我國棉花種植歷史悠久,早在南北朝時期就有棉花種植的記載,如今,棉花已是我國的重要戰略物資、工業原料和百姓必需品,也是我國僅次于糧食的第二大農作物和主要經濟作物之一,2018-2019年我國棉花平均年產量占世界總產量的23%。國家統計局數據顯示,2018-2019年我國棉花種植面積約5000萬畝,主要種植區為新疆地區、江淮平原、華北平原、長江下游濱海沿江平原等區域,經過多年的發展,我國棉花種植生產逐步實現了機械化作業流程(圖1)。

　　進入21世紀,一方面,隨著我國土地流轉速度加快,規模化種植進程也在不斷向前推進；另一方面,隨著我國農藥行業的進步和農藥使用技術的成熟,棉花植保、化控和脫葉催熟等關鍵環節分別達到較高水平的防治和作業要求,從而保證了棉花能夠進行高效的機械化采收,秸稈處理和后續加工。

　　隨著農業從事人口數量的快速下降,勞動成本的不斷提升,人工作業尤其是人工采棉的成本和效率問題越來越突出。歷史上一列列滿載河南、甘肅、陜西等省的采棉農工的赴疆“專列”、幾十萬采棉大軍勞作的壯觀景象在逐步減少、甚至消失,取而代之的是滿天噴灑脫葉劑的無人飛機嗡嗡機鳴和大型的采棉機的隆隆轟鳴的壯觀景象。

　　據計算,新疆地區機械采收棉花成本平均為1.02元/公斤籽棉,同傳統人工采收棉花成本2.5元/公斤籽棉相比,每公斤籽棉降低了1.48元采收成本。按平均畝采收400公斤籽棉計算,機械采收每畝可節約成本592元,棉戶每種植100畝可節約成本費用59200元。同時,一臺5行采棉機日采收工效在150畝以上,6行機采收工效可達200畝,相當于至少750-1000人同時作業,從而大大提升了作業效率,降低了勞動強度,提高了棉農的經濟效益。

　　傳統采棉機采收的棉花含雜質較多,由于去雜要損失些絨長和皮棉重量,短絨數量會有所增加,而且部分棉花清理加工工藝不完善,設備不配套,導致機采棉品質有所欠缺。隨著我國農藥產業的發展,新型藥劑、藥械使用技術不斷提高,棉花種植管理新手段如棉花催熟劑、脫葉劑的使用為棉花品質的提升帶來巨大的幫助,尤其是近年來植保無人飛機飛防作業如雨后春筍般地出現,給傳統機械采棉帶來了新的發展機遇。

　　早在1995年,原英國先正達公司在我國農業部進行登記備案,獲得了百草枯產品在棉花上作為摧枯藥劑的使用許可。使用百草枯進行人工脫葉,一方面可以促進秋鈴的成熟,提高纖維質量；另一方面,可以顯著提高機械化采棉和人工拾花的工作效率,減少碎葉等機械性雜質,在提高棉花品質的同時大大降低了后續人工處理的工作量和人工成本。之后,百草枯作為摧枯劑和脫葉劑在棉花上的應用很快得到棉農的認可。進入二十一世紀后,許多國內企業也開始關注百草枯在棉花上的脫葉應用,進行了一系列產品登記和推廣應用(表1)。

　　隨著國內許多科研機構、生產企業已在棉花脫葉劑替代性產品的研發和應用領域進行了深入研究,大家將關注點聚焦到了新型植物生長調節劑的科學使用上,開發并登記了以噻苯隆、敵草隆、吡草醚、甲哌鎓、乙烯利等有效成分為代表一系列植物生長調節劑類棉花催熟、脫葉劑,迅速填補了百草枯禁用后棉花催熟、脫葉制劑領域的市場空白,達到了同類技術的國際領先水準。自2009年包括德國拜耳作物公司等企業6款含噻苯隆的產品成功登記并應用到棉花脫葉之后,截止到2021年3月25日,相關登記產品已經達到92個。

　　隨著機械化水平的不斷提高,新疆棉田機采棉面積逐步擴大,通過噴施化學脫葉劑和催熟劑促進棉花集中吐絮和脫葉,已經成為機采棉種植的重要環節。近年來棉花植保無人飛機飛防迅速興起,噴施藥劑以棉花脫葉劑為主,同時也包括棉花殺蟲殺菌劑以及植物生長調節劑等。相對于傳統人工噴霧和機車噴霧,無人飛機防治憑借其作業效率高、不損傷棉花植株、防效優異等優點逐漸被農民接受,棉花飛防所占比例也在逐年增加。得益于國家出臺的農機補貼政策對無人機的補貼,以及大疆、極飛等植保無人機供應商不斷通過制造工藝的改進來降低農民施藥成本,植保無人機市場保有量呈幾何級數增長,至2020年達到10萬架,全國各種作物上植保無人機作業面積也快速增長,2020年達到了10億畝次。據新疆農機局的數據顯示,2020年新疆棉花的播種面積達到2419.66萬畝,其中機械采棉面積達到1689.63萬畝,機采率占棉花總面積的69.83%,全年棉花飛防施藥面積約在6000-7000萬畝次,棉花脫葉劑飛防施用面積可達到3000萬畝次。

　　當然,在實際應用過程中,由于植保無人飛機飛防手操作水平參差不齊,農戶、飛手對于棉田飛防的最優施藥氣候條件、安全施藥注意事項、最佳飛行參數、藥劑施用時期等信息掌握不當,導致植保效果無法達到預期的情況常有出現。為引導植保無人飛機防治方式在棉花種植中得以安全科學的使用,必須盡快建立相應的標準及規范。經過與科研機構、農藥生產企業、植保無人機制造及服務企業、飛防助劑生產企業等多家單位進行了大量試驗數據采集、市場銷售統計、種植戶飛防施藥效果回訪等工作,中國農藥工業協會于2020年7月10日正式發布并實施了《植保無人飛機棉田施藥技術指南》(團體標準號T/CCPIA 057-2020),提出了棉花脫葉劑等農藥通過植保無人機應用于棉花不同生長階段時的安全科學使用方法及注意事項,規范了無人機作業人員操作要求,為優質棉花生產保駕護航,為廣大棉花種植戶提供增產增收的科學指導。