甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量管控研究

盧秉福

（黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院，哈爾濱150080）

我國是一個(gè)人口大國，也是一個(gè)食糖消費(fèi)大國，人均食糖消費(fèi)已經(jīng)超過11 kg。食糖作為大宗商品，來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。中國是世界上少數(shù)幾個(gè)既產(chǎn)甜菜糖又產(chǎn)甘蔗糖的國家，甜菜糖是我國食糖消費(fèi)的重要來源[1]。自1908年我國第一座機(jī)制甜菜糖廠建立以來，甜菜作為一個(gè)新興的作物在我國種植經(jīng)歷了百年的時(shí)間，種植區(qū)域主要集中在東北、華北和西北，種植面積最高時(shí)居世界第三位，總產(chǎn)居世界第六位，隨著我國種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，甜菜種植逐漸向優(yōu)勢地區(qū)集中和轉(zhuǎn)移，形成了以黑龍江、內(nèi)蒙古和新疆為代表的三大產(chǎn)區(qū)[2]。甜菜是比較耗費(fèi)工時(shí)的作物，近年來，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移加快，甜菜種植地區(qū)勞動(dòng)力緊缺，農(nóng)村勞動(dòng)力價(jià)格越來越高，甜菜生產(chǎn)機(jī)械化快速發(fā)展，尤其是甜菜收獲機(jī)械化發(fā)展更為迅速[3]，規(guī)范和指導(dǎo)甜菜收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量評價(jià)，提升甜菜收獲機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量和安全使用水平，對促進(jìn)甜菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

表1 甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量影響因素

1 甜菜收獲機(jī)械作業(yè)的質(zhì)量影響因素

由于甜菜塊根埋在地下，甜菜收獲與其他作物收獲截然不同，在收獲條件適宜的情況下，采用機(jī)械收獲，谷物損失率僅為1%，馬鈴薯也僅為2%，而甜菜卻為5%；在收獲條件不適宜的情況下，采用機(jī)械收獲，谷物損失率為1.67%，馬鈴薯也僅為4%，而甜菜卻高達(dá)18%[4]。在甜菜收獲機(jī)械作業(yè)過程中，莖葉切削、塊根挖掘、撿拾、清理、升運(yùn)、裝載會受到作業(yè)條件、機(jī)械技術(shù)、甜菜狀態(tài)等因素的影響，莖葉切削主要表現(xiàn)為多切、少切、漏切、掰切、塊根推倒等情況，塊根挖掘主要表現(xiàn)為漏挖、破碎、埋藏等情況，在撿拾、清理、升運(yùn)、裝載過程中會發(fā)生清理不凈、塊根損傷、粘土過多、含雜率高等問題[4-10]。影響甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量的因素主要有收獲條件、機(jī)械技術(shù)、甜菜狀態(tài)、農(nóng)藝技術(shù)4項(xiàng)一類指標(biāo)和土壤條件、配套動(dòng)力、作業(yè)速度、切削裝置、挖掘器類型、甜菜根形和甜菜罹病率等23項(xiàng)二級指標(biāo)和重度粘壤土、挖掘器類型、楔形等35項(xiàng)三級級指標(biāo)[11]（見表1）。在一級指標(biāo)中收獲條件和機(jī)械技術(shù)是影響甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素，在二三級指標(biāo)中，土壤含水率、土壤結(jié)構(gòu)、配套動(dòng)力、作業(yè)速度、切削裝置、挖掘器類型、甜菜根形、甜菜塊根地上部高度、甜菜罹病率、田間雜草等因素是影響甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量的重要因素。在諸多影響因素中，有一些因素在時(shí)間和空間上是可以人為控制的，另外一些因素是不可控制的，盡可能管控好可控因素，最大可能減少其負(fù)面影響，擴(kuò)大其正面作用，制定甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范甜菜收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量，提高甜菜收獲機(jī)械化水平。

2 甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量的控制

甜菜收獲是農(nóng)民種植甜菜的最重要環(huán)節(jié)，收獲產(chǎn)量是最后效益的體現(xiàn)，如果收獲損失過多，農(nóng)民難以接受。我國甜菜收購標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，甜菜塊根重量應(yīng)大于100 g，尾根直徑應(yīng)大于1 cm。甜菜產(chǎn)量為50 t/hm2時(shí)，甜菜切頂正常切削，甜菜產(chǎn)量無損失；多切1 cm，產(chǎn)量損失6.8%；多切2 cm，產(chǎn)量損失12.6%；多切3 cm，產(chǎn)量損失多達(dá)18.4%，并且塊根切削高度低于正常切削面時(shí)含糖物質(zhì)的損失接近8%～15%。在挖掘過程中，尾根直徑為1 cm時(shí)，符合收購質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對甜菜產(chǎn)量無影響；尾根直徑為2.5 cm時(shí)，產(chǎn)量損失為3%，尾根直徑為3.5 cm、5 cm時(shí)，產(chǎn)量損失分別達(dá)6%、12%[4]。表2、表3為幾種甜菜收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量[12-18]。

