新疆是我國最大的棉花產區(qū)，棉花作為其重要經濟作物，在國民經濟中具有舉足輕重的作用。據國 家統計局公布的數字，自2014 年以來，新疆棉花種植面積穩(wěn)定在2000 khm2 以上，2019 年新疆棉花種植 面積為2 540.5khm2，占全國種植面積的 76.1%。近年來，隨著新疆棉花種植面積的不斷擴大和種植模式的不斷改進，新疆棉花種植的機械化程度也在不斷提高。 機械化不但可以達到棉田精耕細作的要求，提高其田間管理水平，而且可以大幅度提高勞動生產率，增加規(guī)模效益，以達到增產、增收的目的。本文分析了當前 新疆棉花播種機械的應用現狀及發(fā)展趨勢，為棉花種植機械化的發(fā)展提供了理論參考。

新疆棉花主要種植模式

新疆地處內陸干旱地區(qū)，降水量少，蒸發(fā)量大，土壤鹽堿化程度高，水資源嚴重匱乏，針對這一氣候特 點，目前新疆大部分地區(qū)采用膜下滴灌技術進行棉花 種植，誕生了不同的種植模式，其中較為典型的3種模式分別為：傳統模式、機采模式與超寬膜模式。第一 種傳統模式，如圖 1（a）：該模式是曾經推廣時間最長、 應用范圍最廣的一種手工采棉種植模式，覆膜寬度約 為 1.45 m，膜下共種植4 行棉花，兩側窄行距約為 30 cm， 中間寬行距約為 40 cm（南疆一些地區(qū)也采用 55 cm+ 20 cm 的行距），2 條滴灌帶分別位于兩側窄行中間， 該模式隨著機采棉的廣泛應用，北疆地區(qū)已逐步淘汰，南疆部分人工采棉的地區(qū)還在采用該模式；第二 種模式為機采棉種植模式，如圖 1（b），隨著機采棉的 推廣，為了滿足機械采棉的種植農藝要求，棉花種植 模式發(fā)生了明顯變化，機采模式下覆膜寬度約為 1.25 m，

膜下共種植4行棉花，兩側窄行距約為 10 cm，中間寬 行距約為 66 cm，2 條滴灌帶都位于中間寬行內。該模式由于膜寬較窄，在防風方面比寬膜種植有一定 優(yōu)勢，因此，在南疆庫爾勒、阿克蘇等春季風沙大的地區(qū)目前大都采用此模式；第三種模式為超寬膜模式， 如圖 1（c），超寬膜模式下覆膜寬度約為 2.05 m，膜下 共種植 6 行棉花，窄行距約為 10 cm，寬行距約為 66 cm，3 條滴灌帶分別位于寬行中間。該模式既能滿足 機采棉要求，又具有更好的增溫、保墑效果，近年來在 更多地區(qū)得到了應用，特別是北疆主要產棉區(qū)大都采 用此模式，南疆圖木舒克等地區(qū)自 2016 年以來也在 逐步推廣該種植模式。綜上所述，采用“66 cm+10 cm” 的種植模式以適應機采棉的需要將是今后新疆棉花種植的一大趨勢。

根據國家統計局網站公布的數據，如圖2，上世紀 80 年代前新疆棉花生產的總體水平很低。1980 年 新疆棉花種植面積僅有 181.2 khm2 ，不足全國棉花種 植面積的 4%。自 80 年代以來，隨著地膜覆蓋、滴灌施肥 等技術的引進，以及機采棉的普遍應用與推廣，棉花 種植面積也在穩(wěn)步增長。棉花的機械播種是棉花產業(yè) 發(fā)展的基礎 ，在棉花產業(yè)中起著重要作用。棉花種植 機械從以前的單一播種，到目前基本實現了一次完成 整地、鋪膜、播種、埋設滴灌帶、覆土和鎮(zhèn)壓等多項作業(yè)的聯合播種機。其主要經歷了三個階段：第一階段，上世紀 80 年代以前，主要是功能單一的棉花播種機械， 作業(yè)效率低，棉花產量低，全疆棉花種植面積僅有不到 200 khm2 ；第二階段，上世紀80 年代初，隨著地膜種植的引進與迅速推廣，播種覆膜一體化的播種機械被研制出 來，在較短時間內全面實現了地膜植棉機械化，引領了 新疆鋪膜播種機械化技術的發(fā)展 ；第三階段，20 世紀 90 年代中后期，隨著滴灌覆膜植棉技術的應用與推廣， 以及機采棉作業(yè)的廣泛使用，在地膜植棉技術的基礎 上，提出了適于采棉機采收作業(yè)的全新棉花種植模式， 研發(fā)了與新農藝相配套的系列聯合作業(yè)機具，可實現種床整理、鋪設滴灌帶、開溝覆膜、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè) 一次性完成。據統計，2018 年新疆棉花實際機采面積 約為1333.3khm2 ，至2019年達到1666.6khm2 ，全區(qū)機采棉面積實現快速增長，占比 40%左右，農機農藝正在配套完善中。其中北疆主要產區(qū)棉花機采率已超過 90%， 一些縣市接近 100%。南疆機采棉相對發(fā)展較慢，機采率在 30%左右，估計南疆機采棉近 5 年會很快發(fā)展。因 此，目前新疆大部分地區(qū)的棉花播種機械都向著機采棉的聯合作業(yè)機具配套的方向發(fā)展，此類播種機械也是目前新疆棉花播種機械的主流產品。

