新疆長(zhǎng)絨棉機(jī)采的實(shí)踐與思考

洪梅，張磊磊，陳晉瑞，盧振興，范阿棋，吐爾遜·吐爾洪，馬志華，謝利

（1.新疆巴音郭楞蒙古自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院/ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部新疆早中熟及早熟陸地棉、長(zhǎng)絨棉科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，新疆 庫(kù)爾勒841000；2.阿瓦提縣魯泰豐收棉業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 阿瓦提843200）

新疆長(zhǎng)絨棉是我國(guó)高端紡織品和特種紡織品的重要原料，是關(guān)乎國(guó)家安全的戰(zhàn)備資源[1]。 相比陸地棉，長(zhǎng)絨棉鈴小，鈴尖易扎手，人工采收困難、采收成本高始終是困擾新疆長(zhǎng)絨棉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心問題。近年來人工采摘成本的快速上漲嚴(yán)重制約著長(zhǎng)絨棉生產(chǎn)效益的提升，這種困局更加凸顯。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，新疆長(zhǎng)絨棉人工采摘成本折合每噸皮棉近萬元，已占植棉總成本的43%以上，仍有不斷上漲的趨勢(shì)。這將直接影響棉農(nóng)種植及國(guó)內(nèi)紡織企業(yè)使用新疆長(zhǎng)絨棉的積極性， 危及這一戰(zhàn)備資源的發(fā)展。因此，改變傳統(tǒng)人工采摘現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)集約化種植、機(jī)械化采收是必須解決的關(guān)鍵技術(shù)[2]。

1 新疆長(zhǎng)絨棉機(jī)采研究及試驗(yàn)

隨著新疆陸地棉機(jī)采技術(shù)的日趨成熟以及機(jī)采面積的逐年增加，促使新疆長(zhǎng)絨棉機(jī)采試驗(yàn)和一定規(guī)模的試點(diǎn)提上日程。

2014 年10 月，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院孔慶平團(tuán)隊(duì)在庫(kù)爾勒市新疆農(nóng)科院基地開展新疆長(zhǎng)絨棉機(jī)采試采，品種為新海35 號(hào)[3]，采收機(jī)械為石河子貴航農(nóng)機(jī)裝備有限責(zé)任公司的4MZ-3 型中型采棉機(jī)，獲得了初步成功。

2017―2018 年， 阿瓦提縣魯泰豐收棉業(yè)有限責(zé)任公司實(shí)施了長(zhǎng)絨棉大面積機(jī)采，約4 133.33 hm2，棉花品種為豐海7 號(hào)、新海45 號(hào)[4]、新海44 號(hào)和新海46 號(hào)， 機(jī)采效果較好的為新疆魯泰豐收棉業(yè)有限責(zé)任公司選育的豐海7 號(hào)和巴音郭楞蒙古自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的新海45 號(hào)。 采棉機(jī)選用美國(guó)產(chǎn)的約翰迪爾六行式7760 型采棉機(jī)， 日采收作業(yè)10 h，采收面積為26.67～33.33 hm2，采收成本（含打包）為3 000～3 300 元·hm－2。 機(jī)采長(zhǎng)絨棉棉籽外在質(zhì)量為水雜率≤18%[其中籽棉含雜率 （葉屑、棉稈、鈴殼等）≤8%，籽棉含水率≤10%]，可安全堆放30 d。 與陸地棉水雜率25%相比，長(zhǎng)絨棉水雜率低7 百分點(diǎn)左右。

試驗(yàn)證明，長(zhǎng)絨棉的機(jī)采是完全可行的，但存在機(jī)采后田下部棉鈴采凈率低，漏采棉鈴多，機(jī)采長(zhǎng)絨棉清花、軋花工藝落后難以加工等現(xiàn)實(shí)問題。

