廣西甘蔗聯(lián)合收獲機械化技術應用效益分析

◎何波濤（廣西農(nóng)機化技術推廣總站 530001）

廣西甘蔗聯(lián)合收獲機械化技術應用效益分析

◎何波濤
（廣西農(nóng)機化技術推廣總站 530001）

廣西是我國最大的糖料蔗產(chǎn)區(qū)，常年種植面積100萬hm2、產(chǎn)量7500萬t左右，占全國的60％以上。目前，廣西甘蔗生產(chǎn)機械化主要集中在耕種環(huán)節(jié)，聯(lián)合機收率不到0.3％。甘蔗生產(chǎn)機械化程度低，尤其是收割環(huán)節(jié)機械化程度低已成為制約廣西糖業(yè)發(fā)展的主要因素。從2011/2012榨季開始，廣西加大了政策扶持力度，通過采取項目帶動和宣傳培訓等手段，組織引進22臺甘蔗聯(lián)合收割機進行試驗示范，機收甘蔗1.4萬t。到2014/2015榨季，進入廣西的甘蔗聯(lián)合機達到119臺，機收糖料甘蔗達到3226.6hm2、21.02萬t，4年增加了14倍，從而實現(xiàn)了甘蔗聯(lián)合機收零的突破。

2011～2014年，我區(qū)在南寧市、崇左市、來賓市等甘蔗主產(chǎn)區(qū)建立試驗示范基地，開展機械聯(lián)合收獲與人工砍收和相關農(nóng)機農(nóng)藝融合的對比試驗，對作業(yè)效率和成本、甘蔗產(chǎn)量和品質等指標進行分析研究，探索適合廣西甘蔗生產(chǎn)機械化收獲作業(yè)模式。參與的機型有兩種，一種是整桿式，其技術路線為：扶正→切割→喂入→剝葉→輸送→蔗莖蔗葉分離→斷尾→集堆→裝車。機型包括：坤達4GZD-75型、漢升HS180型和翔越4ZL-1型；另一種是切段式，其技術路線為：切梢→扶正→切割→喂入→輸送→切段→分離→輸送→裝車。機型包括：科利亞4gz-56型、凱斯A4000型?，F(xiàn)就示范基地開展的對比試驗結果和作業(yè)跟蹤調查情況，對甘蔗聯(lián)合收獲機械化技術應用效果進行分析：

