山東省發展機采棉的前景與對策
2013-12-31 00:00:00陳雪梅張曉潔
山東農業科學 2013年12期
收稿日期：2013-03-02
基金項目：國家棉花產業技術體系建設專項（CARS-18-21）
作者簡介：陳雪梅（1966-），女，研究員。E-mail：sdnky@126.com
摘要：山東作為全國產棉大省，大力發展機采棉不僅必要而且可行。本文分析了山東省機采棉發展的現狀、前景和存在的問題，提出了發展機采棉的對策措施。
關鍵詞：山東；機采棉；對策措施
中圖分類號：S233.4-1（252）文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）12-0107-05
棉花是關系國計民生的重要戰略物資。我國是世界上最大的棉花生產國和消費國。山東省是我國重要的棉花傳統產區，是僅次于新疆的第二大產棉省份。2011年，全省種植面積7526×10 4 hm 2 ，總產78.46×10 4 t [1]。但是山東省的棉花自產率較低，全省紡織業年用棉量近幾年保持在400×10 4 t左右，每年產需缺口300×10 4 t以上[2]。2011年，山東進口棉花132.3×10 4 t，約占全國棉花進口總量的39.3% [3]。為解決省內棉花供求失衡，穩定棉花生產，增加有效供給，2011年3月山東省政府制定出臺了《山東省棉花產業振興規劃（2011-2015年） 》，提出了“到2015年，全省棉花面積穩定在80×10 4 hm 2 ，單產1 275 kg/hm 2 ，總產100×10 4 t以上”的發展目標。但從當前棉花種植現狀來看，加快棉花產業振興的任務十分艱巨。近年來農民的植棉意愿顯著降低，棉花種植面積逐年減少，棉田撂荒的情況時有發生[4]。
從發達國家棉花產業發展的規律和我國當前棉花產業面臨的形勢來看，如果棉花生產繼續維持目前模式，不僅在經濟效益上難以與進口棉抗爭、難以與種植糧食等其他農作物抗爭，也難以適應山東經濟結構調整后農村勞動力減少、農民追求降低勞動強度和節省勞動時間的大趨勢。只有實現植棉全程機械化才能解決棉花生產管理用工多、勞動強度大、效益差的問題，從根本上適應經濟結構調整后農業人口減少的趨勢。目前山東省棉花耕種、施肥、病蟲草害防治以及秸稈還田等環節已基本實現機械化，但作為棉花生產勞動強度最大、用工最多的棉花采收仍完全依賴人工，嚴重影響農民的植棉積極性，成為棉花產業實現全程機械化的主要障礙[5]。因此，發展機采棉，實現棉花生產全程機械化，大幅度降低棉花生產勞動強度和用工量，將是山東省棉花產業振興的關鍵。
1國內外機采棉發展現狀
機采棉是指使用機械采棉設備取代人工采摘棉花的農業生產方式[6]。國外對機采棉的研究起步較早。美國早在1850年就開始研究機械采棉技術，20世紀40年代，采棉機制造技術基本成熟并開始批量生產。但由于當時棉花品種對機械采摘不適應，機采棉發展一度進展緩慢。20世紀50年代，美國育成了一批適宜機采的棉花品種，機采棉技術得到迅速發展，到1975年已達到了100%，居世界第一[7]。前蘇聯自1924年開始研制機采棉機械，1970年機采棉達31.6%，2006年達到60%，棉花較集中的種植區機采棉已實現90%以上[8]。澳大利亞、以色列等國家棉花生產也實現了全程機械化，機采棉的實現使這些國家人均管理棉田面積達67 hm 2 以上[9]。
