第五章棉花和花生生产机械化

第五章棉花和花生生产机械化 第一节棉花生产机械化第二节花生生产机械化

第一节棉花生产机械化 1.1概述 1.2棉种脱绒机 1.3种植机械化 1.4棉花收获机械化 1.5国外棉花生产机械化情况

1.1概述 1.1.1 棉花生产机械化的意义 • 我国是世界主要产棉区之一，新疆是我国优质棉生产基地，截止20世纪九十年代末，新疆棉花种植面积达到75万hm2，单产达到1,240kg/ hm2。棉花生产机械化水平并不高。 • 在机械化程度较高的国营农场，棉花生产除浇水、间苗等作业仍用人工外，其它主要作业已全部实现机械化，综合机械化程度达52%。 • 农业机械化的发展，促进了棉花高产、优质栽培技术的推广，并有效地提高了劳动生产率，降低生产成本，扩大规模经营效益。 • 人工采棉已不能适应棉花生产大发展的需要。

1.1.2棉花生产机械化的发展过程 • 50年代初期：引进前苏联的棉花生产机械化设备和技术，在耕地、耙地、中耕、追肥、开沟、喷药等项作业进行机械化。 • 60年代：开始研制采棉机。 • 70年代末：新疆开始大面积推广应用气吸式和气吹式棉花精量、半精量播种机。 • 80年代：引进棉花覆膜栽培技术。新疆棉花单产和总产跃居全国首位。

1.1.3 棉花栽培特点及对机械化的要求 1. 棉籽特点：皮厚，含短绒，出苗慢，需水多。 2. 对机械化栽培的要求（1）棉籽要精选，药剂拌种；（2）为了防治虫害草害，要多次喷杀虫剂除草剂；（3）花铃期要喷生长调节剂；吐絮期要进行化学催熟；（4）棉花主根粗大不易腐烂，应有秸杆处理机；（5）根据棉株形态特点和物理机械特征，在机械作业时应尽量减少对植株的损伤；要求动力机应为轮式，较高的地隙，轮胎窄，转弯半径小，应能加装护罩；（6）配套的作业机械以悬挂式为宜。

1.1.4棉花生产机械化工艺过程 种子处理→耕整地→播种（或者育苗移栽）→施肥→灌溉与排水→中耕、除草与培土→整枝和化学控制→化学脱叶与催熟→收花及拔秆→种子贮藏。

1.2棉种脱绒机 经过加工处理的优质品种，是保证机械化播种质量，提高棉花单产及改善品质的一项重要技术措施。棉种加工包括脱绒、清选和包衣等工艺。脱绒机的种类与工作原理见相关部分。

1.3种植机械化 1.3.1 露地播种机械化播种机具分类：按机具动力：畜力播种机机引播种机按播种方式：条播、穴播、精播三种。

1.3.2地膜棉播种机械化 采用覆膜种植法的优点：（1）增加土壤的有效积温，能将土壤接受的太阳能转化为热能贮存起来，对土壤具有明显的增温效果，在春季温度低而不稳的地区，可提高地温2～4℃，有利于棉花保全苗和早发；（2）有效减少土壤的水分蒸发，提高土壤含水量，抗御干燥风沙；（3）抑制土壤盐分聚集在地表层，减少棉苗脱水死亡率；（4）改善土壤物理性状，使膜下耕层较长时间保持疏松状态，孔隙度大，土壤中固、液、气态三相比合理，为作物根系和植株生长创造良好的土壤结构；（5）土壤中微生物活跃，供肥能力高，加快了有机质的分解；（6）灭除杂草，减少病虫害。覆膜的这些优点，促进了覆膜播种机的发展。

地膜棉按播种与覆膜先后次序及位置分类： （1）先覆膜后播种（2）先播种后覆膜（3）地膜两侧播种

（1）膜上种植 1.肥箱2.悬挂架 3.起落机构4.地轮 5.输肥管6.链轮 7.施肥开沟器 8.平土器9.膜辊 10.展膜辊 11.压膜辊 12.前覆土园盘 13.种子箱 14.穴播器 15.后覆土园盘 16.覆土滚筒 17.刮土板

