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導(dǎo)語：眼下，我國棉花主產(chǎn)區(qū)新疆正值棉花采收季，超7000臺采棉機作業(yè)于天山南北。新疆棉花機采率達(dá)到81%，過去50畝地人工采摘要2個月，現(xiàn)在機采2個小時就能采完，國產(chǎn)采棉機保有量正在逐步提升，整機國產(chǎn)化率達(dá)93%，核心部件完全國產(chǎn)化。采棉機的‘卡脖子’核心技術(shù)是什么？

一、 機械化采棉是必由之路

棉花既是最重要的纖維作物、油料作物，也是含高蛋白的糧食作物，紡織、精細(xì)化工原料和重要的戰(zhàn)略物資。

我國棉花種植面積333萬公頃(5000萬畝)左右，國內(nèi)35個省份中有24個省份有棉花種植，有近3億人參與其生產(chǎn)，我國已成為世界最大的棉花消費國、第二大棉花生產(chǎn)國。世界棉花看中國，中國棉花看新疆，其新疆棉花播種面積和產(chǎn)量占全國的80%以上，據(jù)統(tǒng)計，我國棉花耕種收綜合機械化率超過70%，機采率卻不足30%，近年來在國家農(nóng)機購置補貼政策的引導(dǎo)下，新疆棉花機采率達(dá)到81%，占國內(nèi)全部棉花機收面積的99%以上。

以往，每到采棉季節(jié)僅新疆兵團(tuán)每年需要拾花勞力超過50多萬人，每年為此支付的人工費就高達(dá)12億元人民幣。一般1畝地可產(chǎn)棉花300公斤至350公斤，普通的熟練工每天最多可采摘棉花80公斤，而六行采棉機每天可以采摘約400畝棉花地，合計下來，六行采棉機的采棉功效相當(dāng)于1200名拾花工。

針對棉花采摘這一環(huán)節(jié)，人工采摘的成本約為3元/kg，機采成本約為1.2元/kg，以我國棉花畝產(chǎn)量350公斤估算，實現(xiàn)機械化采棉作業(yè)每畝可降低成本600余元，經(jīng)濟效益和利潤價值大到驚人。

二、 采棉機為什么能替代采棉工？

人工采棉是靠人手一朵一朵把棉絨從棉桃里摘出來，動作精細(xì)復(fù)雜。

采棉機屬于農(nóng)機裝備領(lǐng)域技術(shù)性強、行業(yè)壁壘高的產(chǎn)品之一，采棉機在靠前面采棉頭滾輪旋轉(zhuǎn)把棉桃里的棉絨攪出來，以采棉頭等為核心的關(guān)鍵部件制造技術(shù)長期被國外品牌壟斷。

1889年美國發(fā)明家坎貝爾研制成功了世界上最早的摘錠式采棉機， 1964年基本實現(xiàn)機采棉機械化，1975年美國機械采棉的程度已達(dá)到100%，澳大利亞、以色列等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家機械化收獲率也達(dá)100%。

采棉機根據(jù)棉花采摘原理以及采摘頭的結(jié)構(gòu)不同分為：水平摘錠式和垂直摘錠式采棉機。

垂直摘錠式采棉機與水平摘錠式采棉機比較的主要缺點是：作業(yè)效率相對較低，含雜率相對較高，相關(guān)試驗表明，水平摘錠采棉機采凈率達(dá) 96%，含雜率約為 10%左右，比垂直摘錠式采棉機要高，成為現(xiàn)在市場主流。

水平摘錠式采棉機主要包括采棉頭、底盤、發(fā)動機、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、駕駛室及操控系統(tǒng)、氣力輸棉系統(tǒng)、棉箱等構(gòu)成。

采棉機在工作時依靠前端分禾器作為引導(dǎo)器，將一排排的棉株收攏連枝帶葉導(dǎo)入采摘室，（所謂的采摘室其實就是是滾筒兩側(cè)的一條縫，縫的一面是水平柵板，另一面是壓緊板），如何將棉花從其中分離出來，是最重要的工序。

在采棉機每個采棉頭滾筒縱向安裝有數(shù)百根表面帶溝槽的圓錐體排釘，被稱作摘錠，摘錠是采棉機上關(guān)鍵部件, 一臺采棉機安裝 2000 多根摘錠， 材料為低碳合金鋼，采棉作業(yè)的時摘錠在一次完整的采摘過程中需完成將棉花勾住，并在其自身的高速旋轉(zhuǎn)下纏繞，在采摘頭滾筒的旋轉(zhuǎn)下將纏繞的棉花從棉鈴中拽出，然后經(jīng)脫棉盤將纏繞在摘錠桿身的棉花脫下。

采棉機內(nèi)有大馬力鼓風(fēng)機，會將掉落的棉花通過輸棉管道收集在集棉廂中，等車廂內(nèi)的棉花積攢到一定量時。就會將棉花壓實，用塑料膜打成卷，放在地里，或者直接倒入專用車箱拉走儲存。

采棉機內(nèi)有大馬力鼓風(fēng)機。會將掉落的棉花吹入車廂儲存區(qū)，但棉花里夾雜的枯葉和碎殼是沒辦法清理干凈的。后續(xù)的生產(chǎn)工藝?yán)镞€是要再次處理，等車廂內(nèi)的棉花積攢到一定量時。就會將棉花壓實，用塑料膜打成卷，放在地里，或者直接倒入專用車箱拉走儲存。

與世界機采棉已經(jīng)有80 多年的歷史相比，我國的機采棉歷史較短，是近二十幾年才逐漸發(fā)展起來的。

三、 國產(chǎn)化實現(xiàn)突破

采棉機發(fā)展水平?jīng)Q定了棉花種植全程機械化的發(fā)展好壞，一直以來是我國農(nóng)機化發(fā)展中的短板之一，市場存量產(chǎn)品98%以上均是國外進(jìn)口產(chǎn)品，國產(chǎn)化實現(xiàn)突破也就是近幾年的事情。

