新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)發(fā)展研究

王旭飛

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第五師農(nóng)機技術(shù)推廣站，新疆 雙河 833408）

隨著新疆棉區(qū)機械化技術(shù)的大面積應(yīng)用，棉花種植模式正在發(fā)生變革，規(guī)?；?、信息化、智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式初現(xiàn)雛形，棉花生產(chǎn)從傳統(tǒng)勞動密集型向輕簡節(jié)本提質(zhì)增效型綠色農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。新疆棉花基地應(yīng)大力推廣機械化生產(chǎn)技術(shù)，以促使勞動生產(chǎn)率得到大幅度提升，增強新疆棉花基地的市場競爭力[1]。同時，棉花種植成本的增加、勞動力短缺成為制約新疆棉花生產(chǎn)的瓶頸問題。因此，大力推廣機械化采棉技術(shù)，既可以減輕采收者的勞動強度，又可以促進實現(xiàn)棉花生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?jīng)營，降低植棉成本，促進棉花生產(chǎn)方式的變革和棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。目前，新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)已得到自治區(qū)政府的重視和支持，并取得了長足的進展。然而，隨著機械化程度的提高，也出現(xiàn)了一些問題。例如，在機械采收方面，由于采摘機器的性能限制，采摘效率低，容易對棉球造成損傷[3]。同時，機械化技術(shù)需要大量的資金和設(shè)備投入，對于小農(nóng)戶和貧困地區(qū)的農(nóng)民來說，投資成本高，難以承受。因此，需要進一步研究機械化技術(shù)在新疆棉花生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，解決機械化采收等環(huán)節(jié)存在的問題，同時積極探索適合不同規(guī)模農(nóng)戶的機械化生產(chǎn)模式。

1 新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

1.1 新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)發(fā)展歷程

20 世紀(jì)60 年代至70 年代初，新疆棉花生產(chǎn)主要依靠傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械進行耕作和收割。此時，機械化耕作技術(shù)水平較低，因此全程手工作業(yè)仍然是主要的生產(chǎn)模式。隨著改革開放的深入推進，大量國外先進技術(shù)被引入，特別是在20 世紀(jì)80 年代后半期，國內(nèi)棉花機械行業(yè)得到了長足的發(fā)展。在這一過程中，新疆棉花生產(chǎn)機械化水平得到了顯著的提升[4]。

目前，新疆棉花生產(chǎn)機械化水平已經(jīng)得到了大幅度提高。機械化耕作技術(shù)不斷更新，從最初的手扶拖拉機、手推式施肥器逐漸向電控膜拖拉機、整地滅茬機、機械化噴灌設(shè)備、智能除草機等高端智能化設(shè)備轉(zhuǎn)變。在收割技術(shù)方面，從最早的手摘、便攜式打捆機到現(xiàn)代化的輪式棉花摘取機、軌道式摘棉機等等，各類設(shè)備的性能日益完善，同時也為新疆棉花生產(chǎn)提供了更為廣泛的選擇[5]。

綜上所述，新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的發(fā)展歷程可以概括為：傳統(tǒng)機械化時期→初期改革開放時期→后期改革開放時期。隨著技術(shù)創(chuàng)新、科技進步以及機械化設(shè)備不斷更新，新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)未來將會不斷發(fā)展，進一步提高機械化水平，更好地服務(wù)于棉花生產(chǎn)，滿足市場需求。

1.2 新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)現(xiàn)狀

隨著新疆棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在機械化技術(shù)的推動下，新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)得到了長足的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，新疆棉花機械化率已經(jīng)超過了70%，而且不斷提高[6]。近年來，新疆政府大力支持棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的發(fā)展，積極引進國外先進的棉花機械化設(shè)備，提高機械化程度，提升生產(chǎn)效率[7]。

在新疆棉花機械化生產(chǎn)中，目前主要采用的是拖拉機和棉花采摘機進行作業(yè)。其中，棉花采摘機既可以自行行走又可以移動式操作，能夠有效地提高采摘效率和品質(zhì)，減少人工損失，受到了廣大農(nóng)民的青睞。

值得注意的是，新疆的棉花種植形勢發(fā)生了變化，棉花的種植越來越向規(guī)?；?、集約化方向發(fā)展。在這種情況下，新疆的棉花機械化設(shè)備也在不斷升級，既有被動式的拖拉機種植模式，也有主動式的機器人種植模式。這些機器的出現(xiàn)，使得棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)在新疆越來越成熟[8]。

新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)在不斷發(fā)展，但也存在一些問題，例如機械化程度普遍偏低、設(shè)備缺乏標(biāo)準(zhǔn)以及研發(fā)投入不足等[9]?？傊?，新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)需要不斷發(fā)展，進行進一步改進。隨著科技不斷進步和人們對棉花采摘效率和質(zhì)量要求的提高，新疆棉花采摘機械化技術(shù)的研究將會不斷推進。

