下面要讲的是，新疆是怎样通过三次机械化，让新疆棉花生产效率赶上并超过国外，让它成为世界最具优势的棉花产区。
2017年初，经过11年艰难攻关，新疆农垦科学院院士陈学庚带领的研究团队，在国内突破了棉花生产全程机械化农机农艺融合关键技术研究，率先在国内实现棉花生产全程机械化。
2022年我国采棉机又占据了国内市场主导地位，我国棉花生产的机械化程度终于赶上并超过了国外。
机械化程度高低，直接影响到棉花等相关产业的竞争力。从上世纪90年代以来，我国内地的传统棉花主产区，因为病虫害，加上人工成本昂贵，导致棉花种植面积已萎缩到微不足道。新疆的情况也类似，长绒棉也因为不适合机采，种植面积已萎缩到高峰时期的1/6。
而棉花是对价格很敏感的大宗货物，它的价格直接影响纺织品等终端产品的价格。
目前新疆棉花生产全程机械化种植比例已高达90%以上，机械化水平并不输于发达国家。而新疆棉花的单产、品质等指标已经超过美国、澳大利亚等传统棉花种植强国。
让我们把时间回到1982年。这一年陈学庚团队发明了铺膜播种机，给新疆棉花产业带来了第一次飞跃。
陈学庚是江苏泰兴人，农业机械设计制造专家、工程院院士、石河子大学教授。13岁时他随父母来到新疆支边。
2025年9月11日，新疆石河子大学，陈学庚院士正在接受记者采访
新疆是世界纬度最高的棉花产区，所以无霜期偏短、积温偏低，早春多大风、秋季有早霜。这些自然条件特点，都不利于喜温的棉花生长。
在1980年时，新疆棉花产量占全国不到2.93%。皮棉亩产只有25到28公斤，低于全国平均皮棉亩产36.67公斤。
1979年，新疆生产建设兵团石河子垦区在约7.5亩棉田上试验用地膜覆盖种植，当年增产约35%。
1981年，位于新疆昌吉的兵团农六师新湖农场的3.5万亩棉田实行地膜种棉，实现平均亩产皮棉180斤，当年就扭转了已持续十多年的亏损情况。而之前这里每亩只能生产二三十公斤皮棉。
地膜棉试种获得高产的消息，震动了新疆。各地均跃跃欲试，期望大面积推广这项新技术。但是，当时需要靠人工铺膜和播种，每天最多只能播种0.4亩地。当时棉农用手持式点种器在地膜上点种，进度慢不说，要不了多久满手磨得都是血泡，无法再继续干下去。
因此，兵团各植棉师局迅速成立了20多个铺膜机研发组。陈学庚当时负责农七师130团的地膜机研制小组，他在1983年完成了2BMS系列地膜覆盖播种机的研究。
它能实现畦面整形、开膜沟、铺膜、膜上打孔播种、覆土等多道作业程序一次完成。3膜6行机一天作业120至150亩。效率高，作业质量好，省种、省膜、省工。一台机具顶400个人工。
1985年，兵团石河子垦区使用陈学庚设计的播种机，春播周期缩短了2/3，当年棉花总产增长25%。
1994年，新疆棉花总产、种植面积均占全国20%，跃居全国第一。从此至今，新疆棉花的总产、单产已连续32年居全国第一。
地膜覆盖播种机于1995年荣获国家科技进步一等奖。
2003年，陈学庚团队成功研制出膜下滴灌精量播种机，可以实现铺设地膜、滴灌带、播种等一次完成，大大降低了棉农的劳动量。这也是新疆棉花生产的第二次飞跃。
在上世纪90年代末，新疆棉花生产采用矮密早的种植模式，又为了节水，引入了以色列的滴灌技术。
因为新疆无霜期短、有效积温不足，所以新疆棉花种植采取密植，密度是世界棉花种植密度的2倍。为了保证密度，播种时每穴下种2到5粒。在出苗后，需要用人工将地膜下的苗放出来，每穴只保留一棵壮苗。这就是定苗。
当时棉花每亩播种4到6公斤，杂交棉优良品种价格每公斤80元，因此光种子费用每亩就需要320到480元，占了需要投入农资即地膜化肥种子的50%到70%。因此，尽管杂交棉花种子增产潜力巨大，也无法大规模推广。
所以，再像之前那么粗放地播种，在经济上根本吃不消。
而且定苗的劳动量非常大。因为种植的棉花面积大，定苗时间很紧张。每年四五月份，兵团要求各单位全员停工停学，全员去一线连队参加定苗。棉花地里人山人海。
因此，陈学庚就想能不能用精量播种，每穴只放一颗种子，那就不需要定苗了。此外当时铺设滴灌带还是人工铺设。因此，这个精量播种机需要同时完成铺地膜、精量播种、铺设滴灌带的工作。
