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摘要：荆门（中国农谷）农业科学研究院依托两个院士工作站的技术力量，引进棉花直播机、单行采摘机等机械开展麦后棉、油后棉全程机械化试验。结果表明，棉花机械直播与收获虽然受到气候、品种等因素的限制，但还是取得了省工省时轻简的效果。机械收获棉花应掌握高密度直播、全程化调、化学催熟脱叶、机械收获等技术要领，选择株型紧凑、结铃集中、吐絮畅快、后发性强、易脱叶、品质较好的早熟短季棉，采取引进新型精量直播机、定高化调等改进措施。
关键词：棉花；全程机械化；配套技术
中图分类号：S562.048 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）13-3098-03
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.13.007
Preliminary Study on Whole Mechanization Supporting Technology of Cotton
LIN Jiang-xia， YANG Xing-bai， HUANG Chang-wu， ZHOU Jia-hua， LI Hong-ju
（Jinmen Academy of Agricultural Sciences， Jimen 448000， Hubei， China）
Abstract： Jinmen academy of agricultural sciences relies on the technology of two working stations， the direct sowing machine and single picking machine were used to conduct experiments on whole mechanization of cotton after wheat and cotton after rape. The results showed that although mechanical direct sowing and harvest of cotton were affected by climate， species and other factors， it still had some advantages of time-saving and energy-saving. Mechanical harvest of cotton should follow the principles of high density direct sowing， chmical acceleration of maturation and mechanical harvest. It is suggested to choose early-maturing and short season cotton with compact plant， which were concentrated in time， easy to disleave， and had good ball blowing and quality. Meanwhile， the new precision direct sowing machine should be adopted.
Key words： cotton； whole mechanization； supporting technology
棉花全程机械化在新疆棉区已基本实现全覆盖，在黄河流域棉区也已取得积极进展，长江流域棉区正处于探索阶段[1]。目前，长江流域棉区因用工多、劳动强度大、种植比较效益低[2]，生产面积连年萎缩。为扭转棉花生产的不利趋势，荆门（中国农谷）农业科学研究院依托喻树迅院士工作站和陈学庚院士工作站的专家团队，在沙洋县马良镇、京山县永隆镇、屈家岭管理区何集办事处进行了油（麦）后棉棉花全程机械化试验，对棉花全程机械化配套技术进行了初步探索。
1 材料与方法
1.1 试验设计
棉花全程机械化配套技术主要试验机械直播、全程化调、化学催熟脱叶、机械采摘等技术，试验安排在两个不同前茬的田进行：一个是油菜田，油菜收获后采用机械栽培棉花，即油后棉全程机械化试验[3]。布点沙洋县马良镇水闸村，机直播华棉3109 5 336 m2。另一个是小麦田，小麦收获后采用机械栽培棉花，即麦后棉全程机械化试验，布两个点，第一个点在京山县永隆镇，机直播华棉3109 3 330 m2、中915 3 330 m2。第二个点在屈家岭管理区何集办事处，机直播华棉3109 5 336 m2。
机械直播：各点机械直播行株距均为76 cm×15 cm，理论密度87 750株/hm2。棉花机直播机选用河北省衡水金帆农机制造有限公司制造的2BMP-3多功能精量穴播机。
化学催熟脱叶：于棉花吐絮率达到30%～40%时，每公顷用噻苯隆600 g对水450 kg喷雾进行催熟脱叶。
