甘蔗分步式機(jī)收除雜模式的可行性與經(jīng)濟(jì)效益探究

收稿日期：2023-11-10

作者簡(jiǎn)介：楊明東（1976—），男，廣西南寧人，工程師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)、農(nóng)藝農(nóng)機(jī)、機(jī)械工程。

摘 要：甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的系統(tǒng)性和先進(jìn)性強(qiáng)，討論其可行性和經(jīng)濟(jì)效益對(duì)更加有效的應(yīng)用具有重要作用。通過(guò)分析可知，甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式具有顯著的應(yīng)用可行性，具有適用范圍廣、經(jīng)營(yíng)模式靈活多樣、延長(zhǎng)宿根年限、提高甘蔗葉資源化利用質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)。在分析此種收割方式的經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，分別從設(shè)備與人員配置、運(yùn)行模式與成本收益入手進(jìn)行系統(tǒng)性分析，為充分發(fā)揮此種收割模式的作用最大化，獲取經(jīng)濟(jì)效益提供保障。

關(guān)鍵詞：甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式；適用范圍；設(shè)備配置；成本收益

中圖分類號(hào)：S225.53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：2095–3305（2024）03–00-03

甘蔗的收割方式不僅會(huì)影響收割效率，還會(huì)影響最終的經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究不同收割方式的可行性和實(shí)際應(yīng)用效果十分重要。甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理是甘蔗收割常用的方法，對(duì)提高甘蔗收割工作質(zhì)量、保證甘蔗收割工作按流程順利推進(jìn)具有重要作用。針對(duì)甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的要點(diǎn)、可行性等方面進(jìn)行分析，是最大化發(fā)揮這種收割模式積極作用、體現(xiàn)甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式應(yīng)用價(jià)值的重要條件。相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)基于分析結(jié)果，在甘蔗收割的季節(jié)合理選用收割方式，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益提供支持。

1 甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的原理與要點(diǎn)

1.1 甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的原理

甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式在甘蔗收割的過(guò)程中發(fā)揮著十分重要的作用，甘蔗分步式機(jī)收技術(shù)是指利用割鋪（堆）機(jī)、田間收集搬運(yùn)機(jī)、甘蔗除雜設(shè)備等機(jī)械，分步完成割鋪（堆）、收集搬運(yùn)、剝?nèi)~除雜等甘蔗收獲各道工序的技術(shù)，通過(guò)高效機(jī)收，推動(dòng)糖料蔗生產(chǎn)降本增效。為了進(jìn)一步研究此種模式應(yīng)用的可行性，并且了解此種模式的應(yīng)用效果，應(yīng)全面了解此種模式的應(yīng)用原理。具體而言，此種收割模式引入了先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，在收割過(guò)程中，先進(jìn)技術(shù)發(fā)揮著重要作用，實(shí)現(xiàn)了甘蔗的高效、精準(zhǔn)和快速收割[1]。通過(guò)引入自動(dòng)化控制技術(shù)和智能化技術(shù)，機(jī)收設(shè)備能夠根據(jù)甘蔗的成熟度、生長(zhǎng)情況和地形地貌等因素進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，提高收割的精度和效率。此外，在收割過(guò)程中，該種模式主要采用低速切割、密植種植等措施，力求減少對(duì)土壤和環(huán)境的破壞[2]。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化作業(yè)流程、合理安排農(nóng)機(jī)具調(diào)度方案，實(shí)現(xiàn)降低燃油消耗和碳排放的目標(biāo)，力求積極實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

1.2 甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的要點(diǎn)

甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的應(yīng)用過(guò)程涉及多個(gè)要點(diǎn)，涵蓋從技術(shù)應(yīng)用到組織管理，再到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等方面內(nèi)容。為了發(fā)揮甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的積極作用，相關(guān)工作人員應(yīng)把握實(shí)踐應(yīng)用的以下7個(gè)要點(diǎn)。

