黃河流域棉花全程機械化助推麥棉兩熟制度研究發(fā)展

張愛民(濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所，山東濱州256600)

作為世界上人口最多的國家，中國糧食生產(chǎn)在任何時刻都不容忽視，國家糧食安全中長期規(guī)劃要求在2020年達到5.4億t，保證自給率95%以上。棉花是中國重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，既是紡織服裝工業(yè)及產(chǎn)品出口創(chuàng)匯的重要農(nóng)產(chǎn)品原料，也是農(nóng)民增收的大宗經(jīng)濟作物。如何在有限的耕地上生產(chǎn)出足夠的糧食和棉花是中國種植業(yè)的頭等任務，鑒于中國人多地少的國情，現(xiàn)階段必須實行兩熟或多熟種植。

黃河流域是我國主要產(chǎn)糧產(chǎn)棉區(qū)，糧棉爭地的現(xiàn)象尤為突出，隨著勞動力成本的提高，植棉效益逐年降低。在該區(qū)域?qū)嵤溍迌墒旆N植模式，并實現(xiàn)全程機械化可有效地解決糧食和棉花種植存在的矛盾，提高農(nóng)業(yè)效益，增加農(nóng)民收入，對保障國家糧食安全和棉花穩(wěn)定供給具有重要意義。

1 黃河流域棉花生產(chǎn)形勢嚴峻

1.1 棉花種植面積持續(xù)下滑，黃河流域顯著下降 我國棉花生產(chǎn)主要集中在西北內(nèi)陸、黃河中下游和長江中下游3大地區(qū)。2007年至2013年我國棉花面積從592.6萬hm2下降到434萬hm2，降幅達到26.76%，下降趨勢明顯。近年來，全國棉花種植面積下降速度進一步加快。2014年全國棉花面積約422.0萬hm2，比上年減少38.67萬hm2，種植面積下降率達8.9%，同期黃河流域，棉花面積從247.27萬hm2減少至194.5萬 hm2，年均減少6 萬多 hm2，降幅達 24.48%。山東省棉花面積最近幾年基本上都以每年減少3.33萬hm2左右的速度下降，同期濱州市種棉面積更是由13.9萬hm2降到 9.67 萬 hm2，降幅達到 30.45%。

1.2 棉花生產(chǎn)下滑的原因

1.2.1 植棉效益低，比較效益低于糧食或其他作物。棉花從種到收，整個生育期需要14道工序，35次投工，折合22個工日，比小麥、玉米2季作物用工多2～3個，單是采收期就長達2個月。加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格持續(xù)上漲，自然災害和病蟲害頻繁發(fā)生，使棉花生產(chǎn)成本進一步提高。特別是2014年國家取消了臨時收儲政策，只在新疆進行目標價格試點，而黃淮海及長江流域的棉價完全依靠市場調(diào)節(jié)。目前糧食種植已基本上實現(xiàn)全程機械化，且種糧國家有很多補貼，農(nóng)民還有空閑時間打零工掙錢，相比之下，棉花比較效益目前遠低于糧食作物，即使不考慮糧棉補貼的差距，植棉效益也已遠遠低于種糧效益。以山東濱州市為例，近10年來，植棉效益明顯低于種糧效益且年際間波動幅度較大，2010年最高，植棉效益16 455元/hm2;2005年和2013年最低，分別為3 870元/hm2和3 975元/hm2。同時，種植其他作物效益也高于植棉效益，如2013年，山東省濱州市北海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)在鹽堿地探索種植水稻，純效益11 235元/hm2，較植棉效益高7 260元/hm2;無棣和沾化等縣區(qū)部分農(nóng)戶種植高粱，效益為7 185元/hm2，較植棉效益高3 210元/hm2;惠民縣和無棣縣種植綠化苗木，純收益55 950元/hm2，明顯高于植棉效益;露地蔬菜、瓜果純效益也高于植棉收益45 000元/hm2。

