟，其中在棉箱裝載棉花的過程中，如果棉花內(nèi)混入了小火星造成棉花陰燃，極易造成大火從而引發(fā)重大火災(zāi)，國外通過在棉箱內(nèi)裝載CO與NO傳感器，可以實時監(jiān)測棉箱內(nèi)氣體濃度，從而達(dá)到對棉箱火情的檢測和預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)以避免重大火情發(fā)生。而國內(nèi)對棉箱火情探測的研究相對較晚。

2.2.2種植方式 棉花機械化收獲存在行距適應(yīng)的問題，在一定行距范圍內(nèi)，棉花機械才能進(jìn)行有效的采棉作業(yè)。如果行距超出機械本身的設(shè)計范圍，采摘頭就會出現(xiàn)漏采以及其他問題，嚴(yán)重降低收獲作業(yè)的采凈率、降低收獲質(zhì)量、造成經(jīng)濟損失。有研究確定了以(66+10)cm行距配置為主的寬窄行種植模式[26]，株距9.5～11.5 cm，實際留苗22.5萬～25.5萬株·hm-2，該種植模式的優(yōu)點是能發(fā)揮明顯的群體優(yōu)勢獲得穩(wěn)產(chǎn)，土壤瘠薄的棉田保苗率較高；以行距配置76 cm為輔的等行距種植模式[27]，株距7.5～11.5 cm，實際留苗21.0萬～22.5萬株·hm-2，其優(yōu)點是增加了棉花的通風(fēng)透光面積，使棉株上下結(jié)鈴均勻一致，這樣既提高了棉田機械作業(yè)質(zhì)量，又增加了成熟的一致性和棉花機械采收的采凈率。種植密度上，緊湊補償能力弱的品種，采用22.5萬～25.5萬株·hm-2；松散補償能力強的品種,采用18.0萬～22.5萬株·hm-2，兩種種植模式統(tǒng)一膜寬2.05 m，布管方式采用一膜三管[28]。

2.2.3棉花品種選擇 李雪源[29]通過對39個棉花品種和3個主要機采性狀的調(diào)查，并與機采性狀標(biāo)準(zhǔn)、機采對照品種進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，在機采性狀選擇中應(yīng)注重Ⅰ-Ⅱ型果枝類型，第一果枝節(jié)位在5節(jié)左右，果枝始節(jié)高度>18 cm以上，霜前花率>88%以上，果枝夾角小，生育期120～130 d，吐絮快且集中的性狀中選擇。王方永等[30]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)選擇生育期120 d左右、株型緊湊、抗逆性強、豐產(chǎn)性好、纖維長度30 mm，斷裂比強度>30 cN·tex-1、抗倒伏的早熟陸地棉品種。另外，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《西北內(nèi)陸棉區(qū)棉花機械化生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)意見》和由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所牽頭起草的《西北內(nèi)陸棉區(qū)機采棉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》中對機采棉品種選用提供了依據(jù)。我國新疆符合機采的棉花品種類型較多，主要原因是受限于新疆不同種植區(qū)域氣候條件、土壤類型和種植農(nóng)藝習(xí)慣不同，且各品種田間種植表現(xiàn)不一，但大多數(shù)主栽品種易于機采，纖維品質(zhì)基本達(dá)到“雙30”標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.4化控化調(diào) 嚴(yán)格控制機采高度，確保植株生長穩(wěn)健，利于機械采收。生產(chǎn)上大面積示范推廣應(yīng)用的機采棉脫葉催熟劑型和配方，一是脫吐隆(使用量150～180 mL·hm-2)+伴寶 (使用量50 mL·hm-2) +乙烯利(使用量每1 050～1 500 mL·hm-2)，兌水525～600 L。另外，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的欣塞利脫葉催熟效果好，使用方便。噴施原則是正常棉田適量偏少，過旺棉田適量偏多。早熟品種適量偏少，晚熟品種適量偏多，脫葉工作最好在9月25日前結(jié)束[31]。二是陳兵等[32]研究發(fā)現(xiàn)，瑞脫龍300～375 g·hm-2+乙烯利1 050～1 500 g·hm-2+兌水525～500 kg·hm-2，9月1日噴施經(jīng)濟效益最好。另外，王誼等[33]研究認(rèn)為，脫葉劑噴施時間越早，減產(chǎn)量越大，減產(chǎn)率1%～23%，從經(jīng)濟效益來看，脫吐隆對效益的減少較少，乙烯利對效益減少的較多。