2 新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 棉花采摘機械化技術(shù)

棉花是我國的重要經(jīng)濟作物之一，其采摘工作一直是勞動密集型、效率低下的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。近年來，為提高棉花采摘效率，減輕勞動強度，棉花采摘機械化技術(shù)研究不斷推進[10]。

目前，棉花采摘主要采用的是輕型手持式割棉機或手推式機械，但是這種機械存在一些問題，例如種植密度不同、棉團大小不一、采摘時間不同等都會影響采摘效率和采摘質(zhì)量，還會影響機械使用壽命。

因此，新疆棉花采摘機械化技術(shù)的研究主要集中在開發(fā)適應(yīng)各種棉團大小和密度的采摘機器人。這些機器人主要采用計算機控制技術(shù)，結(jié)合視覺識別、力覺傳感等技術(shù)，實現(xiàn)對棉團的自動定位、切割和采摘。目前，這些機器人在新疆發(fā)展得比較快，在一些棉花基地中已經(jīng)逐步推廣并取代了部分傳統(tǒng)的采摘方法。

此外，棉花采摘機械化技術(shù)還涉及能源問題。常規(guī)使用的震棉罐等機械，需要使用大量的燃油或電力，這對于環(huán)保及成本方面都存在一定的限制。因此，新疆相關(guān)部門也在探索使用太陽能、風(fēng)能等新型能源替代傳統(tǒng)燃油或電力，以滿足能源使用的可持續(xù)發(fā)展需求。

2.2 棉花翻曬機械化技術(shù)

隨著新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)不斷發(fā)展，棉花翻曬機械化技術(shù)也日益成熟。現(xiàn)如今，棉花翻曬機械已經(jīng)成為新疆棉花生產(chǎn)過程中必不可少的一部分。在棉花翻曬機械化技術(shù)的研究中，技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進對于提高生產(chǎn)效率和減輕勞動強度起到了至關(guān)重要的作用。

棉花翻曬機械化技術(shù)的研究主要是以新型棉花翻曬機的研發(fā)為核心。這些棉花翻曬機通過自動控制系統(tǒng)，能夠在機械化的前提下，實現(xiàn)對棉花的分塊翻曬。在不同的翻曬工藝中，機器按照既定程序進行曬棉，然后通過曬棉的質(zhì)量情況來控制翻曬速度，從而完成各項翻曬工作。

在棉花翻曬機械化技術(shù)的研究中，傳統(tǒng)的人腳踩棉花進行翻曬的方式已經(jīng)成為歷史。目前，一些更加高效的棉花翻曬機械已被廣泛應(yīng)用。例如，現(xiàn)如今流行的新型棉花翻曬機，與傳統(tǒng)人工方式相比，有著更多的優(yōu)勢。首先，它可以實現(xiàn)在較短時間內(nèi)完成棉花翻曬的工作，大大提高了生產(chǎn)效率。其次，它能在保證棉花質(zhì)量的前提下，有效減輕工人勞動強度。這種棉花翻曬機的投入運用，成為整個棉花機械化生產(chǎn)過程中的重要組成部分。

2.3 棉花打捆機械化技術(shù)

棉花是世界上重要的紡織原料之一，而打捆是棉花收割后的最后一個工序，也是保障棉花質(zhì)量的最后一道關(guān)卡。因此，棉花打捆機械化技術(shù)的研究至關(guān)重要。

2.3.1 打捆機械化技術(shù)現(xiàn)狀

隨著農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)的不斷發(fā)展，棉花打捆機械化技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代。目前，市場上出現(xiàn)了一些新型棉花打捆機，包括搖臂式打捆機、半自動打捆機和全自動打捆機等。這些機器大大提高了生產(chǎn)效率，但仍存在一定的問題。

2.3.2 打捆機械化技術(shù)存在的問題

目前，棉花打捆機械化技術(shù)的主要問題有以下幾個方面：1）捆繩使用壽命短。由于硬質(zhì)雜質(zhì)對棉花機械化打捆產(chǎn)生的捆繩磨損作用較大，導(dǎo)致捆繩使用壽命短。2）機器維修費用高。由于運行時存在故障率，維修費用較高。3）打捆操作復(fù)雜。打捆機械化技術(shù)需要專業(yè)操作人員，操作過程相對復(fù)雜，需要一定的技能。

2.3.3 打捆機械化技術(shù)的改進方向

為了解決以上問題，需要從以下幾個方向加以改進：1）新材料的應(yīng)用。采用新型材料，提高捆繩的耐磨性和使用壽命。2）機器的智能化。提高機器自動化程度，降低操作難度和操作成本。3）清潔效果的提高。改進清潔裝置的設(shè)計，提高清潔效果，減少干擾因素對機器運行的影響。