1.2.2 用工矛盾突出，機械化程度低。雖然近些年來農(nóng)村勞動力日益緊缺，但棉花生產(chǎn)主要依靠人工的狀況依然沒有大的變化;其中采收環(huán)節(jié)是棉花生產(chǎn)用工需求最為集中的環(huán)節(jié)“且時間緊”直接關系到棉花的產(chǎn)量，而在黃河流域棉區(qū)雇拾花工越來越難，在山東省棉花主產(chǎn)地區(qū)濱州市棉花收獲時期正值三秋季節(jié)，同時也是當?shù)囟瑮棽烧N售的關鍵時期，農(nóng)民往往將主要勞動力用到效益高的冬棗采摘和不可延誤的秋種上，人力嚴重緊缺，影響了棉花的及時采收。農(nóng)戶對機械的應用需求迫切，但同時棉花種植因分戶小片種植，機械化應用程度較低。

2012年全國棉花耕種收綜合機械化水平為59.59%，其中機耕水平為95.72%，機播水平為62.75%，機收水平為8.26%。在薄弱的收獲環(huán)節(jié)，江蘇、安徽、河南的機收水平均為0，湖北、山東、河北的機收水平分別為0.06%、0.04%和0.42%，新疆生產(chǎn)建設兵團的棉花生產(chǎn)全程機械化工作走在全國前列，機收水平也只達到58.79%(2012年數(shù)據(jù))。可以看出，實現(xiàn)棉花生產(chǎn)機械化機收技術是亟需攻克的難題，我國棉花生產(chǎn)全程機械化特別是機采棉技術正處于起步階段。

1.2.3 進口棉價格大大低于國產(chǎn)棉，儲備與需求減少，供需矛盾加劇。2013年，我國棉花臨時收儲價格為20 400元/t，而進口完稅成本約為15 580元/t，比國內(nèi)臨時收儲價格低4 000多元。2014年7月進口完稅棉價跌到了14 000多元/t。由于國內(nèi)價格大幅高于進口成本，紡織企業(yè)不愿入市收購，國家收儲壓力急劇增加，棉花收儲量超過總產(chǎn)量的90%。隨著化纖質(zhì)量性能逐漸接近于棉花，2012年棉紡行業(yè)化纖用量已達到1 170萬t，而2012年全年原棉使用量也才900萬t，這進一步減少了棉花市場的需求。

過去3年國內(nèi)實行的棉花臨時收儲政策，形成了數(shù)目龐大的國儲棉，2014年8月底還有1 100多萬噸儲備庫存，相當于國內(nèi)1年多的消費量，預計還需3年才能消化完畢。棉花需求量大大減少，且新疆棉花生產(chǎn)全程機械化水平較內(nèi)陸高，使得國家2014年對新疆棉花實施目標價格補貼政策試點，將棉花生產(chǎn)重心放在新疆，使黃淮海棉區(qū)及長江流域棉區(qū)的棉農(nóng)植棉積極性大大降低。

《中國農(nóng)業(yè)展望報告》(2014～2023)中預測:棉花面積未來10a，受比較效益下降、生產(chǎn)成本提高、國家糧食優(yōu)先戰(zhàn)略等因素影響，棉花面積和產(chǎn)量呈下降趨勢。至2023年，棉花面積減至405.67 萬 hm2，下降6.7%;產(chǎn)量減至602 萬 t，下降14.0%。棉花消費量緩慢增長，年均增幅為0.7%，至2023年達852萬t。受取消棉花臨時收儲政策和中國紡織產(chǎn)業(yè)的低速發(fā)展以及亞洲競爭國家紡織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展影響，未來棉花進口將下降，至2023年中國棉花進口量為160萬t，比2013年下降46.7%。