一、機械收獲對宿根蔗生長影響的分析

2011～2013年，在南寧市武鳴縣試驗示范基地引進漢升HS180型整桿式收割機、科利亞4gz-56型切斷式甘蔗聯(lián)合收割機進行機收與人工砍收2組不同內容的對比試驗。其中，HS180型作業(yè)的對比試驗設置了不同砍收方式和不同種植行距二因素試驗，砍收方式設機械砍收和人工砍收（對比），種植行距設1.0m、1.1m、1.2m和1.3m四個規(guī)格，供試甘蔗品種為臺糖668。4gz-56型作業(yè)對比試驗設機械收獲和人工收獲（對比）2個處理、3次重復，共6個試驗小區(qū)，供試甘蔗品種為湛選05/18，種植行距均為1.1m。試驗主要研究分析機械收割對蔗蔸質量和翌年宿根蔗農(nóng)藝性狀影響。結果表明：①機械收割對宿根蔗地下芽、蔗兜開裂有一定程度的影響，但不影響宿根蔗的發(fā)株，其死苗率低于人工砍收處理；1.0～1.3m種植行距范圍內，機械收割對蔗樁開裂長度的影響隨行距加大降低，在1.2m種植行距下，機械收割對蔗兜的開裂影響最小，開裂程度分別比1.0m、1.1m、1.3m行距處理減少3.45cm、1.98cm、0.34cm。其高位芽死芽率為15.79％，低位芽死芽率為6.58％，均比其它三個行距處理低。②機械收割對不同種植行距宿根蔗地下芽生長的影響較明顯，較寬的種植行距有利于提高下位芽的數(shù)量和活芽率，同時，較寬的種植行距也有利于提高宿根蔗根系活力，促進地面上部生長，蔗苗粗壯高大，但是行距過寬，不利于宿根蔗群體的發(fā)育，容易造成苗數(shù)不足。③機收使甘蔗葉片的脯氨酸含量增加，丙二醛含量下降，膜透性與人工收獲處理相當。由此推斷，機械收獲有利于增強宿根蔗的抗旱能力，同時這種促進作用因行距不同而異，1.2m行距機收處理的抗旱性指標綜合表現(xiàn)較好。④1.2m和1.3m行距機收處理的徑長、莖徑、單莖重和有效莖數(shù)均優(yōu)于人工處理。綜合以上情況，在種植行距適合的情況下，機收有利于宿根蔗的生長。兩次試驗中，參與試驗機型的最小設計適應種植行距為1.0m，但是收割機在此種植行距進行作業(yè)時，機械行走部件離蔗蔸的距離較近，如機手操作不熟練、種植時開溝不直或甘蔗倒伏便容易碾壓甘蔗，使蔗蔸受到傷害，宿根蔗根系活力也因蔗蔸受到傷害而降低。另外，由于第二、第三年宿根蔗種植帶不斷加寬，也對來年宿根蔗收割帶來較大影響。因此，我們認為以上兩種機型收割理想的種植行距應為1.2～1.3m。

二、不同條件下機械聯(lián)合收獲的作業(yè)質量、工效分析

相關測試和調查分別在南寧、崇左2個市的甘蔗主產(chǎn)縣多個地塊進行。其中，南寧市調查點設在武鳴縣寧武、鑼圩等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，時間為2011/2012、2012/2013榨季，機型為科利亞4gz-56型切斷式甘蔗聯(lián)合收割機，測試區(qū)甘蔗地面積超過13.33hm2以上。測試指標包括：切割高度合格率、宿根破頭率、含雜率、損失率、蔗莖合格率、工作效率等，主要目的是研究分析不同地形、植被、作物特征等條件對作業(yè)質量和工作效率的影響。崇左市調查點設在扶綏縣、江州區(qū)、寧明縣、龍州縣等縣（區(qū)）的岜盆鄉(xiāng)、馱盧鎮(zhèn)等6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，調查對象為4臺凱斯A4000型切斷式甘蔗聯(lián)合收割機，時間為2013年12月～2014年1月。測試區(qū)甘蔗地面積均在2hm2以上，坡度3～5°，行距為1.0m、1.35m，行長分別為74m、91m、120m、160～300m。主要測試收割速度、工作效率等作業(yè)性能指標，以分析研究不同地塊大小、種植行距、甘蔗產(chǎn)量、收集方式、運輸距離等對工作效率的影響。分析結果表明：①4gz-56型切斷式甘蔗聯(lián)合收獲機在緩坡地蔗葉含水率低、甘蔗輕微倒伏情況下，甘蔗聯(lián)合收割機平均切割高度合格率91％、宿根破頭率28.5％、含雜率13.47％、損失率5％、蔗段合格率92％，工作效率為每小時5.207t。而在甘蔗倒伏情況下，宿根破頭率達到了45％，比不倒伏情況下高出近1倍；在坡度大于12°、蔗葉含水率大于40％或甘蔗倒伏情況下，其平均工作效率都只有3.695t/h，相比較好地塊降低了29％。②A4000型切斷式甘蔗聯(lián)合收獲機進行作業(yè)時，甘蔗產(chǎn)量高收割效率也高，但對收割速度影響不大。在甘蔗畝產(chǎn)高（6t/畝左右）且行長達100m以上，并在作業(yè)的地頭預先開好機耕道的地塊作業(yè)，平均工作效率為9t / h，最高可達到18t / h，最低效率為6t/h。當種植行距為1.35m、產(chǎn)量為6t時，行長達到200～250m，效率較高。③A4000型切斷式甘蔗聯(lián)合收獲機采用收集車跟隨裝載作業(yè)，相對于直接運輸車輛跟隨裝載作業(yè)的方式，在減少壓壞蔗頭的同時，工作效率更高。在甘蔗地塊離糖廠30km范圍內，1臺甘蔗聯(lián)合收割機配套2～3臺帶自動卸載功能的收集車作業(yè)，更利于提高甘蔗收獲效率和調配運輸車輛。④切斷式機收運輸車只能裝載人工砍收運輸量的70％左右，運輸收入明顯偏低。測試結果表明，運輸距離為11km，通過實施綠色通道和機收甘蔗運輸補助（崇左市實施運輸補助10元/t，由糖廠和機收公司各付5元/t）以及合理安排運輸車輛、到位時間，運輸機械收割甘蔗的車輛每天可以比運輸人工收獲甘蔗的車輛多運1車甘蔗，增加收益172.44元。

