糖料蔗全程機(jī)械化的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展建議

覃 寧，宋前明，盧羿安，黃麗球，黃宗新

(1廣西南寧東亞糖業(yè)集團(tuán)，廣西南寧530028；2廣西崇左東亞糖業(yè)有限公司，廣西崇左532200；3廣西東亞扶南精糖有限公司，廣西崇左532199)

0 引言

糖料蔗是我國制糖的主要原料，我國原料蔗主產(chǎn)區(qū)為廣西、云南、廣東、海南4省區(qū)，種植面積每年約133.33萬hm2[1]，占糖料種植面積的85%以上，蔗糖產(chǎn)量占總產(chǎn)糖量的90%以上(糖料蔗主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016～2020年))。國家高度重視甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化，近年來的中央一號(hào)文件都關(guān)注甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展，并提出指導(dǎo)性意見。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部及各部委也連續(xù)發(fā)文，推進(jìn)糖料蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化發(fā)展。2014/15年榨季以來，廣西自治區(qū)政府提出建設(shè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高糖糖料蔗基地，截止2019/20年榨季，已完成建設(shè)33.33萬hm2“雙高”基地的建設(shè)任務(wù)[2]，具備了進(jìn)一步實(shí)施全程機(jī)械化的基礎(chǔ)條件。

1 糖料蔗全程機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀

糖料蔗機(jī)械化收獲在 2006/07年榨季開始得到政府方面的重視，并引進(jìn)國外甘蔗收割機(jī)進(jìn)行收割作業(yè)，2014/15年榨季以來，一些糖業(yè)集團(tuán)也積極參與“雙高”項(xiàng)目的建設(shè)，在推動(dòng)機(jī)械化方面取得較好的成果，對(duì)緩解勞動(dòng)力緊張起到積極作用。但是由于機(jī)械化配套技術(shù)還不夠完善，造成機(jī)械效率比較低，機(jī)械收獲質(zhì)量比較差，機(jī)收后對(duì)宿根蔗出苗率影響比較大，單機(jī)機(jī)收量還比較少等問題[3]。因此，探索建立甘蔗高效生產(chǎn)技術(shù)模式迫在眉睫，也是鞏固崇左市蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展建設(shè)成果、實(shí)現(xiàn)國家戰(zhàn)略目標(biāo)的必然要求。

廣西南寧東亞糖業(yè)集團(tuán)從 2015年開始甘蔗全程機(jī)械化技術(shù)研究，本文通過分析廣西南寧東亞糖業(yè)集團(tuán)實(shí)施甘蔗全程機(jī)械化的關(guān)鍵技術(shù)，以及農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的融合的新甘蔗種植技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的機(jī)械化作業(yè)及甘蔗的可持續(xù)發(fā)展提供意見和建議。

2 全程機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)

2.1 蔗地規(guī)劃

2.1.1 地表清障

以種植規(guī)?；?、連片化、機(jī)具作業(yè)無障礙、連續(xù)作業(yè)效率高為原則，利用坡度計(jì)、水平儀等設(shè)備測量，對(duì)不平整的土地進(jìn)行降坡填溝平整處理，清理樹根、水泥墩柱、電線桿及耕層內(nèi)石頭等影響農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的障礙物，滿足全程機(jī)械高效作業(yè)。要求如圖1～5所示。

圖1 水平儀

圖2 挖掘機(jī)

圖3 激光平地機(jī)

圖4 手持坡度儀

圖5 使用手持坡度儀進(jìn)行坡度測量

2.1.2 種植規(guī)模規(guī)劃

選擇經(jīng)營甘蔗生產(chǎn)面積13.33 hm2以上，地勢平緩(坡度 5?以下)，土壤肥力中等、水利資源條件良好、交通便利的蔗地。如圖6～7所示。

2.1.3 田間道路設(shè)計(jì)

主干道和工作道路路面寬≥4 m，田塊與田間道路之間的高差≤5 cm。適當(dāng)修建會(huì)車道。

2.1.4 排水溝設(shè)計(jì)