2 深入剖析新疆長(zhǎng)絨棉機(jī)采存在難題的主要原因

2.1 長(zhǎng)絨棉脫葉難

新疆長(zhǎng)絨棉株型多為零式分枝筒形或零式分枝和Ⅰ型混生緊湊型，其葉柄和果柄直接著生于主莖上，葉片脫落時(shí)易掛在下部果枝而不落地。 與陸地棉相比相同生長(zhǎng)條件下長(zhǎng)絨棉葉柄粗、 基部大，葉片大而厚，葉功能期長(zhǎng)，葉面蠟質(zhì)層厚，影響脫葉劑的滲透和吸收效果。若采用與陸地棉相同的施用方法及脫葉劑用量，長(zhǎng)絨棉的葉片難以脫落。

2.2 長(zhǎng)絨棉第一果節(jié)高度低，下部鈴難以采收

新疆存在無霜期短、熱量不足等自然環(huán)境劣勢(shì)因素，種植的長(zhǎng)絨棉均為早熟品種。 與陸地棉的松散株型不同，長(zhǎng)絨棉株型緊湊，棉鈴依主莖條型分布，一般第一果枝節(jié)位在2～3 節(jié)，高度偏低，一般在8～12 cm。 目前，機(jī)械采收通常采用水平摘錠式采棉機(jī)，其采摘頭離地面8 cm，加上行走時(shí)的振動(dòng)， 一般要求果枝始節(jié)高度應(yīng)≥15 cm，因此長(zhǎng)絨棉下部鈴采收較為困難，造成一定的產(chǎn)量損失。

2.3 長(zhǎng)絨棉軋花加工工藝落后

長(zhǎng)絨棉吐絮后鈴殼韌性差，對(duì)采收時(shí)間有較嚴(yán)苛的要求。如果采收不及時(shí)，鈴殼易破碎混入籽棉，造成籽棉含雜率高，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量。 長(zhǎng)絨棉纖維長(zhǎng)且細(xì)，為保證長(zhǎng)絨棉長(zhǎng)度，加工時(shí)一般使用皮輥機(jī)軋花，很少使用鋸齒機(jī)軋花。 機(jī)采長(zhǎng)絨棉軋花時(shí)如不進(jìn)行籽棉清理，容易將機(jī)采混雜的鈴殼帶入皮輥中，碳化物致使部分棉花纖維染色，皮棉色澤不勻。 這是目前制約長(zhǎng)絨棉大面積機(jī)采的最大障礙。 機(jī)采長(zhǎng)絨棉需要的籽棉清理設(shè)備，因貿(mào)易限制暫時(shí)無法從國(guó)外進(jìn)口，2018 年以前國(guó)內(nèi)還未開發(fā)出適宜機(jī)采長(zhǎng)絨棉的籽清設(shè)備。 2020 年喀什地區(qū)新粵紡織有限公司聯(lián)合了國(guó)內(nèi)的一些棉花清理設(shè)備廠家，改良出一套用于機(jī)采長(zhǎng)絨棉的籽棉清理設(shè)備，目前正在安裝調(diào)試中。

3 解決長(zhǎng)絨棉機(jī)采的現(xiàn)實(shí)路徑

新疆是我國(guó)唯一的長(zhǎng)絨棉商業(yè)化生產(chǎn)區(qū)。新疆長(zhǎng)絨棉機(jī)采的探索比陸地棉晚近20 年， 陸地棉機(jī)采的經(jīng)驗(yàn)也不能直接應(yīng)用于長(zhǎng)絨棉，需要從選育適宜機(jī)采的長(zhǎng)絨棉品種、集成長(zhǎng)絨棉機(jī)采的關(guān)鍵種植技術(shù)、應(yīng)用脫葉催熟技術(shù)、改進(jìn)采棉機(jī)械和機(jī)采后長(zhǎng)絨棉籽棉清花機(jī)械的研制、農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的融合等各環(huán)節(jié)上解決問題。 為此，巴音郭楞蒙古自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院長(zhǎng)絨棉課題組在新疆長(zhǎng)絨棉的機(jī)采探索及大面積采收實(shí)踐中， 針對(duì)長(zhǎng)絨棉的特點(diǎn)特性、長(zhǎng)絨棉機(jī)采中存在的特殊問題，通過試驗(yàn)研究與總結(jié)，提出了長(zhǎng)絨棉機(jī)采的改進(jìn)方案。