2.2.5機采要求 首先是采收要求：棉田脫葉率≥90%、吐絮率≥95%時進(jìn)行采收，要求棉田采凈率≥94%，掛枝率≤0.8%、含雜率≤12%、含水率≤10%[27,30,34]。另外，堅持五不采原則：達(dá)不到采棉機作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不采；路面寬度達(dá)不到要求，采棉機無法通過的不采；棉田內(nèi)雜草嚴(yán)重，沒有徹底清除的不采；人工采摘過的棉田，不進(jìn)行采棉機復(fù)采；運輸車下無篷布鋪墊的不進(jìn)行采收[35]。另外，規(guī)定了采收時間：噴施脫葉劑時間，南疆一般在9月中旬，北疆在8月底和9月初，日間溫度≥20 ℃，夜間溫度≥12 ℃[36-37]。當(dāng)籽棉回潮率超過12%立即停止采收作業(yè)[38-39]。

2.2.6加工工藝 郭東亮等[40]通過長期生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，以“柔性開松，高效除雜”為工藝路線，設(shè)計研發(fā)了適應(yīng)加工新疆機采棉的新型清梳聯(lián)JWF1104型開棉機，清棉設(shè)備雜質(zhì)去除率在64%左右，單紗斷裂強度CV值平均6.4%(對應(yīng)JC 14.6 tex管紗質(zhì)量可達(dá)到2013烏斯特公報5%水平)。此外，2018年7月5日在安徽省召開的“機采棉加工工藝流程對棉花含雜率的影響研究”初步得出了棉花加工工藝流程對棉花含雜率和短纖維率影響的基本規(guī)律。為降低棉花品級受損程度，形成了2種機采棉加工工藝，其中選收式采棉機的工藝流程為：籽棉雜質(zhì)清理—烘干—清理—加濕—軋花—清理—調(diào)濕—打包(在線測量回潮率)—棉包稱重—條碼信息采集—成品入庫；統(tǒng)收式采棉機的工藝流程為：傾斜式籽棉清理機—除鈴殼機—除棉枝機—塔式烘干機—沖擊式籽棉清理機—鋸齒扎花機—皮清機—集棉機—打包機構(gòu)—棉包封裝與輸送機構(gòu)[41]。籽棉加工時，干基含水率控制在6.5%～8.5%[42]，回潮率控制在6.5%～8.0%[43]，相對濕度控制在65%～75%[44]，合適的毛頭率應(yīng)控制在0.4%～0.6%[45-46]，減少皮棉清理次數(shù)和鋸齒清理次數(shù)，棉纖維損傷少、整齊度好。

2.2.7實現(xiàn)技術(shù)指導(dǎo)服務(wù) 結(jié)合本地區(qū)棉花全程機械化的成功經(jīng)驗，制定出適合本地區(qū)的“棉花生產(chǎn)全程機械化技術(shù)規(guī)程”對機采棉種植戶進(jìn)行全過程技術(shù)指導(dǎo)，為機采棉發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。

