新疆是中國最大的棉花產區。棉花作為重要的經濟作物，在國民經濟中占有重要地位。根據國家統計局公布的數字，2014年以來新疆棉花種植面積一直穩定在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狀和發展趨勢， 為棉花種植機械化的發展提供理論參考。

新疆主要棉花種植模式

新疆地處內陸干旱區，降水少，蒸發量大，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:傳統模式、機械收割模式和超寬膜模式。第一種傳統模式，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勢。所以這種模式多用于庫爾勒、阿克蘇等春沙較重的地區。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，南疆圖木舒克等地區從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。

根據國家統計局網站公布的數據，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，棉花種植面積也穩步增加。棉花機械化播種是棉花產業發展的基礎，在棉花產業中占有重要地位。棉花種植機械基本實現了一次完成整地、鋪膜、播種、鋪滴灌帶、覆土、鎮壓等多項作業的聯合播種機。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的植棉模式， 開發了一系列與新農藝相配套的聯合作業機械?？蓪崿F種床整理、滴灌帶鋪設、開溝覆膜、播種、覆土、鎮壓一次性完成。據統計，2018年新疆實際機采棉面積約1333.3khm2，2019年達到1666.6khm2。全區機采棉面積實現快速增長，約占40%，農機農藝正在提升。其中，北疆主產區棉花機械收獲率已超過90%，部分縣市接近100%。南疆機采棉發展相對較慢，機采棉率在30%左右。預計未來五年南疆機采棉將快速發展。因此，目前， 新疆大部分地區的棉花播種機正在向機械采棉的聯合作業機具方向發展，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，并已實現機械化。棉花鋪膜播種機有很多種。經過三個階段的發展，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?、滴灌帶鋪設、開溝覆膜、播種、覆土、鎮壓等作業。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地農機企業生產的大型鋪膜播種聯合機。小型播種機發展緩慢，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?、壓平、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、阿克蘇等地區應用廣泛。主要技術性能參數見表1(以新疆天成農業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中，無論是氣動還是機械，目前基本實現了精量播種，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展迅速，作業功能單一的小型機械已經相當成熟，隨著市場的發展正在被淘汰。大型多功能播種聯合作業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展迅速，功能單一作業的小型機械已經相當成熟，并且隨著市場的發展正在被淘汰，大型多功能播種聯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領域的應用， 棉花播種機械也將迎來新的機遇和發展。

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，必將是一大發展趨勢。2012年，新疆兵團農機推廣部開展了衛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，華南農業大學羅團隊研發的國內第一套“基于GPS的輪式農機導航及自動作業系統”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節。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。開發播種施肥一體化的聯合作業機，同步施肥播種，減少作業環節，提高作業效率，是今后棉花播種機械的一個發展方向。近年來， 一些企業開發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，穩定性差，排肥精度低，無法實現變量控制。因此，研究變量可控的精準施肥播種機械，實現高度集成和智能控制，將是新疆棉花播種機械的又一發展方向。

4.3寬度更大、效率更高的大型聯合作業機

提高棉花播種作業效率的有效途徑是增加一次作業的寬度。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，一次作業可播種12行，機型寬度為4.5m~4.7m，國內企業生產的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，利用液壓技術實現棉花播種機械的折疊也是未來棉花播種設備的一個發展方向， 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展，基本實現了精量播種、地膜覆蓋、壓管一體化作業，未來必將向智能化、信息化、高效化、規?；较虬l展。

資料來源:新疆農業機械化

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