廣西甘蔗機械化生產現狀及對策探討

梁 闐，方鋒學，王維贊，羅亞偉，唐紅琴

（廣西甘蔗研究所，南寧530007）

廣西甘蔗機械化生產現狀及對策探討

梁 闐，方鋒學，王維贊，羅亞偉，唐紅琴

（廣西甘蔗研究所，南寧530007）

闡述廣西甘蔗機械化生產現狀，分析甘蔗機械化生產存在問題，提出解決問題的建議，以推進甘蔗生產機械化發展進程。

甘蔗；機械化；現狀；存在問題；對策探討

甘蔗是我國最主要的糖料作物，以甘蔗為主要原料的蔗糖產業是廣西的優勢和特色產業，在廣西經濟發展中具有舉足輕重的地位。目前廣西甘蔗種植面積和蔗糖產量占全國的60%以上，是我國最重要的蔗糖產區，蔗糖業產值占廣西國民生產總值的10%～11%，蔗糖生產已經成為廣西經濟發展的重要支柱和幫助廣大蔗農脫貧致富的經濟來源。但是，廣西甘蔗生產技術不夠先進，甘蔗生產機械化普及率低和應用范圍不廣，造成單位面積投入的勞動力多，勞動效率低，生產成本高，出售原料蔗獲得的收入大部分用于價格不菲的工務費開支，種蔗效益下降，嚴重挫傷蔗農種蔗的積極性，影響蔗糖業生產可持續、健康、穩定發展。甘蔗生產機械化水平不高，成為制約和阻礙甘蔗生產發展的重要因素。發展甘蔗生產機械化可提高生產效率、降低成本、減輕勞動強度、增加單產及效益，已成為當前亟需解決的重要課題[1]。為此，根據蔗區環境條件和甘蔗生產機械特點，結合甘蔗農藝特性，探討適合廣西甘蔗機械化生產發展的方法和模式，對促進甘蔗生產機械化推廣普及應用具有重要意義。

1 甘蔗機械化生產現狀

甘蔗機械化生產包括深耕深松、整地開行、種植、植保、施肥中耕培土、灌溉、收獲、蔗葉還田等生產環節采用機械化作業。國內從20世紀60年代開始進行甘蔗機械研制工作，至今已有近50年的歷史，先后研制出整地、種植、中耕培土、灌溉、破壟、蔗葉切碎、收獲等甘蔗機械[2]，其中的一些甘蔗機械已在生產中推廣應用并取得明顯成效。作為我國蔗糖原料生產主要產區的廣西，多年來，各級政府和有關部門十分重視甘蔗生產機械化技術推廣普及應用，有效地促進甘蔗機械化生產穩步發展，為確保蔗糖產業可持續健康發展起到推動作用。

1.1深耕深松

深耕30～40㎝，打破犁底層，加深耕作層，增加雨水入滲能力，改善土壤蓄水保肥性能；打亂耕作層的土壤結構，使表土翻下，底土翻上，有利于作物有效地吸收不同層次的養分。深松40～60㎝，只疏松土層而不翻轉土層，地表繼續保持覆蓋，減少水分蒸發，改善土壤通透性，增加蓄水、保墑、通氣能力，有利于甘蔗根系的發育，吸收較多的養分和水分。根據試驗結果，蔗地深耕深松35～40㎝處理甘蔗產量比對照（常規耕深20㎝）增產2.68%～16.80%，甘蔗蔗糖分比對照提高0.32%～2.27%[3]。20世紀80年代末期、90年代初，廣西就開始進行深耕深松機械化試驗，由于增產效果明顯，經濟效益顯著，深受蔗農和制糖企業的歡迎。目前，蔗地深耕深松機械化技術已比較成熟，具備條件的蔗區全面推廣應用。2010年廣西推廣蔗地深耕、深松面積達38.48萬hm2。

