云南省丘陵山地甘蔗全程機槭化發展的研究進展

賈笛邇 高欣欣 劉高源 張順生 郭家文

摘要??? 云南作為中國的第二大蔗糖生產大省，蔗區多為丘陵山地，基礎設施缺乏，機槭化水平低且適宜當地的農機設備較少，農機和農藝融合仍不夠，用工矛盾突出。為了高效推進云南蔗糖產業的機槭化進程，應加強基礎設施建設，規范標準化種植;做好適合機槭化發展的良種繁育體系建設;根據不同地區研發適宜配套的農機設備，推行寬行種植，農機農藝和信息化融合;完善管理機制，政府全面強化扶持力度，以推進丘陵山地蔗糖全程機槭化發展。

關鍵詞??? 蔗糖;產量;機槭化;技術;農機

中圖分類號??? F323.3??? 文獻標識碼??? A??? DOI：10.12008/j.issn.l009-2196.2022.02.019

Research Progress in the Development of Sugarcane Mechanization in the Hilly and Mountainous Regions of Yunnan Province

JIA Di'er??? GAO Xinxin??? LIU Gaoyuan??? ZHANG Shunsheng??? GUO Jiawen

（Sugarcane Research Institute，Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Kaiyuan，Yunnan 661699，China）

Abstract??? Yinman is the second largest sugar producing province in China. The sugarcane areas in Yunnan are mostly hilly，lack of infrastructure，low in mechanization and less suitable for operation of local agricultural machinery equipment. The integration of agricultural machinery and agronomy is still insufficient，and labor shortage is prominent. In order to efficiently promote the mechanization of the sugar industry in Yunnan，it is necessary to strengthen infrastructure construction and standardize planting;establish a good propagation and breeding system suitable for mechanized planting and harvesting;develop suitable supporting agricultural machinery equipment according to different regions;promote planting at the spacing of wide row，integrate agricultural machinery and agronomy with information;improve the management mechanism，and comprehensively strengthen support from government in order to promote the sugarcane mechanization in the hilly and mountainous areas.

Keywords??? sugarcane;yield;mechanization;technology;agricultural machinery

甘蔗是世界上最重要的糖和生物燃料原料，喜溫喜光，適合種植在陽光充足、土壤肥沃的地方，主要分布于溫帶、亞熱帶和熱帶，目前全世界有超過100個國家生產甘蔗，種植面積達2 600 萬hm，國外主要有澳大利亞、巴西、印度、泰國等主要甘蔗種植大國，我國甘蔗種植主要分布在南方，其中廣東、廣西、云南、海南等種植范圍比較廣，占全國甘蔗種植面積的90%以上。

在我國，糖的主要來源是甘蔗和甜菜。我國對白糖的需求不斷增加，特別是1990年以后，我國白糖的消費更是進入了快速增長與穩定發展的時期。中國在2001年成功加入WTO后，國外的“洋糖”不斷涌入，沖擊著國內食糖價格，我國食糖價格越來越受到國際食糖價格的影響[1]。從長遠角度來看，我國應提升自己的甘蔗糖業競爭力。

云南省是中國第二產糖大省和甘蔗生產保護區，在農業農村部和省委省政府的大力支持下，蔗糖產業不僅是邊疆少數民族群眾脫貧的支撐產業之一，還是云南省高原特色農業的重要組成部分[2-3]。甘蔗機槭化發展緩慢是制約云南蔗糖產業發展的重要因素之一，深入分析蔗糖產業存在的問題并提出建議方可實現農民降本增收，保障地方財政，促進邊疆民族團結。

1? ??甘蔗產業發展現狀

甘蔗是糖料作物，栽培、種植甘蔗的目的在于壓榨甘蔗所含的糖分。糖產品不僅是人類生存的剛需，更是相關企業生產所需的重要原材料，如飲料食品生產企業，與此相關的化工企業、能源企業、輕工企業等上下游企業，其生產所需的原材料對甘蔗有著很大的依賴性，只有保障甘蔗作物的高產高糖，才能滿足經濟發展所需的原材料。因此，甘蔗作物在國民經濟發展中占有重要的地位。但長期以來，由于甘蔗栽培技術落后，病蟲害防治不到位，機槭化發展緩慢，甘蔗產量及出糖量受到一定的限制，生產成本上漲和效益降低給蔗糖產業帶來巨大挑戰[4]。特別是近年來，由于自然環境受到人為干擾等影響，甘蔗生長的生態系統遭到破壞，氣溫升高、水土流失等因素引發了新種甘蔗出苗率低、宿根甘蔗質量差、作物病害類型復雜性加劇、蟲害耐藥性增強等一系列問題[5]。如果繼續粗放經營，甘蔗高產高糖難于保證，只有選育新品種、實行精耕細作，提升栽培技術、機槭化水平，加強病蟲害防治，才能進一步促進甘蔗高產高糖。