2 麥棉兩熟制度的發(fā)展

麥棉兩熟種植也就是麥棉輪作，在我國，首先出現(xiàn)在20世紀50年代的長江流域棉區(qū)，形式為冬小麥棉花直播，前茬除麥類外，還有油菜和蠶豆，采用年間輪作，目的以用地養(yǎng)地為主，產(chǎn)量不高。隨著棉花需求量的增加，加上育苗移栽技術的推廣，到20世紀70年代后期發(fā)展較快，已發(fā)展到該區(qū)北緣的南襄盆地和淮河兩岸，甚至到達黃河流域的豫東和皖北等地;到20世紀80年代初達鼎盛期。黃河流域棉區(qū)兩熟種植制度自20世紀60年代進入試驗，以麥棉套種為主。

麥棉輪作種植方式按間套方式可分為麥套棉間作方式和麥后棉復種方式，前者簡稱麥套棉，后者簡稱麥后棉或麥茬棉。而每種方式按其種植技術又可分為直播棉和移栽棉。麥后棉則是前茬麥田滿幅播種小麥，不預留棉行，麥收后整地滅茬或板茬種植或移栽棉花。棉花品種應為當?shù)厥煨喳満竺奁绲钠贩N。長江流域的麥后棉模式多以麥后移栽春棉模式為主，少部分直播早熟棉;黃河流域一部分實行育苗移栽早熟棉，一部分直播短季棉。但是育苗移栽方式存在育苗成本高，移栽機械技術不成熟等問題，根據(jù)黃河三角洲區(qū)域棉花種植特點，實現(xiàn)麥棉輪作，麥后直播超早熟短季棉是最佳方式。

3 棉花生產(chǎn)的根本出路在于機械化

實現(xiàn)棉花收獲機械化可大幅降低棉花生產(chǎn)成本。西北內(nèi)陸棉區(qū)大力推廣機械化采收棉花集成技術，棉花可節(jié)約生產(chǎn)成本3 000～3 200元/hm2。山東試驗表明，1臺5行采棉機可替代600～800個勞動力。從全國情況看，目前人工采摘棉的成本2～3元/kg，按15 000 kg/hm2籽棉計算，人工采棉成本約為7 500～10 500元/hm2。機采棉成本約5 550元/hm2(包括作業(yè)費2 250元/hm2;機采損失率2% ～3%，減少收入750元/hm2左右;機采含雜率高，籽棉售價降低0.6元/kg，減少收入2 250元/hm2;機采前噴施脫葉催熟劑需成本300元/hm2)，實現(xiàn)棉花機采比人工采摘節(jié)本增收1 850元/hm2以上。

新疆建設兵團2013年棉花機械收獲水平達到65%，近期發(fā)展目標是實現(xiàn)全程機械化，并逐步向規(guī)模化、信息化、智能化和社會服務化方向發(fā)展，引領我國棉花生產(chǎn)機械化的全面實施。棉花收獲機標準中指出采凈率應大于等于93%，籽棉含雜率應小于等于11%。新疆生產(chǎn)建設兵團從1996年開始引進技術裝備開展棉花生產(chǎn)全程機械化試驗示范，2001年開始推廣棉花生產(chǎn)全程機械化技術，2013年兵團棉花機械收獲水平達到65%。已經(jīng)證明，穩(wěn)定棉花生產(chǎn)、保障有效供給的根本出路在于機械化。