1.2整地開行

新植蔗地種前的耕翻、旋耕、松土、碎土、平整、開行等環節采用機械化作業，耕作質量：達到“深、松、碎、平、直”和“深溝淺種”的高產種植要求，而且工效高，成本低，可保證種植行距、溝深的一致性，為后續機械作業創造有利條件，是實現甘蔗生產機械化不可缺少的環節，是人畜力方式作業很難達到的效果。目前，具備條件的蔗區基本采用機械化整地開行，每年作業面積約20萬hm2。

1.3中耕培土

中耕培土采用機械化作業，一次完成松（碎）土、除草、施肥、培土等工序，使土壤松碎透氣，去除雜草，提高土壤保水保肥能力和甘蔗抗倒伏能力，為甘蔗生長創造良好的條件。以微型、手扶拖拉機為動力的小型甘蔗中耕培土機，對地塊的平整度、地頭預留空地及機耕路要求不高，適應性強、工效快，適合在緩坡地、小地塊的蔗區作業；以中型輪式拖拉機為動力的中型甘蔗中耕培土機，勞動效率高，作業質量達到甘蔗高產栽培要求，適合在地勢比較平坦、大規模連片種植的蔗區使用。目前，廣西農機科研、生產等部門成功研制出多種型號的甘蔗中耕培土機具，通過在各甘蔗產區示范、推廣，得到廣大蔗農認可和接受，南寧、柳州、來賓、崇左、防城等甘蔗主產區廣泛推廣應用。2008年廣西甘蔗中耕培土機械化技術應用面積9.65萬hm2，占廣西甘蔗種植面積的9.6%左右。

1.4蔗葉切碎還田

蔗葉切碎還田可以改良土壤，增加土壤肥力，提高甘蔗單產，同時有效地解決因甘蔗收獲后留地蔗葉管理或焚燒蔗葉產生空氣污染、造成火災隱患等問題。據測定，連續3年蔗葉還田，土壤有機質含量從原來的1.5%提高到2.7%，甘蔗增產20%[4]。目前，國內廠家生產的蔗葉切碎還田機械技術成熟，質量好，許多蔗區廣泛推廣應用。2010年，廣西蔗葉粉碎還田面積達22.2萬hm2。

1.5收獲機械

國內有關農機科研部門、生產廠家十分重視甘蔗收獲機械的研制和開發工作。多年來，在學習國外先進收獲技術和樣機的基礎上，研制生產許多甘蔗收獲機械并投入試驗、示范和推廣應用。目前在廣西蔗區進行試驗、示范或推廣應用的收獲機械有聯合收獲和分段收獲兩種機型。聯合收獲機械包括切段式和整稈式聯合收獲機兩大類型；分段式收獲機械由甘蔗割鋪機、剝葉機等組成。此外，廣西金光、新興、星星等農場及南寧糖業股份有限公司分別從國外購買先進的切段式甘蔗聯合收割機投入生產示范，上思、扶綏、武鳴等縣有關部門及金光農場也分別購買國產整稈式甘蔗聯合收割機投入生產示范，上林縣購置國產分段式甘蔗收獲機械300多臺（背負式割鋪機100多臺，剝葉機200臺）投入生產應用。目前在各蔗區試驗、示范或應用的結果表明，聯合式收獲機工效高，適應大規模連片種植、地塊平坦，行距120～140cm的蔗區使用，但存在收獲的甘蔗夾雜物多、潔凈度差、蔗蔸切口撕裂嚴重等問題；分段式收獲機械適應小地塊、丘陵坡地蔗區使用，但存在需要多人輔助完成甘蔗集堆、喂入、分揀、打捆、裝車等諸多技術上的缺陷，工序煩瑣，工效有限，勞動強度較大。這些問題或缺陷，糖廠或蔗農不接受，影響收獲機械的推廣應用。

