棉花機械化生產現狀與發展建議

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摘要：近年來長江流域棉花種植面積與總產持續下降，生產成本逐年上升，價格連續下滑。棉花機械化生產遠遠落后于國外，在機采棉的研究上進展不大。棉花品質越來越難以滿足社會生產和發展的需求。為了在棉花產業上推動長江經濟帶高質量發展，亟需推進棉花產業供給側結構性改革，同步實現棉花生產生態優先、提質增效。本文從棉花生產成本、種植模式、機械化生產方面，分析長江流域棉花機械化生產現狀、趨勢以及存在問題，提出了長江流域棉花機械化生產發展的建議。

關鍵詞：棉花；長江流域；機械化；機采棉

長江流域在氣候上雨熱同季的特點契合了棉花喜溫好光、需水量大的生育特性，有利于棉花生長發育而獲得高產，是我國重要的三大主產棉區之一。長江流域棉區土地肥沃，雨水充沛，是我國多種作物的優勢產區。為提高土地利用率、緩解糧棉油爭地矛盾，棉花生產上推行兩熟或多熟種植制度[1]。基于這種種植模式形成了兩套棉花栽培技術體系：一是以麥（油）后板茬移栽和簡化施肥為核心的棉花輕簡化高效栽培技術體系；二是改套種或移栽為夏棉直播，建立麥（油）后早熟直播技術[2]。由于前者是基于勞動密集型的精耕細作模式，機械化水平低，管理工序過多，投入成本高，與社會經濟發展不相適應，當前正處于向后者轉變的階段。而隨著我國社會經濟的快速發展及生態環境問題的突出，現有的兩套栽培模式由于難以實現機械化，棉花生產上用工多，同時化肥、農藥、地膜等對環境污染嚴重問題亟需解決。基質育苗/營養缽育苗移栽（用工30～45個•hm－2）和棉花采摘（用工120個•hm－2）是棉花生產中最費工費時的兩個環節，占全生育期用工的60%以上[3]；棉花過長的生產周期、投入過多的化肥和農藥、育苗移栽和直播中采用地膜覆蓋，不但增加了植棉物質成本，而且對生態環境形成污染。為解決棉花生產中瓶頸問題，用無膜、機械直播代替營養缽育苗移栽，用機械采摘代替人工采摘是未來棉花生產發展的必然趨勢[4]，也是長江經濟帶走生態優先和綠色發展道路的必然要求。

1長江流域棉花機械化生產現狀與發展趨勢

1.1機械化水平低

棉花機械化水平低，在耕地資源有限、棉花成本上漲的背景下，技術和服務成為棉花與其他經濟作物競爭的手段。我國棉花生產機械化整體落后于發達國家，而且我國不同棉區棉花生產機械化進程存在發展不平衡的現象，長江流域機械化進程相較西北內陸棉區顯著滯后。據國家棉花產業技術體系調研數據，目前長江流域棉花生產中，只有耕整地環節的機械化率超過了50%，播種和采收環節處于試驗階段，而西北內陸棉區已經實現了較大面積的機械化播種和采收（其中新疆機械化水平最高達到73.6%）[5]。發達國家棉花產業實現了農業現代化，原棉生產成本低，品質較高，市場競爭力強[6-7]，植棉科技最發達的國家以澳大利亞和美國為代表。發達國家重視現代科技在棉花生產中的應用，以GPS定位導航、遙感、物聯網技術和激光技術為特征的高新技術已在棉花生產中得到廣泛應用，形成了棉花現代化生產技術體系，實現了低投入高產出的精準目標管理，對提高產量、降低成本、提高效率和提升產品競爭力等發揮了重要作用[8-11]。由于機械化水平低，長江流域棉花生產成本遠高于美棉和澳大利亞的棉花，也導致糧棉比較效益低。最近研究數據表明，我國植棉總成本從2004年的11147元•hm－2增加到2014年的31560元•hm－2。其中，人工成本持續、快速增長，從2004年的5322元•hm－2增加到2014年的21126元•hm－2。與此同時，主導國際棉花市場價格的美棉，由于生產全部實行機械化，棉花生產總成本為10755元•hm－2，其中人工成本僅為675元•hm－2[12-13]。

1.2植棉效益下降，植棉面積劇減

隨著社會經濟和城市化的快速發展，勞動力數量減少，人工成本急劇上升。傳統棉花生產用工主要集中在播種和采收環節，人工采收用工占總用工的70%左右，導致棉農收益下降，棉花面積下滑。尤其是在機采棉還沒有形成現實生產力的長江流域棉區，近年來棉花種植面積呈斷崖式下降。以湖北省為例，棉花面積從2013年開始連續下降，由2012年的47.3萬hm2下降至2019年的16.3萬hm2，總產量由53.2萬t下降至14.4萬t。湖南、江西等植棉大省也呈現同樣的趨勢。最近研究數據表明，長江流域棉花生產平均物化成本6964元•hm－2，人工成本15184元•hm－2，共22148元•hm－2。按每千克平均6.0元的收購價格，每公頃產籽棉3375kg計算，每公頃平均收入20250元，收不抵支，農民植棉意愿不足[14]。