根據(jù)以上分析證明，切斷式甘蔗聯(lián)合收割機在蔗葉含水率低、地塊面積大、地形坡度小、甘蔗不倒伏或輕微倒伏、轉彎調頭機耕道足夠寬以及配備適當?shù)氖占嚨葪l件下，才能獲得更佳的作業(yè)質量和工作效率。

三、經(jīng)濟效益分析

2012/2013、2013/2014榨季，廣西農(nóng)機化技術推廣總站組織人員在武鳴縣、來賓市興賓區(qū)、扶綏縣等幾個甘蔗主產(chǎn)區(qū)，對甘蔗聯(lián)合收割機的機收作業(yè)成本進行了調查。從調查的結果看，在效率方面，切斷式收割機工效較高，A4000型每臺收割機平均總作業(yè)時間收割效率為7.5t/h左右，約是人工的75倍，而4ZL-1型整桿式收割機效率為4t/h左右，約是人工砍收效率的40倍。在成本方面，雖然不同機型作業(yè)收費均為100元/t左右，但由于其配套動力、生產(chǎn)效率及裝車方式等不同，機械作業(yè)成本存在一定的差異。在作業(yè)條件正常情況下，A4000型和4ZL-1型機械收獲甘蔗成本分別為65.81 元/t、77.3元/t，年作業(yè)純收入為18.46萬元、6.53萬元。具體計算見下表：

甘蔗聯(lián)合收割機經(jīng)濟效益計算表

目前廣西示范區(qū)機收作業(yè)補貼約為30元/ t，A4000型和4ZL-1型每臺收割機實際年作業(yè)利潤為34.66萬元和15.17萬元。按2015年廣西農(nóng)機購置補貼標準，A4000型中央和地方累加補貼達到65萬元/臺，4ZL-1整桿式改進型為20萬元/臺，購機者實際每臺購機價分別為95萬元、40萬元左右，在正常作業(yè)條件下連續(xù)3年可收回成本。從降低甘蔗生產(chǎn)成本來看，收割機作業(yè)成本比人工收獲成本降低了50 元/t以上，按目前甘蔗平均畝產(chǎn)5t計算，每公頃甘蔗可為蔗農(nóng)增收3750元以上，或為制糖企業(yè)降低噸糖成本400元以上。另外，1臺甘蔗聯(lián)合收割機一個榨季按機收量3000t計算，可替代20個人工以上。按廣西33萬hm2機收面積計算，一個榨季可節(jié)省勞動力16萬人以上，能夠緩解部分季節(jié)性勞動力不足的問題。但是，在經(jīng)濟效益測算過程中我們注意到，在現(xiàn)階段作業(yè)條件下，如果不采取扶持政策，購機者投資回收期較長（回收期達到8～9年），效益很難得到保障，農(nóng)民購機積極性不高，這也是廣西甘蔗聯(lián)合收割機多年以來“推而不廣”的一個重要原因。