在不影響機(jī)械跨排水溝作業(yè)，在允許情況下排水溝溝底寬3 m，溝邊使用平地機(jī)進(jìn)行緩邊處理。

2.1.5 灌溉設(shè)計(jì)。

以不影響機(jī)械高效作業(yè)為原則，可以采取滴灌、噴灌等灌溉方式。

2.2 土地整理

圖6 未進(jìn)行地塊種植規(guī)劃前，地塊種植行向不統(tǒng)一

圖7 進(jìn)行地塊種植規(guī)劃，統(tǒng)一種植行向

2.2.1 深耕

選擇150匹馬力以上的拖拉機(jī)懸掛3鏵犁或4鏵犁翻耕作業(yè)，以逐漸犁底層耕翻深度為原則。深耕達(dá)到35 cm以上，沒有漏耕現(xiàn)象。

2.2.2 第一次重耙碎土

選擇 210匹馬力以上的拖拉機(jī)懸掛重耙(28片以上圓盤耙刀)進(jìn)行碎土耙平，耕幅300 cm。耕作深度30 cm。

2.2.3 平地

選擇符合農(nóng)藝要求的平地機(jī)，平地機(jī)寬度 350 cm，配套拖拉機(jī)型為150匹馬力以上。經(jīng)平地作業(yè)后，蔗地地面在5 m長范圍內(nèi)縱向的凹凸量的偏差值≤10 cm。

2.2.4 深松

選擇210匹馬力以上拖拉機(jī)懸掛深松器，耕幅300 cm。耕作深度40 cm，深松深度、深松間距保持均勻一致，深松后的土層達(dá)到深、松。

圖8 利用衛(wèi)星導(dǎo)航起壟，行距、行向標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一

2.2.5 第二次重耙碎土

選擇 210匹馬力以上拖拉機(jī)型懸掛重耙(28片以上圓盤耙刀)進(jìn)行碎土耙平，耕幅300 cm，耕作深度30 cm。

2.2.6 土壤改良

采用拋撒機(jī)或其它設(shè)備施放糖廠濾泥和石灰進(jìn)行土壤改良。根據(jù)土壤化驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)土壤pH值≤5時(shí)，施用干濾泥3975 m3/hm2(132000 kg/hm2)或者施撒石灰9000 kg/hm2，把土壤pH值提高到5～7，以促進(jìn)作物對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收。

2.3 聯(lián)合種植

2.3.1 導(dǎo)航起壟

采用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位開行起壟，配套120匹馬力以上拖拉機(jī)懸掛起壟器，耕幅280 cm，耕作深度25 cm。壟高20～25 cm、壟寬110 cm、壟溝(固定軌道)寬度70 cm，壟面泥土碎、平順，壟面直、平行，壟距一致。如圖8～9所示。

圖9 利用導(dǎo)航起壟種植技術(shù)的甘蔗長勢

2.3.2 品種選擇

選擇具有高產(chǎn)、高糖、宿根性好、抗倒耐壓、易脫葉、分蘗成莖率高、不易倒伏、莖稈不易折斷等農(nóng)藝性狀、適合機(jī)械化作業(yè)的甘蔗良種。選用健康種莖，對(duì)種苗進(jìn)行選種，確保蔗種新鮮，無病蟲害，無損傷蔗芽，每段種莖宜為2～3個(gè)芽。合理密植，下種量達(dá)75000～90000芽/hm2以上[4]。

2.3.3 機(jī)械種植

選擇 90匹馬力以上的拖拉機(jī)懸掛甘蔗聯(lián)合種植機(jī)，開溝、放種、施肥、覆土作業(yè)一次性完成。拖拉機(jī)行駛速度 1.5 km/h，寬窄行種植，窄行間距50 cm，寬行間距135 cm，種植深度25 cm，蓋土厚度8 cm。

2.4 田間管理

圖10 一般農(nóng)戶機(jī)械種植模式

圖11 現(xiàn)代農(nóng)場機(jī)械種植模式

2.4.1 芽前封閉

選擇120匹馬力以上拖拉機(jī)懸掛噴藥機(jī)，噴幅1200 cm，藥箱容量1000 L，可調(diào)節(jié)岀液量。藥液輸出壓力0.3 MPa，按拖拉機(jī)的速度調(diào)節(jié)噴藥量，不漏噴，不重噴。農(nóng)藥使用：異丙甲草胺2.7 kg/hm2+莠去津2.55 kg/hm2配合噴施。

