新疆是中國最大的棉花產區(qū)。棉花作為重要的經濟作物，在國民經濟中占有重要地位。根據國家統(tǒng)計局公布的數(shù)字，2014年以來新疆棉花種植面積一直穩(wěn)定在2000khm2以上，2019年新疆棉花種植面積2540.5khm2，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完善，新疆棉花種植的機械化程度也在不斷提高。機械化不僅能滿足棉田集約化耕作的要求，提高其田間管理水平，而且能大大提高勞動生產率和規(guī)模效益，從而達到增產增收的目的。分析了新疆棉花播種機械的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢， 為棉花種植機械化的發(fā)展提供理論參考。

新疆主要棉花種植模式

新疆地處內陸干旱區(qū)，降水少，蒸發(fā)量大，土壤鹽漬化程度高，水資源嚴重短缺。針對這一氣候特點，目前新疆大部分地區(qū)都采用了膜下滴灌技術進行棉花種植，并誕生了不同的種植模式，其中比較典型的有三種模式:傳統(tǒng)模式、機械收割模式和超寬膜模式。第一種傳統(tǒng)模式，如圖1(a)所示，是推廣時間最長，應用范圍最廣的人工采棉種植模式。地膜寬度約1.45米，膜下種植4行棉花，兩邊窄行距約30厘米，中間寬行距約40厘米(南疆部分地區(qū)也采用55厘米+20厘米的行距)。兩條滴灌帶分別位于兩側窄行的中間。該模式跟隨機器。第二種模式是機采棉的種植模式，如圖1(b)所示。隨著機采棉的普及，為滿足機采棉的種植農藝要求，棉花種植模式發(fā)生了明顯變化，機采模式地膜覆蓋寬度約為1.25m

膜下種植4行棉花，兩邊窄行間距約10cm，中間寬行間距約66cm，中間寬行有兩條滴灌帶。由于膜幅較窄，該模式在防風方面比寬膜種植有一定優(yōu)勢。所以這種模式多用于庫爾勒、阿克蘇等春沙較重的地區(qū)。第三種模式是超寬膠片模式，如圖1(c)所示。超寬膜模式，膜寬2.05m左右，膜下種植6行棉花，窄行間距10cm左右，寬行間距66cm左右，寬行中間有3條滴灌帶。這種模式不僅能滿足機械采棉的要求，而且具有較好的保暖保濕效果。近年來，它已被應用于更多的領域， 尤其是北疆主產棉區(qū)，南疆圖木舒克等地區(qū)從2016年開始逐步推廣這種種植模式。綜上所述，采用“66cm+10cm”的種植模式來滿足機械采棉的需求將是新疆棉花種植的一大趨勢。

根據國家統(tǒng)計局網站公布的數(shù)據，如圖2所示，20世紀80年代以前，新疆棉花生產的整體水平很低。1980年，新疆棉花種植面積僅為181.2khm2，不到全國棉花種植面積的4%。自20世紀80年代以來，隨著地膜覆蓋、滴灌和施肥的引入，以及機采棉的廣泛應用和推廣，棉花種植面積也穩(wěn)步增加。棉花機械化播種是棉花產業(yè)發(fā)展的基礎，在棉花產業(yè)中占有重要地位。棉花種植機械基本實現(xiàn)了一次完成整地、鋪膜、播種、鋪滴灌帶、覆土、鎮(zhèn)壓等多項作業(yè)的聯(lián)合播種機。主要經歷了三個階段:第一階段，80年代以前， 主要是功能單一的棉花播種機，工作效率低，棉花產量低，新疆棉花種植面積不足200khm2；第二階段，20世紀80年代初，隨著地膜種植的引進和迅速推廣，研制出播種覆膜一體化的播種機，在短時間內全面實現(xiàn)了地膜種植棉花的機械化，引領了新疆地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、地膜覆蓋植棉技術的應用和推廣，以及機器采棉的廣泛使用，在地膜覆蓋植棉技術的基礎上提出了全新的適合采棉機收割作業(yè)的植棉模式， 開發(fā)了一系列與新農藝相配套的聯(lián)合作業(yè)機械?？蓪崿F(xiàn)種床整理、滴灌帶鋪設、開溝覆膜、播種、覆土、鎮(zhèn)壓一次性完成。據統(tǒng)計，2018年新疆實際機采棉面積約1333.3khm2，2019年達到1666.6khm2。全區(qū)機采棉面積實現(xiàn)快速增長，約占40%，農機農藝正在提升。其中，北疆主產區(qū)棉花機械收獲率已超過90%，部分縣市接近100%。南疆機采棉發(fā)展相對較慢，機采棉率在30%左右。預計未來五年南疆機采棉將快速發(fā)展。因此，目前， 新疆大部分地區(qū)的棉花播種機正在向機械采棉的聯(lián)合作業(yè)機具方向發(fā)展，這種播種機也是目前新疆棉花播種機的主流產品。

