新時(shí)期甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)分析

梁繼程

（廣西環(huán)江毛南族自治縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理局，廣西 環(huán)江 547199）

我國(guó)傳統(tǒng)的甘蔗產(chǎn)業(yè)存在著耕作勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高和經(jīng)濟(jì)效益差的缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的甘蔗種植、甘蔗收獲過(guò)程均大部分依靠人力、畜力完成，只有在甘蔗運(yùn)輸和加工過(guò)程中的機(jī)械化水平較高，但與其他國(guó)家的甘蔗機(jī)械化水平仍有著明顯差距。為解決上述問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)發(fā)展新時(shí)期甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)，即提高甘蔗的種植、收獲、運(yùn)輸和加工過(guò)程中的機(jī)械化水平，從而降低人力成本、提高工作效率，最終取得更好的經(jīng)濟(jì)效益，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

在甘蔗種植、生長(zhǎng)和收獲的過(guò)程中，能夠使用機(jī)械代替人工的環(huán)節(jié)較多，如甘蔗種植前的整地環(huán)節(jié)、甘蔗生長(zhǎng)過(guò)程中的澆灌環(huán)節(jié)和甘蔗收獲環(huán)節(jié)。一方面，由于我國(guó)的甘蔗種植地區(qū)存在種植面積小且分散的問(wèn)題，對(duì)于甘蔗機(jī)械化水平的提高十分不利；另一方面，由于我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力在向城市轉(zhuǎn)移，勞動(dòng)力減少且成本逐年升高，常常出現(xiàn)砍蔗雇工難的情況。因此，提高甘蔗機(jī)械化水平是新時(shí)期甘蔗產(chǎn)業(yè)亟需解決的問(wèn)題，而新時(shí)期甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)分析又是提高甘蔗機(jī)械化水平的重要前提。

1 甘蔗機(jī)械化的經(jīng)濟(jì)效益

我國(guó)的甘蔗種植規(guī)模和蔗糖產(chǎn)量均在世界的中上水平，但我國(guó)的制糖成本卻居高不下，嚴(yán)重影響了我國(guó)甘蔗產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。研究表明，我國(guó)制糖成本明顯高于其他甘蔗種植大國(guó)，其中甘蔗原材料成本為制糖成本的75%左右，高出其他國(guó)家近10個(gè)百分點(diǎn)。另外，我國(guó)傳統(tǒng)的甘蔗收獲成本是機(jī)械化收獲成本的7～10倍，能夠占到甘蔗原材料價(jià)格的1/4至1/3。以廣西的調(diào)查結(jié)果為例，甘蔗主產(chǎn)區(qū)的人工收獲甘蔗成本提高了兩倍之多。隨著人工成本的增加，甘蔗產(chǎn)業(yè)的利潤(rùn)率自2011年開始逐年下降，目前的利潤(rùn)率已經(jīng)為負(fù)值，嚴(yán)重傷害了蔗農(nóng)的生產(chǎn)積極性和制糖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)比世界上其他產(chǎn)糖大國(guó)，巴西早在2005年就實(shí)現(xiàn)了甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)，其機(jī)械化水平已經(jīng)達(dá)到80%，而泰國(guó)、印度等國(guó)因?yàn)閯趧?dòng)力成本低廉，并且機(jī)械化水平足夠，因此其甘蔗原材料的成本相對(duì)較低。

以甘蔗收獲為例，甘蔗聯(lián)合收割機(jī)的工作效率是人工的30倍左右，收獲的甘蔗每噸的成本為人工的60%左右，因此，提高甘蔗機(jī)械化能夠明顯降低甘蔗原材料的成本，從而提高甘蔗產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 甘蔗機(jī)械化的制約因素

我國(guó)的甘蔗機(jī)械化發(fā)展歷史較長(zhǎng)，已有60多年的歷史，但發(fā)展的速度緩慢，這是多方面因素影響的結(jié)果，如地形氣候、蔗農(nóng)思想觀念、生產(chǎn)體制和社會(huì)環(huán)境等。

我國(guó)甘蔗種植區(qū)存在地勢(shì)不平、地質(zhì)條件差等問(wèn)題，如我國(guó)有40%左右的甘蔗種植在坡度大、地勢(shì)起伏的丘陵地帶，且交通不便利，難以應(yīng)用大型的農(nóng)用機(jī)械。另外，大量甘蔗種植的蔗地存在石塊、樹根等損耗甘蔗作業(yè)機(jī)械的雜物，容易造成機(jī)械的損耗加速，提高了機(jī)械化成本。蔗地在潮濕的情況下容易使大型機(jī)械陷入其中，造成機(jī)械的生產(chǎn)效率降低，影響機(jī)械的工作質(zhì)量。