而目前世界上其他国家还没有类似的膜下滴灌精量播种机。
这种播种机难点在哪里呢？
膜下滴灌精量播种机需要在行进中同时完成铺设滴灌带、铺设地膜、精量播种、覆土等8道工序，这些工序之间会互相干扰。而国外的精量播种机，只需要挖出坑，然后播种后覆土就行了。
而且新疆棉花种植实行的是密植，棉花株距只有9到12厘米，滴灌带铺设在两棵棉花中间。所以必须保证播种、滴灌带铺设位置非常精细。
此外，滴灌带又给播种带来了新的麻烦。滴灌带容易被传统气吸播种机的吸气管网吸进去，造成缠绕，影响作业。最后陈学庚团队采取以播种机机架作为气道，大幅简化了结构，降低了制造成本，此设计已被国际企业借鉴。
2003年，陈学庚团队成功研制出膜下滴灌精量播种机，每穴播种要单粒就单粒，要双粒就双粒。而且价格只相当于国外只能播种的精播机价格的30%。
2004年，由于实现了精播，不用定苗了，兵团各团场的干部职工五一劳动节放了大假，这在兵团棉花种植生产的历史上是破天荒的。
在2004年春季，精量播种机在位于南疆的兵团三师伽师总场田间作业，当时旁边有一户维吾尔族父子也在准备播种棉花。儿子认为定苗太累，所以让父亲试一试精量播种机。结果老父亲觉得这样播种不保险，还是采用了老式播种机。
结果到五一节期间，凡是采用新型精量播种机的农户都放假休息了，而这对仍旧采用老式播种机的维吾尔族父子却在地里忙碌不停。儿子忍不住对父亲发牢骚：“我说用新机子你不听，你看人家都休息了，我们却在地里定苗，这活你自己干吧。”
这个对比效果，让广大棉农愿意采用精量播种机。
播种装备的创新有效地提升了新疆棉花生产的劳动生产率。以兵团为例，2002年棉花生产每亩投入人工8.5个，2004年就下降到3.1个。每个职工平均管理棉田面积由2005年的1.7公顷提高到2010年的6.7公顷。
2008年, 膜下滴灌精量播种机获得国家科技进步二等奖。
2012年，新疆棉花产量占全国比例超过一半，新疆成为我国名副其实的棉花生产中心地区。
2013年，陈学庚当选为中国工程院院士。
2015年以后，精量播种机上还加装了北斗导航、电驱排种、漏播报警系统，可以实现无人驾驶和更精准的播种。
2024年4月19日，玛纳斯县北五岔镇田家井村，3台搭载北斗导航系统的精量播种机在田间齐头并进进行播种作业。
现在播种机每天可以播种200亩，直线误差不超过2厘米。相比传统播种，节约棉种50%以上。
兵团石河子总场1983年播5万亩棉田花了28天，而2024年播8万亩仅用9天，且全部在最佳播期内完成。
而新疆宏基智能农机装备制造有限公司研发制造的全国最大棉花播种机，可以一次性完成36行播种作业，一天播种800亩地，作业效率是普通播种机的5倍。
2017年初，经过11年艰难攻关，陈学庚院士带领的研究团队，在国内突破了棉花生产全程机械化农机农艺融合关键技术研究。从此新疆棉花生产在全国率先实现了全程机械化。
2018年以后，我国企业摘取了世界农业机械的皇冠-采棉机，让新疆棉花生产的机械化程度不仅赶上还超过了国外棉花生产强国。
棉花生产中成本最高的是采摘环节。由于劳动力价格不断上涨，让人工采棉成本攀升到占棉花生产成本的一半。而一台六行采棉机顶得上2000人的拾花工，可以降低60%到70%的采棉成本。
天鹅股份六行打包式采棉机
因为采棉机结构极其复杂，能大大提高采棉效率，所以被认为是农业机械的皇冠。在2000年左右，美国农业与生物工程师学会把采棉机评价为20世纪农业工程领域人类最伟大的5大发明之一。其他四个发明是拖拉机、合成氨、中心支轴喷灌系统和滴灌技术、杂交玉米。
为何我国一直到2018年以后才攻克了采棉机呢？因为采棉机制造特别难，而且想实现机采需要很苛刻的配套条件，而在新疆想实现棉花机采称得上是地狱难度。
如果把采棉机比成车，它的配套条件就是道路。想实现机采需要棉花品种适合机采，用精量播种让种植的棉花行距整齐，打缩节胺让棉花高矮整齐，用打顶剂让棉花长成便于机采的株型，采摘前用脱叶剂让棉叶脱落并催熟棉花，让棉花集中吐絮，轧花厂能加工机采籽棉。如果这些配套条件没有准备好，光有采棉机，还是没办法实行机采。