我國采棉機械和機采棉技術的引進、研究、開發是在新疆建設兵團起步的。20世紀50年代新疆建設兵團從前蘇聯引進采棉機械，并進行試驗操作，但因種種原因而擱淺[9]。1990年兵團又從烏茲別克斯坦引進全套棉田作業機械，根據新疆地區特點進行品種和農藝配套研究，經過20年研究和推廣，摸索出了從種植到采收、清理、加工全套機械化的生產模式。到2011年兵團機采棉應用率已達到了46% [10]。農八師一四九團等甚至達到100%，實現了機采、打膜、運膜、解膜、清理雜質、加工皮棉“一條龍”全程機械化[11]。但是，長江和黃河流域棉區因氣候條件復雜、種植模式多樣、棉田分布相對分散、加工不配套等一系列問題，機采棉工作近年才開始試點，尚沒有實質性進展。
山東省早在2000年前后就有過引進采棉機械進行試驗示范的設想，但一直未能起步。隨著棉花種植人工費用的不斷上漲和勞動力的逐漸減少，全省主要產棉區（特別是黃河三角洲棉區）已把發展機采棉、實現棉花種植全程機械化提上日程。在省農機部門的支持下，山東棉花研究中心和山東省棉花生產技術指導站等單位的配合下，濱州和東營市農機局于2012年初制定了農機農藝結合、試驗示范機采棉的方案，并在沾化縣、無棣縣、東營區等建立了機采棉試驗示范基地。2012年9月27日，惠民農機專業合作社從“新疆貴航”購買了首臺3行自走型摘錠式采棉機（型號4MZ-3），并于10月份在沾化縣李家村機采棉示范基地試采，采凈率達到90%以上。在隨后舉辦的全國農機農藝技術融合座談會暨機采棉現場會上進行了機采棉作業演示，得到與會專家和代表的認可，實現了黃淮海地區機采棉零的突破。同時，由天鵝棉業提供機采棉清選加工及附屬設備，沾化縣供銷社負責土建和烘干設備，在沾化縣建成山東首條機采棉清理加工生產線，基本解決了內地機采棉試驗示范中的后續加工問題。下一步東營市將引進六行雙膜滴灌精量播種機等先進設備，建立全國首家采棉機4S店，完善維修、保養、駕駛員培訓等配套服務，開展棉花生產機械化農藝技術培訓，推進棉花生產全過程機械化。
2山東發展機采棉的前景分析
2.1山東黃河三角洲棉區地理條件適合發展機采棉
山東棉花生產主要分布在魯西南、魯北、魯西北平原地區。位于魯北棉區的黃河三角洲濱海地區，地處黃河入海口，每年淤沙造陸20 km 2 之多，是世界上新生土地資源最快的地區。“鹽堿旱薄”是黃河三角洲地區部分耕地的主要特征。該地區地勢平坦，土地資源豐富，光照充足，年平均氣溫12.2℃，≥10℃積溫4 200℃，無霜期206 d，年日照時數2 600 h以上；耕地鹽漬化程度高，土壤含鹽量一般在0.3%～2.0%，鹽分以Na + 、Cl - 為主；地下水位一般在2～5 m，地下水礦化度多在2 g/ml以上，一般淺層地下水不能灌溉，因而淡水資源短缺，自然降水僅可維持耐旱作物的中低產水平的需要。
相對于其他作物，棉花是一種耐鹽堿、耐干旱、耐瘠薄能力較強的大田經濟作物，所以棉花是黃河三角洲濱海地區農民的首選經濟作物。目前黃河三角洲棉區主要包括東營市、濱州市以及濰坊、德州市的部分縣區，常年植棉面積33×10 4 hm 2 ，占全省棉花面積的50%。特殊的地理條件也使得該區人少耕地多，僅東營市6.7 hm 2 以上成方連片的植棉農戶就有300多家，隨著農村植棉合作社的增加，土地集約化、規模化程度逐漸提高，目前基本實現了播種一體化、管理輕簡化、施肥打藥機械化的棉花生產模式。黃河三角洲濱海地區的地理條件、氣候條件以及生產方式已為該區機采棉的發展提供了合適的條件。
2.2政府高度重視發展機采棉，各方積極性比較高