蔗農(nóng)思想觀念對(duì)于甘蔗機(jī)械化的影響也十分明顯，很多蔗農(nóng)的思想保守，認(rèn)為機(jī)械化收獲的成本高，并且不知道政府的補(bǔ)貼政策等。由于甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)需要控制甘蔗行距，而蔗農(nóng)認(rèn)為加寬行距后會(huì)降低甘蔗產(chǎn)量，因此不愿加寬甘蔗行距、不采取機(jī)械收獲工具，降低了甘蔗生產(chǎn)的機(jī)械化水平。

目前我國(guó)的甘蔗種植模式主要是家庭聯(lián)產(chǎn)承包和獨(dú)戶種植的模式，種植規(guī)模小且分散，不利于大型機(jī)械化生產(chǎn)，并且由于種植時(shí)間和規(guī)模不統(tǒng)一，限制了機(jī)械化生產(chǎn)工具的效率發(fā)揮，從而提高了機(jī)械化生產(chǎn)的成本。另外，蔗地的規(guī)劃不合理，如行長(zhǎng)不足或者行不規(guī)范，導(dǎo)致收割機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)間長(zhǎng)或者收割機(jī)與運(yùn)輸機(jī)的協(xié)同性不理想。

由于我國(guó)的甘蔗產(chǎn)地受臺(tái)風(fēng)的影響很大，不抗倒伏的甘蔗對(duì)于機(jī)械化收獲效率影響很大，并且甘蔗的脫葉性不夠好，收獲后的含雜率為7%左右，而糖廠要求的含雜率為1%以下，因此影響了糖廠對(duì)于機(jī)械收獲的甘蔗接受程度。另外，因?yàn)樘菑S管理水平的限制，機(jī)械收割后的甘蔗無(wú)法及時(shí)處理，容易導(dǎo)致甘蔗變質(zhì)和糖分損失。此外，甘蔗機(jī)械化設(shè)備的成本較高，政府的宣傳和扶持不到位，也是制約甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)的重要因素。

3 甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)

（1）甘蔗種植機(jī)械化技術(shù)。甘蔗生產(chǎn)過(guò)程包括耕整地、開行、種植、中耕培土施肥、植保、節(jié)水灌溉、收獲、裝載運(yùn)輸、破壟平茬、蔗葉粉碎還田等。

耕整地和開行的勞動(dòng)強(qiáng)度大、質(zhì)量不容易保證，適合機(jī)械化作業(yè)。在采取拖拉機(jī)和深耕犁以及旋耕機(jī)之后，可以明顯提高作業(yè)效率、保證作業(yè)質(zhì)量并降低人工成本。通常深耕犁是用來(lái)深耕、深松蔗地，而拖拉機(jī)和旋耕機(jī)用來(lái)完成蔗地整地作業(yè)。深耕之后，蔗地的土壤結(jié)構(gòu)能夠得到改善，土壤蓄水保墑能力和土壤微生物活性得到增強(qiáng)，并且能夠除草除蟲、促進(jìn)土壤熟化、提高土地肥力。蔗地整地作業(yè)有利于甘蔗出苗和生長(zhǎng)，并且方便了后續(xù)的機(jī)械化作業(yè)。開行利用拖拉機(jī)和開行犁來(lái)完成，行距在1.2～1.4m為宜，通常情況下行溝深0.30～0.45m、溝底寬0.20～0.25m。機(jī)械開行能夠保證行溝質(zhì)量，減輕人工作業(yè)強(qiáng)度，并保證甘蔗種植的規(guī)范性。對(duì)于甘蔗的抗倒伏、蔗地的保水保肥都十分重要。

種植、中耕培土施肥、植保和節(jié)水灌溉作業(yè)也都可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。種植時(shí)可以采取拖拉機(jī)和甘蔗種植機(jī)，中耕時(shí)可以采取拖拉機(jī)和甘蔗中耕施肥培土機(jī)，植保時(shí)可以采取機(jī)載（機(jī)引）式噴桿噴霧機(jī)，灌溉時(shí)可以采取直走式噴灌機(jī)。這些環(huán)節(jié)的機(jī)械化適用于種植規(guī)模大、種植規(guī)劃合理的蔗地。

（2）甘蔗收獲機(jī)械化技術(shù)。甘蔗收獲時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、收獲成本較高，非常適合機(jī)械化作業(yè)，對(duì)于降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度和甘蔗收獲成本都是十分重要的。