3.1 確定適于機(jī)采的長(zhǎng)絨棉品種指標(biāo)

機(jī)采長(zhǎng)絨棉的品種指標(biāo)：早熟性好，全生育期135～140 d；豐產(chǎn)性好，結(jié)鈴性強(qiáng)，單株平均結(jié)鈴＞10 個(gè)，衣分≥32%；纖維品質(zhì)優(yōu)良，長(zhǎng)度≥37 mm，斷裂比強(qiáng)度≥42 cN·tex－1，馬克隆值A(chǔ) 級(jí)；抗枯萎病、黃萎病。 在早熟、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、抗病的基礎(chǔ)上，還要求：株高≥100 cm、植株堅(jiān)韌、抗倒伏；第一果節(jié)高度距地面≥12 cm，第一果節(jié)果柄上舉，棉鈴不下垂，果枝較短且上沖；對(duì)脫葉劑敏感，噴施脫葉劑和催熟劑后，脫葉效果較好，不掛葉；吐絮集中，含絮力適中，有一定的抗風(fēng)和抗沖撞力。

3.2 推廣長(zhǎng)絨棉脫葉劑催熟技術(shù)

目前生產(chǎn)中推廣的機(jī)采棉脫葉技術(shù)不適于長(zhǎng)絨棉。 本課題組通過多次試驗(yàn)并在生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用，確定了以下脫葉關(guān)鍵技術(shù)。

3.2.1脫葉時(shí)間。 日平均氣溫≥18 ℃、夜間最低氣溫＞12 ℃， 第一果枝至第四果枝吐絮率達(dá)到30%時(shí)噴施脫葉劑和催熟劑。 綜合考慮天氣狀況、生育進(jìn)程適宜噴施時(shí)間為9 月15―25 日， 可達(dá)到較好的脫葉和催熟效果。

3.2.2藥劑選擇及用量。 經(jīng)過大量篩選及反復(fù)試驗(yàn)，篩選出目前最適于長(zhǎng)絨棉機(jī)采的脫葉劑是噻苯隆，催熟劑是乙烯利。為了達(dá)到更好的噴藥效果，可配合助劑使用。經(jīng)過大量的試驗(yàn)比對(duì)及纖維品質(zhì)測(cè)試，噻苯隆具有優(yōu)良的脫葉效果，而乙烯利的催熟效果顯著，二者混合施用，既能解決脫葉問題，又能起到較好的催熟作用，對(duì)長(zhǎng)絨棉的纖維品質(zhì)幾乎沒有影響[5]。

3.2.3脫葉催熟方式。早衰長(zhǎng)絨棉棉田植株葉片在9 月15 日已落葉30%的， 可一次脫葉催熟， 噴施50%噻苯隆450 mL·hm－2搭配40%水劑乙烯利600 mL·hm－2和助劑。正常生長(zhǎng)的棉田采用二次脫葉催熟， 第1 次噴施50%噻苯隆450 mL·hm－2搭配40%水劑乙烯利900 mL·hm－2和助劑；7～10 d后， 噴施50%噻苯隆300 mL·hm－2搭配40%水劑乙烯利600 mL·hm－2和助劑， 可保證長(zhǎng)絨棉的脫葉和催熟效果。

3.2.4噴施方式關(guān)鍵技術(shù)。 推薦采用無人機(jī)施藥，藥液量不少于18 L·hm－2，飛行高度2.2～2.5 m，往復(fù)噴施時(shí)噴幅要略微重疊， 無人機(jī)沒有噴到的地頭、地邊，需要人工及時(shí)輔助補(bǔ)噴。