3 機采棉發(fā)展中的品質(zhì)問題

機械化采收對加快我國棉花行業(yè)快速轉(zhuǎn)型升級，提高收入效益具有重要意義[47-48]。機采棉的快速發(fā)展有效降低了采花時間，但也帶來了含雜多、三絲多、長度短等質(zhì)量問題[49]。由于采棉機采摘時間過于集中，籽棉含雜含水較高，加之受新疆植棉區(qū)域大、棉花品種多、加工規(guī)模參差不齊等因素的影響，機采棉內(nèi)在品質(zhì)與國際上公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)棉相比具有明顯差距[50]。主要表現(xiàn)在機采棉含雜率高、棉結(jié)高、纖維強力低、長度短、整齊度差，機采棉籽棉含雜率高達(dá)12%，比美棉多2%，棉結(jié)數(shù)量200～300，比美棉多100，纖維長度基本≤28 mm，整齊度不夠，單纖維強力低，影響中高支紗質(zhì)量，16 mm以下短纖率>15%，殘膜污染重，加工設(shè)備清理難度較大，再者播種行距不匹配，造成撞枝棉和掛落棉較多，嚴(yán)重影響棉花品質(zhì)[51]。另外，張健[52]研究表明，地膜也是三絲的主要來源，其透水透氣性差，影響土壤微生物生長，導(dǎo)致土壤肥力下降。目前，新疆雖已研制并推廣使用完全降解地膜，但其降解周期需要180 d，并不能在棉花生長期內(nèi)完成，如果使用會造成更嚴(yán)重的三絲問題，只有突破其技術(shù)屏障，才能更好服務(wù)于棉花生長。

詩意美是《雨巷》最為突出的特點之一?！八囆g(shù)作品的形式美，歸根結(jié)底，也正是這樣一種生命感應(yīng)的產(chǎn)物”。詩歌作為一種充滿藝術(shù)性的作品形式，與其他體裁相比，簡潔而又含蓄，卻能將作者的心緒、感受完美地詮釋；精練的語言，短小的篇幅，卻能引人遐想。

機采棉是棉花機械化生產(chǎn)中難度最大、運行工序最多的技術(shù)，整個機采棉運行過程中，會受諸多因素影響[53]。由此可見，機采棉質(zhì)量問題的解決必須制定機采棉整體質(zhì)量解決方案，通過精準(zhǔn)農(nóng)機農(nóng)藝配套，加強機采棉信息化建設(shè)，做到熟化、配套、了解掌握機采棉技術(shù)。從提高產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)，攜手攻關(guān)，將因采棉方式改變引起的質(zhì)量差異降到最低，根據(jù)新的棉花性質(zhì)制定工藝，合理配棉，綜合利用[54]。

4 發(fā)展機采棉配套技術(shù)建議

修訂機采棉國家標(biāo)準(zhǔn)，提升質(zhì)量和保障質(zhì)量，既是解決種、采、收不配套的關(guān)鍵，也是未來棉業(yè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的核心所在[55]。近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，大批勞動力由農(nóng)村向城市轉(zhuǎn)移，造成農(nóng)村勞動力數(shù)量劇減，對棉花生產(chǎn)管理帶來巨大壓力；同時部分棉區(qū)受種植效益和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，致使棉花種植面積逐年下降。據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2019年全國棉花種植面積比2018年減少1.52萬hm2，下降0.5%[56]。因此，為促使新疆棉花生產(chǎn)平穩(wěn)高效發(fā)展，建議配套棉花與機械采收相協(xié)調(diào)的生產(chǎn)模式、加快對適應(yīng)機采棉生長發(fā)育、脫葉催熟、采收后加工等整個生產(chǎn)鏈條的調(diào)整，建立集約化規(guī)模化機械采收體系，推進(jìn)機采棉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、輕簡化，使棉農(nóng)真正做到“快樂植棉”。另外，機采棉加工質(zhì)量的高低關(guān)系著機采棉的推廣力度，必須根據(jù)籽棉實際情況因地制宜、因花配車。

