轻简化栽培的关键技术

实现棉花生产的轻便简捷、节本增效，依赖于轻简化栽培的关键技术，包括精量播种技术、轻简育苗技术、轻简经济施肥技术、轻简节水灌溉技术等。

棉花精量播种技术是轻简化栽培的核心和基础，是指选用优质种子，精细整地，合理株行距配置，机械播种，不疏苗、不间苗、不定苗，保留所有成苗的大田棉花播种技术。在西北内陆棉区，采用精量播种机可以将预定数量的高质量种子播到棉田土壤中预定的位置，实现棉花种子在田间三维坐标空间和数量上的准确分布，即实现了株距、行距、播种深度和播种量的最佳配置。精量播种技术与传统播种技术相比：一是显著减少用种量。精量播种的用种量在15～30 kg/hm2，而传统播种技术一般在 45～75 kg/hm2。二是无需间苗、定苗，节约间苗、定苗用工，减少用工成本。三是减少个体间的竞争。每穴单粒，且株距和行距均匀配套，可减少植株间水分与营养竞争，有利于构建棉花高产群体，解决了常规播种或非精量播种株间竞争苗弱的问题。在精量播种的基础上，我们还根据具体条件需要，研究应用了干播湿出、预覆膜栽培、双膜覆盖等逆境成苗技术，确保了精量播种条件下的一播全苗。黄河流域和长江流域棉区由于生产方式、整地水平、种子质量及生态条件等的差异，目前尚难以达到西北内陆棉区精量播种的水平，但其因地制宜，也形成了符合本区需要的精量播种技术。

棉花轻简育苗移栽技术是替代传统营养钵育苗移栽的新技术，包括苗床基质育苗、穴盘基质育苗和水浮育苗。这些育苗方式虽然也遵循了传统营养钵育苗移栽的一般程序，但创造性地用基质或营养液替代营养土，并配合使用促根剂、保叶剂等植物生长调节剂，大大简化了程序，降低了劳动强度，特别是研制应用育苗成套设备和棉苗移栽机，在一定程度上实现工厂化育苗和机械化移栽。在此基础上，我们发明了两苗互作穴盘育苗技术，是指在播种时将小麦种子和棉花种子同时播种在同一育苗盘孔穴内，经过一定时间，麦苗根系和棉苗根系一起将基质结成一微钵体。两苗互作使土壤团根好，无需打钵，不散钵，钵体小，可轻便移栽，且适合机械化移栽，栽后无需马上浇水，作物根系自毒作用减弱，种苗素质得到提高，种苗离床可以存活1 周多，便于种苗的储放和运输。

图为机械移栽

棉花轻简高效施肥是我国三大主要产棉区棉花轻简化栽培的另一关键技术。联合试验证明，长江流域棉区最佳施氮量为254～288 kg/hm2，籽棉产量3651～4476 kg/hm2，施氮量平均270 kg/hm2，每公顷平均产籽棉4065 kg。结合生产实践和节本增效的要求，施氮量以240～270 kg/hm2 为好，N︰P2O5︰K2O 以1︰0.6︰(0.6～0.8)为宜。长江流域棉区多是两熟制和多熟制，具体施肥量还要根据间套作物的施肥量加以调整。黄河流域棉区最佳施氮量为254～267 kg/hm2，籽棉产量3450～3885 kg/hm2，平均经济最佳施氮量260 kg/hm2，籽棉产量3675 kg/hm2。结合生产实践和节本增效的要求，黄河流域棉区氮肥使用量以233 kg/hm2(195～270 kg/hm2)为宜，其中每公顷籽棉产量目标3000～3750 kg 时，施氮量为195～225 kg；每公顷籽棉产量目标3750 kg 以上时，施氮量为240～270 kg。N︰P2O5︰K2O 为1︰0.6︰(0.7～0.9)。西北内陆棉区最佳施氮量293～389 kg/hm2，籽棉产量4964～5618 kg/hm2。平均经济最佳施氮量350 kg/hm2，籽棉产量5262 kg/hm2。结合生产实践和节本增效的要求，氮肥施用量为300～375 kg/hm2，N︰P2O5︰K2O 为1︰0.6︰0.8。进一步研究发现，现有棉花施肥量和施肥次数可以进一步减少，在长江流域常规3 次施氮（底肥30%，初花肥40%，盛花肥30%）的基础上，尽管施氮水平相差很大（150～600 kg/hm2），但各处理棉株（整个生长期）吸收的总氮中近60%是在出苗后60～80 d 吸收的，而且棉株对底肥吸收比例最小，主要用于营养器官生长，对初花肥利用效率最高。因此氮肥后移（降低底肥比例、增加初花肥比例）有利于提高肥料利用效率，而且在晚播高密度条件下，降低氮肥用量至225kg/hm2，并且在见花期一次施用全部肥料不影响棉花产量，为简化施肥提供了理论基础。多种高效缓控释肥的研制和应用为一次施肥提供了保证，膜下滴灌条件下水肥一体化技术进一步提高了肥料利用效率。