目前，新疆棉花種植普遍采用地膜覆蓋技術，并實 現了機械化。棉花鋪膜播種機種類較多，經過三個階段 的發(fā)展，功能愈來愈強，技術上也日臻完善，基本可以實現種床整理、鋪設滴灌帶、開溝覆膜、播種、覆土、鎮(zhèn)壓 等作業(yè)一次性完成。隨著機采棉的推廣，其播種行距也逐步固定為 66 cm+10 cm。新疆市場上所使用的棉花播種機主要以新疆本地農機企業(yè)生產的大型鋪膜播種聯合 作業(yè)機為主。小型播種機發(fā)展緩慢，工作質量和可靠性有待于加強，主要用于小戶散戶棉農生產，隨著技術的 發(fā)展必將逐步被淘汰。目前，新疆棉花播種市場上的主 流機型是 2MBJ 系列播種機，該機型具有結構簡單、操作方便、性價比高等特點，可一次完成平地、鎮(zhèn)壓、開溝、鋪 膜、壓膜、膜邊覆土、膜上打孔穴播、膜空覆土及土帶鎮(zhèn) 壓等多種工序，該機型有不同分類。

（1）根據配套動力、鋪設地膜寬度的不同，主要有 2MBJ -1/4、2MBJ -1/6、2MBJ -2/8、2MBJ -2/12、2MBJ -3/12 和2MBJ-3/18 等。主流產品為 2MBJ-2/12 和 2MBJ-3/12 兩種，即 2膜12行和3膜12行，其配套動力一般都在 50~90 kW，播種行間距為 66 cm+10 cm，2MBJ-2/12 適用 地膜寬度為 205 cm，目前該機型在北疆及南疆部分地區(qū) 適用較多；2MBJ-3/12 適用地膜寬度為 125 cm，該機型 在南疆庫爾勒、阿克蘇等地區(qū)使用較多，主要技術性能參數如表 1（以新疆天誠農機具制造有限公司的產品為例， 其同類產品與此略有變化）：

（2）根據工作原理不同，棉花排種器一般可分為氣力式和機械式兩種。 氣力式：由拖拉機動力輸出軸 經兩級傳動帶動風機旋轉，使排種器氣吸室產生負壓，由 吸種盤完成吸種，點種器鴨嘴通過變速齒輪帶動吸種盤 旋轉完成投種，最后由點種鴨嘴完成在地膜上點種。通過 更換不同的吸種盤可以播種棉花、玉米、打瓜等不同作 物的種子。因其配有風機，因此噪音大，在地頭轉彎處作 業(yè)時，由于風機轉速下降，造成該處漏播嚴重，因此，目前在單一棉花播種機械中采用氣力式排種器的不多；機械式：目前在新疆棉花播種機械中大都采用機械式精量 穴播器，它有兩種型式：一是用機械方式直接從種群中精確拾取種子來確定排種量，如指夾式排種器，它對種子的 形狀、尺寸要求嚴格，因此要對種子進行精選，有些種子 還必須進行丸?；幚?，該形式在棉花播種上使用較少； 二是通過控制種子體積來確定排種量，如各種孔式排種 器、勺式排種器、窩眼輪式排種器，利用排種元件上的容腔從種子群中分別精確分離出單粒種子，因此種子的形狀和大小及型孔的形式對排種都有直接的影響。在新疆 棉花播種作業(yè)中，無論是氣力式還是機械式，目前都基本實現了精量播種，即每穴播1粒種子，不需要間苗、定苗 作業(yè)，大大減輕了棉農的體力勞動，降低了生產成本。

（3）其他主流機型之外的衍生機型。一類是超大寬 幅覆膜播種機。如新疆天誠農機具制造有限公司和石河 子市鑫昌盛農機有限公司生產的 2MBJ-3/18 鋪膜播種 機，如圖 3（a）、（b）。該機型一次作業(yè)播種18 行，機具寬達 7.2~7.3 m，配套動力需 80～130 kW，該機型過寬，不能折 疊收放，在通過農村道路時存在一定問題，因此市場上應 用不多；另一類是增加施肥功能的覆膜播種機，如新疆缽施然智能農機股份有限公司生產的 2MBJF-2/12 機械式精量鋪膜施肥播種機，如圖 3（c）。在實現以上功的基礎上，又設置了肥箱和施肥裝置，實現施肥播種同步 作業(yè)，但從目前農戶反饋情況，主要存在施肥量不穩(wěn)定、 均勻性差等問題，應用效果不理想，需進一步改進。