2.4.2 中耕梳土平壟

當(dāng)甘蔗生長至 6～7葉齡時(shí)進(jìn)行作業(yè)。選擇 90匹馬力以上拖拉機(jī)懸掛中耕疏草器進(jìn)行中耕除草、平壟作業(yè)，梳草器耕幅370 cm。一般情況下進(jìn)行1～2次作業(yè)，作業(yè)時(shí)速8 km/h，耕作深度15 cm，一次完成二行中耕，淸除雜草，并把甘蔗行壟面梳理整平，避免出現(xiàn)U形蔗壟。

2.4.3 追肥

選擇150匹馬力以上拖拉機(jī)懸掛圓盤切入式施肥機(jī)，耕幅550 cm，一次可完成3行施肥，出肥量在5～30 kg/min范圍內(nèi)可調(diào)。作業(yè)時(shí)速5～8 km/h，肥料深埋30 cm并覆土。

2.4.4 二次控草

選擇120匹馬力以上拖拉機(jī)懸掛噴藥機(jī)，噴幅1200 cm，藥箱容量1000 L，可調(diào)節(jié)岀液量，藥液輸出壓力0.3 MPa，噴頭定位噴施，按拖拉機(jī)的速度調(diào)節(jié)噴藥量，不漏噴，不重噴。農(nóng)藥使用：異丙甲草胺 2.7 kg/hm2+莠去津 2.55 kg/hm2+敵草隆 2.625 kg/hm2配合噴施。

2.5 機(jī)械化收獲

2.5.1 配套機(jī)械

應(yīng)用帶導(dǎo)航功能的大型切段式聯(lián)合收獲機(jī)，收獲機(jī)輪距185～200 cm，切割刀盤≤60 cm以內(nèi)。同時(shí)，選擇符合農(nóng)藝要求的轉(zhuǎn)運(yùn)車，配套拖拉機(jī) 150匹馬力以上，每臺(tái)收獲機(jī)配套田間轉(zhuǎn)運(yùn)車不少于 2臺(tái)。運(yùn)輸方面，采用半掛式運(yùn)輸車輛運(yùn)輸甘蔗進(jìn)廠，1個(gè)拖頭車配置3個(gè)半掛車廂(載重量30 t/車廂)。

2.5.2 作業(yè)質(zhì)量要求

應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航，實(shí)行固定作業(yè)軌跡、對(duì)行采收作業(yè)，防止碾壓蔗蔸，減少蔗頭破損率，確保宿根蔗發(fā)株良好。要求宿根破頭率≤10%，含雜率≤10%，總損失率≤7%，機(jī)收原料蔗8 h內(nèi)進(jìn)廠壓榨。收割機(jī)、田間轉(zhuǎn)運(yùn)車速度一致，時(shí)速控制在2～7 km/h，作業(yè)效率 40～50 t/h。田間裝載轉(zhuǎn)運(yùn)車需由田頭出入，避免碾壓蔗蔸。

2.6 宿根蔗管理

2.6.1 管理原則

在規(guī)范固定作業(yè)軌跡的基礎(chǔ)上，機(jī)械收獲后甘蔗種植畦仍然保持較好的土壤環(huán)境，蔗葉直接覆蓋還田，不燒蔗葉，不松蔸，直接機(jī)械施肥不需要培土，以減少土壤擾動(dòng)和水分蒸發(fā)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，控制雜草生長，保水、保肥，延長宿根年限。

2.6.2 施肥

機(jī)收后10天內(nèi)進(jìn)行施肥除草，利用圓盤切葉施肥機(jī)將機(jī)收后的蔗葉切斷后與肥料一起深埋于地下15～20 cm。

2.6.3 雜草防控

利用噴藥機(jī)進(jìn)行封閉控草作業(yè)。作業(yè)質(zhì)量要求：藥液輸出壓力 0.3 MPa，按拖拉機(jī)的速度調(diào)節(jié)噴藥量，不漏噴，不重噴。農(nóng)藥使用：異丙甲草胺 2.7 kg/hm2+莠去津2.55 kg/hm2配合噴施。