机械采摘：选用美国迪尔公司生产的单行采棉机进行单行试验性采收。
1.2 田间管理
播种与施肥：马良点（油后机采棉，下同）：油菜5月15日收获，5月27日机械旋田，5月28日下午机播棉种，每公顷用种量30 kg，每公顷施30%（15-7-8）含量的复合肥375 kg作底肥，8月2日每公顷用30%（15-7-8）含量的复合肥375 kg、尿素135 kg、氯化钾195 kg、持力硼3 kg进行追施，每行中间挖窝点施。永隆点（麦后机采棉，下同）：小麦5月26日机械收获，5月28日上午机械旋田后机播棉种，棉花每公顷用种量30 kg，未施底肥，8月1日用固体施肥枪在行间施肥，每公顷施46%（20-12-14）含量的复合肥450 kg、尿素195 kg、氯化钾195 kg、持力硼3 kg。何集点（麦后机采棉，下同）：5月23日小麦收获，5月29日上午进行机械旋田并机播棉种。每公顷用种量30 kg。未施底肥，8月6日每公顷施48%（16-16-16）含量的复合肥337.5 kg、尿素90 kg、氯化钾210 kg、持力硼3 kg，先撒施，后用中耕机盖肥。
间苗定苗：马良点6月3日出苗，6月12日第一次间苗，6月20日第二次间苗，7月2日定苗。永隆点6月2日出苗，6月7日间苗，6月23日定苗。何集点6月3日出苗，6月7日间苗，6月23日定苗。
化控打顶及脱叶催熟：马良点、何集点均于苗期、蕾期、初花期、打顶后用助壮素分别进行了四次化控，公顷用量分别为60、120、144、240 mL。8月10日打顶。马良点、何集点分别于10月10日、10月14日用噻苯隆进行催熟脱叶。京山点于苗期、蕾期用“棵可丰”于初花期、打顶期两次化控，剪顶后用助壮素化控，每公顷用量300 mL。6月30日进行整枝，8月10日打顶，8月15日根据机收要求剪去顶端3-4层果枝，保证棉株高度在105 cm左右。10月10日用噻苯隆进行催熟脱叶[4]。
中耕除草、病虫害防治等田间其他管理与移栽大田相同。
2 结果与分析
2.1 机直播出苗情况
播种时墒情较好，除种子因素外，各点出苗率因播种质量而不同。6月4日调查表明，马良点华棉3109出苗率为91%。永隆点华棉3109出苗率为92%，中915出苗率为82%。何集点华棉3109出苗率为71%。出苗差的主要原因是播种时播种器下压土层过深，播种孔被泥土堵塞不能出子，造成缺穴。
2.2 田间病害
各点棉花苗期立枯病均有一定程度发生，包衣子较光子的立枯病发病株率略低。华棉3109为光子，中915为包衣子。6月12日对各点立枯病发生进行了调查，马良点华棉3109立枯病病株率为13%。永隆点华棉3109立枯病病株率为11%，中915病株率为10%。何集点华棉3109立枯病病株率为31%。
受中温高湿气候影响，各点均有枯黄萎病发生。7月11日调查表明，马良点华棉3109枯黄萎病病株率为4%。永隆点华棉3109枯黄萎病病株率为4%，中915病株率为3%。何集华棉3109枯黄萎病病株率为8%。7月22日调查，马良点、永隆点、何集点华棉3109枯黄萎病病株率分别为44%、32%、30%。
2.3 生育期
各点因播期不同、地点不同、田间肥力不同，在中后期生育进程上略有不同。马良点华棉3109从出苗到吐絮117 d；永隆点华棉3109从出苗到吐絮114 d，中915为112 d；何集点华棉3109从出苗到吐絮114 d。永隆点中915虽吐絮期较华棉3109提前2 d，但吐絮进度较慢，集中收获期较同期播种的华棉3109推迟5 d（表1）。
2.4 生育性状表现
株高：按机采棉需要的高度要求100 cm以下，马良点调控较好，株高91.5 cm；何集点因前茬施肥过多，地力较好，植株生长较旺，调控后株高略超标，株高128.1 cm；永隆点也因株高超标，经人工剪去上部近20 cm后，株高达到102 cm。
果枝着生节位与高度：各点因播期不同、地点不同、田间肥力不同，果枝着生节位与高度都不同。华棉3109在马良点、永隆点、何集点的第一果枝着生节位分别为7.6、5.0、5.9节，着生高度分别为28.4、16.8、29.9 cm；中915在永隆点的第一果枝着生节位为7节，着生高度为37.3 cm。
成桃：因播种过迟，各点均没有伏前桃，只有伏桃、秋桃，因九月中下旬低温影响，基本没有晚秋桃（表2）。
铃重、子指与衣分：喷施催熟脱叶剂后取样测定，华棉3109在马良点、永隆点、何集点的单铃重分别为4.8、4.8、4.75 g；子指分别为8.0、7.9、8.5 g；衣分分别为43.5%、45.0%、43.9%。中915在永隆点的单铃重为5.35 g，子指为10.4 g，衣分为39.4%。
2.5 调控与脱叶
华棉3109在马良点用助壮素化控效果较好，果枝紧凑，果枝层平均间距7.1 cm；在永隆点用“棵可丰”化控效果一般，果枝层平均间距10.9 cm；在何集点用助壮素化控，因肥力较高，前期较旺，效果一般，果枝层平均间距9.9 cm。中915在永隆点用“棵可丰”化控效果一般，果枝层平均间距10.7 cm。
