我国棉花种植历史悠久,早在南北朝时期就有棉花种植的记载,如今,棉花已是我国的重要战略物资、工业原料和百姓必需品,也是我国仅次于粮食的第二大农作物和主要经济作物之一,2018-2019年我国棉花平均年产量占世界总产量的23%。国家统计局数据显示,2018-2019年我国棉花种植面积约5000万亩,主要种植区为新疆地区、江淮平原、华北平原、长江下游滨海沿江平原等区域,经过多年的发展,我国棉花种植生产逐步实现了机械化作业流程(图1)。

　　进入21世纪,一方面,随着我国土地流转速度加快,规模化种植进程也在不断向前推进；另一方面,随着我国农药行业的进步和农药使用技术的成熟,棉花植保、化控和脱叶催熟等关键环节分别达到较高水平的防治和作业要求,从而保证了棉花能够进行高效的机械化采收,秸秆处理和后续加工。

　　随着农业从事人口数量的快速下降,劳动成本的不断提升,人工作业尤其是人工采棉的成本和效率问题越来越突出。历史上一列列满载河南、甘肃、陕西等省的采棉农工的赴疆“专列”、几十万采棉大军劳作的壮观景象在逐步减少、甚至消失,取而代之的是满天喷洒脱叶剂的无人飞机嗡嗡机鸣和大型的采棉机的隆隆轰鸣的壮观景象。

　　据计算,新疆地区机械采收棉花成本平均为1.02元/公斤籽棉,同传统人工采收棉花成本2.5元/公斤籽棉相比,每公斤籽棉降低了1.48元采收成本。按平均亩采收400公斤籽棉计算,机械采收每亩可节约成本592元,棉户每种植100亩可节约成本费用59200元。同时,一台5行采棉机日采收工效在150亩以上,6行机采收工效可达200亩,相当于至少750-1000人同时作业,从而大大提升了作业效率,降低了劳动强度,提高了棉农的经济效益。

　　传统采棉机采收的棉花含杂质较多,由于去杂要损失些绒长和皮棉重量,短绒数量会有所增加,而且部分棉花清理加工工艺不完善,设备不配套,导致机采棉品质有所欠缺。随着我国农药产业的发展,新型药剂、药械使用技术不断提高,棉花种植管理新手段如棉花催熟剂、脱叶剂的使用为棉花品质的提升带来巨大的帮助,尤其是近年来植保无人飞机飞防作业如雨后春笋般地出现,给传统机械采棉带来了新的发展机遇。

　　早在1995年,原英国先正达公司在我国农业部进行登记备案,获得了百草枯产品在棉花上作为摧枯药剂的使用许可。使用百草枯进行人工脱叶,一方面可以促进秋铃的成熟,提高纤维质量；另一方面,可以显著提高机械化采棉和人工拾花的工作效率,减少碎叶等机械性杂质,在提高棉花品质的同时大大降低了后续人工处理的工作量和人工成本。之后,百草枯作为摧枯剂和脱叶剂在棉花上的应用很快得到棉农的认可。进入二十一世纪后,许多国内企业也开始关注百草枯在棉花上的脱叶应用,进行了一系列产品登记和推广应用(表1)。

　　随着国内许多科研机构、生产企业已在棉花脱叶剂替代性产品的研发和应用领域进行了深入研究,大家将关注点聚焦到了新型植物生长调节剂的科学使用上,开发并登记了以噻苯隆、敌草隆、吡草醚、甲哌鎓、乙烯利等有效成分为代表一系列植物生长调节剂类棉花催熟、脱叶剂,迅速填补了百草枯禁用后棉花催熟、脱叶制剂领域的市场空白,达到了同类技术的国际领先水准。自2009年包括德国拜耳作物公司等企业6款含噻苯隆的产品成功登记并应用到棉花脱叶之后,截止到2021年3月25日,相关登记产品已经达到92个。

　　随着机械化水平的不断提高,新疆棉田机采棉面积逐步扩大,通过喷施化学脱叶剂和催熟剂促进棉花集中吐絮和脱叶,已经成为机采棉种植的重要环节。近年来棉花植保无人飞机飞防迅速兴起,喷施药剂以棉花脱叶剂为主,同时也包括棉花杀虫杀菌剂以及植物生长调节剂等。相对于传统人工喷雾和机车喷雾,无人飞机防治凭借其作业效率高、不损伤棉花植株、防效优异等优点逐渐被农民接受,棉花飞防所占比例也在逐年增加。得益于国家出台的农机补贴政策对无人机的补贴,以及大疆、极飞等植保无人机供应商不断通过制造工艺的改进来降低农民施药成本,植保无人机市场保有量呈几何级数增长,至2020年达到10万架,全国各种作物上植保无人机作业面积也快速增长,2020年达到了10亿亩次。据新疆农机局的数据显示,2020年新疆棉花的播种面积达到2419.66万亩,其中机械采棉面积达到1689.63万亩,机采率占棉花总面积的69.83%,全年棉花飞防施药面积约在6000-7000万亩次,棉花脱叶剂飞防施用面积可达到3000万亩次。

　　当然,在实际应用过程中,由于植保无人飞机飞防手操作水平参差不齐,农户、飞手对于棉田飞防的最优施药气候条件、安全施药注意事项、最佳飞行参数、药剂施用时期等信息掌握不当,导致植保效果无法达到预期的情况常有出现。为引导植保无人飞机防治方式在棉花种植中得以安全科学的使用,必须尽快建立相应的标准及规范。经过与科研机构、农药生产企业、植保无人机制造及服务企业、飞防助剂生产企业等多家单位进行了大量试验数据采集、市场销售统计、种植户飞防施药效果回访等工作,中国农药工业协会于2020年7月10日正式发布并实施了《植保无人飞机棉田施药技术指南》(团体标准号T/CCPIA 057-2020),提出了棉花脱叶剂等农药通过植保无人机应用于棉花不同生长阶段时的安全科学使用方法及注意事项,规范了无人机作业人员操作要求,为优质棉花生产保驾护航,为广大棉花种植户提供增产增收的科学指导。