穴播器结构简图 1.固定鸭嘴 2.活动鸭嘴 3.穴播器滚筒外圈 4.进种道 5.舀充式垂直圆盘 6.挡盘 7.挡种板 8.种盒 9.凸轮机构 10.接盘

（2）膜下播种机 1.膜侧开沟园盘 2.播种园盘 3.镇压辊 4.展膜辊 5.压膜轮 6.覆土园盘 7.镇压轮 8.膜辊 9.升降机构

（3）膜侧播种 1.施肥开沟器 2.镇压辊 3.开沟园盘 4.展膜辊 5.穴播器 6.压膜园盘 7.覆土园盘 8.镇压轮

1.4棉花收获机械化 1. 为什么要机械化采棉（1）用工多：棉花生产单位面积用工为小麦的5～6倍、玉米的2倍，收获用工占1/5～1/3，且多在农忙季节。（2）收获季节限制：长江流域收花常值秋雨连绵，如不及时收花、烘干，将导致棉花变质降级。在新疆，如果在降雪早的地区，收花往往在雪地进行，也易降低产量和品级。（3）机械化收获比人工收获工效提高约100倍，而且能保收、保质、节省劳力。

2. 机械化采棉存在的问题 （1）棉花收获机构复杂，价格昂贵，一次性投资大，经济不是较发达的地区推广困难。（2）机械收获往往有大量碎叶、枝杆混入，要求轧花厂必需有相配套的清除能力。

1.4.1棉花机械化收获作业工艺 1. 化学脱叶化学脱叶催熟剂，可以脱掉绝大部分棉叶，增加吐絮率，使棉株变得比较干燥，便于采收，避免因枯霜前不能完全吐絮和落叶，导致的棉花沾上叶屑、尘土等降级因素，还可以提高采棉效率。 2. 机器采棉有分次采棉、一次采棉和摘铃等三种工艺。在我国，采棉以分次采棉结合摘铃为宜。分次采棉机，能保持棉株直立不倒，不伤果枝和青铃，只采吐絮畅、棉瓣蓬松的子棉，不采半开的棉铃和僵瓣棉。

1.4.1棉花机械化收获作业工艺 3. 清理加工机采籽棉的清理加工工艺包括烘棉、清棉、轧花、打包。烘棉可使纤维变得蓬松光滑，减少杂质和纤维的粘结，便于清理、轧花，通过清理和轧花，可清除籽棉中的外附杂质。

1.4.2机械采棉的工艺过程 （1）分次采棉：用摘锭采棉机从全开的棉铃中摘取籽棉；多次采收；霜后用摘铃机摘下未开的棉铃；机器适应性好，结构复杂，制造困难，可靠性差。（2）一次采棉：用梳齿式或摘锭式采棉机将棉株上的全开、半开棉铃一次全部采摘。机器结构简单，收摘效率和摘净率较高。但是含杂高。

1.4.3采棉机械 （1）水平摘锭式采棉机（2）垂直摘锭式采棉机（3）气吸振动式采棉机（4）摘辊式摘铃机

（1）水平摘锭式采棉机 1.扶导器 2.供水管 3.垫板 4.气流输棉管 5.脱棉器 6.导向槽 7.摘锭 8.采棉滚筒 9.曲柄滚轮 10.棉株压紧板 11.栅板

水平摘锭采棉机工作过程 1. 摘锭摘籽棉：扶导器将棉株扶起导入采摘室内，被挤压在80mm～90mm的空间内→摘锭伸进棉株，高速旋转，将籽棉缠在摘锭上，经栅板孔隙退出采摘室。 2. 脱棉：滚筒把一组组摘锭带到脱棉器下脱棉。 3. 送籽棉：脱下的籽棉被气流送入棉箱。 4. 摘锭再转到湿润器下面被擦净湿润后，又重新进入采摘室采棉。采摘率在90％左右，含杂5％左右，自然落地和机器碰落棉花占5%～10％。摘锭滚筒上的摘锭端回转的切线速度接近采棉机的前进速度，但方向相反，理论上摘锭与棉株的相对速度等于零，可保持在采棉时棉株直立不倾斜。

（2）垂直摘锭式采棉机 1.工作区摩擦带 2.棉行 3.扶导器 4.采棉滚筒 5.摘锭 6.脱棉区摩擦带 7.脱棉刷辊 8.输棉风管

垂直摘锭式采棉机原理 1. 摘棉：扶导器将棉株引入采棉室，左右两侧滚筒向后相对旋转，使滚筒和棉株接触的周边与棉株的相对速度等于零，保持棉株直立；同时摘锭高速自转把籽棉缠在摘锭上。 2. 脱棉、送棉：当摘锭被滚筒移转到脱棉区时，摘锭倒转，由脱棉辊将籽棉刷到集棉室，然后被气流送入棉箱。