第一，科學(xué)落實(shí)設(shè)備選型與配置工作。在甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式中，設(shè)備的選擇與配置對(duì)收割效果會(huì)產(chǎn)生直接的影響。在具體選用設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)甘蔗的品種、生長(zhǎng)環(huán)境、地形地貌等因素，選擇適合的收割機(jī)械和配套設(shè)備。同時(shí)，還需要根據(jù)實(shí)際需求，合理配置設(shè)備的數(shù)量和規(guī)格，確保機(jī)收的順利進(jìn)行。

第二，確認(rèn)收割區(qū)域點(diǎn)位。甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式需要借助先進(jìn)的定位與導(dǎo)航技術(shù)，確保收割機(jī)械的精準(zhǔn)定位和導(dǎo)航。常見(jiàn)的定位技術(shù)，包括GPS導(dǎo)航技術(shù)及常見(jiàn)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等，通過(guò)應(yīng)用定位技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)獲取甘蔗田的位置信息，為進(jìn)一步落實(shí)收割工作做好準(zhǔn)備。

第三，做好智能化的調(diào)度與控制工作。借助智能化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)收設(shè)備的自動(dòng)化和智能化。通過(guò)引入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)收割過(guò)程，全面監(jiān)測(cè)機(jī)收設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、作業(yè)進(jìn)度等信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)度。

第四，注重人員技術(shù)培訓(xùn)和安全管理工作。利用分布式收割模式，技術(shù)人員需要系統(tǒng)全面地分析收割甘蔗過(guò)程中可能出現(xiàn)的影響因素，進(jìn)一步通過(guò)合理選擇收割方式，保障技術(shù)人員的操作水平，為取得更好的機(jī)收工作效果奠定基礎(chǔ)。在具體實(shí)踐中，甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的應(yīng)用質(zhì)量也取決于工作人員的能力水平，在具體落實(shí)人員的技術(shù)培訓(xùn)工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合不同的設(shè)備參數(shù)操作原理，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)，還應(yīng)從應(yīng)用質(zhì)量應(yīng)用效果的穩(wěn)定性等方面進(jìn)行分析，以便保證技術(shù)人員能夠合理操作設(shè)備[3]。

第五，選擇適當(dāng)?shù)氖崭罘绞?，科學(xué)設(shè)置機(jī)械設(shè)備參數(shù)。采用50馬力（36.8 kW）以上拖拉機(jī)配套甘蔗割鋪（堆）機(jī)進(jìn)行整稈砍倒。甘蔗割鋪（堆）機(jī)作業(yè)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整刀盤(pán)高度，確保入土切割且切口平整，避免蔗蔸破頭。鋪放角度應(yīng)垂直均勻，甘蔗擺放應(yīng)整齊有序。割茬高度應(yīng)≤30 mm，破頭率應(yīng)≤9%，損失率應(yīng)≤3%，鋪放角度應(yīng)在83°～101°。

第六，做好田間收集搬運(yùn)工作，提高搬運(yùn)工作效率。采用50馬力（36.8 kW）以上拖拉機(jī)配套田間收集搬運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至剝?nèi)~除雜點(diǎn)。裝載質(zhì)量應(yīng)≤5 000 kg，抓手每次抓取質(zhì)量應(yīng)在150 kg左右，抓取半徑應(yīng)≥

4.6 m、卸料高度應(yīng)≥4.0 m。

第七，做好剝?nèi)~除雜工作，保證剝?nèi)~除雜的全面性。采用甘蔗除雜設(shè)備清除蔗葉、蔗梢、根須等，泥土、沙石等雜質(zhì)要清除干凈，防止蔗莖破損。

2 甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的可行性

2.1 適用范圍廣

甘蔗收割時(shí)，甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的應(yīng)用范圍廣，并且具有較高的應(yīng)用可行性，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