2010年國務院出臺了《關于促進農業機械化和農機工業又好又快發展的意見》，提出加快農業機械化進程，促進農機農藝協調發展。2012年中央一號文件《關于加快推進農業科技創新持續增強農產品供給保障能力的若干意見》，明確指出要加大農業科技投入，加快現代化農業建設。農業機械化是提高農業現代化生產水平的基本條件，文件特別提到要著力解決棉花機械采收難題。2012年山東省政府出臺了關于促進農業機械化和農機工業發展的相關政策，全省主要產棉區特別是黃河三角洲棉區，均把發展棉花生產機械化提上日程，各級政府及植棉專業戶實現棉花機收的積極性非常高漲。
2.3新疆為山東發展機采棉提供了可資借鑒的經驗
經過幾十年的發展，新疆建設兵團基本摸索出機采棉生產、加工的一整套模式。從適宜機采棉特殊要求的棉花品種的篩選到基本種植方式，從簡化栽培管理技術到催熟落葉劑的使用，以及采收后棉花的打包、清理、加工等各個環節，都基本整合到位。黃河流域棉區在借鑒新疆經驗基礎上開展試點，取得了初步試驗數據，可為山東發展機采棉提供一定的技術參考。
2.4采棉機械國產化有了良好進展
迄今為止，我國生產中采用的采棉機械主要是來自美國的約翰迪爾公司、凱斯國際公司。20世紀50年代我國開始進行采棉機研究，研制出氣吸和氣吸振動式采棉機，并在新疆仿制建設了機采籽棉清理加工試驗車間[12]。經過多年發展積累，國產采棉機械現已取得很大進展。貴州平水機械有限責任公司研制生產的自走式采棉機在新疆應用較多。貴航農機裝備有限責任公司、中國農機化研究院、山東天鵝棉機有限公司等單位也都研制或生產成功采棉機，并投入生產試用。到2011年底，新疆建設兵團已擁有采棉機1 007臺，建成130條機采棉清理加工線，其中半數以上實現了國產化。根據山東省黃河三角洲地區的植棉特點，2～3行自走式采棉機比較適宜。
2.5在機采棉配套品種和栽培技術研究方面已取得一定技術儲備
山東省推廣的棉花品種已形成不同系列，分別適合不同生態區的植棉需要。針對黃河三角洲的生態自然條件和規模化種植方式，已育出系列較適宜品種，并研究出與之相適應的簡化栽培技術。如山東棉花研究中心培育成功“魯棉研”系列轉基因抗蟲棉品種30多個，具有豐產、抗逆、優質等多方面優勢，機采棉品種不但要求具備以上優勢，而且具有株型緊湊、早熟、抗倒伏、吐絮暢且含絮力強、第一果枝節位高等特點。“魯棉研”系列品種的育成以及大量征集篩選的適于機采棉應用的優異種質資源材料，為山東機采棉品種的篩選和培育奠定了較好基礎。
機采棉的推廣應用不但在品種上要有所突破，也要形成與之相配套的栽培生產技術，以適應采棉機械的使用，達到農機農藝配套。采棉機一般要求等行距種植、株高控制在60～80 cm，第一果枝節位高15 cm以上，吐絮集中，棉葉脫落干凈，機械采凈率高等。目前，經過多年研究，山東棉花研究中心已研究出精量播種、輕簡化生產技術體系和濱海鹽堿地棉花豐產栽培技術，初步完成機采棉生產技術的基礎研究，為今后發展機采棉提供了豐富的技術儲備。
3山東發展機采棉面臨的問題
雖然機采棉在新疆等地已取得一定成效，但是，實現棉花機采并不僅僅是棉花采摘一個環節的問題，而是從棉花品種、田間管理、催熟脫葉、采收、打包儲運、清理加工一直到下游棉紡業，涉及到整個棉花產業鏈的一場革命。目前，從新疆的發展經驗來看，新的機采棉產業鏈各個環節還非常不成熟、不完備，存在很多難題亟需解決。
3.1缺乏優良的機采棉品種
機采需要重點選擇早熟、衣分高、株型通透、果枝始節位高、吐絮集中、含絮較好、抗倒伏、纖維品質優的棉花品種。當前棉花生產中應用的品種雖然通過專項栽培、化學調控等措施可以達到適合機采的要求，但是熟相偏晚、成鈴不集中、含絮力差、始節位低等仍是棉花機械采收的不利因素。目前針對機采棉的育種進展不大，既具備以上基本的機采性狀、又高抗高產的優良品種尚未出現。新疆種植的機采棉品種就存在多、亂、雜的情況，造成機采棉含雜高、采凈率低、落地花多。通過今年山東省的試驗發現，目前種植的棉花存在爛鈴多、吐絮不集中、采凈率低、產量及品質下降等一系列問題，適宜機采棉要求的品種較少。
