努爾掃列·吐魯孫汗

（塔城地區(qū)農(nóng)牧機械技術推廣站，新疆 塔城 834300）

棉花是新疆的重要經(jīng)濟作物，據(jù)國家棉花信息網(wǎng)調查顯示，2018年度全國棉花種植面積達326.67 萬hm2，而新疆棉花種植面積230.47 萬hm2，約占全國棉花種植面積的70.6%[1-4]。隨著我區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展和機械化水平的不斷提高[5-8]，棉花種植面積不斷增加[9-12]。目前，塔城地區(qū)年種植棉花25.33 萬hm2，其中，沙灣縣種植面積達12 萬hm2，全縣棉花種植、田間管理、收獲基本實現(xiàn)了全程機械化，但棉花打頂目前依然靠人工作業(yè)。

2020年塔城地區(qū)農(nóng)牧機械技術推廣站依托自治區(qū)農(nóng)業(yè)科技推廣與服務“棉花生產(chǎn)全程機械化技術集成與示范推廣”項目，在沙灣縣大泉鄉(xiāng)東泉村建立了83.6 hm2棉花全程機械化技術示范區(qū)，并在示范區(qū)舉行了棉花打頂機械化技術現(xiàn)場觀摩會，棉花采用機械打頂能促進節(jié)本增收、提高效率、不誤農(nóng)時。通過現(xiàn)場會實地作業(yè)，參會人員在加強切割部件強度，提高仿形精度等方面提出了合理化的改進建議。此棉花機械打頂技術及機具為棉花打頂機械的發(fā)展奠定了基礎，對實現(xiàn)棉花全程機械化起到了積極推動作用。

1 3MD-6 型棉花打頂機介紹

棉花打頂機主要由液壓升降系統(tǒng)、彈簧、帶輪、鋼珠、切割器、仿形裝置、傳感器a、傳感器b、伸縮仿形支架、固定仿形支架、機架等組成。

該裝置打頂方式為懸掛式機械打頂，通過垂直仿形技術，將棉花高度信息通過傳感器傳遞到液壓電磁閥，來控制液壓分流，調整動刀的高度，實現(xiàn)不同高度棉花的機械打頂，工作原理示意見圖1。

本裝置工作時，仿形板接觸棉株，棉株會給仿形板一個支撐力，使仿形板帶動與其固連的仿形架根據(jù)棉株的高度繞鉸接點左右擺動，當仿形板碰到的棉株比上一株棉株高時，仿形板向上運動，使仿形架逆時針擺動，碰到左邊的傳感器a，傳感器接收到信號，信號傳遞到電磁閥，從而控制液壓桿向上移動，帶動與液壓桿混合連接的打頂器上升，并帶動與液壓油缸固連的仿形支架以及仿形裝置隨之上升；當仿形板碰到的棉株比上一株棉株低時，仿形板向下運動，使仿形架順時針擺動，碰到右邊的傳感器b，傳感器接收到信號，信號傳遞到電磁閥，從而控制液壓桿向下運功，帶動與液壓桿混合連接的打頂器下降，并帶動與液壓油缸固連的仿形支架以及仿形裝置隨之下降；當仿形板碰到的棉株和上一株棉株一樣高時，仿形板和仿形架保持原有的狀態(tài)，此時仿形架會處于兩個傳感器的中間位置，傳感器不會傳遞信號，從而液壓桿不運動，與其混合連接的打頂器以及與液壓油缸固連的仿形支架以及仿形裝置也不運動，這樣就實現(xiàn)了仿形裝置對棉株的高度的實時監(jiān)測，并使刀軸跟隨其運動，保證打頂效果，該機主要技術參數(shù)如表1。

表1 3MD-6 型棉花打頂機技術參數(shù)

2 3MD-6 型棉花打頂機的特點及優(yōu)勢

（1）結構簡單，升降動力可以實現(xiàn)不同高度棉花的機械打頂。操作簡單，傳動系統(tǒng)平穩(wěn)，噪音低，工作阻力小，可以滿足穩(wěn)定高速作業(yè)。

（2）該機一天可以作業(yè)8～10 hm2，大大提高了作業(yè)效率，有利于棉花多作蕾鈴，達到增產(chǎn)的目的。減輕了勞動強度，降低作業(yè)成本，增加了棉農(nóng)的收入。

