淺談甘蔗機(jī)械化收獲與發(fā)展前景

龐承妮，黎向新，農(nóng)宏亮，莫建霖，邱永兵，陳高峰，楊子增

（廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院有限公司，廣西南寧 530007）

0 引言

廣西是我國(guó)甘蔗生產(chǎn)的主要主產(chǎn)區(qū)，但現(xiàn)代化水平不高，產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力比較弱，造成的原因很多，其一是農(nóng)機(jī)化基礎(chǔ)薄弱，土地自然稟賦差，甘蔗主產(chǎn)區(qū)70%以上的蔗田屬旱坡地，面積小，連片少，地塊細(xì)碎化問題突出；其二是甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化程度不高，尤其是收獲環(huán)節(jié)，廣西近三年榨季聯(lián)合機(jī)收率不足5%。甘蔗生產(chǎn)要實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效除品種改良、提高栽培水平、改進(jìn)加工工藝外，最有成效的辦法是提高機(jī)械化程度，特別是提高機(jī)械收獲程度和質(zhì)量。

1 甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)機(jī)械化發(fā)展的制約因素

1.1 蔗區(qū)

一是土地自然稟賦差。蔗區(qū)蔗地大都為緩坡旱地，有相當(dāng)一部分坡度大于13°，部分蔗地依山而建，形狀不規(guī)整、不連片、高差大，有的蔗區(qū)是風(fēng)化土，石頭地多，適宜聯(lián)合機(jī)收面積不足20%。二是宜機(jī)蔗地面積減少。近年來隨著旱改水項(xiàng)目、農(nóng)村土地開發(fā)利用和土地改換經(jīng)營(yíng)其他作物，蔗地有流失現(xiàn)象，且流失的大都是宜機(jī)地塊，進(jìn)一步造成了可聯(lián)合機(jī)收面積的減少的局面。三是規(guī)?；恋亟?jīng)營(yíng)變少，土地租金占成本的比重大，高額的土地租金制約了土地規(guī)?；?jīng)營(yíng)的發(fā)展，蔗區(qū)種植面積超33.33 hm2的大戶較少。蔗地經(jīng)營(yíng)面積的細(xì)碎化、零散化，嚴(yán)重影響了高效機(jī)收的發(fā)展。四是蔗地規(guī)劃、整地不宜機(jī)收。蔗區(qū)大部分蔗地為散戶經(jīng)營(yíng)，小散戶種植甘蔗往往不為聯(lián)合機(jī)收作準(zhǔn)備。

1.2 糖企

聯(lián)合收獲機(jī)機(jī)收含雜率高，造成糖分損失和設(shè)備損耗，增加了糖廠負(fù)擔(dān)。切斷式聯(lián)合機(jī)收的甘蔗含雜普遍在6%～12%的幅度。國(guó)外資料顯示，泥沙每增加1%，糖分就會(huì)降低0.2%；國(guó)內(nèi)糖企提供的抽樣數(shù)據(jù)也顯示切斷式聯(lián)合機(jī)收蔗的產(chǎn)糖率要比人工蔗低。另外，泥沙多容易造成設(shè)備磨損需要經(jīng)常停產(chǎn)維修，嚴(yán)重影響了糖企效益。在利益前面，糖企在能保證滿足其日榨量供應(yīng)的前提下，糖廠傾向于人工收蔗，而不是機(jī)收蔗。從制糖企業(yè)對(duì)接受聯(lián)合機(jī)收蔗的程度看，主動(dòng)推進(jìn)聯(lián)合機(jī)收發(fā)展、查找制約機(jī)收痛點(diǎn)和解決機(jī)收過程中遇到的困難和問題的糖廠極少，絕大部分糖企只注重當(dāng)下效益，不考慮遠(yuǎn)景，主觀意識(shí)上對(duì)推進(jìn)機(jī)收、發(fā)展機(jī)收不積極，嚴(yán)重制約了機(jī)收市場(chǎng)發(fā)展。

1.3 蔗農(nóng)

農(nóng)戶沒有通過聯(lián)合機(jī)收而增加收益，獲得實(shí)惠。蔗地宜機(jī)化程度低，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合程度不高，聯(lián)合收割機(jī)在地塊作業(yè)時(shí)存在對(duì)蔗蔸碾壓的情況，一定程度上影響了宿根蔗的出苗率。所以農(nóng)戶機(jī)對(duì)聯(lián)合機(jī)收損耗大、損傷蔗根影響下年產(chǎn)量等顧慮多，接受聯(lián)合機(jī)收的也是三年以上宿根準(zhǔn)備翻種了的，這也是機(jī)收水平低的一個(gè)因素。散戶地塊小，導(dǎo)致機(jī)械化收割效率低，機(jī)械收獲成本偏高，機(jī)收隊(duì)在收割散戶的地塊時(shí)收取的機(jī)收費(fèi)相比大戶偏高，機(jī)收費(fèi)高加上機(jī)收損耗高，在有人力的條件下，蔗農(nóng)選擇人工收獲的意愿大于機(jī)收。