1.3需要發展適合自身特點的機采棉生產技術

隨著經濟和社會的發展，農業現代化將呈不可逆轉的趨勢，棉花生產全程機械化同樣也是必然趨勢。長江流域采用棉花與各種作物套作或復種，種植時采用育苗移栽或者直播，棉花種植、田間管理機械化技術日臻完善。由于現代科技發展使棉種發芽率大幅度提高，可節約棉種70%左右，逐步實現精量播種，同時減少間苗用工。育苗移栽模式也采用了沖壓式制缽機、移栽打穴機等完成營養缽制備、開溝、施肥、注水、栽苗、覆土、壓實作業。中耕追肥、植保、灌溉、整枝、打頂等田間管理中均能實現機械化。長江流域部分地區已經試驗過垂直摘錠式采棉機，但是無合適的清花設備配套，籽棉經機采后由于含雜多不能直接用于紡織，因此機采棉目前在長江流域不能形成生產力。然而，新疆因棉區氣候干旱少雨，可借鑒美國及澳大利亞等經驗，采用大規模的機械化作業。但黃河流域棉區和長江流域棉區仍然是新疆產區的重要補充，小面積的種植模式在今后將繼續存在一定時期。尤其是長江流域棉區，不但種植規模偏小，糧棉油爭地矛盾突出，而且應對的環境脅迫復雜，澇漬害、干旱、連陰雨等氣候常見。因此，長江流域棉區要實現棉花生產全程機械化，對機采棉品種選育、兩熟制栽培技術及采收進程管理等方面要求更高，需要形成自己特有的植棉模式[15-16]。隨著社會經濟的發展以及我國人民生活水平的提升，以危害生態環境為代價的高投入、高產出的棉花生產模式不適應現代農業發展突顯生態優先的發展理念。西北內陸棉區以及黃河流域部分棉區一直以來都是采用地膜覆蓋的植棉方式，長江流域春播移栽棉也必須使用地膜進行育苗，長期以來造成的土壤和環境問題日益嚴重，亟需向無膜化生產轉型[17]。由于新疆無霜期較短，而棉花生育期長，因此對生產模式提出了更高的要求，需要新的品種和配套的栽培技術來適應無膜棉機械化生產；而長江流域為應對植棉“高投入，低產出”的困境，正由春播移栽棉轉型到夏（麥油后）直播棉，也需要新的品種和技術來適應晚播增密、機播機收及解決在無地膜投入下棉花直播一播全苗的難題[18]。

1.4機采棉試驗示范成效顯著，已儲備推廣機采棉的生產技術

長江流域夏直播模式及相關栽培技術為機采棉生產打下了理論基礎。麥后直播棉種植技術通過推遲播種時間及縮短棉鈴成熟吐絮時間減少棉花生產周期，增加種植密度確保單位面積成鈴總數，減少肥料用量及秸稈粉碎還田，降低了化肥投入；見花一次施肥及雜草閾值管理，減少了用工等關鍵技術，實現了植棉節本增效、滿幅種植冬作，資源被高效利用[19-20]。但是棉花播種和采收依然是植棉過程中最費工費時的兩個環節，只有完全實現棉花全程機械化，才能最終減少棉花生產中勞動力的投入。長江流域相關科研單位開展了機采棉配套栽培技術的研究工作，通過對機采棉播種時間、播種方式、栽培密度、水肥管理、化學調控及打頂、脫葉催熟等關鍵栽培技術進行了深入的試驗研究，機采棉示范效果顯著，為長江流域機采棉的發展提供相應的技術支撐。自2014年至2019年，湖北省農業科學院經濟作物研究所共開展了5次面積超過2hm2的機采試驗示范，機收效果逐年提升，機采棉籽棉產量從3645kg•hm－2提升至4875kg•hm－2，采收損失率低于7%，含雜率約3%，一次性機收采凈率90.0%以上[21]。江西省棉花研究所、湖南省農科院等科研單位的機采棉試驗示范均取得較好的效果，江西省棉花研究所采收籽棉產量達到了3689.4kg•hm－2，湖南省棉花研究所示范區籽棉產量平均為3568.1kg•hm－2[22]。

2長江流域發展機采棉存在的問題

2.1產業鏈不健全

長江流域在發展機采棉生產模式與配套栽培技術上取得了很大突破，但是還缺少機械采收后的清花設備。長江流域一直以來都是依靠雜交棉高產的優勢采用麥（油）后預留行營養缽地膜保溫育苗移栽的植棉方式，棉花生產周期長，分次手工采收，含雜率低。因此，生產鏈沒有涉及籽棉清理、烘干及皮棉清理等環節。而機采棉使用高效率的采棉機進行一次采收，含雜率高，不進行清理，達不到紡織企業的要求。長江流域機采棉雖已經具備了全面推廣的技術儲備，但是由于缺乏這些關鍵設備，無法在生產上推廣應用。因此，健全產業鏈是機采棉在長江流域必須解決的瓶頸問題。