4 創(chuàng)造全國棉花機械化生產(chǎn)示范“濱州經(jīng)驗”，奠定麥棉兩熟制度研究核心基礎

自2011年起，濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所在濱州市農(nóng)業(yè)機械管理局領導下，先后與新疆農(nóng)墾科學院、新疆石河子貴航農(nóng)機裝備公司、山東理工大學、山東省農(nóng)業(yè)機械研究院、中國農(nóng)機化研究院、約翰迪爾(中國)投資有限公司、中國農(nóng)業(yè)大學、中國農(nóng)科院棉花研究所等組成項目組，合力謀劃、積極推動棉花機械化生產(chǎn)試驗示范。2011年，通過農(nóng)機農(nóng)藝技術融合，建立了棉花農(nóng)機農(nóng)藝融合示范基地，探索棉花機械化生產(chǎn)模式。2012年，承辦了全國農(nóng)機農(nóng)藝融合座談會暨機采棉現(xiàn)場會，實現(xiàn)了黃淮海地區(qū)棉花農(nóng)機農(nóng)藝融合零的突破，開創(chuàng)了除新疆外國內(nèi)棉花生產(chǎn)全程機械化的先河。沾化縣被農(nóng)業(yè)部列為全國54個農(nóng)機農(nóng)藝技術融合示范區(qū)之一。2013年，無棣縣被農(nóng)業(yè)部增設為棉花農(nóng)機農(nóng)藝技術融合示范區(qū)，建設機采棉萬畝推進區(qū)，開展不同棉花品種對比試驗，選育適合機采的棉花品種。2014年無棣縣又被農(nóng)業(yè)部授予全國機采棉示范縣。2014年10月，棉花生產(chǎn)“院士工作站”在無棣縣建立，中國工程院喻樹迅院士進站，推進“萬畝棉花生產(chǎn)農(nóng)機農(nóng)藝融合示范區(qū)建設項目”，建立機采棉核心示范區(qū)10個，成方連片種植1 246.67 hm2，輻射帶動周邊發(fā)展2 666.67 hm2。10月16日，農(nóng)業(yè)部在濱洲市召開了黃河流域棉花機械化生產(chǎn)現(xiàn)場會，這標志濱洲棉花生產(chǎn)全程機械化技術在山東實現(xiàn)全面突破，也標志著濱洲市初步構建起了棉花種、管、收、清理加工生產(chǎn)全程機械化工作格局，對黃河流域棉花生產(chǎn)全程機械化發(fā)展起到了引領示范作用，為黃河流域棉花機械化生產(chǎn)技術在山東的全面突破探索了經(jīng)驗，創(chuàng)造了全國棉花機械化生產(chǎn)示范的“濱州經(jīng)驗”。

5 以試驗示范為引領，典型帶動、創(chuàng)新推動，深入開展麥棉輪作研究

在棉花生產(chǎn)全程機械化試驗成功的基礎上，2013年1月起，濱州市農(nóng)業(yè)機械科學研究所與山東理工大學、山東省農(nóng)業(yè)機械研究院組成的項目組，承擔了“十二·五”國家科技支撐計劃項目研究任務“黃河流域麥棉套(輪)作農(nóng)機農(nóng)藝關鍵技術集成示范”。項目實施以來，項目組采取理論研究和試驗研究相結合的方法，以中國農(nóng)科院棉花研究所為技術依托單位，分別在沾化縣馮家鎮(zhèn)建設了33.33 hm2的“麥棉輪作”示范區(qū)、無棣縣“渤海糧倉”項目區(qū)建設了66.67 hm2“麥棉輪作”試驗示范基地，開展一年兩熟麥棉輪作試驗示范，探索麥棉輪作技術模式，進行品種篩選、體系建設、配套機具試驗示范。全程跟進整個麥棉輪作管理過程，研究黃河流域適于機械化采收的水肥運籌、化學調(diào)控技術，不斷充實改進完善麥棉輪作技術體系。

5.1 形成了適宜的技術模式 設計出黃河流域麥棉輪作機械化農(nóng)藝體系，確定黃河流域麥棉輪作適于機采的棉花標準化種植模式2套。麥棉輪作作業(yè)流程:小麥機收→夏棉免耕直播或整地后播種或育苗移栽→田間管理(中耕、施肥、植保、化控、催熟、脫葉)→機械采收→棉稈聯(lián)合收獲(拔除、切段、打捆)→小麥免耕播種→小麥田間管理。

5.2 篩選了優(yōu)良的棉花品種 在中國科學院李振聲院士和中國工程院喻樹迅院士的支持下，在沾化縣、無棣縣麥棉輪作試驗示范基地進行了試驗，建立夏棉棉種篩選對比試驗區(qū)，試種的兩個院士提供的小麥晚播耐寒品種小堰81、短季棉品種中棉所50，產(chǎn)量理想。