從調研情況來看，新疆棉花播種機械近年來發(fā)展迅速，單功能作業(yè)的小型機械已經相當成熟，并隨著市場 的發(fā)展需要，正在逐步淘汰，大型多功能播種聯合作業(yè)機已成為新疆大型農場和農戶的主流產品，在今后的一從調研情況來看，新疆棉花播種機械近年來發(fā)展迅速，單功能作業(yè)的小型機械已經相當成熟，并隨著市場 的發(fā)展需要，正在逐步淘汰，大型多功能播種聯合作業(yè) 機已成為新疆大型農場和農戶的主流產品，在今后的一段時期內大型聯合作業(yè)機械仍將占主導地位。隨著北斗導航、智能控制、液壓技術等在農業(yè)領域的應用，棉花播種機械也必將迎來新的機遇和發(fā)展。

4.1 信息化智能化在棉花播種機械中的應用

目前，在新疆棉花種植中，播種、覆膜、鋪管基本實現了全程機械化，在此基礎上，利用 GPS、北斗導航、信 息管理、智能控制等技術進一步提高播種機械的信息 化、智能化水平必將是今后的一大發(fā)展趨勢。2012 年新疆兵團農機推廣部門就開展了衛(wèi)星導航自動駕駛技術 的試驗示范工作，2014~2016 年，八師133 團、134 團、 148 團、149 團、150 團及石河子總場等累計已播種冬小 麥 6.66 khm2 、春小麥 23.3 khm2 ，播種棉花 105.3 khm2[18]。 2013 年，由中國工程院院士羅錫文帶領的華南農業(yè)大學團隊研發(fā)的國內首套“基于 GPS 的輪式農業(yè)機械導航 及自動作業(yè)系統”棉花鋪膜播種機在新疆兵團第八師 121團33連棉田進行現場播種演示。這些技術的應用 都為棉花播種機械向信息化、智能化發(fā)展指明了方向。

4.2 同步變量施肥等作業(yè)的高度集成

新疆棉花的種植的一般作業(yè)程序是：施肥—耕整— 播種，也有的地區(qū)在前一年進行了耕地整地，第二年開春進行施肥和播種。無論哪種方式，施底肥和耕地整地是棉花播種前必不可少的兩個環(huán)節(jié)。目前棉花播種前施底 肥主要有兩種方式：一種是采用撒肥盤式撒肥機械，將 底肥（主要是二銨、尿素、鉀肥等）撒在耕地表面；另外一 種是采用開溝施肥機械，將肥料條播到土壤下，目前采 用此種施肥方式較多。研發(fā)播種施肥一體的聯合作業(yè)機， 將施肥環(huán)節(jié)和播種同步進行，減少作業(yè)環(huán)節(jié)，提高作業(yè)效率是今后棉花播種機械的一個發(fā)展方向。近年，一些 企業(yè)研發(fā)了施肥和播種一體的機械產品，比如新疆缽施 然智能農機股份有限公司的 2MBJF-2/12 機械式精量鋪 膜施肥播種機，實現了播種、施肥、覆膜、壓管同步進行， 但其僅是將施肥裝置簡單集成到了覆膜播種機上，沒有 單獨動力進行排肥驅動，排肥穩(wěn)定性差、精確度底，并且 不能夠實現變量控制。因此，研究變量可控的精準施肥播種機械，實現高度集成和智能控制將是新疆棉花播種 機械的又一發(fā)展方向。

4.3 更大寬幅、高效率的大型聯合作業(yè)機

提高棉花播種作業(yè)效率的一個有效途徑就是增大 一次作業(yè)時的幅寬，由于受配套動力以及道路通行能力 的限制，目前市場上的主流機型為 2MBJ-2/12 和 2MBJ3/12兩種，其一次作業(yè)可以播種12行，機型寬度為4.5 m~4.7 m。國內企業(yè)生產的2MBJ-3/18型覆膜播種機，最大幅寬為 7.3 m 左右，而國外一些大型免耕條播作業(yè)機，采用 液壓技術實現機械設備的折疊與收放，可實現一次作業(yè) 播種 80 行，作業(yè)寬幅最高可達 20 余米，作業(yè)效率大大提高。在借鑒國外同類產品的基礎上，運用液壓技術實現 棉花播種機械的可折疊，使機具道路行走狀態(tài)時兩側機 架與中間機架呈一定角度布置，有效縮短機具的寬度，提高機具的道路通過性也是將來棉花播種設備的一 個發(fā)展方向。

總之，棉花播種機械經過幾十年的發(fā)展，已基本實現了精量播種、覆膜、壓管等一體化作業(yè)，今后必將向信 息智能化、高效大型化的方向發(fā)展。

作者：董萬城 、張立新、李文春 、余思遙、王宇琪、卜浩然

來源：新疆農機化

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