2.6.4 蟲害防控

采用赤眼蜂防治甘蔗螟蟲，并做好其他甘蔗病蟲害防控措施，用量為15～45張蜂卡/hm2·次。

3 應(yīng)用推廣效果及優(yōu)勢

3.1 推廣面積

從2015年開始實(shí)施到2018年底，實(shí)施甘蔗全程機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用的甘蔗面積有4000多hm2，推動(dòng)其它作物改種甘蔗的面積有2000多hm2。主要其中于崇左市江州區(qū)、扶綏縣和寧明縣，其他部分市縣也直接或間接采用相關(guān)技術(shù)并應(yīng)用，如來賓市一些種植大戶[5]。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢

甘蔗全程機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用，降低了甘蔗生產(chǎn)成本，同時(shí)一些保持耕作技術(shù)的應(yīng)用，延長了甘蔗的宿根年限(甘蔗種植周期 4～5年，比一般農(nóng)戶種植模式延長 1～2年)，甘蔗的平均單產(chǎn)也由原來的4.5 t提升到5.8 t，在不計(jì)地租的情況下，噸蔗效益234元/t，一般農(nóng)戶3年平均噸蔗效益178元/t，比農(nóng)戶多增收56元/t

3.3 作業(yè)效率優(yōu)勢

2017/18年榨季與扶綏縣農(nóng)機(jī)局在扶綏縣雷達(dá)合作社現(xiàn)代農(nóng)場地塊進(jìn)行機(jī)收測試，當(dāng)天機(jī)械收獲作業(yè)時(shí)間為12 h，累計(jì)收獲甘蔗達(dá)到475 t。2018/19年榨季在江州區(qū)的農(nóng)場地塊進(jìn)行機(jī)收，當(dāng)天的機(jī)械收獲作業(yè)時(shí)間為10 h，累計(jì)收獲甘蔗達(dá)到483 t。

3.4 土壤保護(hù)優(yōu)勢

通過固定農(nóng)具機(jī)耕道作業(yè)、通過土壤改良、通過減少耕作和蔗葉還田，減少對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的破壞，同時(shí)重點(diǎn)保護(hù)、提升土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤肥力，延長甘蔗宿根性，為甘蔗產(chǎn)量打好基礎(chǔ)。如圖12～14所示。

4 存在的不足

4.1 地塊小，適度規(guī)?；淖鳂I(yè)地塊少

全程機(jī)械化作業(yè)效率、種植收益等最佳的生產(chǎn)面積要求13.33 hm2以上。雖然現(xiàn)在大部分的蔗地已經(jīng)過土地整合，但單戶蔗農(nóng)或單塊地塊的面積仍比較小，導(dǎo)致機(jī)械化收割效率低，機(jī)械化收獲成本與人工砍收成本對(duì)比差異不明顯。

4.2 土地流轉(zhuǎn)承包成本高

現(xiàn)階段農(nóng)村勞動(dòng)力就業(yè)途徑和就業(yè)能力有限，對(duì)于土地的依賴程度還比較高，土地的流轉(zhuǎn)價(jià)格(地租)高達(dá) 15000～18000元/hm2，打擊了成本經(jīng)營戶擴(kuò)大經(jīng)營規(guī)模的積極性[6]。

4.3 宜機(jī)化土地整治費(fèi)用高

廣西的主要甘蔗種植區(qū)域都都屬于旱地、丘陵緩坡地，平原地少，地型地貌較為復(fù)雜，全程機(jī)械化要求宜機(jī)化整地工序較多，當(dāng)年投入土地整理的費(fèi)用高于一般模式3000～4500元/hm2，投入相對(duì)較高，打擊種植戶對(duì)宜機(jī)化投入的積極性。

5 建議

5.1 政府部門加強(qiáng)對(duì)糖料蔗保護(hù)區(qū)內(nèi)蔗地的作物種植管理

圖12 機(jī)收后噴施除草劑，雜草根部生長受到抑制(化學(xué)防治)