1.4 收獲裝備

目前，市場(chǎng)上現(xiàn)有的切斷式聯(lián)合收割機(jī)一般為大中型的甘蔗聯(lián)合收割機(jī)，這類產(chǎn)品的體形龐大，整機(jī)過重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在我國(guó)坡地、分散小地塊的種植條件下作業(yè)條件受限、作業(yè)效率低、機(jī)器地頭轉(zhuǎn)彎極不方便，聯(lián)合收割機(jī)、甘蔗運(yùn)輸車輪距與甘蔗種植行距不匹配造成壓壞甘蔗宿根的現(xiàn)象突出，不適合于我國(guó)大部分山區(qū)、丘陵地區(qū)的甘蔗種植地及宿根蔗收割后的保留需要，需要改變國(guó)內(nèi)目前現(xiàn)有的種植模式與之相匹配。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的整稈式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)還不夠成熟?，F(xiàn)有的整稈式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)效率偏低，對(duì)倒伏甘蔗適應(yīng)性差，單日平均作業(yè)量少不足以獲得盈利。其次，現(xiàn)有的整稈式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)收獲后的蔗莖破損比較嚴(yán)重，蔗莖質(zhì)量遠(yuǎn)比不上人工。再次，整稈甘蔗收割后收集方式不理想，甘蔗收集方式由于經(jīng)常掉蔗，需要摻雜大量的人工撿拾，二次人工耗費(fèi)太高。

1.5 農(nóng)藝

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝不配套。沒有統(tǒng)一的適合宜機(jī)化的種植農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)，蔗農(nóng)種植模式多種多樣，缺乏統(tǒng)一而有效的適合機(jī)收的種植農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)；甘蔗生產(chǎn)設(shè)備較雜亂，耕、種、管、收等主要環(huán)節(jié)沒有形成系統(tǒng)性、連貫性、標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)模式；缺乏規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理。

2 分步式機(jī)收

2.1 甘蔗分步式機(jī)收的概念

甘蔗分步式機(jī)收是通過多個(gè)步驟完成甘蔗切割、集條（堆）、蔗葉分離、甘蔗收集搬運(yùn)等作業(yè)工序的甘蔗收獲機(jī)具的總稱。機(jī)具類別按作業(yè)工序分為甘蔗割鋪機(jī)、甘蔗割堆機(jī)、甘蔗集條（堆）機(jī)、甘蔗田間收集搬運(yùn)機(jī)、甘蔗剝?nèi)~除雜設(shè)備等。根據(jù)剝?nèi)~除雜后甘蔗的形態(tài)，甘蔗除雜設(shè)備分為整稈式剝?nèi)~除雜設(shè)備和切段式剝?nèi)~除雜設(shè)備。

2.2 甘蔗分步式機(jī)收的主要作業(yè)模式

近兩年，廣西積極推廣甘蔗分步式機(jī)收試點(diǎn)，較為成熟的主要技術(shù)路線有以下兩種。

技術(shù)方案一：田間割鋪（堆）、田間剝?nèi)~除雜、田間轉(zhuǎn)運(yùn)、甘蔗裝車入糖廠。該技術(shù)方案使用割鋪（堆）機(jī)進(jìn)行收割作業(yè)，完成甘蔗割倒、鋪放、集堆等工序，再利用小型移動(dòng)剝?nèi)~除雜設(shè)備在田間地頭對(duì)甘蔗進(jìn)行剝?nèi)~去稍除雜，然后收集剝?nèi)~除雜后的整稈式的甘蔗運(yùn)至地頭，再裝車運(yùn)至糖廠。

技術(shù)方案二：田間割鋪（堆）、田間轉(zhuǎn)運(yùn)、集中剝?nèi)~除雜、甘蔗裝車入糖廠、蔗葉處理。該技術(shù)方案使用割鋪（堆）機(jī)進(jìn)行收割作業(yè)，完成甘蔗割倒、鋪放、集堆等工序，將收割后的甘蔗連同蔗葉及蔗稍一起收集裝車，運(yùn)送至集中除雜點(diǎn)，在集中除雜點(diǎn)使用剝?nèi)~除雜設(shè)備將甘蔗進(jìn)行剝?nèi)~去稍除雜作業(yè)。集中除雜點(diǎn)處理方式有整稈式剝?nèi)~除雜和切斷式剝?nèi)~除雜。剝?nèi)~除雜后的甘蔗運(yùn)送糖廠，同時(shí)，將通過剝?nèi)~除雜設(shè)備分離出來的蔗葉進(jìn)行去泥沙、粉碎、切斷、除塵、揉絲、打包等加工制作成飼料，供應(yīng)牛羊豬養(yǎng)殖場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)蔗葉飼料化；或用抓機(jī)裝車運(yùn)至發(fā)電廠發(fā)電或肥料廠制造肥料。蔗葉資源化利用，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)效益最大化。