1.6種植、植保、噴灌

國內有關生產廠家也生產不少種植、植保、噴灌等甘蔗生產專用機械。由于廣西甘蔗大部分種植在丘陵坡地，地形地貌復雜，機耕道、水利等設施不配套，水源缺乏，不適應這些機械作業要求，甘蔗機械化種植、植保、灌溉等在生產上沒有推廣應用，僅在示范基地作試驗、示范使用。

2 甘蔗機械化生產存在問題

2.1影響甘蔗生產機械化作業因素

2.1.1 蔗區條件差，經營規模小廣西甘蔗70%以上種植在干旱的坡地和丘陵地帶，地形地貌復雜，地塊狹小、不規則，機耕道、水利設施不配套，地頭沒有預留機具轉彎調頭位置，農機行駛困難；平均每農戶種植甘蔗面積不到0.33hm2，而且由分散在不同地方的多塊蔗地組成，甘蔗種植零星、交叉不連片，機械作業成本高、效益低。蔗地的特殊環境條件和種植規模過小，增加機械作業困難和生產成本，不能發揮機械作業效率高優勢，影響甘蔗機械的使用，制約了甘蔗機械化生產發展。據廣西金光農場測試表明，大型甘蔗聯合收獲機在平坦寬闊的蔗地，完成一次轉彎調頭需要2min左右，在地面崎嶇、地塊狹小的蔗地，完成一次轉彎調頭需要6min左右，而收割一行300m（約420m2）的甘蔗，正常收割行走時間不超過3min。

2.1.2 種植缺乏規劃，品種搭配不合理廣西甘蔗生產絕大部分是單家獨戶種植為主，農村土地的家庭生產承包責任制，人為地把土地切成分散零星小塊，一地多主，一片蔗地由上十甚至上百戶蔗農種植、一個蔗區（片）由成千上萬戶蔗農種植等現狀十分普遍，連片不能連耕；以家庭為生產單位的經營模式，農事由農戶各自決定，品種雜亂，熟期不一，耕作方式、耕種時間、種植規格很難做到統一，不利于機械統一耕作。農戶過于分散，各種各管，必然造成蔗區（片）種植缺乏規劃，品種搭配不合理，甘蔗機械不能大面積、規模連片作業，轉彎調頭或轉場作業頻繁，增加動力消耗和作業成本，機械作業效率低，達不到規模效益的效果。

2.1.3 傳統的種植方式不適應機械化要求傳統的甘蔗種植行距70～90㎝，不適應機械化作業要求的120～140㎝行距。行距與配置動力機械輪距不吻合，致使機具操作不方便，增加作業困難，甚至發生傷（壓）苗、毀苗等現狀，影響機械化作業的效率和質量。此外，傳統的人畜力方式整地、開行及中耕培土等作業，難以達到甘蔗高產栽培要求的蔗地“深、松、碎、平”、種植規格統一、“深溝淺種”及高培土等耕作質量，甘蔗根系扎土不深，吸收土壤養分和水分有限，后期容易倒伏，影響甘蔗蔗糖分的積累和產量進一步提高，也增加機械收獲的困難。

2.1.4 甘蔗品種不良的農藝特性影響機械化作業甘蔗的抗倒能力和生長整齊度與品種（系）農藝特性有關。抗倒能力弱的容易倒伏，甘蔗倒伏后，機械中耕培土、收獲等作業困難，造成收獲損失率高，影響機械作業的質量和效率。生長參差不齊、高矮差異大和彎曲的甘蔗，由于收獲機械切梢裝置難以調整到合理的切梢長度，增加原料蔗的梢頭量或切割損失，影響甘蔗收獲機械化推廣應用。

2.2生產機械技術不夠成熟

2.2.1 適應性差、實用性不強小型甘蔗生產機械適應丘陵、坡地蔗區作業，但功率小，深耕深松、整地、中耕培土等生產環節的作業質量達不到甘蔗高產栽培要求。收獲機械切割器仿形性能差或沒有仿形機構，割臺切刀和切梢器不能隨地形變化而調整切割位置，造成割茬質量差、破頭率高，嚴重影響來年宿根蔗產量，切割生長參差不齊或彎曲或稍有倒伏的甘蔗，損失率高；分段式收獲機械作業一次性完成工序少，堆集、喂入、打捆等無法機械作業，剝葉元件使用壽命短。