3. 清洗摘锭滚筒：机器在地头转弯时，前后两个清洗喷头向旋转中的摘锭滚筒喷水清洗。采摘率80％左右，含杂10％左右，落地棉10％左右。受其原理限制，所采籽棉的含杂率很高，落地棉多，必须配套解决落地棉捡拾机和加强籽棉、皮棉的清理。

（3）气吸振动式采棉机 1.吸棉管 2.振动器 3.吸棉嘴 4.采棉室右侧壁 5.采摘室 6.采棉室左侧壁 7.拨株辊

气吸振动采棉原理 1. 基本原理：利用机械振动棉株的办法，减少籽棉与铃壳的联结力，振动振散吐絮籽棉瓣，并用气流吸走籽棉。

2. 采棉过程 （1）振动棉株：棉株进入采棉室后，被压缩成与采棉室相等的宽度，同时被拨株辊扶持直立，不致倾斜。棉株主杆离地面7 cm处遭到振动器橡胶锤的敲打而使棉株振动。（2）吐絮子棉瓤被振松变长、振散或跳出铃壳落下。子棉瓤被两边吸棉嘴吸走，经吸棉管被吸入棉箱。由于橡胶锤表面有弹性，活动装置，打击棉株后可弹回，所以在适宜的转速下，不会损伤棉株。采棉率可达到90％以上，落地率为0.5%～3％。

（4）摘辊式摘铃机 1.升降吊臂 2.吊架 3.传动胶带 4.扶导器 5.低棉铃采摘器 6.脱棉辊 7.输棉螺旋 8.栅条筛 9.万向节 10.橡胶叶片 11.尼龙丝刷 12.脱棉板 13.挡帘 14.滑撑

摘辊式摘铃机工作过程 1. 摘铃：棉株沿摘辊进入工作区后，吐絮的棉籽和棉铃被摘辊刷条和叶片打击摘下，贴近地面的低棉铃，在机器前进时与装在下方的低棉铃采摘器相接触，被梳状钢丝撸下来，并送到摘辊上。 2. 输送：采摘的籽棉和棉铃在摘辊旋转离心力的作用下抛到挡板和筛网上，弹落到螺旋输送器中，送到棉铃分离器。

3. 分选：利用籽棉和棉铃的漂浮速度差进行分选。 4. 分选出的棉铃滑入收集箱，籽棉被吹入棉箱。籽棉含杂率高达22%以上，青铃较多，难以处理，因此该机较适于霜后未吐絮棉铃的摘收。

1.4.4棉秆铲拔收获机具 棉秆铲拔机主要靠锄铲将棉秆根部铲断，并松碎表土，便于棉秆收集。主要包括两种形式：简易铲秆机和铲秆集堆机。

铲杆集堆机 1. 拨盘—挡杆式铲杆集堆机：由拖拉机动力输出轴通过传动装置，驱动拨盘旋转，在拨盘拨齿和护板的扶持下，棉杆根部被铲子切断，杆身在基本保持直立的状态下被依次送至集堆挡杆处，随着集聚棉杆数量的增加，左右联动的集堆挡杆被挤压张开，当张开到一定角度时，成堆的棉杆即摆脱挡杆的控制而堆放于田间。集堆挡杆在回位弹簧的作用下，回复到原始工作状态。 2. 搂耙式铲杆集堆机相当于简易铲杆机上增加一套搂耙式集堆机构，可根据棉杆的搂集情况，适时地操纵搂耙起落，达到棉杆堆集的目的。

1.4.5棉花收后清理加工机械化 清理加工的意义：棉花在生长过程中将附着灰砂、枯棉叶等，在机采棉的过程中，大量的杂质，如棉叶、碎杆、土砂等将混入籽棉中，籽棉的含杂率一般在8%～15%。为了保证皮棉的质量和后续加工的安全等，必须对籽棉进行清理加工。

籽棉清花机皮棉仓库下脚料处理设备打包机综合利用轧花机棉籽清理设备下脚料短绒仓库清绒机集绒箱剥绒机种用棉籽种子仓库工业用棉籽榨油机棉花加工工艺流程

毛刷式锯齿轧花机 1.盛花斗 2.喂花辊 3.排杂网 4.清花刺辊 5.排杂螺旋 6.压棉辊 7.集棉尘笼 8.皮棉道 9.毛刷滚筒 10.排杂调节板 11.锯片滚筒 12.轧花肋条排 13.阻壳肋条排 14.拨花刺辊 15.拨花翼辊 16.前厢 17.淌花板 18.中厢 19.前挡风板 20.后厢