2.3 甘蔗分步式機(jī)收機(jī)具存在問題

分步式機(jī)收加工點(diǎn)經(jīng)營(yíng)模式較為靈活，取得了較好的效果。但設(shè)備在安裝、運(yùn)行中仍有較多不足之處，需要不斷優(yōu)化，持續(xù)改進(jìn)。當(dāng)前，分步式機(jī)收機(jī)具存在有以下問題：一是目前作業(yè)機(jī)具還不完善，各環(huán)節(jié)工作連貫性不夠。二是作業(yè)工序多、配套機(jī)具較多。三是割鋪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)于倒伏甘蔗適應(yīng)性差，田間剝?nèi)~除雜設(shè)備不夠成熟，效率低。四是輔助人工較多，導(dǎo)致功效不高，人工成本高。五是集中除雜處理點(diǎn)所需場(chǎng)地大、固定不夠靈活。受土地使用限制影響，加工場(chǎng)地硬化、廠房搭建等問題難以解決，對(duì)后續(xù)工作開展造成較大影響，尤其在雨天時(shí)，場(chǎng)地泥濘、甘蔗濕水、漏電隱患等造成停機(jī)作業(yè)。六是目前現(xiàn)有的整稈式剝?nèi)~除雜設(shè)備的上料系統(tǒng)不能有效地將成堆蔗莖理順鋪平，導(dǎo)致輸送至除雜裝置的甘蔗糾纏交錯(cuò)在一起，造成除雜通道堵塞或損傷蔗莖，且喂入裝置的輸送效率與除雜通道效率不匹配，輸送效率低于除雜效率，使除雜通道有相當(dāng)一部分時(shí)間是在空運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致機(jī)器實(shí)際的生產(chǎn)率不高。七是整稈式剝?nèi)~除雜設(shè)備的除雜裝置對(duì)彎曲甘蔗的適應(yīng)性有待提高，彎曲甘蔗經(jīng)過除雜通道時(shí)極易被折斷損傷，造成損失。八是切斷式分步式機(jī)收蔗的平均含雜率6.73%，高的達(dá)到7.9%，與傳統(tǒng)的機(jī)收蔗含雜相當(dāng)，除雜效果有待提高。

3 分步式機(jī)收對(duì)比聯(lián)合機(jī)收的優(yōu)勢(shì)

對(duì)于蔗區(qū)，各種類型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一且造價(jià)低廉的割鋪機(jī)、割堆機(jī)可以適應(yīng)各種地塊收割要求，面對(duì)宜機(jī)化不高的小地塊、坡度地塊，即便使用動(dòng)力小、油耗低的割（鋪）堆機(jī)，效率也比人工高很多，且使用成本較低，破解大中型甘蔗聯(lián)合收割機(jī)面對(duì)不宜機(jī)的地塊下不了地、下地不賺錢的難題?？山鉀Q廣西大部分蔗區(qū)無機(jī)可用的困局。

對(duì)于糖企，分步式機(jī)收可以為糖企提供與人工收獲品質(zhì)相當(dāng)?shù)恼捳崆o，不含泥沙，總含雜率不超過3%，與大部分糖企現(xiàn)有制糖工藝相匹配，不需要糖企進(jìn)行技改設(shè)備升級(jí)，料蔗含雜率低，尤其是泥沙夾帶量幾乎為零。減輕糖企負(fù)擔(dān)，糖企接受度高。

對(duì)于蔗農(nóng)，割鋪機(jī)、割堆機(jī)收割損失小，不碾壓蔗蔸不影響次年宿根生長(zhǎng)，地上干凈無蔗葉影響破壟施肥等宿根管理，除雜（剝?nèi)~）后扣雜低，與其他模式相比，在甘蔗收獲環(huán)節(jié)綜合效益最佳。同時(shí)提高砍蔗效率。分步式機(jī)收，毛蔗砍（割鋪、堆機(jī)）、裝、運(yùn)、加工均可實(shí)現(xiàn)機(jī)械作業(yè)，蔗農(nóng)砍倒甘蔗不用剝蔗葉、捆甘蔗、搬運(yùn)等，工作強(qiáng)度減輕，效率可極大提高。