2.2.2 機械收獲原料蔗質量差、損失率高目前在廣西蔗區的試驗或示范結果表明，聯合式機械收獲剝凈率低，原料蔗夾雜物多，夾雜物含量（含雜率）高達7%～10%。國內糖廠對原料蔗質量要求嚴格，夾雜物含量（含雜率）不超過0.8%[5]。糖廠不接受夾雜物含量高的原料蔗，影響機械化收獲的推廣應用。此外，收獲倒伏的甘蔗，漏割多、損失率高等。

2.2.3 機械化作業直接或間接影響甘蔗產量甘蔗生產機械化作業要求寬行距種植，造成單位面積的甘蔗有效莖數減少，對某些品種、土壤類型和種植模式的甘蔗產量會產生一定的影響。甘蔗為多年生經濟作物，一般種植3～4年（1年新植，2～3年宿根）。聯合收割機械體積龐大、重量大，作業過程以及配套裝載運輸車輛的往返行駛對蔗地碾壓，破壞土壤團粒結構，耕作層蓄水、保墑、透氣能力差，影響翌年宿根蔗的發芽，也限制了根系的生長發育和營養吸收，造成甘蔗減產。甘蔗機械收割，甘蔗破頭率高，撕裂嚴重，影響蔗蔸正常發芽，造成宿根蔗發株率低，若遇到低溫、陰雨連綿天氣，容易被病菌侵入感染，這種影響表現更加明顯。

3 解決問題的對策探討

3.1轉換經營模式，形成規模種植

廣西大部分蔗區的環境條件和蔗戶種植規模小，不適應機械化生產要求。因此，改善蔗區環境條件和形成種植規模，為機械化生產提供良好的作業條件，是推廣應用甘蔗生產機械化的前提和基礎。根據蔗區情況，選擇甘蔗種植比較連片集中，地勢比較開闊平緩的蔗區（片），通過合理整治，將起伏不平、凸凹不一的地塊，平整成地勢比較平坦的地塊，把分散、零星、不規則的小地塊，合并成有較大面積、長方有序的地塊，適應機械化作業要求，并通過合理的土地流轉或托管經營等方式，大力發展種植專業戶或糖廠租賃承包土地或土地集約經營組織等新的經營模式，實現企業化規模經營，推進甘蔗生產規模化、專業化、集約化，利于甘蔗生產機械化作業，充分發揮機械化作業效益高優勢。廣西農墾系統的國有農場，通過蔗地田園化整治，采取“農場+基地+職工（農戶）”的經營模式，甘蔗種植形成規模，為機械化生產提供良好的作業環境，甘蔗生產過程的深耕深松、整地開行、蔗葉切碎還田、宿根蔗破壟、中耕除草培土等環節基本實現機械化，促進蔗農增收、企業增效。多年來，廣西農墾的甘蔗生產機械化應用范圍和普及率均排廣西前列。

3.2種植統一規劃，品種合理搭配

機械化生產要求大面積、成規模連片作業，才能發揮機械化效率高的優勢。而不同的甘蔗品種，其生長快慢有別，管理時間、熟期也不一致；不同的植期，蔗株生長快慢不一樣，管理時間也不一樣。因此，蔗區（片）的種植規劃、布局與品種搭配要考慮到機械化作業的特點，科學地安排甘蔗品種布局，實行早熟、中熟、遲熟品種的合理搭配，在保證絕大部分原料蔗能在成熟期間收獲入廠壓榨，確保榨季的不同時期都有成熟原料蔗提供的同時，形成大面積、規模連片種植不同熟期品種的區域化布局，便于機械化統一種植、統一管理、統一耕作、統一收獲，充分發揮機械化作業量大、連續性強、效益高的優勢，避免農戶因哪一個品種最好就種植哪個品種，造成蔗區甘蔗品種單一化和熟期單一化，抵御風險災害能力低，榨季進廠原料蔗未成熟或“回糖”等現象。