3.2農機與農藝尚未完全配套
新疆機采棉是按照“密矮簡”（密度大、植株矮、管理簡化）模式種植和管理，通過科學化控、適時打頂、科學運籌肥水、合理配置株行距，使棉花株高適中、結鈴性好、吐絮集中，從而提高機采棉的采凈率。從目前山東試點情況看，栽培管理技術還有很多方面需要研究改進。一是密度過高，有的地塊666.7m 2 達到8 000株以上，不僅導致爛鈴和脫落加重，也造成棉花貪青晚熟；二是化控技術掌握不到位，棉株徒長，棉田郁閉，通風透光性差，鈴病加重，爛鈴增加，降低了產量，影響了采凈率；三是棉花播種行距與采棉機規格不匹配，目前山東多數棉田為節約地膜，播種行距多采用大小行，而機采棉多要求等行距，致使機采時易增加撞落棉和掛枝棉數量，影響機采棉產量；四是棉花含雜率高，主要是脫葉催熟劑施用時間及劑量不易把握，脫葉不徹底。另外還有地膜處理不當、棉花成熟度不一等原因。
3.3采棉機械及后續儲運加工配套設施與實際要求還有一定距離
我國機采棉技術發展較晚，采棉機仍主要是模仿國外現有機械研制和生產，缺少針對包括山東在內的黃淮海棉區生產方式的采棉機的研制。機采棉配套清理加工和運輸技術還不夠成熟。另外，山東雖已引進了首條機采棉加工生產線，但針對機采棉含雜率高于手采棉的現象，在籽清、皮清、加濕和烘干等關鍵環節的掌握上仍不到位，存在過度烘干、過度加濕、清理不凈、棉結和短纖維含量較高等問題，并最終降低棉花纖維品質。脫葉劑的施用效果關系著機采棉質量的好壞，山東脫葉劑的噴施還主要依靠傳統的噴霧設備，致使藥劑噴不透、噴不均，從而影響棉株下部葉片的脫落效果。
3.4當前山東棉花生產方式尚不適合機采棉
近年來，新疆發展機采棉最成功的主要是建設兵團，其中主要經驗之一就是采用“六統一”的種植模式，即：統一品種、統一整地、統一播種、統一田管、統一采收、統一交售，這樣才能夠保證達到棉花大規模機采所要求的集中成熟、吐絮等條件。在新疆建設兵團以外的棉花種植地區，由于種植品種不一、地塊耕作規格不同等原因，機采棉一直難以大面積推廣。直到最近幾年，新疆各地政府大力推動機采棉發展，借鑒建設兵團“六統一”經驗，在各類合作社內組織棉農開展統一生產，才取得一定進展。山東棉區主要采取以家庭或小范圍合作社為主的經營模式，各家各戶棉花品種不一、棉田規格不一、管理不一，難以達到棉花機采的條件。
3.5機采棉在經濟效益上還差強人意
當前機械采棉每666.7m 2 成本價約在280元左右，比人工采棉效率高、價格低。但由于機械采摘對棉花有一定的損害，纖維長度、強度、光潔度等方面都受到一定影響，機采的棉花品級一般要比普通手工采摘的品級下降1～2級，每噸棉花售價平均降低600元左右，而且許多棉紡企業不愿意收購使用，使得機采棉在經濟效益上存在一定風險。
4山東發展機采棉的建議
機械采收是棉花產業發展的重要內容，也是農業現代化生產的必然趨勢。針對山東發展機采棉存在的問題，提出如下建議。
4.1加大政府扶持力度，給予綜合項目支持
在科研方面，機采棉是現代化植棉的一項系統工程，包括棉花品種、農藝栽培、田間管理、殘膜回收、脫葉催熟、機械采摘、棉花的清理加工、纖維質量等諸多環節，涉及到育種、栽培、農機、加工等多個技術專業，單方面的科研條件很難取得進展。因而需要政府統籌規劃，綜合各方面的技術力量，實現跨學科、跨行業、跨領域的協作攻關。進一步加大政策扶持力度，設置專項資金，給予綜合項目支持，針對山東棉花生產特點進行農機農藝聯合攻關，完成機采棉技術儲備。