5.3 加快配套農(nóng)機具選型研發(fā) 在“十二·五”國家科技支撐計劃項目的引領下，加快推進棉花生產(chǎn)機械化配套機具的研發(fā)，其中“棉花植保機械化試驗研究”、“2BXJ—2型棉花精密穴播機”、“JB—2棉柴收獲機”、“3DM—8低量彌霧機”、“麥棉套作機械化試驗研究”等多項成果獲省市級科技進步獎。2014年10月由中國工程院院士羅錫文、陳學庚、喻樹訊等專家組成的鑒定委員會對濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所研制的4項成果進行了技術鑒定，其中“黃河流域麥棉輪作體系種植關鍵技術及裝備的研發(fā)與示范”、“2MB—3/6型折疊式棉花覆膜播種機研制”綜合技術水平達到國內(nèi)領先。“2BMC－4/8型棉花雙行錯位苗帶精量穴播機研發(fā)與示范應用”、“2BMMD－4苗帶清整型夏棉精量免耕播種機研發(fā)與示范應用”等綜合技術水平達到國內(nèi)先進，同時完成不對稱行自走式棉稈聯(lián)合收獲機的試制。

為進一步完善棉花生產(chǎn)全程機械化配套機具，2012年由濱州市農(nóng)業(yè)機械化科學研究所發(fā)起成立的濱州市惠農(nóng)農(nóng)機專業(yè)合作社購買了山東省首臺貴航4MZ—3型自走式采棉機。在完成山東棉花機采試驗示范的基礎上，積極參與了河北、河南、安徽、天津、江蘇、江西等地的棉花產(chǎn)業(yè)體系試驗站組織的機械化采收作業(yè)示范演示，取得了棉花機械化采收方面的第一手資料。

6 結論

麥棉兩熟種植模式既解決了中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中棉糧爭地問題，提高了土地利用率和產(chǎn)出、復種指數(shù);又是中國棉區(qū)增糧，麥區(qū)增棉增效的唯一途徑，符合中國現(xiàn)階段人均耕地少的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展水平，具有經(jīng)濟意義和社會意義。通過棉麥兩熟，不但生產(chǎn)棉花，還生產(chǎn)相當于單作小麥產(chǎn)量的60%～80%糧食，是棉區(qū)增糧的重要手段之一。若在有利條件區(qū)進一步實行棉麥連作模式，較麥套進一步增產(chǎn)糧食30%左右，有力保障棉糧雙豐收，具有社會意義。在兩熟糧區(qū)改小麥－玉米為麥棉兩熟也是糧農(nóng)增收主要途徑。據(jù)調(diào)查，糧棉價比在大于1∶8時，糧棉種植較小麥－玉米直接產(chǎn)量增值為1 500～4 500元/hm2以上，或者增加產(chǎn)值10% ～30%，同時皮棉耐儲藏，收獲打包后具有保價性，市場抗風險力較強。若實行簡化栽培或機械化作業(yè)后可以進一步省工節(jié)本，增效增收，具有經(jīng)濟意義。

在當前棉花生產(chǎn)形勢下，棉花生產(chǎn)全程機械化已成必然種植模式，而棉花麥后直播將成為實現(xiàn)黃河流域棉區(qū)棉田生產(chǎn)機械化的重要技術。進一步因時就地結合棉麥的生長特點，結合時代的發(fā)展特點，實現(xiàn)麥棉兩熟雙高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和高效，是今后的發(fā)展方向。棉花麥后直播不僅能簡化栽培技術，省工節(jié)本，緩解勞力矛盾，還能促進棉田機械化，最大限度地利用溫光水氣資源，提高土地利用率和產(chǎn)出率，穩(wěn)定棉田面積，達到高產(chǎn)高效的目的，是一種增糧增棉且綜合效益高的種植方式。

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