圖13 機(jī)械中耕過程中雜草被清除(物理防治)

圖14 固定機(jī)耕道、蔗葉還田后，機(jī)收無碾壓，土壤疏松

建議甘蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)內(nèi)土地不能種植林木、水果，也不能丟荒，促使土地以較低價(jià)格合理流轉(zhuǎn)。

5.2 政策支持、推動(dòng)適度規(guī)?；N植

為引導(dǎo)農(nóng)戶適度規(guī)模化種植，政府應(yīng)從平衡各方甘蔗利益相關(guān)者出發(fā)，解決土地承包者翻地的成本，如以深耕深松、機(jī)械種植、中耕管理等方式補(bǔ)貼，補(bǔ)貼金額6000～7500元/hm2，非種植期則補(bǔ)貼3000～3750 元/hm2。

5.3 加強(qiáng)對(duì)甘蔗地宜機(jī)化改造力度，并列入標(biāo)準(zhǔn)化方案

建議甘蔗地宜機(jī)化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)包含：⑴清理電線桿、石頭、樹樁、蟻巢等影響機(jī)械作業(yè)的障礙物；⑵土地整治后增加平地機(jī)進(jìn)行作業(yè)：平地機(jī)作業(yè)后使地面平順、平緩,減少機(jī)械作業(yè)顛簸風(fēng)險(xiǎn)，有利于提高機(jī)械作業(yè)效率及減少損耗；⑶保留原始機(jī)耕道路，不增加石料。需要鋪設(shè)片石、石渣的道路應(yīng)低于或平于地面、這樣即使有道路的情況下機(jī)械仍能跨路面作業(yè)或正常調(diào)頭，提高機(jī)械效率；⑷實(shí)施灌溉、排水建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)以不影響機(jī)械化作業(yè)為前提。

5.4 加大對(duì)糖廠機(jī)械化收獲的扶持力度

目前階段甘蔗機(jī)械化各方面還處于磨合期，機(jī)械收獲的甘蔗含雜較多，尤其在廣西的氣候、土壤條件下作業(yè)，泥沙含量較多，對(duì)糖廠產(chǎn)糖率影響較大。建議按甘蔗機(jī)收量占糖廠壓榨線總進(jìn)廠比例情況，分段進(jìn)行抵扣農(nóng)產(chǎn)品增值稅進(jìn)項(xiàng)稅額對(duì)應(yīng)的噸糖甘蔗單耗數(shù)量。

5.5 加強(qiáng)機(jī)械化發(fā)展配套基礎(chǔ)建設(shè)

第一是政策支持建立長效機(jī)手培訓(xùn)機(jī)制。培訓(xùn)熟練、高效、高質(zhì)量的機(jī)手，減少機(jī)收服務(wù)隊(duì)之間對(duì)機(jī)手的競爭需求[7]；

第二是扶持應(yīng)用定位導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械作業(yè)導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用有利于提高作業(yè)效率、節(jié)約成本，有利于精準(zhǔn)機(jī)械作業(yè)，延長作業(yè)時(shí)間，同時(shí)即使甘蔗在嚴(yán)重倒伏的情況下也能夠降低損耗、順利機(jī)械收獲，不影響宿根蔗生長[7]。

5.6 鼓勵(lì)制糖企業(yè)參與農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)的探索

政府資金支持企業(yè)參與高效全程機(jī)械化試點(diǎn)建設(shè)[8-9]。平地投入的資金：整地和宜機(jī)化改造 9000元/hm2，甘蔗種植管理費(fèi)用25500元/hm2，合計(jì)34500元/hm2；丘陵地投入的資金：整地和宜機(jī)化改造30000元/hm2，甘蔗種植管理費(fèi)用25500元/hm2，合計(jì) 55500元/hm2。近年來一些糖業(yè)企業(yè)引進(jìn)甘蔗相關(guān)技術(shù)，并投入大量資金探索農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)應(yīng)用，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，政府應(yīng)當(dāng)重視糖企在引導(dǎo)、推動(dòng)機(jī)械化發(fā)展中的作用。