喷施化学催熟脱叶剂后因品种吐絮率不一样。11月5日调查（喷药后第26天），马良点华棉3109单株平均畅絮桃（吐絮顺畅、易采摘的絮桃，下同）占比77.6%，笑口桃占比14.4%，青桃占比8.0%；永隆点华棉3109单株平均畅絮桃占比79.2%，笑口桃占比11.4%，青桃占比9.4%。何集点（喷药后第22天）华棉3109单株平均畅絮桃占比63.4%，笑口桃占比10.5%，青桃占比26.1%。永隆点中915单株平均畅絮桃占比69.2%，笑口桃占比3.9%，青桃占比26.9%。
2.6 产量
永隆点因中915吐絮慢且吐絮率不高，脱叶也不理想，所以中915未进行机收试验；马良点因道路太窄不适宜采棉机进出，也未进行机械采收试验。11月6日在马良点人工实收华棉3109子棉产量3.83 t/hm2，皮棉产量1.67 t/hm2；11月5日在永隆点人工实收子棉产量 3.82 t/hm2，皮棉产量1.72 t/hm2；机收子棉产量3.45 t/hm2，折算机收损失率9.7%。何集点人工实收子棉产量 3.56 t/hm2，皮棉产量 1.56 t/hm2；机收子棉产量 3.16 t/hm2，折算机械损失率11.3%。中915在永隆点人工实收子棉产量4.28 t/hm2，皮棉产量 1.69 t/hm2。
2.7 品质
永隆点人工采收华棉3109纤维长度29 mm，杂质1.9%，马克隆值4.8；机械采收华棉3109纤维长度29.0 mm，杂质4.1%，马克隆值4.8（未清杂直接用皮辊机轧出的皮棉）。永隆点中915人工采收纤维长度29.0 mm，杂质1.8%，马克隆值4.5。
2.8 机械播种与收获
采用2BMP-3多功能精量穴播机播，各点公顷用种量均为30 kg，没有达到精量播种目的，主要原因是播种机播种时为增密将间隔孔打开，间隔孔播种粒数过大所致。直播机在实际操作过程及田间出苗表现中存在许多不足。一是直播机械两边无宽度标识；二是两边行播种带设计不合理；三是穴播粒数不均匀；四是子粒播完后无报警装置；五是未播完的种子取出困难；六是株距不可调；七是无配套的开沟、施肥、除草等设备；八是光子未消毒播种后感病率高。机械直播，每小时播种0.4 hm2；永隆点、何集点棉花机械收获时，吐絮率接近80%，机械收获每小时采棉0.4 hm2，每公顷机收成本3 240元。
2.9 田间用工
机械直播每公顷需用时2.55 h/台，人工营养钵育苗移栽每公顷需用时165 h/人（未考虑间苗、以后精量直播时不间苗），播种环节采用机械播种的效率是人工育苗移栽的64.7倍，相当于每公顷节约用工20.3个。机械收花每公顷需时2.55 h/台，人工收花每公顷需600 h/人，棉花采摘环节机收的效率是人工采摘的235.3倍，相当于每公顷节约用工29.1个。另外，每公顷节约施肥培土用工34.5个、施药用工13.5个。每公顷节约用工97.4个。
3 小结与讨论
1）初步试验表明，棉花机械直播与收获虽然受到气候、品种等因素的限制，但还是取得了省工省时轻简的效果。在墒情较好的前提下（漏播除外），成苗率较高，化控后长势较好，脱叶剂发挥作用较理想，后期吐絮较畅。在吐絮较好、天气较好的前提下，机械收获棉花是成功的。单行采棉机工作效率较人工高，在小规模试验阶段可采用。
2）中915脱叶、吐絮进度较慢，未进行机收；华棉3109脱叶、吐絮速度较快，适宜当地进行机收。今后，应加大机采棉品种筛选力度，以株型紧凑、结铃集中、吐絮畅快、后发性强、易脱叶、品质较好的早熟短季棉为标准，选择适宜区域栽培的耐高温、耐低温品种。
3）机采棉的播种期要考虑到下茬作物的延续播种，防止产生茬口矛盾。小麦、油菜等前茬作物收获后要及时播种，配套浇水设施，确保一播全苗。不人为推迟播种期。
4）因机械原因，大田密度未达到或接近理论密度，还需继续进一步引进新直播机进行试验。
5）化学调控上应以定高化调为目标，以机收要求的棉株高度为标准，让第一果枝着生高度保持在20～30 cm，田间操作时要根据肥力水平与长势情况进行，防止棉花株高超过机收标准高度。
6）机收后棉花含杂量较高，影响皮棉品质。应配套清杂设备，机采后的子棉经清杂后再进行皮棉加工，以确保品质少受影响[5]。
7）化学催熟脱叶剂在确保棉花品质的前提下，如何快速促进催熟与脱叶，还需进一步试验。
参考文献：
[1] 李 冉，杜 珉.我国棉花生产机械化发展现状及方向[J].中国农机化，2012（3）：7-10.
[2] 喻树迅.我国棉花生产现状及与发展趋势[J].中国工程科学，2013，15（4）：9-13.
[3] 李 飞，李 庠，李育强，等.湖南省棉花生产机械化的发展思路[J]. 湖南农业科学，2014（9）：75-77.
[4] 别 墅，羿国香，王孝刚，等.长江流域棉花机械化采收技术[EB/OL].http：///news/2014/8/29/201482915281512452.shtml，
2014-08-29.
[5] 杨 磊，陈 宜，胡小琴，等.江西2014年棉花生产全程机械化的实践与对策[J].棉花科学，2015，37（2）：3-7.