目前新疆進(jìn)口采棉機占比較大、進(jìn)口配件依賴程度高，采摘效率高、可靠性強、售后服務(wù)廣，長期以來棉農(nóng)形成了對國外口采棉機的依賴。

隨著國內(nèi)現(xiàn)代農(nóng)裝設(shè)備的發(fā)展，在采棉系統(tǒng)方面攻克了采棉指、脫棉盤、水刷等核心部件的延壽技術(shù)，現(xiàn)代農(nóng)裝、缽施然、常州東風(fēng)、天鵝股份、星光農(nóng)機、中鐵建、沃得農(nóng)機等國產(chǎn)采棉機市場占有率的逐步提高。

2018年國產(chǎn)采棉機銷量達(dá)到738臺，銷量首次超過了外資品牌， 2019年國產(chǎn)采棉機銷量已經(jīng)超過了千臺，2020年我國采棉機銷量份額中，國產(chǎn)品牌市場占比達(dá)到62.29%，外資品牌市場占比37.71%，國產(chǎn)品牌采棉機銷量已遠(yuǎn)超外資品牌。

與進(jìn)口采棉機相比，國產(chǎn)采棉機最大的優(yōu)勢是價格低、性價比高。國產(chǎn)三行低端廂式機幾乎是國產(chǎn)品牌的天下，價格在90萬元至130萬元之間，六行采棉機價格200萬元至250萬元。進(jìn)口采棉機以價格高、性能好的六行采棉機為主，價位在500萬元至600萬元。

四、 國產(chǎn)采棉機挺起腰桿了

國產(chǎn)采棉機除了價格優(yōu)勢，眾多技術(shù)創(chuàng)新也給性能帶來本質(zhì)上的提升，其輸出功率大，動力更強勁，扭矩大，可靠性更高；配備一鍵式按鈕自動操控，全電液傳動，作業(yè)更加高效，還最大限度延長了發(fā)動機壽命，讓油耗更低；采用了先進(jìn)的機內(nèi)凈化方案， 直吹風(fēng)模式大大提高了風(fēng)力，為了用戶降低成本。

1）自研國產(chǎn)高效采棉頭

2021年中國農(nóng)機院現(xiàn)代農(nóng)裝自制高效采棉頭的成功下線，標(biāo)志著“中農(nóng)機”采棉機市場競爭力大幅提高，也標(biāo)志著國產(chǎn)采棉機行業(yè)實現(xiàn)了新的技術(shù)突破， “中農(nóng)機”自制采棉頭采用16列座管，摘錠工作轉(zhuǎn)速高達(dá)4000r/min，采摘效率可提高20%。

2）缽施然領(lǐng)跑采棉機國產(chǎn)化浪潮

缽施然從創(chuàng)建就專注于采棉機的研發(fā)制造。生產(chǎn)的4MZ型自走式棉花收獲機榮獲國家第六批制造業(yè)單項冠軍。截至2022年底，缽施然采棉機累計銷量超過2300臺，領(lǐng)跑采棉機國產(chǎn)化浪潮，近年來產(chǎn)品更是遠(yuǎn)銷海外，54臺四行箱式采棉機出口到烏茲別克斯坦，總出口金額超8000萬，實現(xiàn)國產(chǎn)采棉機的最大規(guī)模的出口和最大單筆交易金額。

缽施然4MZD-6A高端大型打包采棉機一次可完成對棉花的采摘、輸送、集箱、打包、卸棉作業(yè)。配備了554馬力（410千瓦）大功率柴油發(fā)動機，動力強勁充裕。采用液壓四輪驅(qū)動，高強度電氣控制，行走速度三擋按鍵式控制，操控簡單，配有保護(hù)程序，避免操作失誤造成機械損壞。風(fēng)機等主要動力部件也均采用液壓傳動，結(jié)構(gòu)簡單，傳動可靠。更傾向于大田作業(yè)，具備可以和國外大型打包采棉機“掰手腕”的競爭實力。

面對小塊棉田開發(fā)的行圓捆打包采棉機4MZD-3A，實現(xiàn)了國產(chǎn)三行打包機零的突破。在新疆地區(qū)，個體棉農(nóng)都習(xí)慣在一張薄膜寬度內(nèi)種植三行棉花。造價只有六行采棉機一半的三行采棉機，已經(jīng)成為新疆廣袤的棉田中機械化采棉的主力軍。

3）鐵建重工-首家研發(fā)六行采棉機的大型央企

鐵建重工研發(fā)4MZ－6高端智能自走式采棉機共有采棉頭6個，棉箱總?cè)萘繛?0立方米，采凈率超過93％。同時，為更好地適應(yīng)新疆采棉需求、該采棉機還特別設(shè)計或增加了著火報警檢測和自動滅火裝置、防觸電設(shè)施、北斗導(dǎo)航技術(shù)的電控系統(tǒng)、利用發(fā)動尾氣余熱加熱清洗液以及雙大風(fēng)機等設(shè)施或新技術(shù)。

結(jié)語：

中國制造的采棉機在經(jīng)歷了引進(jìn)、仿制后，實現(xiàn)了從無到有、從低端到高端的自研發(fā)展過程。雖然和國外品牌技術(shù)還有差距，但隨著互聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)機械緊密結(jié)合，國產(chǎn)現(xiàn)代化農(nóng)機將成為中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的強有力支撐。

參考文獻(xiàn)：

1. 采棉機摘錠磨損失效分析，農(nóng)業(yè)工程學(xué)報、張有強，王偉，廖結(jié)安