表2 甜菜切纓機(jī)作業(yè)質(zhì)量

表3 甜菜挖掘機(jī)作業(yè)質(zhì)量

為保障各方利益和甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量，許多國家都制定了甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。波蘭甜菜收獲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，切頂過低率不能高于3%、切頂過高率或漏切率不能高于5%、塊根總損失率和嚴(yán)重?fù)p傷率均不能高于5%、塊根輕微損傷率不能高于20%、塊根中含葉子率不能高于1.5%[19]。也有企業(yè)制定了自己的《甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量》標(biāo)準(zhǔn)，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)九師西裕糖廠甜菜收獲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，切頂過低率小于2%，過高率或漏切率小于5%，斜切偏切率小于2%、塊根總損失率小于3%、嚴(yán)重?fù)p傷率小于2%，輕微損傷率小于15%，塊根中含土率小于1%，含莖葉率小于1.5%，尾根不切[19]。

甜菜機(jī)械化收獲關(guān)系到農(nóng)民、糖廠、農(nóng)機(jī)戶的利益，甜菜種植者普遍認(rèn)為機(jī)械收獲的總損失率不能超過10%，包括切削損失和塊根損失，二者分別低于3%和7%，切削損失主要指多切；糖廠技術(shù)人員普遍關(guān)心甜菜切削、破碎、含雜率等指標(biāo)，少切率和漏切率不能高于10%，破碎率不能高于2%，含雜率不能高于8%；農(nóng)機(jī)經(jīng)營者主要關(guān)心機(jī)組作業(yè)速度、工作效率，指標(biāo)過于嚴(yán)苛，機(jī)組作業(yè)效率會受到影響。

3 甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的修訂

3.1 標(biāo)準(zhǔn)編制背景

甜菜機(jī)械化收獲分為聯(lián)合收獲和分段收獲，使用的機(jī)械為甜菜切纓機(jī)、甜菜挖掘集條機(jī)、甜菜挖掘機(jī)、塊根撿拾機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)。甜菜機(jī)械作業(yè)過程中切削合格率在54.46%～98.64%，塊根損失率0～13.19%，混土率1.45%～13.97%，盡管甜菜機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，力求結(jié)構(gòu)完善，降低甜菜損失，但實(shí)際作業(yè)過程中由于土壤情況、甜菜栽培情況、作業(yè)機(jī)械等因素的影響，依然會造成塊根損失[20]。對甜菜機(jī)械化收獲損失的控制成為甜菜生產(chǎn)中不可回避的問題。借鑒國內(nèi)外甜菜機(jī)械化收獲的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)甜菜收獲機(jī)械的結(jié)構(gòu)、性能、收獲方式，甜菜品種、生長特性、栽培技術(shù)，收獲時(shí)自然條件、土壤條件等，修訂《甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量》標(biāo)準(zhǔn)，管控甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量，對促進(jìn)甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展具有積極意義。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

結(jié)合我國甜菜種植的地域條件、種植制度和栽培特點(diǎn)，并充分考慮甜菜種植未來的發(fā)展趨勢，對《甜菜收獲機(jī) 作業(yè)質(zhì)量》NY/T1412-2007標(biāo)準(zhǔn)適用范圍、術(shù)語和定義、作業(yè)質(zhì)量要求、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等方面進(jìn)行了修訂。術(shù)語和定義對避免混淆、歧義的發(fā)生具有重要的作用，是標(biāo)準(zhǔn)使用時(shí)的重要依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)增加了甜菜割葉切頂機(jī)、甜菜挖掘集條機(jī)、甜菜撿拾機(jī)、甜菜挖掘機(jī)、甜菜聯(lián)合收獲機(jī)的定義，明確了甜菜收獲機(jī)械的功能和作用，適用范圍較原標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)大了；增加了根頭、塊根破碎、雜質(zhì)術(shù)語，明確了其含義；增加了合格切削位置術(shù)語，使多切、少切可以準(zhǔn)確判定，具有了操作性；增加了斜切、掰切判定指標(biāo)，更易評價(jià)切削合格率；由于標(biāo)準(zhǔn)適用范圍擴(kuò)大至撿拾機(jī)，因此增加撿拾損失定義；塊根損傷不作為考核指標(biāo)，因此刪除了；在作業(yè)質(zhì)量要求項(xiàng)增加了甜菜割葉切頂機(jī)、甜菜撿拾機(jī)的作業(yè)質(zhì)量要求，進(jìn)一步明確了甜菜挖掘集條機(jī)和甜菜挖掘機(jī)的區(qū)別，分別設(shè)定了作業(yè)質(zhì)量要求；在作業(yè)質(zhì)量檢測項(xiàng)增加了多切率、破碎率和撿拾率，刪除了塊根條放質(zhì)量和塊根堆放質(zhì)量等指標(biāo)，兼顧了甜菜種植者和糖廠的利益。