而因为新疆热量条件并不理想，干旱缺水，所以新疆种植时需要铺设地膜和滴灌带。为保证棉花高产，所以不得不实行密植。新疆棉花种植密度是世界其他棉区的2倍以上，棉叶、棉梗多。而且棉株矮小，最下方结棉桃的枝条距离地面只有9厘米多。在机采时，为了采到最下方的棉花，就导致棉叶、棉梗、地膜、滴灌带容易被卷入采棉机，影响棉花品质。因此，新疆可以算是世界上最难以实行机采的棉花产区。
新疆到2013年才满足了种植面积最多的陆地棉的机采配套条件，而长绒棉一直到2023年才完全满足了机采的配套条件。
在上世纪80年代，由于地膜覆盖解决了新疆棉花种植存在的热量不足问题，棉花种植面积开始飞速增长。采摘棉花是棉农每年最繁重的农活。每年9月份到11月初，需要用2个多月才能完成棉花采摘。劳力紧缺时，兵团工厂停工、学校停课、机关暂停办公，帮助棉花采摘。
棉农头顶烈日一天弯腰劳作十几个小时，最多采摘50公斤籽棉。每天干完活指甲缝里全是棉絮，晚上睡觉手都合不拢。弯腰拾棉、扛棉秆，一季棉花收完，不少棉农直不起腰。腰椎间盘突出，成了棉农的职业病。
从上世纪90年代开始，每年都有从河南、四川、甘肃等省份发往新疆的采棉专列，运送拾花工去新疆采棉。在2010年左右的高峰时期，去新疆的拾花工人数高达四五十万人。当时勤劳的拾花工一个月就能赚上万元。
位于北疆昌吉的沙湾市，当时只有十几万人口，每年却有30多万来自全国的拾花工。每年9月到11月，不论田间地头还是街道集市，热闹得像过年。这里面很多年轻的姑娘因此嫁到了沙湾，成了这里的新棉农。
拾花工就住在棉农家中的平房中，棉农每天早晚负责接送拾花工，还要给拾花工送饭。
但后来人工采棉的成本越来越高，几乎占了棉花生产成本的一半，就这样还不一定请得到人。棉农的利润越来越微薄。
在国际棉花市场上，面对已普及机采的美国等传统棉花生产强国，新疆棉花没有成本优势。
显然，新疆棉花只有实现机采才有出路。其实从1996年开始，新疆就已经在石河子用国外的采棉机尝试机采。
2000年8月，兵团六师新湖农场首次从国外进口了3台价值几百万的采棉机，但兵团职工一开始并不接受采棉机，挡在采棉机前不让机采。因为机采采净率不高，需要二次机采，
国外采棉机适应的棉区情况跟新疆不同。例如美国棉花产区位于干热的南方地区，热量充足，所以棉花实行稀植，而且没有地膜、滴灌带这些干扰机采的东西。
美国棉花产区
新疆棉花田有地膜、滴灌带，棉花实行密植，棉花也不适宜机采，所以用机采无法一次采干净棉花，而且有很多棉花掉落在地上。
此外，地膜、棉叶杂质容易混入籽棉。轧花、清花机械需要改造才能处理机采的籽棉，否则棉花等级不高。所以当时机采棉被看成垃圾棉。
但到了2005年，新湖农场机采的皮棉一级、二级占比达到70％以上，赶上甚至超过了人工采摘棉花的加工质量。
2013年，新疆农垦科学院选育出的适合机采的新陆早61号通过审定，产量略低于常规品种。从此，新疆棉花可以大面积推广机采。这是新疆棉花生产的第三次飞跃。
实行机采带来的效率是惊人的。一台采棉机顶得上三四百个拾花工。但问题是国外采棉机的价格太昂贵了，而且服务很差。
当时国际市场机采质量较好的采棉机只有美国的约翰迪尔和凯斯纽荷兰，已经形成市场垄断。
起初约翰迪尔定价大约是100万美元一台，后来实行了降价，但价格仍然高达70多万美元。而且这家公司知道在我国设厂的话技术会被工人给学去，所以他们只出口整机。售后服务几乎没有，如果采棉机出问题，无法及时提供服务。因此，它让经销商建议农户搭配购买很昂贵的配件。例如2023年约翰迪尔CP770市场售价718万元，而配件高达100万元。
但即便这样，我国采棉机市场一度70%的市场份额被约翰迪尔给垄断，新疆90%以上的采棉机是约翰迪尔。
2018年，我国出台政策，鼓励购买大型农机，购买采棉机最高可拿到60万元补贴。这个补贴对于约翰迪尔意义不大，但却利好国内农机厂商。不到2年我国就造出了不输于约翰迪尔的采棉机。2022年我国采棉机保有量国产品牌占比达到51%，采棉机销售份额中92.4%为国产品牌。因此，约翰迪尔退出我国市场是迟早的事情。
接下来请听下集，新疆是怎样攻克采棉机并实现了农田智慧管理，让新疆棉花生产效率赶上并超过了国外棉花生产强国。