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刷輥式采棉及配套農藝關鍵技術我國棉花種植面積5300萬畝，2019年全國棉花耕種收綜合機械化率75%，機采率41%，且黃淮海、長江流域棉區機采率不足10%，嚴重製約棉花產業可持續發展。

一、技術名稱

刷輥式采棉及配套農藝關鍵技術

二、技術概述

（一）研發背景

我國棉花種植面積5300萬畝，2019年全國棉花耕種收綜合機械化率75%，機采率41%，且黃淮海、長江流域棉區機采率不足10%，嚴重製約棉花產業可持續發展。棉花機械化收穫尚有亟待解決的技術難題：① 現有采棉機農藝適應性差。目前在用的水平摘錠式采棉機要求棉花吐絮率達到95%，難以適應非新疆棉區密度低、植株高、吐絮一致性差的特點；②棉纖維損傷大。現有采棉機通過高速旋轉的摘錠進行採摘，影響棉花品質；③農機農藝脫節。缺乏適宜機械化作業的農藝管理、規程和標準，未形成機采棉輕簡化生產技術模式。針對棉花高效低損機械化收穫重大產業需求，項目組經多年聯合攻關，在刷輥式采棉及配套農藝關鍵技術創新研究上取得原創性突破。

（二）技術要點及參數

刷輥式采棉關鍵技術與裝備創新。①創製高效低損刷輥式採摘台，採用柔性刷輥式棉花採摘技術，采淨率≥96%，避免棉纖維拉扯損傷問題，適應不同品種和不同種植模式的收穫需求；②創新「棉-桃-雜」有序分離輸送裝置，根據籽棉、棉桃和碎葉懸浮速度的差異性，採用切線導流原理逐層布置排氣格柵，實現籽棉輸送的同時有序分離青桃和碎葉等，青桃回收率≥98%；③棉纖維抑損清雜關鍵技術與裝備創新，針對清雜過程中棉纖維損傷的問題，採用「一清二回收」分級清雜方案，創製棉纖維抑損分級清雜裝置，籽棉含雜率≤9%，提高籽棉清理質量。

創新集成刷輥式機采棉輕簡化生產技術模式。①創新機采棉數量化標準的農藝融合技術，構建棉花數量化株型標準、熟性數量化標準，篩選適宜機收棉花品種和種植密度；創新高效脫葉催熟技術，為機械化採收提供有利條件；②創建刷輥式機采棉配套農藝技術模式，即「精量播種-輕簡栽培-化學調控-機械採收」模式，實現集中開花，提早吐絮7～15天，霜前花率提高10%，提高機械化採收質量；③建立機采棉輕簡化生產模式示範點，實現植棉數量化管理、輕簡化作業，顯著減少用工，提高植棉效益，平均畝增收200元以上，以刷輥式采棉技術研發采棉機的購機和採收成本為摘錠式采棉機的2/3。

該成果具有完全自主知識產權，授權發明專利12件；發表SCI/EI論文5篇；頒布行業標準1項；出版著作2部；獲軟件著作權9項。在新疆、山東、河北等主產區大面積推廣應用，企業技術轉讓單筆金額達350萬元。經檢測：刷輥式采棉機采淨率96.9%，含雜率6.4%，優於機采棉作業質量行業標準（采淨率≥93%，含雜率≤11%）；兩位中國工程院院士等7位專家鑑定認為：「刷輥式采棉機主要技術性能指標超過國際同類機型先進水平」。

（三）技術示範推廣情況

核心技術「刷輥式采棉及配套農藝關鍵技術」2014～2018年連續五年被遴選為農業農村部主推技術；制定行業標準「統收式棉花收穫機作業質量，NY/T3214-2018」1項；技術研發成果刷輥式采棉機獲2016年度農業農村部南京農業機械化研究所優秀科技成果獎，獲第二十屆中國國際高新技術成果交易會「優秀產品獎」，2021年獲第二十二屆中國專利優秀獎。

刷輥式采棉機在2015年2月進行科技成果鑑定；2019年采棉機技術成果轉讓新疆巨王偉業農業科技有限公司，合同款項350萬元；2020年在新疆通過了新產品推廣鑑定；2021年完成小批量生產15台套，產值突破1800萬元。通過在新疆、山東、河南、河北、江蘇、安徽、湖北、江西等棉區多地的示範與推廣應用，累計示範面積達43.16萬畝，適應刷輥式采棉機的機采棉種植模式輻射面積超過150萬畝，其作業效果達到行業標準要求，獲得植棉大戶、相關專家領導與推广部門的廣泛認可。與現有機型對比，減少因天氣等原因造成二次採收，減少收穫成本，每畝可多收穫5%籽棉；與人工收穫對比，機采綜合成本比人工採摘低0.3-1.3元/公斤，三行刷輥式采棉機效率約人工的400-500倍。

該技術研發過程中攻關取得一系列科研成果，特別是刷輥式採摘技術與機載籽棉預處理技術等日臻成熟，這些科研產出有效地整體提升我國自主研發的棉花收穫裝備水平。在此基礎上研發了履帶式輕型采棉機，經2021年湖南試驗示範證明，針對長江流域棉區特殊地形和氣候特點，可有效解決該區域棉花採摘難的困境、提升棉花的采淨率，對實現黃河、長江流域棉花種植恢復性發展，促進我國農機裝備的自主創新提供了有力的技術支撐，經濟和社會效益顯著。

三、適宜區域

技術成果刷輥式采棉機適應性較廣，可適應我國新疆、黃河流域棉區及中亞等國收穫作業模式；技術延伸成果履帶式刷輥采棉機可適應長江流域棉區分散的小田塊作業模式。

四、注意事項

刷輥式采棉機需在在常規76cm等行距或（66+10）小雙行機播模式下進行收穫，收穫期棉枝需進行脫葉處理。