3.3選育、推廣適應機械化生產的甘蔗品種

機械收割對蔗蔸的損傷較多，導致翌年宿根蔗發株率低，甘蔗減產；甘蔗倒伏、彎曲，不僅造成產量減少，而且增加機械收割的損失率，影響機械收獲的質量和效果；葉鞘緊包、氣（須）根多、生長參差不齊的品種，機械收獲夾雜物含量多，造成原料蔗的質量下降，影響出糖率。因此，適應機械化生產的甘蔗品種選育應該在高產、高糖、抗逆、抗病性強、適應性廣等基礎上，選擇宿根抗損性強、發株率高、成莖率高，直立、抗倒伏，生長均勻、整齊，氣（須）根少、易脫葉的優良品種，為促進甘蔗機械化生產推廣應用，提供品種支撐。目前廣西已推廣或正在推廣的Roc16、Roc22、臺優、桂糖21號、桂糖30號、桂糖02/281、桂糖02/901、園林6號等甘蔗品種（系）比較適應機械化生產。

3.4采用先進的種植管理技術，確保甘蔗穩產高產

甘蔗機械化生產需要與農具輪距相吻合的種植行距。因此，必須改變不適應機械化作業要求的傳統窄行種植方式，從甘蔗種植、田間管理到收獲等生產環節上規劃合理的適應機械耕作的種植行距，并采用先進的栽培技術措施，確保甘蔗高產、穩產。甘蔗寬行種植，不僅利于甘蔗生產機械化田間管理，提高機械化作業的質量和效率，避免因窄行種植，導致甘蔗種植不能做到“深溝淺種”，只能“淺溝淺種”，淺培土，根系不發達，甘蔗容易倒伏，增加機械作業困難等問題；而且蔗地通風透光，利于病蟲害的防治，減少病蟲害發生，利于蔗株充分利用地力和光照，提高光合作用效率，促進甘蔗增產增收。根據試驗結果，130㎝行距種植的甘蔗產量為123.30 t/hm2，分別比90、100㎝行距種植的增產7.95、5.55t/hm2；120㎝行距種植的甘蔗產量為120.90t/hm2，分別比90、100㎝行距種植的增產5.55、3.15t/hm2[6]。近年來，廣西金光、昌菱等國有農場及許多甘蔗種植大戶，為了適應機械化生產要求，大面積推廣甘蔗寬行（120～140㎝）種植，并采用種植優良品種、深耕深松、覆蓋地膜栽培等配套技術，甘蔗平均單產在105t/hm2以上，達到了既方便機械化田間作業，又實現甘蔗高產、穩產的目地。因此，只要采用相應的配套技術措施，甘蔗寬行種植不會造成減產。

甘蔗機械收獲過程，大中型收割機械及配套輔助車輛對蔗地的來回碾壓，壓實土層，破壞土壤的物理性狀，土壤孔隙度降低、通透性差，影響宿根蔗的發芽出苗，造成甘蔗減產。因此，機收后及時破壟松蔸，讓蔗頭更好地接觸陽光，有效地提高低位芽周圍的土溫和蔗蔸的溫度，改善蔗芽萌發環境條件，促進蔗芽和根系早生快發，尤其是促進低位芽發株，提高發株率，使單位面積有足夠的苗數，為宿根蔗高產、穩產奠定苗數基礎。根據廣西甘蔗研究所試驗結果，不管11月或12月收獲，當月破壟松蔸的都比遲到2月的增產；廣東順德糖廠試驗，開壟松蔸比不開壟松蔸的發株數增加48%，甘蔗增產24.2%[7]。