第一，提高生產(chǎn)效率。甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式能夠大幅度提高甘蔗收割的生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的收割方式相比，甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式采用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化的收割作業(yè)。這不僅能夠減少人力投入，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，還能夠縮短收割時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

第二，適應(yīng)多樣化地形和品種。甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式具有較好的適應(yīng)性和靈活性。它可以適用于不同地形、不同品種的甘蔗收割。通過(guò)選擇適合的機(jī)械設(shè)備和作業(yè)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)甘蔗在不同地形、不同品種條件下的高效收割，提高甘蔗生產(chǎn)的整體水平，增加農(nóng)民的收益。

第三，收割作業(yè)環(huán)節(jié)獨(dú)立性強(qiáng)。分步式機(jī)收各作業(yè)環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立、靈活可變，每個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)對(duì)前置及后置各環(huán)節(jié)不產(chǎn)生根本性影響，不僅可應(yīng)用于規(guī)模連片、地勢(shì)平坦等耕作條件較好的地塊作業(yè)，也可應(yīng)用于丘陵地帶、狹小地塊等條件不好的地塊，不受連片種植規(guī)模、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、種植行距朝向、坡度等條件的限制，適合在廣西絕大多數(shù)蔗區(qū)應(yīng)用。

2.2 經(jīng)營(yíng)模式靈活多樣

多樣化的經(jīng)營(yíng)模式是甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式應(yīng)用過(guò)程中的重要優(yōu)勢(shì)之一。在甘蔗收割時(shí)甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式在應(yīng)用時(shí)的經(jīng)營(yíng)模式有以下4種類型。

第一，合作經(jīng)營(yíng)模式。甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式可以采用合作經(jīng)營(yíng)模式實(shí)現(xiàn)提高運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的目標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，這種模式需要由多個(gè)農(nóng)戶或合作社共同出資購(gòu)買機(jī)械設(shè)備，共同參與機(jī)收作業(yè)。在合作經(jīng)營(yíng)模式下，可建立統(tǒng)一的管理和調(diào)度機(jī)制，實(shí)現(xiàn)資源的共享和優(yōu)化配置，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益[4-5]。

第二，租賃經(jīng)營(yíng)模式。甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式還可采用租賃經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理。在具體進(jìn)行收割工作時(shí)，需要由專業(yè)的農(nóng)機(jī)租賃公司購(gòu)買機(jī)械設(shè)備，并且按照農(nóng)戶的需求及時(shí)出租給農(nóng)戶或合作社使用。這種模式能夠降低農(nóng)戶或合作社的初始投入成本。

第三，承包經(jīng)營(yíng)模式。此種模式強(qiáng)調(diào)由專業(yè)的農(nóng)機(jī)服務(wù)公司或個(gè)人承包甘蔗收割作業(yè)。在實(shí)際應(yīng)用中，這種模式能夠提供一站式的服務(wù)，包括機(jī)械設(shè)備的選擇、配置、調(diào)度、作業(yè)等環(huán)節(jié)。在承包經(jīng)營(yíng)模式下，農(nóng)機(jī)服務(wù)公司或個(gè)人可以根據(jù)市場(chǎng)需求和作業(yè)條件，靈活調(diào)整作業(yè)計(jì)劃和資源配置，提高機(jī)收作業(yè)的效率和質(zhì)量。

第四，訂單式經(jīng)營(yíng)模式。訂單式的經(jīng)營(yíng)模式靈活性強(qiáng)，能夠滿足不同主體在應(yīng)用這種模式時(shí)的要求。在具體操作環(huán)節(jié)，這種模式需要由農(nóng)戶或合作社根據(jù)市場(chǎng)需求和自身生產(chǎn)計(jì)劃，向農(nóng)機(jī)服務(wù)公司或個(gè)人提出機(jī)收作業(yè)訂單。在訂單式經(jīng)營(yíng)模式下，農(nóng)機(jī)服務(wù)公司或個(gè)人可以根據(jù)訂單要求提供個(gè)性化的服務(wù)，滿足農(nóng)戶或合作社的特殊需求。