甘蔗的機(jī)械化收獲形式分為兩種，一種是分段式收獲，是采用甘蔗收割機(jī)將甘蔗砍倒之后利用甘蔗剝?nèi)~機(jī)進(jìn)行剝?nèi)~和切割，兩個(gè)作業(yè)工序需要分別進(jìn)行并需合理安排機(jī)械數(shù)量；一種是聯(lián)合收獲，是采用整桿式甘蔗收割機(jī)完成甘蔗的扶倒、切梢、切割、輸送、剝?nèi)~、堆積等作業(yè)，或者采用切段式聯(lián)合收獲機(jī)一次完成甘蔗的扶蔗、切梢、切割、輸送、除雜、切段、清選、裝載等作業(yè)。

裝載運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化水平較高，甘蔗裝載可以采取甘蔗裝載機(jī)將收獲的甘蔗運(yùn)輸至拖拉機(jī)或者農(nóng)用運(yùn)輸車上，再運(yùn)輸至糖廠等地。破壟平茬和蔗葉粉碎還田對(duì)于蔗地的土壤肥力保持、土壤結(jié)構(gòu)改良都十分重要。破壟平茬是通過(guò)破壟犁和平茬機(jī)對(duì)留宿根的蔗地進(jìn)行破壟松蔸，以實(shí)現(xiàn)減少土壤內(nèi)的害蟲數(shù)量、促進(jìn)宿根發(fā)芽的目的；蔗葉粉碎還田是利用甘蔗碎葉還田機(jī)將蔗葉、蔗梢進(jìn)行就地粉碎，能夠促進(jìn)微生物繁殖、保持蔗地養(yǎng)分，最終保證甘蔗產(chǎn)量。

（3）甘蔗機(jī)械的研究工作。由于我國(guó)與國(guó)外甘蔗種植情況存在明顯差別，國(guó)外一些質(zhì)量?jī)?yōu)良甘蔗生產(chǎn)機(jī)械不能夠適應(yīng)我國(guó)甘蔗種植情況，如適應(yīng)丘陵地帶的甘蔗收獲機(jī)械設(shè)備種類就很少。并且，國(guó)外設(shè)備價(jià)格高昂、維修不便，因此開發(fā)適應(yīng)我國(guó)甘蔗種植情況的機(jī)械化設(shè)備是十分重要的。

但目前的研究表明，國(guó)產(chǎn)的甘蔗機(jī)械性能尚不穩(wěn)定，以甘蔗收獲機(jī)為例，國(guó)產(chǎn)的甘蔗收獲機(jī)在田間的運(yùn)行不靈活，收獲損失率大、含雜率高，并且剝?nèi)~元件容易損壞，收獲效率與國(guó)外設(shè)備相比也存在明顯差距。另外，甘蔗機(jī)械的研發(fā)成本高、試驗(yàn)量大，需要有足夠的資金與技術(shù)支持，對(duì)于甘蔗機(jī)械的研究開發(fā)工作不利，甘蔗機(jī)械的更新速度慢、適用性差。反觀國(guó)外一些甘蔗種植發(fā)達(dá)的國(guó)家，其甘蔗生產(chǎn)的全程機(jī)械化早已實(shí)現(xiàn)，部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)械設(shè)備正朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展，帶來(lái)了更高的生產(chǎn)效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此，必須加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)甘蔗機(jī)械的研究工作。

目前我國(guó)甘蔗機(jī)械的研究已經(jīng)開始，如有研究基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)著力開發(fā)甘蔗種植機(jī)械，試圖實(shí)現(xiàn)根據(jù)拍攝到甘蔗圖像，通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程和精確識(shí)別方法來(lái)提高甘蔗預(yù)切種正確率，提高甘蔗種植時(shí)的機(jī)械化水平。這些研究工作的成果轉(zhuǎn)化對(duì)于甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)是十分重要的。

4 結(jié)語(yǔ)

甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)是不斷發(fā)展的，政府應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)的研究創(chuàng)新工作，努力做到將新時(shí)期甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)落到實(shí)處，這樣才能真正提高甘蔗生產(chǎn)的機(jī)械化水平。除此之外，政府在政策扶持，新型種植模式推廣以及制糖企業(yè)與甘蔗種植戶的關(guān)系協(xié)調(diào)方面也扮演著重要角色，相信在政府的支持下，我國(guó)蔗農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入以及甘蔗產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力將得到明顯提高，甘蔗產(chǎn)業(yè)也能夠?qū)崿F(xiàn)健康快速的發(fā)展。

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