3.5加強技術創新，提高收獲機械的整體性能

廣西甘蔗生產過程的蔗地深耕深松、整地開行、中耕培土、蔗葉切碎還田等環節機械化技術比較成熟，應用比較廣泛；但收獲機械化技術不夠成熟，研發工作滯后，生產上應用微乎其微，成為制約甘蔗生產機械化的“瓶頸”。因此，在不斷改進和完善甘蔗生產機械化技術過程中，尤其注重收獲機械技術創新，通過新工藝、新技術、新材料等的應用，提高收獲機械整體性能，促進收獲機械化的推廣應用。

目前使用的甘蔗收割機無論是切割機構或剝葉機構，作業過程中基本采用定量作業技術，不能隨工作環境的變化靈活、準確地調整切割機構、剝葉機構等工作參數，造成機械切割甘蔗破頭率高、損失率高，剝葉機構的滾筒刷壽命短、剝凈率低，已經不再適應農作的要求。而利用信息技術（如傳感技術）采集收割機在作業過程的地形、甘蔗的形態等外部環境信息，通過專家分析系統及時調整切割機構、剝葉機構等工作參數的變量作業技術，實現甘蔗收割機的變量作業，可以減少機械切割破頭率、損失率，延長滾筒刷使用壽命、提高剝凈率[9]。國內的甘蔗剝葉裝置多采用離心式剝葉方法，通過高速旋轉的剝葉元件打擊和梳刷蔗莖將蔗葉剝離，剝葉元件在使用過程中極易磨損、彎曲斷裂而使剝葉效果差，影響剝葉機械推廣應用。為此，開發新型高分子耐磨材料，應用于剝葉元件的設計，在滿足剝葉各項性能指標下，提高甘蔗剝葉元件的使用壽命[9]。廣西大部分蔗區的環境條件更適合分段式收割機械作業，但是其作業一次性完成工序少，機械剝葉后的甘蔗需要人工輔助完成分揀（收集）、打捆、搬運或收集、裝車等工序，勞動強度仍偏高、工效低。為此，研制生產具有一次性完成分揀（收集）、打捆、搬運或收集、裝車等工序的甘蔗機械，與割鋪機、剝葉機配套使用，形成“一條龍”作業，減少勞動強度，提高工效，降低成本，促進收獲機械推廣應用。

[1]曾麗珍.發揮政府行政職能推進甘蔗收獲機械化發展[J].廣西農業機械化，2010(2)：27-28.

[2]梁兆新.甘蔗生產機械化發展狀況探討[J].中國農機化，2003（2）：14-18.

[3]葉燕萍，楊麗濤，李楊瑞.蔗地深耕深松對甘蔗吸收N、P、K及產量、品質的影響[J].甘蔗，1995，2(1):50-51.

[4]鄧干然，李明.推行蔗葉回田技術促進甘蔗生產可持續發展[J].熱帶農業工程，1999（3）：17-19.

[5]劉文秀.淺談我國糖料蔗收獲質量現狀及標準[J].廣西農業機械化，2009(3)：5-7.

[6]韋日輝，佘錦偉，韋堅，等.適宜機械化作業的甘蔗種植規格試驗報告[J].廣西蔗糖，2009（4）：6-8.

[7]全國農業技術推廣服務中心.高產高糖甘蔗栽培種植技術手冊[M].北京：中國農業科學技術出版社，2004：322-328.

[8]田新慶，陳國晶，孫鵬.甘蔗收割機發展現狀與前景展望[J].農業裝備技術，2006，32(5)：12-14.

[9]黃麗麗，楊堅，梁兆新，等.甘蔗剝葉機械化的制約因素及其排除方法探討[J].廣西農業機械化，2007（6）：29-31.

S566.1

B

1007-2624（2011）01-0071-04

2010-09-14

國家甘蔗產業技術體系廣西創新團隊建設專項，廣西甘蔗研究所基本科研業務專項資助項目，（G2010009）。

梁闐（1963-），男，廣西隆安縣人，助理研究員。從事甘蔗選育栽培及甘蔗生產機械化應用研究。