目前，新疆棉花種植廣泛采用地膜覆蓋技術，并已實現(xiàn)機械化。棉花鋪膜播種機有很多種。經過三個階段的發(fā)展，功能越來越強，技術也越來越完善?；旧峡梢砸淮涡酝瓿擅绱舱怼⒌喂鄮т佋O、開溝覆膜、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)。隨著機械采棉的普及，種植行距逐漸固定在66cm+10cm。新疆市場上使用的棉花播種機主要是新疆當?shù)剞r機企業(yè)生產的大型鋪膜播種聯(lián)合機。小型播種機發(fā)展緩慢，工作質量和可靠性有待加強。它主要用于小型零售棉農的生產， 并且會隨著技術的發(fā)展逐漸被淘汰。目前新疆棉花播種市場的主流機型是2MBJ系列播種機，具有結構簡單、操作方便、性價比高等特點?？梢淮涡酝瓿烧健浩?、開溝、鋪膜、壓膜、膜邊覆蓋、膜上穴播、膜空覆蓋、土帶壓等多道工序，該機型有不同類型。

(1)根據支撐力和地膜寬度的不同，主要有2MBJ-1/4、2MBJ-1/6、2MBJ-2/8、2MBJ-2/12、2MBJ-3/12和2MBJ-3/18。主流產品有2MBJ-2/12和2MBJ-3/12，即2膜12行和3膜12行，其支撐功率一般為50~90kW，播種行距為66cm+10cm，2MBJ-2/12的寬度為205cm。目前該機在北疆和南疆部分地區(qū)廣泛使用。2MBJ-3/12適用于寬度為125cm的地膜。這種模式在南疆的庫爾勒、阿克蘇等地區(qū)應用廣泛。主要技術性能參數(shù)見表1(以新疆天成農業(yè)機械制造有限公司產品為例，其同類產品略有變化):

(2)根據工作原理的不同，棉花排種器一般可分為氣動式和機械式。氣動式:拖拉機動力輸出軸通過兩級傳動帶動風扇轉動，使排種器的吸氣室產生負壓，種子被吸種盤吸走，點種鴨嘴通過變速齒輪帶動吸種盤轉動完成喂種，最后種子被點種鴨嘴點在塑料薄膜上。通過更換不同的吸種盤，可以播種棉花、玉米、甜瓜等不同作物的種子。因為裝有風扇，所以噪音很大。在田角作業(yè)時，風扇轉速降低，造成漏播嚴重。因此， 目前在單個棉花播種機上使用的氣動排種器并不多。機械式:目前新疆棉花播種機械多采用機械式精量穴播機。有兩種:一種是通過機械手段直接從群體中準確采摘種子，確定排種量，如指型排種器，對種子的形狀和大小有嚴格的要求，需要精選種子，有些種子必須進行丸化處理，在棉花播種中很少使用；其次，通過控制種子體積來確定排種量，如各種穴式排種器、勺式排種器、窩式輪式排種器，利用排種元件上的空腔將單粒種子從種子群中準確分離出來， 因此，種子的形狀和大小以及?？椎男螤顚ε欧N有直接影響。在新疆棉花播種作業(yè)中，無論是氣動還是機械，目前基本實現(xiàn)了精量播種，即一穴播一粒，不需要間苗、定苗。大大減輕了棉農的體力勞動，降低了生產成本。