2.3 延長(zhǎng)宿根年限

延長(zhǎng)宿根年限對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)和甘蔗品質(zhì)十分重要，需要合理選擇收割方式，為實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)提供支持。甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式在甘蔗收割時(shí)具有較高的可行性，主要是因?yàn)檫@種收割模式能夠有效延長(zhǎng)甘蔗的宿根年限。具體而言，甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式能夠提高甘蔗收割的效率和質(zhì)量。傳統(tǒng)的收割方式需要大量的人工勞動(dòng)，且收割過(guò)程中容易對(duì)甘蔗造成損傷，影響宿根的生長(zhǎng)。而甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式采用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)手段，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、精準(zhǔn)的收割作業(yè)，減少對(duì)甘蔗的損傷，從而達(dá)到延長(zhǎng)宿根年限的效果。

2.4 提高甘蔗葉資源化利用質(zhì)量

提高甘蔗葉資源化利用質(zhì)量對(duì)充分利用甘蔗的價(jià)值十分重要，在收割過(guò)程中甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式具備高度的可行性，能夠?qū)崿F(xiàn)甘蔗多部分的充分利用。具體而言，提高甘蔗葉的資源化利用質(zhì)量，在實(shí)踐中需把握以下2個(gè)要點(diǎn)。

第一，充分利用甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式節(jié)約甘蔗葉。傳統(tǒng)的收割方式會(huì)導(dǎo)致大量的甘蔗葉被遺棄在田間，造成資源浪費(fèi)。而甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式通過(guò)精確的收割技術(shù)，能夠?qū)⒏收崛~有效地收集起來(lái)，避免了資源浪費(fèi)。

第二，充分利用甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式推動(dòng)甘蔗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)提高甘蔗葉的資源化利用質(zhì)量，可以減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，降低甘蔗產(chǎn)業(yè)的碳排放。同時(shí)，資源化利用甘蔗葉可以為農(nóng)民帶來(lái)額外的經(jīng)濟(jì)收益，并提高了農(nóng)民的生活水平，進(jìn)一步促進(jìn)甘蔗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3 甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的經(jīng)濟(jì)效益

3.1 項(xiàng)目概況

研究的甘蔗分布式及收割項(xiàng)目位于南寧市武鳴區(qū)林洋村，甘蔗種植面積達(dá)到66.67 hm2，種植行距為

1.2 m。地勢(shì)平坦，局部有緩坡。根據(jù)實(shí)際情況，甘蔗收割時(shí)選擇小型分布式整桿收割機(jī)械進(jìn)行收割。隨后，轉(zhuǎn)運(yùn)至集中的剝?nèi)~點(diǎn)進(jìn)行剝?nèi)~除雜操作。甘蔗葉雜碎，打捆、包膜、碼堆儲(chǔ)存。項(xiàng)目設(shè)計(jì)日產(chǎn)量：甘蔗80 t，

青貯飼料14 t。自2022年12月21日第一車甘蔗進(jìn)糖廠，至2023年2月23日最后一車，春節(jié)放假及雨天除外，實(shí)際收獲45 d，共收割面積約13.33 hm2，收獲甘蔗凈重640 t。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

從設(shè)備的安裝試驗(yàn)直至項(xiàng)目收尾，不斷優(yōu)化和改造了設(shè)備試驗(yàn)。由用2臺(tái)電動(dòng)抓機(jī)喂料，到用鏈板機(jī)加平臺(tái)人工上料，再到用鏈板機(jī)加抓機(jī)（小型爪）電動(dòng)平臺(tái)上料效率試驗(yàn)；有整桿式聯(lián)合收割機(jī)試驗(yàn)、田間剝?nèi)~除雜試驗(yàn)、分層轉(zhuǎn)運(yùn)叉試驗(yàn)等。經(jīng)過(guò)不斷摸索，甘蔗收獲效果不斷得到改善。具體總結(jié)如下：項(xiàng)目得到各方領(lǐng)導(dǎo)單位的支持，及時(shí)解決了一系列的實(shí)際問(wèn)題。雨天和場(chǎng)地平整性是影響收割效果的主要因素。除此之外，鍘草揉絲機(jī)的風(fēng)力調(diào)整力度不足也是影響打包機(jī)運(yùn)行的主要原因，鏈板機(jī)加裝機(jī)的上料效率已確定為3.3 t/h。