气流式锯齿剥绒机 1.上排杂罩壳 2.上排杂刀 3.吸绒管道 4.排杂螺旋

1.5国外棉花生产机械化情况 美国从19世纪50年代开始研究采棉机，到20世纪40年代开始批量生产采棉机，当时的机器以水平摘锭式为主。 80年代末，采棉机械化程度已达100%。采棉机的生产厂家由开始的10多家，只剩2家：约翰迪尔公司(John Deere Co.)和凯斯国际公司(JI Case Co.)。 90年代，这两个公司的最新产品为：约翰迪尔公司的9930型2行采棉机和9965型5行采棉机，凯斯公司的2022型采棉机和2055型5行采棉机。

吹吸气流机械振动采棉

乌兹别克棉花生产机械化情况 • 是前苏联机械化植棉、采棉及清理加工技术设备的研究与生产中心。 • 30年代开始研制采棉机，初期设计主要采用气吸式和刷式结构。 • 40年代开始水平摘锭式采棉机的研制，未能大面积推广。后来开始研制垂直摘锭式采棉机，50年代初，开始批量生产。 • 90年代初，乌兹别克机械化采棉达到70%以上。目前，乌兹别克生产的采棉机主要为垂直摘锭式。 • 垂直摘锭式采棉机的特点是：采棉部件结构比水平摘锭简单，易制造，造价低；适宜采摘棉株分枝少而短、棉铃集中、株高低于80cm的棉花；由于垂直摘锭的有效工作区较小，棉花的采净率和工效较水平摘锭低，一般采净率为80%，需采2～3次，生产率低20%；采棉机的工作部件悬装在拖拉机上，动力部分利用率高。

第二节花生生产机械化 2.1概述 2.2 花生生产机械化技术

2.1概述 • 花生是世界上广泛栽培的主要油料和经济作物。在世界油料生产和国际贸易中仅次于大豆居于第二位。 • 2010年1月份中国花生出口量为6714，金额总计6,923,640美元，平均单价1031.2美元/吨，较2009年同比上升56.2%。 (中国花生网http://www.cnpeanut.com/) • 据联合国粮农组织统计数字表明，世界花生种植面积由60年代至今不断上升。 • 世界花生年总产量60年代为150亿千克，70年代后期达180亿千克，80年代中期增至190亿千克，至2000年，世界花生年总产量超过220亿千克。

我国花生栽培历史悠久，单产、总产和出口量均居同期世界主要花生生产国之首。统计资料料显示，2003年我国花生种植总面积达到400多万公顷，单产接近3000kg/hm2，花生总产量1157万吨，占世界总产量的35%左右。我国花生栽培历史悠久，单产、总产和出口量均居同期世界主要花生生产国之首。统计资料料显示，2003年我国花生种植总面积达到400多万公顷，单产接近3000kg/hm2，花生总产量1157万吨，占世界总产量的35%左右。 • 花生是我国的主要油料作物，虽然我国的花生种植面积仅占油料作物总面积的1/3，但其产量却占全国油料作物总产量一半以上。因此花生生产无论对我国还是对世界均起着举足轻重的作用。

我国花生产区分北方和南方，其中山东、河南、河北、安徽省是我国花生种植大省。我国花生产区分北方和南方，其中山东、河南、河北、安徽省是我国花生种植大省。 • 山东省花生年平均种植面积为800,000hm2，占全国总面积的20%，种植面积、总产量和出口量分别占全国的20%、35%和70%，均居全国之首，并且有不断增大的趋势。

2.2 花生生产机械化技术

2.2.1 作业工艺 施底肥割、挖、摘、清、集、脱耕整地播种田间管理准备种子（选、拌、催）铺膜播种（点、精）收获

2.2.2 花生机械化作业的意义 • 花生作业劳动强度大，用工多，成本高。人畜力作业效率低下。 • 花生收获期，正值“三秋”大忙季节，劳力紧张，收获粗放，损失较大，增产而不增收的现象屡见不鲜。 • 花生机械化生产尤其是播种和收获环节实现机械化意义重大。

2002-2007年平均，中国花生与对比农作物总成本均呈稳定增长态势，其中，花生总成本一直居第二位。（山东农大，张吉国等，世界农业）2002-2007年平均，中国花生与对比农作物总成本均呈稳定增长态势，其中，花生总成本一直居第二位。（山东农大，张吉国等，世界农业）

2002~2007年6年间 中国花生单位生产成本年年上升

第五章 棉花和花生生产机械化