棉花节水灌溉技术是指灌溉水（包括降水）进入棉田后，通过采用良好的灌溉方法，最大限度地提高灌溉水利用率的灌水技术。好的灌水技术不仅灌水均匀，还要达到简化、省工、节水、节能效果，使土壤保持良好的物理化学性状，提高土壤肥力，从而获得最佳效益。在以新疆为主的西北内陆棉区，膜下滴灌是最典型的节水灌溉技术，它将地膜覆盖栽培与地表滴灌相结合，且特别适用于机械化大田作业，是新型田间灌溉技术。膜下滴灌技术利用低压管道系统供水，将加压的水经过过滤设施滤“清”后，和水溶性肥料充分融合，形成肥水溶液，进入输水干管—支管—毛管，使滴灌水通过毛管上的滴水器（滴头）成点滴、缓慢、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域，使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态，是目前最先进的灌水方法之一，新疆是国内滴灌面积最大、技术最成熟的地区。与传统地面灌溉相比，膜下滴灌节水效果明显，平均用水量是传统灌溉方式的12%，是喷灌的50%，是一般滴灌的70%。黄河流域棉区则在淘汰漫灌的基础上，一方面，改长畦为短畦，改宽畦为窄畦，改大畦为小畦，改大定额灌水为小定额灌水，整平畦面，保证灌水均匀，大大改善了畦灌技术；另一方面，在现行沟灌技术的基础上，发展部分根区灌溉和隔沟交替灌溉，节水效果明显。另外，还发展了轻简化微喷带灌溉技术，将压力水由输水管和微喷带送到田间，通过微喷带上的出水孔，在重力和空气阻力的共同作用下，形成细雨般的喷洒效果；普通滴灌及移动式滴灌技术也得到了研究应用。

图为集成式一体化滴灌装置在棉花灌溉中的应用

支撑轻简化栽培的物质装备

实现棉花生产的轻便简捷、节本增效，不仅依赖于关键农艺技术，还依赖于品种、新型肥料、农业机械等物质装备及其与农艺技术的高度融合。

植物生长调节剂（PGR）是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质，包括人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质和从生物中提取的天然植物激素。应用植物生长调节剂调控棉花生长发育，塑造合理株型，控制蕾铃脱落，促进成熟脱叶，是实现棉花轻简化栽培的重要途径。在20 世纪50 年代初，我国就将植物生长调节剂应用到了棉花生产中，利用类生长素化合物控制蕾铃脱落；20 世纪60 年代初开始试用矮壮素（CCC）控制棉花徒长；20 世纪70 年代后期，研究使用乙烯利（ET）促进晚期棉铃提早吐絮，取得良好效果；自1983 年开始，在棉花上大面积推广使用缩节胺，成效显著，已成为棉花生产过程中必不可少的技术措施；进入20 世纪90 年代以来，随着机采棉的快速发展，收获辅助类调节剂得以大面积应用，并成为机械采收前必不可少的环节。当前用于棉花生产上的植物生长调节剂主要有营养型生长调节剂、生理延缓型生长调节剂和脱叶催熟型生长调节剂3 类。