3 新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的挑戰(zhàn)與對策

3.1 新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

新疆棉區(qū)棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的發(fā)展取得了一定的成就，但在該領(lǐng)域的發(fā)展道路上還面臨著一些挑戰(zhàn)。1）技術(shù)更新?lián)Q代帶來的技術(shù)轉(zhuǎn)移難題。國外新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，為新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)發(fā)展帶來了更新?lián)Q代的機會，然而，新技術(shù)的引進與應(yīng)用存在其特殊性和難度，一些企業(yè)尚未能真正掌握。因此，新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域需要重點關(guān)注這一方面。2）機械研發(fā)和推廣應(yīng)用方面存在的難題。一方面，缺乏優(yōu)秀的人才是研發(fā)的制約因素之一；另一方面，機械的推廣應(yīng)用，包括技術(shù)咨詢、技術(shù)組織和技術(shù)培訓(xùn)等方面也存在瓶頸。這些因素影響了新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的進一步發(fā)展。3）技術(shù)的復(fù)雜性和維護難度。新疆地區(qū)的復(fù)雜氣候和環(huán)境，使得機器的操作和維護相對比較困難，這也就使得機器的使用壽命較短。同時，由于新疆棉區(qū)地廣人稀，維修網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也存在困難，缺乏良好的維修、保養(yǎng)和檢測機制，導(dǎo)致一些機器后期使用效果較差。4）政策支持方面仍有改進空間。雖然國家針對農(nóng)業(yè)機械化領(lǐng)域出臺的政策有利于推進機械化水平的提升，但實際過程中，一些政策難以得到有效的落實和執(zhí)行，導(dǎo)致一些企業(yè)和地區(qū)難以得到實質(zhì)性的政策支持，從而影響了新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的進一步發(fā)展。

3.2 新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的發(fā)展對策

為了推動新疆棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的快速發(fā)展，需要持續(xù)探究一系列配套對策，進一步完善機械化生產(chǎn)工藝，并不斷優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高棉花機械化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。具體來說，需要從以下幾個方面入手：1）加強機械化技術(shù)的研究和開發(fā)。針對不同生產(chǎn)環(huán)境和不同品種棉花的生長特點，研究開發(fā)更為適應(yīng)的機械化管理和生產(chǎn)技術(shù)，并不斷優(yōu)化機械化生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，提高機械化生產(chǎn)的智能化水平。2）增加技術(shù)應(yīng)用的資金支持。這方面需要政府和企業(yè)共同努力，加大資金投入力度，鼓勵科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)各類資本進入新疆棉花機械化生產(chǎn)領(lǐng)域，促進各類機械化設(shè)備的推廣應(yīng)用。3）引進合適的棉花機械化設(shè)備?？梢酝ㄟ^海外采購、國內(nèi)聯(lián)合生產(chǎn)等途徑引入先進的機械化設(shè)備和技術(shù)，滿足新疆不同區(qū)域和場地的機械化需求，提高棉花生產(chǎn)效益和生產(chǎn)能力。4）完善機械化管理制度，提高管理水平。建立健全機械化管理制度，確保設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和使用，規(guī)范機械化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，同時加強對機械化設(shè)備的維護和保養(yǎng)，延長機械化設(shè)備的使用壽命。5）注重培訓(xùn)和技能提升。強化對機械化生產(chǎn)管理人員和操作人員的培訓(xùn)和技能提升，提高機械化生產(chǎn)的技能化水平，保證機械化生產(chǎn)穩(wěn)定健康運行，提高機械化設(shè)備的使用效率和產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

4 結(jié)語

在新疆，棉花是重要的經(jīng)濟作物。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的推進和市場需求的增加，盡快實現(xiàn)棉花生產(chǎn)全程機械化已經(jīng)成為一個緊迫的任務(wù)。機械化能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低勞動成本、改變勞動力結(jié)構(gòu)，從而促進社會經(jīng)濟發(fā)展。因此，在推動新疆棉花生產(chǎn)全程機械化的過程中，需要分析和應(yīng)對機械化所面臨的挑戰(zhàn)。在新疆棉花生產(chǎn)機械化領(lǐng)域，推廣和應(yīng)用機械設(shè)備和技術(shù)并不是一件容易的事情。在應(yīng)對機械化所面臨的挑戰(zhàn)的同時，需要找到合適的途徑和方法，綜合考慮機械化的技術(shù)、經(jīng)濟、人文等多層面問題，針對性地制定出全面完善的機械化方案，不斷推進新疆棉花生產(chǎn)機械化水平的提升。