4.1 制定農(nóng)機農(nóng)藝相協(xié)調(diào)的生產(chǎn)模式

嚴(yán)格按照機采棉栽培種植農(nóng)藝配套技術(shù)要求進(jìn)行棉花生產(chǎn)、管理、采收。一是播種機的選擇，根據(jù)采棉機的型號配套不同型號的播種機，統(tǒng)一播種期，做到播種接行準(zhǔn)、播行直，地膜采光效果好，有利于種子頂土出苗。二是種植模式的配套，優(yōu)化機采棉種植模式，是實現(xiàn)先進(jìn)農(nóng)機技術(shù)與農(nóng)藝結(jié)合、提高機采比例的重要措施[57]。為便于機械采收，合理的株行距配置和播種量需要進(jìn)一步優(yōu)化配套，做到產(chǎn)量、質(zhì)量兼顧，合理控制密度，選擇適宜配置。三是采棉機的配套，采棉機從數(shù)量和質(zhì)量上需要進(jìn)一步配套，特別是采棉機的采收質(zhì)量、采收強度、采收效率等還需提高。在采棉過程中，確保摘錠桿不磨損，保證棉花的不間斷采收非常重要。四是為保證機采的適應(yīng)性，科學(xué)配套適合機采的棉花品種。目前還沒有育成既優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)又完全適宜機采的棉花品種，通常認(rèn)為一般品種只要具備基本的機采性狀要求：早熟、株型通透、脫葉速度快、吐絮集中、含絮較好、纖維品質(zhì)優(yōu)、衣分高、抗倒伏等都被稱為機采棉品種，這也是造成市場上機采棉品種多、亂、雜的主要原因[58]。所以，目前亟需明確與機采性狀密切相關(guān)的品種指標(biāo)，包括枝發(fā)育、花發(fā)育、鈴發(fā)育等。五是機采棉田間管理的配套，機采棉田間管理目前總體按照手采棉的管理規(guī)程進(jìn)行。應(yīng)配套適宜機采棉要求的田間肥、水、化學(xué)調(diào)控、打頂?shù)日{(diào)控技術(shù)措施。六是種、管、收環(huán)節(jié)的配套，精選棉花種子，做到適期精量播種，在棉花整個生育期，因地制宜配套適宜的氮磷鉀肥施加比例，做到灌水均勻，苗齊苗壯。實行與機械化管理和收獲相配套的標(biāo)準(zhǔn)化種植。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件和生產(chǎn)條件，按照機采要求加強運用肥、水及化學(xué)調(diào)控構(gòu)建棉花合理的群體和個體結(jié)構(gòu)，為機械收獲奠定基礎(chǔ)[59]。

4.2 完善機采棉生長發(fā)育的配套

隨著機采面積的逐年增加，生育指標(biāo)調(diào)控變得尤為重要。人工采摘對棉花的等級處理非常細(xì)致，這是采棉機無法比擬的，兩者在鈴系、花系發(fā)育要求上存在一定差別，應(yīng)采用相應(yīng)調(diào)控技術(shù)，實現(xiàn)機采棉鈴系、花系生長發(fā)育的配套。目前還未形成機采棉合理生長發(fā)育調(diào)控指標(biāo)，仍按手采棉生長發(fā)育指標(biāo)指導(dǎo)機采棉田間管理。需要明確機采棉關(guān)鍵農(nóng)藝性狀合理生長發(fā)育調(diào)控指標(biāo)，如機采棉冠層群體結(jié)構(gòu)、個體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵性狀結(jié)構(gòu)分配與手采棉存在差異。熊偉等[60]研究發(fā)現(xiàn)，機采棉品級與手采棉相比要低一個等級，短絨率可以達(dá)到15.8%。因此，機采棉斷花性狀調(diào)控也極為重要。

4.3 完善機采棉配套脫葉催熟技術(shù)