在《糖料甜菜》GB/T 10496中有塊根破碎率不得超過2%的規(guī)定，因此增加了塊根破碎率的要求；甜菜撿拾機(jī)最重要的考核指標(biāo)是撿拾損失率，因此增加了塊根撿拾損失率不高于1%；塊根含雜率是甜菜收購時(shí)衡量甜菜質(zhì)量的重要指標(biāo)，綜合各方面的意見修改為不超過8%；由于甜菜挖掘集條機(jī)將甜菜塊根挖出后集成一條放置于田間，由甜菜撿拾機(jī)負(fù)責(zé)撿拾裝載，因此甜菜挖掘集條機(jī)的塊根損失率確定為4%，折斷率為5%，甜菜撿拾機(jī)的撿拾率為99%，折斷率亦為5%，二者結(jié)合與甜菜挖掘機(jī)和甜菜聯(lián)合收獲機(jī)的指標(biāo)一致。

表4 甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量

3.3 作業(yè)質(zhì)量要求和檢驗(yàn)方法

在甜菜適宜收獲、地勢平坦、行距一致、土壤含水率≤20%的情況下，確定了甜菜割葉切頂機(jī)、甜菜挖掘集條機(jī)、甜菜撿拾機(jī)、甜菜挖掘機(jī)、甜菜聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。檢測切頂合格率、多切率、塊根損失率、塊根折斷率、塊根破碎率、撿拾率、含雜率等指標(biāo)，應(yīng)符合表4的要求。在評定規(guī)則項(xiàng)，按機(jī)械類型進(jìn)行考核，具有可操作性。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的意義

《甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量NY/T1412-2018》標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施后，標(biāo)準(zhǔn)起草部門及時(shí)就標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)修訂內(nèi)容進(jìn)行宣講、解讀，規(guī)范和指導(dǎo)全國甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量評價(jià)，甜菜收獲機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)可參考標(biāo)準(zhǔn)的要求組織生產(chǎn)，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高市場競爭力，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益；甜菜收獲機(jī)械使用單位或個(gè)人按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，可提高作業(yè)質(zhì)量[21-22]，減少投資風(fēng)險(xiǎn)，增加收益；甜菜科研生產(chǎn)部門可以將甜菜收獲機(jī)械的適應(yīng)性作為育種技術(shù)、栽培模式推廣的重要參考指標(biāo)，有針對性地推廣適于機(jī)械化作業(yè)的甜菜新品種和栽培模式，促進(jìn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝融合發(fā)展[23]，加快甜菜收獲機(jī)械化步伐?？傊?，甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，對提升甜菜生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的速度與質(zhì)量，促進(jìn)甜菜種植，具有巨大的推進(jìn)作用，為甜菜糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了保障。

4 結(jié)論

甜菜機(jī)械化收獲作業(yè)質(zhì)量關(guān)系到農(nóng)民、糖廠、農(nóng)機(jī)戶的利益。甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量的影響因素較多，農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)占主要地位，收獲條件尤其是土壤條件對甜菜收獲質(zhì)量的影響較大，作業(yè)速度、甜菜根形、地上部高度等因素也有較大影響。在諸多影響因素中，一些因素是可控制的，另外一些因素是不可控制的，管控好可控因素，結(jié)合我國甜菜種植的地域條件、種植制度和栽培特點(diǎn)，并考慮甜菜種植未來的發(fā)展趨勢，兼顧甜菜種植者和糖廠的利益，對《甜菜收獲機(jī) 作業(yè)質(zhì)量》NY/T1412-2007標(biāo)準(zhǔn)適用范圍、術(shù)語和定義、作業(yè)質(zhì)量要求、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等方面進(jìn)行了修訂，制定《甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量NY/T1412-2018》標(biāo)準(zhǔn)，使甜菜收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量有判定依據(jù)，規(guī)范甜菜收獲機(jī)械作業(yè)，對降低甜菜收獲損失，提高甜菜收獲質(zhì)量，促進(jìn)甜菜收獲機(jī)械化水平提升具有積極意義。