3.3 建議

及時(shí)改善收割機(jī)的性能，對(duì)穩(wěn)定收割機(jī)的應(yīng)用效果，提升收割機(jī)的應(yīng)用效能有非常重要的作用。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析，整個(gè)生產(chǎn)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于工業(yè)除雜環(huán)節(jié)具體的關(guān)注要點(diǎn)應(yīng)集中在提高毛料通過(guò)量、降低設(shè)備故障率2個(gè)方面。具體而言，為實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，應(yīng)采取以下措施。

第一，在原有模式的運(yùn)行基礎(chǔ)上，由4條上料線對(duì)應(yīng)一套大型剝除雜設(shè)備改變?yōu)?條上料線對(duì)應(yīng)4套小型剝?nèi)~除雜設(shè)備的運(yùn)行模式，提高日產(chǎn)量，降低因設(shè)備而導(dǎo)致的剝?nèi)~除雜中心停擺風(fēng)險(xiǎn)。

第二，將小型田間剝?nèi)~除雜機(jī)集成在抓運(yùn)車上，撿拾甘蔗置于剝?nèi)~除雜機(jī)構(gòu)上完成剝?nèi)~，收集剝?nèi)~完成的甘蔗運(yùn)至地頭。

第三，集中剝?nèi)~除雜點(diǎn)的整桿式剝?nèi)~改為切斷式剝?nèi)~除雜（柳工模式），可提高日產(chǎn)量。收割機(jī)性能改善的工作需要結(jié)合具體的收割面積及工業(yè)除雜機(jī)運(yùn)行的性能進(jìn)行綜合分析，以便以具體項(xiàng)目的需求為背景合理應(yīng)用收割機(jī)設(shè)備調(diào)整收割機(jī)頻率，為提高收割效率，避免收割工作出現(xiàn)故障和問(wèn)題提供支持。但需要強(qiáng)調(diào)的是，應(yīng)用不同設(shè)備時(shí)還需考慮設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上合理進(jìn)行選擇。例如，整桿式剝?nèi)~除雜優(yōu)點(diǎn)是含雜率低，約3%，蔗葉回收方便。缺點(diǎn)是損失率高；日產(chǎn)量低，約100 t/d；加工點(diǎn)用工多，需15人；機(jī)械設(shè)備較多，管理較難。而應(yīng)用切段式剝?nèi)~除雜優(yōu)點(diǎn)是損失率低，為2%～3%；日產(chǎn)量高，為200～400 t/d；加工點(diǎn)方便管理，用工少，兩套設(shè)備用工7人。缺點(diǎn)是用電量較大，單套80 kW；蔗葉產(chǎn)出量較大，不能及時(shí)處理，占用場(chǎng)地較大。在具體應(yīng)用時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行科學(xué)選擇，以便取得最大化的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)保證收割質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式的應(yīng)用可行性高，對(duì)提高收割工作質(zhì)量具有重要的促進(jìn)作用，在甘蔗收割的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)優(yōu)先考慮選擇甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式進(jìn)行應(yīng)用，為取得更好的收割工作質(zhì)量，從根本上提高收割工作水平提供支持。此外，甘蔗整桿分步式機(jī)收除雜處理模式，在選擇不同的應(yīng)用方案時(shí)，需對(duì)比分析經(jīng)濟(jì)效益，為取得更好的應(yīng)用效果、實(shí)現(xiàn)效益最大化目標(biāo)提供支持。

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