化學(xué)脫葉催熟是機械采棉的重要環(huán)節(jié)，也是促使貪青晚熟棉田成熟的重要舉措[61]。棉花脫葉劑需要因苗化控，塑造良好株型，其使用效果直接影響機采棉質(zhì)量和效率[62]。目前植保無人機噴施棉花縮節(jié)胺(1， 1-dimethyl-piperidiniu-chloride，DPC)能有效促進(jìn)植株營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)移，塑造良好株型，提高成鈴率，為未來機采棉全程機械化、現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供了強力支撐[63]。目前脫葉催熟技術(shù)存在枯而不脫、脫而不落、脫葉催熟時間與部分棉鈴鈴期不足問題，其主要原因在于新疆氣候干燥，脫葉劑使棉葉迅速干枯、破碎，加上株型結(jié)構(gòu)，致使棉葉不易掉在地上[64]。需要配套精準(zhǔn)的脫葉催熟技術(shù)，形成機采棉脫葉催熟技術(shù)體系。配套脫葉催熟效果好的脫葉催熟劑，配套對脫葉劑敏感落葉效果好的機采棉品種，采用脫葉催熟效果好的無人機噴施技術(shù)，精準(zhǔn)把控好脫葉催熟的時間、劑量等。北疆脫葉劑最佳施用時間9月1—10日，如果7 d后脫葉率未達(dá)到40%，可在9月中旬適時補施第二遍脫葉劑；南疆最佳用藥時間在9月15—25日，夜間溫度12 ℃以上，吐絮率達(dá)30%～40%[36-37]。

4.4 完善機采棉采收后配套技術(shù)

盡快制定機采棉國家標(biāo)準(zhǔn)，可以作為指導(dǎo)機采棉生產(chǎn)、加工、銷售、貯存的重要依據(jù)[65]。一是對加工前的籽棉和加工過程中的皮棉進(jìn)行檢測，做到因花配車，確保軋工質(zhì)量。收購機采籽棉應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“車車檢”的檢驗制度，做好記錄，并按品質(zhì)、水分相近原則和不同品種進(jìn)行分垛存放。加工企業(yè)根據(jù)檢驗機構(gòu)對全部成包皮棉的檢測數(shù)據(jù)，分析品種、種植、采收、加工等各個環(huán)節(jié)存在的問題，及時向主管部門、相關(guān)機構(gòu)和企業(yè)反饋信息，為今后改進(jìn)品種繁育、種植管理和加工工藝等決策提供參考。二是應(yīng)以國內(nèi)多年來積累的機采棉技術(shù)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，建立和國內(nèi)棉花采收相適應(yīng)的清理工藝標(biāo)準(zhǔn)。清棉工藝配套應(yīng)以提升開松效果為手段，充分利用其不損傷纖維的特性，通過調(diào)節(jié)氣流皮清機的排雜刀盡可能多地排除雜質(zhì)，合理控制棉結(jié)、短絨的增長，降低清花落棉量，為梳棉創(chuàng)造良好的筵棉條件；梳棉工藝配套應(yīng)力求清除機采棉中的棉結(jié)、不成熟纖維與危害性疵點(帶纖維籽屑)；精梳工序配套應(yīng)優(yōu)化準(zhǔn)備工藝，匹配好精梳關(guān)鍵工藝參數(shù)，合理采取落棉控制措施，提高精梳機對棉結(jié)短絨的清除能力和短絨排除能力；清除工序配套應(yīng)清除機采棉中的三絲，避免在清理過程中產(chǎn)生新的棉結(jié)索絲，增加棉紡企業(yè)的去雜成本。棉花機械采收后，具體的工藝路線為:棉花收獲—機械采摘—籽棉運輸—籽棉儲存—籽棉檢測—籽棉清理—軋花加工—皮棉清理—加濕打包。

5 建議采取的措施

棉花作為新疆的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，《新疆維吾爾自治區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018—2022年)》中指出，新疆棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展要提高棉花機械化程度、提高棉花內(nèi)在品質(zhì)，降低棉花生產(chǎn)成本，實行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，提升植棉效益[66]。這在本質(zhì)上要求以實施機械化的采棉技術(shù)為引領(lǐng)促進(jìn)新疆鄉(xiāng)村振興的實現(xiàn)。在機采棉快速發(fā)展下，新疆要產(chǎn)出高質(zhì)量的皮棉，就要求與政府政策、品種選擇和研發(fā)、田間管理、脫葉催熟、采收拉運、清理加工、技術(shù)服務(wù)等環(huán)節(jié)的配套技術(shù)相適應(yīng)。此外，隨著人工智能和大數(shù)據(jù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，未來我國棉花機械化收獲水平會更加精細(xì)化、綠色化、高效化、完全智能化。但是我國智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展尚處于起步狀態(tài)，多為通過引進(jìn)國外核心技術(shù)，缺少基礎(chǔ)技術(shù)理論上的支持和更深層次的探討。因此，建議采取以下措施。

