建立了特色鲜明的棉花生产全程机械化技术体系

以中国棉花主产地新疆地区为例,基于棉花主产区的气候土壤特点,实现高效机械化生产为目标,新疆建立了特色鲜明的棉花生产全程机械化技术体系,突破了棉花生产全程机械化农机农艺融合关键技术。

目前已经研发出耕整地、精量播种、高效喷药、机械采收等关键技术装备,自主开发了种床整备、立体喷施植保、高效籽棉贮运等农艺技术措施。农艺与农机的深度融合,形成了特色鲜明的棉花生产全程机械化技术体系,显著提升了棉花生产水平。该技术体系在新疆应用面积超过了80%,带动了中国棉花生产整体水平进一步提升。

棉花生产全程机械化技术体系示意图

Mechanized technology system for the whole process of cotton production

在棉花生产各个环节中实施精准作业系统

以中国新疆地区棉花生产全程机械化技术为例。1979年,新疆石河子垦区棉花种植引进了地膜覆盖技术,通过与不铺地膜种植试验对比,棉花可以增产35%。虽然地膜种植模式大幅提高了增产效益的,但人工作业效率低的问题导致地膜种植模式难以大面积推广,亟须研发先进适用的地膜植棉机械。通过铺膜播种机的创新研发,实现了从成果到产品的转化,系列产品迅速得到推广应用,新疆兵团皮棉平均单产由1982年的579 kg/hm² 发展到1994年的1230 kg/hm²。20世纪90年代后期,在棉花地膜种植的基础上,新疆生产建设兵团提出了基于机采棉条件下,植棉全程水肥调控的膜下滴灌、精量播种栽培新农艺,为此研发了一次作业即能完成种床整理、铺管铺膜、精量播种、种孔覆土等8道工序的新机具,达到了播量精确、播深一致、株距均匀、适应机采和高密度的农艺技术要求(图2)。2003年,机具通过省部级科研成果鉴定,整体达到了国际先进水平。棉花膜下滴灌精量播种技术与装备在新疆全面推广,皮棉平均单产进一步发展到2014年的2335.5 kg/hm²。

不同类型的膜下滴灌精量播种机

Different types of precision seeder for drip irrigation under film

近年来,新疆以机械化采收为主线,集成种子处理、种床整备、精量播种、脱叶催熟、机械收获和储运加工等关键技术,建立棉花生产全程机械化技术体系,实现规模化推广应用。新疆兵团农业生产机械化与信息化相结合,特别是在棉花生产各个环节中实施以“精细耕整地、精准播种、精准施肥、精准灌溉、精准田间生态监测、精细收获”为主要技术内容的精准作业系统,提高自动化与智能化作业水平、作业质量和劳动生产率,实现棉花生产的提质增效。

目前新疆生产建设兵团综合农机化水平已达到93%,信息化技术融入农业装备发展很快,北斗卫星导航拖拉机自动驾驶系统在兵团得到广泛应用。兵团应用卫星导航定位自动驾驶棉花播种,能一次完成铺膜、铺管、播种作业,1 km播行垂直误差不超过3 cm,播幅连接行误差不超过3 cm,有效解决了农机播种作业中出现的“播不直、接不上茬”的老大难问题。石河子垦区2018年380万亩棉花,几乎全部由自动驾驶系统拖拉机完成播种作业。

目前,国内以新疆钵施然、星光农机、现代农装、天鹅棉机、常州东风为代表的国产6行采棉机已研发成功,并逐步扩大市场份额,采摘头的摘锭、座管、拐臂、变速箱、车桥等重要零部件都实现了国产化。

作者简介

院士陈学庚,1947年4月生,男,汉族,江苏省泰兴市人,农业机械设计制造专家,中共党员。1968年毕业于新疆兵团奎屯农校。曾任新疆农垦科学院农机研究所所长,现任石河子大学终身教授,博士生导师,中国农业机械学会副理事长,《智慧农业(中英文)》顾问。 扎根边疆基层一线连续从事农业机械研究推广工作51年,突破了地膜植棉机械化技术关键,攻克了滴灌技术大规模应用农机装备难题,研发了多项棉花生产机械化关键技术与装备,为促成新疆棉花生产两次飞跃提供了有力的农机装备支撑,为新疆棉花生产全程机械化技术研究和大面积推广应用做出了重大贡献。获省、部科技进步奖24项,其中,1995年作为第2完成人获“国家科技进步一等奖”1项,2008年、2016年作为第1完成人获“国家科技进步二等奖”2项,1992年作为第3完成人获“国家星火二等奖”1项,作为第1完成人获省、部级科技进步一等奖5项。获国家专利80余项,专利实施后形成的新产品中有9项获“国家重点新产品”。在农业机械学报等国内学术刊物发表论文40余篇。

本文内容转载自“智慧农业期刊”

1、《智慧农业(中英文)》2020年第2卷第4期1-16页;

2、中国农业新闻网;

3、作者团队提供。

陈学庚, 温浩军, 张伟荣, 潘佛雏, 赵岩. 农业机械与信息技术融合发展现状与方向[J]. 智慧农业(中英文), 2020, 2(4): 1-16.

CHEN Xuegeng, WEN Haojun, ZHANG Weirong, PAN Fochu, ZHAO Yan. Advences and progress of agricultural machinery and sensing technology fusion[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(4): 1-16.