對(duì)于作業(yè)者，分布式機(jī)收收費(fèi)大致分為四個(gè)部分：割鋪（堆）作業(yè)、機(jī)械收集并運(yùn)輸、除雜作業(yè)、除雜后裝車。農(nóng)戶可以自由選擇這四個(gè)部分的某一個(gè)或幾個(gè)部分交由機(jī)收服務(wù)隊(duì)作業(yè)，方式較為靈活。

解決蔗葉禁燒、蔗葉離地難的問題。分步式機(jī)收在集中除雜點(diǎn)使用剝?nèi)~除雜設(shè)備將甘蔗實(shí)現(xiàn)甘蔗莖與蔗葉分離。在集中除雜點(diǎn)加工后的蔗葉可銷往火電廠、飼料加工廠、肥料加工廠，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，售價(jià)130～290元/t不等。蔗葉、尾稍資源化利用，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)效益最大化。

4 甘蔗分步式機(jī)收可達(dá)到的預(yù)期效果

減少宿根被拔蔸、碾壓破壞現(xiàn)象，降低含雜率。割鋪（堆）機(jī)獨(dú)立作業(yè)，輪或履帶碾壓在蔗行間的壟溝內(nèi)，不會(huì)對(duì)蔗蔸宿根進(jìn)行碾壓；割鋪（堆）機(jī)作業(yè)時(shí)，甘蔗在切斷前不受向前推倒的作用力，從而減少拔蔸現(xiàn)象，同時(shí)也降低收獲后蔗莖泥沙含雜率。

減少蔗莖在田地間的損失。割鋪（堆）機(jī)收割作業(yè)時(shí)，將蔗莖連同蔗葉一起收割集堆，再由田間轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備拉至收購(gòu)點(diǎn)集中剝?nèi)~，能最大限度地降低蔗莖在田地中的損失。

減少榨季雨水天氣對(duì)機(jī)收的影響。聯(lián)合收割機(jī)在下雨時(shí)往往不能作業(yè)。而割鋪（堆）機(jī)能在小雨條件下作業(yè)，有效避免雨季天氣不能機(jī)收導(dǎo)致糖企原料蔗供應(yīng)不足的影響。在同等條件下，割鋪（堆）機(jī)也比聯(lián)合收獲機(jī)能在雨后更早地投入機(jī)收作業(yè)中。

有利于實(shí)現(xiàn)蔗葉資源化利用。廣西甘蔗種植面積穩(wěn)定在73.33萬(wàn)hm2左右，年產(chǎn)蔗葉約700萬(wàn)t。分步式機(jī)收將甘蔗莖、葉收割集中在除雜點(diǎn)實(shí)現(xiàn)莖葉分離，分離的蔗葉集中、品質(zhì)高，節(jié)省了蔗葉在地里收集、打捆裝車和運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)，大大降低了蔗葉處理成本。高密度打好捆后的蔗葉非常便于用在肥料、飼料、燃料等資源化綜合利用項(xiàng)目上，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。

5 結(jié)語(yǔ)

甘蔗分步式機(jī)收為蔗農(nóng)在聯(lián)合機(jī)收和人工傳統(tǒng)收獲之外提供一種選擇，分步式機(jī)收是解決當(dāng)前丘陵山區(qū)和小地塊蔗地甘蔗機(jī)械化收獲問題的一個(gè)有效途徑。甘蔗分步式機(jī)收適應(yīng)范圍廣，既可以適應(yīng)大面積地塊作業(yè)，也適應(yīng)小面積地塊作業(yè)；既可以在平緩坡蔗地作業(yè)，與可以適應(yīng)丘陵坡地作業(yè)。同時(shí)，分步式機(jī)收有利于蔗葉和尾稍資源化利用，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)效益最大化。

根據(jù)廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化高質(zhì)量發(fā)展“十四五”規(guī)劃，到2025年，廣西甘蔗收獲機(jī)械化率要達(dá)到30%。為提高甘蔗機(jī)械化收獲水平，甘蔗機(jī)械化收獲模式應(yīng)由單純推廣聯(lián)合機(jī)收作業(yè)向多種作業(yè)模式并重轉(zhuǎn)變，考慮研發(fā)半機(jī)械化、半自動(dòng)化的甘蔗收獲機(jī)具，研發(fā)生產(chǎn)一批簡(jiǎn)便易操作、適宜丘陵山區(qū)作業(yè)的農(nóng)機(jī)具。

堅(jiān)持走甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化發(fā)展路子，促進(jìn)甘蔗機(jī)械化收獲模式的多元化發(fā)展對(duì)提高全國(guó)甘蔗收獲裝備技術(shù)水平、促進(jìn)我國(guó)甘蔗收獲的機(jī)械化發(fā)展、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效、促進(jìn)蔗糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展、提高糖業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、解決“三農(nóng)”問題、助力鄉(xiāng)村振興具有重大意義。