四、存在問題及發(fā)展建議

（一）采取多種形式并存的方式，走“以切斷式為主，以整桿式為輔”的機收發(fā)展路子

切斷式收割機作業(yè)效率高，能大大節(jié)省勞動力，技術成熟、性能可靠的機型較多。但收割后的蔗段不易保存，需要24h內進行壓榨。由于工作原理等原因，大多數(shù)機型配套功率大、結構復雜、外形尺寸龐大，對地塊大小、坡度等作業(yè)條件要求較高。整桿式收割機符合目前制糖工藝要求，對地塊大小及平整度要求不高。但收獲效率較低，附加人工多，對倒伏嚴重或交叉倒伏收獲質量差，機具的使用性能和可靠性還存在一些問題。從近些年整桿式在廣西的應用情況來看，聯(lián)合收割機普遍存在因傳動輸送系統(tǒng)容易塞蔗葉、剝葉環(huán)節(jié)甘蔗容易折斷、斷尾裝置設計不合理、連續(xù)作業(yè)穩(wěn)定性差等問題，使收割損失率高、工作效率不理想。整桿式收獲機械采用“割倒+剝葉”的方式進行作業(yè)，結構簡單、造價低廉，適合地塊小、坡度大的丘陵山區(qū)使用。但是消耗人工多、效率低下。2013年，自治區(qū)政府開始實施“廣西500萬畝高產(chǎn)高糖糖料蔗基地”建設，計劃到2020年，在基地內實現(xiàn)全程機械化生產(chǎn)，其余蔗區(qū)收獲機械化水平50％以上。按照規(guī)劃，基地建設范圍涉及10市、32個縣（市、區(qū)）、共87.53萬hm2甘蔗種植面積，其中，坡度13°以下、單片種植面積33.33hm2以上蔗田基地39萬hm2，占44.5％。根據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗，這些條件較好地塊不能全部用切斷式進行收獲，主要原因是雨水天氣機械無法作業(yè)，需要儲存部分整桿甘蔗來保證糖廠連續(xù)壓榨。廣西超過一半以上的蔗地坡度超過13°，不適用中大型切斷式聯(lián)合收割機。因此，采用整桿式聯(lián)合收割機或分段式機械收獲的方式進行補充，是全面提高收獲機械化水平的必要手段。

（二）進一步改善作業(yè)環(huán)境，提高甘蔗聯(lián)合收割機的效益

根據(jù)近兩年廣西甘蔗聯(lián)合收割機應用調查跟蹤結果，技術較為成熟的合資機型如凱斯A4000、迪爾CH330型切斷式聯(lián)合收割機平均作業(yè)效率為60～70t /天（一天按8小時計），與設計值100～120t/天以上相比，作業(yè)效率只發(fā)揮了40％，而油耗增加了30％。而國產(chǎn)切斷式機型日作業(yè)量僅為30t左右，與設計效率相差較遠。作業(yè)效率不能有效發(fā)揮的主要原因是：地塊連片規(guī)模小，蔗地石頭等雜物多；種植行距不符合要求，種植后不進行培土或培土不到位壟溝呈V字型；缺乏甘蔗田間收集轉運機，運輸車合理調配難；機耕道設計不合理，田間調頭輔助時間長；部分糖廠不配合，進料槽改造進度緩慢，機收甘蔗不能順利入廠等。因此，為促進甘蔗機收的發(fā)展，政府部門一方面要協(xié)調相關部門，加大力度，盡快改善機收作業(yè)條件；另一方面應增加財政預算，除確保足夠的購機、作業(yè)補貼資金外，盡快出臺運輸?shù)认嚓P補貼政策。農(nóng)機部門要加強技術培訓，協(xié)調生產(chǎn)企業(yè)或經(jīng)銷商保障零部件供應和正常維修服務。