缓控释肥是一类通过物理、化学、生物等手段，延缓肥料养分在土壤中的释放速率，使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或有控制地释放肥料，成为减少施肥次数、提高肥料利用率的重要物质支撑。在现有缓控释肥技术水平下，棉花专用配方缓控释肥在黄河流域棉区可采用一次性基施的方法，而在长江流域，需根据情况采用“一次性基施”、“一基一追”或“一基多喷”的办法，以“一基一追”为主。黄河流域棉区的一次性基施是指将全部缓控释肥料作为基肥使用，是轻简化施肥的重要表现形式。

棉花生产机械包括机械整地、机械铺膜播种、机械植保、机械中耕施肥、机械收获、机械拔柴和秸秆还田，以及种子加工机械化等内容。在目前条件下，核心内容是播种、中耕追肥、植保和收获等环节的机械化。采用机械把整地、施肥、喷除草剂一体化作业，省工省时节本。例如，新疆生产建设兵团用旋耕机器翻地和耙地，先进的旋耕机翻和耙蘑没有脊、沟，高差不超过3 cm，地平土细，大大提高了整地水平，也方便了灌溉，为精量播种减免间定苗打下了基础；采用大型精量播种机播种，实现了播种、施肥、施除草剂、铺设滴灌管和地膜等多道程序的联合作业，一次完成，大大简化了播种程序。当前，各类机引（挂）式喷药机械在新疆和华北棉田应用。新疆生产建设兵团还采用农用飞机或无人机喷洒农药和脱叶剂，具有快速、及时、均匀、效率高和不损伤农作物、不受地形条件限制等特点，提高了防效，节省了人工。

地膜残留引起了国家的高度重视，国家已经采取了积极有效的应对措施。我国已将残膜污染治理作为今后一段时间农业环境治理的重要内容之一。目前解决地膜残留污染的途径有两种：一是使用可降解地膜，解决传统地膜不能自行降解的弊端；二是使用可回收地膜，使用后回收，减少对土壤环境的污染。生物降解地膜是指一类在自然环境条件下可被微生物作用而发生降解的塑料地膜。从当前试验结果来看，与普通地膜相比，全生物降解地膜还存在着降解过程不稳定、降解时间可控性差、成本过高、物理力学性能指标低导致农机作业适应性差等具体问题，尚难以在生产中大面积推广应用。解决地膜残留污染的另一个重要途径是使用易回收地膜，使用以后进行回收。易回收地膜采用聚乙烯材料生产，要做到易回收，需要具备两个条件：一是地膜使用后形态要保持相对完整，大面积破裂的地膜很难回收；二是要有足够的强度，保证残膜回收机从土壤中连续起膜和卷收，即使人工回收也能连续从土壤中将膜拉出。针对农业生产需要，济南三塑历山薄膜有限公司和山东棉花研究中心合作，通过调整配方，运用聚乙烯材料的防老化技术，在配方中添加光稳定剂、抗氧剂等，减少聚乙烯地膜的老化，配合高强度的茂金属聚乙烯材料或者碳八碳六线性，研发的强度高、耐老化性能好的易回收地膜，覆盖作物使用完成以后，地膜形态完整、残留强度高。用地膜回收机回收时可以连续起膜和卷收，回收率高，土壤残留少。人工捡拾可以连续从覆土中拉出，断膜少，回收方便，省工省时。

本文由李文超摘编自董合忠、杨国正、田立文、郑曙峰等著《棉花轻简化栽培》（北京：科学出版社，2016.9）前言，内容略有删节改动。

ISBN：978-7-03-050005-2

《棉花轻简化栽培》是在总结作者多年研究成果的基础上，结合国内外现有轻简化、机械化植棉的理论与技术成果编写而成的。全书共 6 章，第一章论述了棉花轻简化栽培的概念、理论基础和实现途径；第二章论述了棉花轻简化栽培的关键技术；第三章介绍了支撑棉花轻简化栽培的物质装备与利用技术；最后三章分别论述了黄河流域棉区、长江流域棉区和西北内陆棉区的棉花轻简化栽培技术。

全书结构完整、内容丰富、重点突出、特色鲜明，学术性与实用性兼顾，适于农业科技工作者、农业技术推广工作者阅读参考，也可作为农业院校师生的参考资料。

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