在生產推廣方面，更需要政府全方位的支持。發展機采棉需要在棉花品種、生產管理、栽培技術、機械設備等多方面進行革命，需要提高采棉機械的購置補貼力度以降低成本，需要投入大量的人力物力來開展有針對性的技術培訓、推廣，等等。例如：2012年是新疆阿克蘇地區大面積推廣機采棉的第一年，自治區共提供機采棉發展專項資金520萬元，機采棉總投資達1.29億元，分別在阿克蘇市、阿瓦提縣、庫車縣、新和縣、沙雅縣五縣（市）推廣機采棉1.4×10 4 hm 2 [13]。
4.2加快培育機采棉品種，開展配套栽培技術研究
根據機采棉設備要求，適于機采的棉花品種要具備早熟性好、株型緊湊、抗逆性強、含絮率高，衣分不低于41%、麥克隆值4.2～4.5、比強度不低于30 cN/tex等指標。一般要求棉花果枝始節位15 cm以上、株高60～80 cm、等行距種植，種植密度6.75萬株/hm 2 ，單株結鈴數12～15個[13]。由于山東機采棉發展的主要地區在黃河三角洲濱海鹽堿區域，同時由于山東特殊的氣候條件，在棉花開花成鈴的重要時期，即每年的7、8月份，降雨量比較多常常導致棉花爛鈴、倒伏，不利于機械采收。因此，對品種的抗旱耐鹽堿和耐陰濕、抗倒伏性狀也有較高要求。針對這些特殊要求，科研部門應及時調整棉花育種目標，儲備機采棉所需種質材料，通過系統選育、雜交選育及分子選育等手段，加快選育適合山東的優良機采棉品種。同時，積極進行機采棉配套栽培技術研究，根據黃河三角洲生態地理條件和棉花生長特點，研究棉花精簡化栽培技術。通過種植模式調整、播期調節、化調以及化學催熟等一系列的技術手段，達到農機農藝的高效率融合。
4.3合理利用資源，建立集約化、規模化的棉花生產基地
當前棉花機械收獲設備均為大型農機具，機采棉棉區應該是成方連片，達到一定規模，才能得到較好效益。山東黃河三角洲地區棉田規模較大，但管理不統一，家庭式種植模式也給機采棉的推廣造成一些障礙。建立合作社式的棉花統管方式是推進機采棉發展的便利之路。建議制定政策鼓勵棉區成立棉花合作社，并給予資金補貼，進一步整合土地資源，擴大棉田規模，做到品種統一、管理統一、采收統一，為機采棉的實施打好基礎。
4.4建立完善的機采棉加工技術體系和質量標準
機采棉由于含雜量高、等級混雜、采收不均勻等導致品質下降，也給棉花加工生產帶來諸多不利。目前山東多數棉花加工生產線只適用于手采棉清理加工，建議借鑒國內外先進的機采棉加工技術機械，設立專項資金完善機采棉加工生產線的研發和安裝試用，使田間機采作業與棉花加工技術融合起來，提高原棉質量。現在我國棉花收購質量標準僅適用于人工采摘棉花，由于機采棉和手采棉在品質上差異明顯，建議根據機采棉特點、紡織需求等制定機采棉收購質量標準，并經質量技術監督部門認證并監管，保證農民植棉效益，才能更好地推動機采棉發展。
4.5加快研制適用于山東棉區的機械采收設備，實現采收、打包、儲運、加工設備配套
當前的采棉機械大多是大型機械，比較適應大面積規模化種植地區。但是，山東省棉區除黃河三角洲一帶很少有大面積成方連片棉田，不論是從使用的角度還是從成本的角度，現有采棉機都不適合在這些地區應用。只有針對這些地區的特點開發相應的機械設備，才能促進機采棉在這些地區的發展。
另外，后期儲運加工問題也是制約機采棉發展的主要因素。如果不能解決后期配套加工問題，就不能保證機采棉的品質，甚至使機采棉花難以被紡織企業接受，機采棉的效益就難以實現。因此，要在開發采棉機的同時，重視對后期配套設備的研發，在一定程度上提高清雜效果，盡可能小地影響棉花品質，保證機采棉實現較大經濟效益。
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