（3）該棉花打頂機通過感應器來判斷棉花頭的高低，以驅動高速旋轉的割刀升高或降低，可以實現(xiàn)精準打頂。

3 取得的效益

據(jù)測算，人工打頂一天約打頂0.33 hm2，沙灣縣種植面積達12 萬hm2，按照每人每天150 元計算，若全部采用人工打頂，全縣棉花產(chǎn)業(yè)僅在棉花打頂一個工序就需花費5 400 萬元，而采用機械打頂技術一天可以作業(yè)8～10 hm2，可以替代40 到50 個勞動力，大大降低了作業(yè)成本，提高了作業(yè)效率，并且爭取到了農(nóng)時，達到增產(chǎn)的目的，增加了棉農(nóng)的收入。

4 示范使用情況

3MD-6 型棉花打頂機在棉花全程機械技術示范區(qū)進行了約2 hm2的小面積田間試驗。前期因該機調整不當，加之仿形滑板調整孔位置少，機具作業(yè)效果不佳，經(jīng)過鉆孔增加仿形位置和不斷的試驗、調整，使棉花打頂機的試驗示范效果逐步明顯，打頂效果好，作業(yè)損失減少，棉農(nóng)對打頂機后期示范效果比較認可。

試驗結果表明，機具的作業(yè)速度為3 km/h 時，打頂效率達到88%。該機對棉田的土地和種植行數(shù)有一定要求，在土地平整度高的棉田作業(yè)，棉花長勢高度相差不大，比較均勻時，機械作業(yè)效率高，打頂精度高。在不平整或者棉花高度差距大的棉田作業(yè)，容易導致棉花漏打頂或過打頂?shù)默F(xiàn)象發(fā)生，對棉株的蕾、鈴造成一定的損傷；該機的打頂旋轉割刀是3 組，比較適合棉花的1 膜3 行或4 行的種植模式作業(yè)。

5 存在問題及建議

棉花打頂機對棉花的產(chǎn)量和質量有著重要的影響。棉花機械打頂技術能大大提高棉花打頂?shù)墓ぷ餍?，?jié)省人力和財力，解決打頂成本高、耗時長等問題，但仍存在一些問題：

（1）切割部件易損壞，切割部件強度和耐磨性應加強。仿形裝置的仿形精度有待提高，不能實現(xiàn)對每一株棉稈的仿形，后續(xù)可以通過棉花單行打頂高度自動識別與控制系統(tǒng)來實現(xiàn)精確打頂。

（2）相較于人工打頂，機械打頂技術的漏切率和蕾鈴的損失率偏高，作業(yè)還不夠精準，應在保證高效率作業(yè)的同時，提高作業(yè)精準度，降低對棉花的損傷。

（3）當棉花長勢不均時，液壓升降系統(tǒng)中液壓缸升降頻繁，容易使得油溫過高，液壓缸磨損嚴重導致漏油，應添加冷卻系統(tǒng)，保證油溫處于較低水平。

（4）目前，我區(qū)棉花種植模式基本為1 膜6 行，外側兩行的棉花，由于受覆土層較厚，地溫低，同時吸收水分、化肥較少等因素影響，普遍長勢較矮，該機械打頂技術很難滿足現(xiàn)有的1 膜6 行的種植模式，存在棉株高的蕾、鈴打頂損傷較多，長勢矮的打頂不上等問題。

（5）該打頂機的工作部件是帶傳感器的3 組仿形滑板和上下自動調節(jié)的旋轉割刀，仿形器與旋轉割刀有50 cm 反應距離，機具向前作業(yè)時，在短時間內基本可以對不同高度棉花作出反應打頂，而對于同一橫向高低不同的棉花無法仿形，存在打頂高低不均勻的問題。

棉花機械打頂機的作業(yè)速度、仿形器和旋轉割刀高低反應的靈敏度、棉花長勢高低的均勻度、種植模式、田間管理等是影響機械打頂效果的關鍵因素，也是直接影響棉花產(chǎn)量的因素。

因此，建議該棉花機械打頂技術首先在1 膜3 行或4 行的種植地里，進行機械打頂試驗示范，完善各項田間試驗資料，以便今后對機具改進、示范推廣，積累科研數(shù)據(jù)。原因是在這種種植模式下的各行棉花長勢接近，機具所需調整幅度小。機械打頂時，棉桃的損失率很小，農(nóng)戶一般也能夠接受。

建議棉花機械打頂技術在不同種植模式（1 膜3行、4 行或6 行）地里，進行田間試驗示范時。為解決棉花全程機械化技術中需人工打頂?shù)膯栴}，不能單一要求機械技術滿足農(nóng)藝技術，應加強農(nóng)機與農(nóng)藝融合，才能突破棉花全程機械化的技術瓶頸問題。

同時，也要探討棉花機械打頂采用1 膜3 行或4行的種植作業(yè)模式，保苗株樹相對減少時，產(chǎn)量是否會減產(chǎn)，如何通過完善棉花田間管理措施，保證棉花產(chǎn)量，也需進一步開展研究。