據調查，新疆棉花播種機械近年來發(fā)展迅速，作業(yè)功能單一的小型機械已經相當成熟，隨著市場的發(fā)展正在被淘汰。大型多功能播種聯(lián)合作業(yè)機已成為新疆大型農場和農民的主流產品。根據今后的調查，新疆棉花播種機械近年來發(fā)展迅速，功能單一作業(yè)的小型機械已經相當成熟，并且隨著市場的發(fā)展正在被淘汰，大型多功能播種聯(lián)合收割機已經成為新疆大型農場和農民的主流產品，今后仍將占主導地位。隨著北斗導航、智能控制和液壓技術在農業(yè)領域的應用， 棉花播種機械也將迎來新的機遇和發(fā)展。

4.1信息智能在棉花播種機械中的應用

目前，新疆棉花種植中，播種、覆膜、鋪管已基本實現(xiàn)全程機械化。在此基礎上，利用GPS、北斗導航、信息管理和智能控制技術，進一步提高播種機械的信息化和智能化水平，必將是一大發(fā)展趨勢。2012年，新疆兵團農機推廣部開展了衛(wèi)星導航自動駕駛技術試驗示范。2014-2016年，第八師133團、134團、148團、149團、150團、石河子總場已播種冬小麥6.66khm2、春小麥23.3khm2、棉花105.3 khz m2[18]。2013年，華南農業(yè)大學羅團隊研發(fā)的國內第一套“基于GPS的輪式農機導航及自動作業(yè)系統(tǒng)”棉花鋪膜播種機 中國工程院院士，在新疆兵團第八師121團33連棉田演示。這些技術的應用為棉花播種機械向信息化和智能化發(fā)展指明了方向。

4.2同步變量施肥等操作的高度集成

新疆棉花種植的一般操作程序是:施肥-耕作-播種。有的地區(qū)前一年整地，第二年春天施肥播種。無論哪種方式，施基肥和整地都是棉花播種前必不可少的兩個環(huán)節(jié)。目前棉花播前施基肥主要有兩種方式:一種是施基肥(主要是二銨、尿素、鉀肥等。)在耕地表面使用撒肥盤式撒肥機械；另一種是通過開溝施肥機械將肥料播到土下，目前廣泛使用。開發(fā)播種施肥一體化的聯(lián)合作業(yè)機，同步施肥播種，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。近年來， 一些企業(yè)開發(fā)了施肥播種一體化的機械產品，如新疆博世然智能農機有限公司的2MBJF-2/12機械式精密鋪膜施肥播種機，實現(xiàn)了播種、施肥、覆膜、壓管同步進行，但只是簡單地將施肥裝置集成到覆膜播種機中，沒有獨立動力驅動排肥，穩(wěn)定性差，排肥精度低，無法實現(xiàn)變量控制。因此，研究變量可控的精準施肥播種機械，實現(xiàn)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寬度更大、效率更高的大型聯(lián)合作業(yè)機

提高棉花播種作業(yè)效率的有效途徑是增加一次作業(yè)的寬度。由于配套動力和道路容量的限制，目前市場上主流機型有2MBJ-2/12和2MBJ3/12兩種，一次作業(yè)可播種12行，機型寬度為4.5m~4.7m，國內企業(yè)生產的2MBJ-3/18覆膜播種機最大寬度約為7.3m，而國外一些大型免耕條播機采用液壓技術折疊收放機械設備，一次可播種80行，最大寬度超過在借鑒國外同類產品的基礎上，利用液壓技術實現(xiàn)棉花播種機械的折疊也是未來棉花播種設備的一個發(fā)展方向， 從而當機器在道路上行走時，兩側車架與中間車架成一定角度設置，有效地縮短了機器的寬度，提高了機器的道路通過性。

總之，棉花播種機械經過幾十年的發(fā)展，基本實現(xiàn)了精量播種、地膜覆蓋、壓管一體化作業(yè)，未來必將向智能化、信息化、高效化、規(guī)?；较虬l(fā)展。

資料來源:新疆農業(yè)機械化

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