2.2種植規模太小

長江流域90%以上棉田為麥（油）棉兩熟制，農戶種植規模小而且不集中，不利于機械操作。另外，由于棉價下跌，單位面積植棉比較效益下降，只有進行適度規模化種植，依靠規模化提升總的植棉利潤。因此，小規模種植不適應機械化高效率的植棉方式，阻礙了機采棉的推廣。

2.3品種選育滯后

配套的品種是發展機采棉必備的條件之一。目前長江流域每年選育的品種還是采用的雜交棉育種技術，沒有緊跟植棉方式的轉變而改變品種選育、區試的方式。因此，選育出的品種在機采模式下適應性不高，熟相普遍偏晚，花鈴期長、始果枝節位低等，不適于機收。目前科研單位試驗采用的機采棉品種基本是從黃河流域棉區引進，長江流域棉區機采棉品種選育才剛剛起步，尚處于探索階段。機采棉需要重點選擇早熟、衣分高、果枝始節位高、吐絮集中、莖稈較硬、品質優的材料。

2.4技術規程還不完善

機采棉栽培十分復雜，長江流域還沒實現標準化。綜合考慮棉區自然地理條件、經濟發展狀況，結合各主產區相關綜合配套技術、設備、栽培技術研究，探索和推廣長江流域的棉花輕簡化栽培模式，制定行業標準，循序漸進地提高機械化水平。

2.5政策不健全

根據我國國情，實現棉花生產機械化、智能化僅靠市場調劑不夠，還得靠政府的引導和財政扶持。規模化推進，機械研制和生產、示范推廣需政府財政投入，采取有效方法，快速提升棉花生產機械化作業技術與裝備水平。

3長江流域發展機采棉的建議

機采棉相對于人工采收棉花更需要融合現代農業中機械化、信息化、自動化技術，需要適宜的品種、種植模式及健全的產業鏈。針對長江流域機采棉生產上存在加工缺少清花、烘干設備、品種選育滯后、種植規模偏小及無棉籽綜合利用等問題，需要政府部門組織，科研院所、高校、農技推廣等研發單位協作共同解決這些問題，才能使機采棉在長江流域大面積推廣。

3.1合理引導，強化管理

機采棉推廣需要合理的政策引導，充分調動棉農種植機采棉的積極性，棉花生產管理部門加強領導，及時掌握工作動態，研究發現的問題，提出解決方案。探索培育市場化、專業化、社會化的農機服務產業。建立以政府投入為引導，棉農投資為主導，積極鼓勵社會投入的多元化機制。政府部門成立機采棉發展聯席會，建立機采棉研發專項基金，政府牽頭建立籽棉清理、烘干等大型加工廠，借力行政主導作用解決機采棉瓶頸問題加快機采棉的推廣[23]。育種管理部門及科研單位聯合改變以往的品種選育方式，在品種區試試驗中也轉變為機采模式，并將有利于棉花機采的品種特性（如含絮力、果枝第一節位高度、吐絮暢）和有利于提高機采棉品質的品種特性納入到區試標準中。如盡量選育中長絨陸地棉品種、有利于降低含雜率的光桿特性品種，避免選育有可能增加機采含雜率的雞腳葉品種。在土地扭轉上，要給予政策支持，發展農業大戶進行適度生產，采用高效率的機采棉生產技術，才能實現植棉“低投入，高產出”。

3.2推進全程機械化進程

長江流域對機械化的要求與新疆地區不同，應增強整地、播種、采收機械化的研究。在國外成熟技術基礎上，結合地區實際情況進行創新，研發低成本、高性能的采棉機械和配套加工清花設備，促進棉花全程機械化生產的進程。

3.3棉花品種、農機、農藝配套

與美國等發達國家機械化程度相比，我國植棉機械化程度低，究其主要原因是棉花品種、農機、農藝未配套。因此。為實現長江流域棉花生產全程機械化，務必培育機采棉品種，并研究配套的農藝措施。設立專項研發配套的農機設備。推廣機采棉標準化種植和管理模式，全面提高棉花生產機械化的整體水平。

3.4技術研究和示范推廣

在長江流域加強機采棉配套技術的研究和示范推廣，開展技術培訓和指導，通過研究解決長江流域無膜直播一播全苗，前期容易旺長，后期隱蔽脫葉難及雜草控制等難題，為機采棉的推廣應用提供相應的技術支撐。

3.5發展麥（油）棉新型種植模式

機采棉一般在前茬小麥（油菜）收獲后直播，播種期較傳統的移栽棉推遲了30d左右[24]，遇陰雨天氣播種期甚至推遲到6月初，棉花田間生長期明顯縮短，直接影響了棉花的產量和品質。建議可將麥（油）后直播方式改為麥（油）套播或板茬直播方式，提早播種，以延長棉花大田生長時間。

作者：張友昌 馮常輝 別墅 張教海 夏松波 王瓊珊 王孝剛 單位：湖北省農業科學院經濟作物研究所