3.3 研發(fā)集成長(zhǎng)絨棉機(jī)采配套的核心栽培技術(shù)體系

根據(jù)“精準(zhǔn)化、機(jī)械化、全調(diào)控、高效率”的基本要求， 創(chuàng)新形成解決機(jī)采難點(diǎn)的栽培管理技術(shù)體系。重點(diǎn)研發(fā)以機(jī)械化采收為核心的全程機(jī)械化植棉技術(shù)，通過從不同類型品種的高效機(jī)采棉種植模式、調(diào)控技術(shù)措施、落葉催熟、棉田清理等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)開始，集成熟化多種類型的全程機(jī)械化高效植棉技術(shù)體系。

3.3.1改進(jìn)地膜使用。 使用加厚地膜 （厚度≥0.1 mm），注重減少各生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)對(duì)地膜造成的破損。 灌頭水前揭膜，可明顯減少地膜被采棉機(jī)混入籽棉的數(shù)量。 有條件的地區(qū)推薦免膜栽培。

3.3.2提高播種技術(shù)水平。為了提高長(zhǎng)絨棉的采凈率，棉田必須要播行筆直，接行準(zhǔn)確，爭(zhēng)取一播全苗。 4 月10－20 日適期播種，不宜過早或過晚。有條件的應(yīng)采用衛(wèi)星導(dǎo)航播種機(jī)播種，可減少因播行不直造成采收時(shí)撞落棉鈴的損失。

3.3.3提高棉花生長(zhǎng)整齊度。 運(yùn)用土地平整技術(shù)、一播全苗技術(shù)、全苗勻苗田間管理技術(shù)，可提高棉花生長(zhǎng)的整齊度，降低漏采率。

3.3.4促早熟技術(shù)。 苗期嚴(yán)禁使用縮節(jié)胺化控，以提高始果節(jié)高度， 從而減少機(jī)械采收過程中的浪費(fèi)。因此，可根據(jù)品種的特性，綜合調(diào)節(jié)首次化控的時(shí)間和藥量，調(diào)控果枝始節(jié)高度，保證長(zhǎng)絨棉正常成熟和纖維發(fā)育，提高機(jī)采長(zhǎng)絨棉的品質(zhì)，降低乙烯利對(duì)纖維品質(zhì)的影響。

3.4 綜合運(yùn)用農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的融合技術(shù)

長(zhǎng)絨棉機(jī)械采收需要獨(dú)有的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合控制技術(shù)，從脫葉時(shí)間、采收時(shí)間、采棉機(jī)的作業(yè)調(diào)整和行走速度等方面優(yōu)化，提高采凈率。

3.4.1確定合適的采收時(shí)間。應(yīng)在早晚空氣濕度較大時(shí)采收， 中午空氣濕度大幅降低時(shí)停止作業(yè)，可減少撞落棉鈴數(shù)量。

3.4.2勻速慢行。采棉機(jī)的行走速度應(yīng)比采摘陸地棉時(shí)稍慢一些， 確保采棉機(jī)的作業(yè)速度控制在3.5～4.0 km·h－1，可提高采凈率。

3.4.3機(jī)采后籽棉的整理。加工環(huán)節(jié)必須配備與皮輥軋花機(jī)相配套的籽棉清理設(shè)備，降低棉殼、果枝等雜質(zhì)，提高加工質(zhì)量，增強(qiáng)皮棉的商品率，凸顯長(zhǎng)絨棉應(yīng)有的商品價(jià)值。

4 長(zhǎng)絨棉機(jī)采的前景

新疆長(zhǎng)絨棉種植面積6.67～13.33 萬hm2。 推廣長(zhǎng)絨棉機(jī)械采收技術(shù)， 每年可節(jié)本增效5～10 億元，對(duì)于解決人工拾花勞動(dòng)力緊張、長(zhǎng)絨棉面積大幅度萎縮問題，加速長(zhǎng)絨棉生產(chǎn)集約化，保障國(guó)家用棉安全，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)新疆高端紡織用棉穩(wěn)定生產(chǎn)具有長(zhǎng)期而深遠(yuǎn)的重要意義。