①科研管理部門應(yīng)適時調(diào)整棉花育種目標(biāo)，儲備機采棉種質(zhì)資源，通過棉花基因育種技術(shù)和分子標(biāo)記技術(shù)，加快培育機采棉品種，完善相應(yīng)配套技術(shù)。

②新疆維吾爾自治區(qū)人民政府應(yīng)該協(xié)調(diào)南北疆各方面的技術(shù)力量，實現(xiàn)跨學(xué)科、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的協(xié)同攻關(guān)，制定棉花機械化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理方案，建立從育種、種植、田間管理、生產(chǎn)管理、機械采摘、棉花加工等全方面的標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺。

③隨著采棉機的高速發(fā)展，采棉機研發(fā)，特別是國產(chǎn)采棉機的技術(shù)水平已經(jīng)越來越多地受到棉農(nóng)贊譽。引進(jìn)和培養(yǎng)高級技術(shù)能手，全面提高機械手的業(yè)務(wù)技能和實際操作能力；加強媒體傳播力度，宣傳機械化生產(chǎn)技術(shù)帶來的成果和效益；加大技術(shù)專家田間地頭實地授課的頻次，提高棉農(nóng)的種植管理水平。

④破解機采棉品質(zhì)問題是實現(xiàn)棉農(nóng)效益的關(guān)鍵。機采棉含雜率高、采收不均勻、等級混雜就要建立機采棉加工和技術(shù)配套生產(chǎn)線，研制出高水平的機械采收設(shè)備和除雜裝置。另外，還要統(tǒng)一機采棉質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，解決棉花價格變動不一問題。

⑤成立一批機采棉綜合技術(shù)服務(wù)公司，對種植戶播種、噴藥、灌溉、施肥、打頂?shù)忍镩g管理進(jìn)行全程跟蹤，及時提供技術(shù)服務(wù)和指導(dǎo)工作。搭建機采服務(wù)平臺，積極配合農(nóng)業(yè)部門組織管理、協(xié)調(diào)對接、確保順利完成棉花機采工作。

⑥結(jié)合智慧農(nóng)業(yè)的高效、精細(xì)與精準(zhǔn)特點，尋求發(fā)展集農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等核心關(guān)鍵技術(shù)的突破和以新興技術(shù)為一體的信息技術(shù)與農(nóng)機農(nóng)藝融合發(fā)展，打造符合我國發(fā)展的智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，完善技術(shù)創(chuàng)新方案，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的智慧控制、智慧生產(chǎn)、智慧決策。

6 結(jié)語

新疆是我國較適宜的植棉地區(qū)，也是我國長絨棉、優(yōu)質(zhì)商品棉的生產(chǎn)基地，加快高質(zhì)量發(fā)展棉花全程機械化作業(yè)水平，對保障新疆棉花在國內(nèi)、國際市場的綜合競爭力具有重要意義[67]?？茖W(xué)選育適宜機采的早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)棉花品種，采用適宜的種植模式，實現(xiàn)農(nóng)機農(nóng)藝配套標(biāo)準(zhǔn)化，完善智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，逐步優(yōu)化從播種、采收到加工的各項技術(shù)指標(biāo)，有利于推動我國棉花生產(chǎn)智能化、信息化、輕簡化、集約高效化發(fā)展，提高我國棉花有效供給質(zhì)量。依靠技術(shù)革新推動棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展向質(zhì)量變革、效率變革、動力變革轉(zhuǎn)變，促使棉花增產(chǎn)，農(nóng)民獲益，有利于保障我國棉花的主體戰(zhàn)略地位。