從目前云南省蔗糖產業來看，降低生產成本的關鍵是提升生產效率，而在有一定規模的基礎上推進全程機槭化可達到這一目標，通過推進機槭化既可減少日益增長的勞動力成本又能提高工作效率[6]，尤其是在種植和收獲環節，這些工作量大的環節依靠人工，生產效率低、誤時誤工等，不利于現代蔗糖產業的發展甘蔗種植包括了開溝、施肥、下種、覆膜、培土除草等作業。于海杰[10]研究表明，采用傳統的人工種植模式，效率低，每人每天僅能種植約0.03 hm。機槭化種植與傳統人工種植相比，能大幅度提高種植效率，從而節省生產成本，提高收益[11]。因此，改變傳統的甘蔗種植模式非常有必要。

2??? 甘蔗機槭化水平現狀

2.1??? 國外甘蔗產業機槭化現狀

甘蔗生產推廣機槭化是降低甘蔗生產成本、促進蔗糖業發展和提高糖業國際競爭力的有效途徑之一。巴西是全球最大的蔗糖生產國家，圣保羅地區是最主要的甘蔗生產區。據統計，2020—2021年度，巴西種植面積超過945萬hm，甘蔗產量超過65 000萬t，巴西甘蔗機槭化水平位居世界前列，在2005年甘蔗收獲機槭化已超過80%，超過85%的甘蔗生產已經實現全程機槭化。巴西蔗區許多土地與中國相似，經持續的地塊平整改造，零星的地塊被連成片，適合開展機槭化作業。由于巴西機槭化生產程度高，效率高，人工成本大幅降低，種植成本大約為每噸120元。

印度在2016—2018年種植面積呈下降趨勢后，近兩年有所回升，預計2020—2021年榨季印度甘蔗種植面積超過5 400萬hm，甘蔗產量將達38 100萬t，比2019—2020年榨季增加1 100萬t，制糖比例將超過75%，比2019—2020年榨季的65.95%有大幅提升。印度狀況與中國相似，受土地坡度等影響，甘蔗機槭化程度低，機槭本土適應性較差，并且超過90%的甘蔗都由人工砍收[12]，甘蔗機槭化程度低。

美國和澳大利亞是農業機槭化水平非常高的兩個國家。美國的甘蔗產量雖不高，但是基本達到100%機槭化，機槭播種、中耕培土、追肥除草、噴施農藥、收割及原料的運輸轉送，已形成規模化的產業，采用150 cm的大行距種植，目的是規范蔗糖行業的標準[13]，提高機槭化的工作效率。糖廠的建設距離蔗區較近，能提高工作及運輸效率，節約成本[14]。澳大利亞在1979年即達到了100%機槭化收割[13]，每臺聯合收割機可不間斷工作超過12 h，每小時可收獲原料蔗40-60 t。

2.2??? 中國甘蔗產業機槭化現狀

中國在“十三五”期間，蔗糖產業機槭化收割率從0.75%提高到3.28%，其中2019—2020榨季比2018—2019榨季提高了1.6%[15-16]。總體來說，在“十三五”期間，中國的甘蔗機槭化發展緩慢。為避免甘蔗與糧食爭奪種植地塊，種植地從平原向丘陵山地轉移，尤其云南省的丘陵山地多以分散、小塊或大坡度耕地為主，機槭化操作難度大，這也是中國機槭化發展緩慢的重要因素之一。在20世紀六七十年代，美國、澳大利亞等國家就已經實現了耕、種、管、收全程機槭化作業，而我國由于受自然條件、經營模式、農藝技術、科技水平和經濟水平等因素的制約，機槭化水平較低，要實現全程機槭化，還有很長的路要走。

3??? 機槭化對甘蔗產業的影響

3.1??? 機槭化種植對甘蔗產業的影響

云南省是全國甘蔗種植面積與蔗糖產量中僅次于廣西的第二大省，通過對云南省蔗區地形及環境進行研究可知，蔗區地形多為丘陵山地，因此，推廣適宜丘陵山地的甘蔗機槭，構建甘蔗農藝農機融合配套新技術十分重要。

甘蔗生產環節包括前期整地、種植、中耕培土、施肥施藥、灌溉和收獲等[17]。甘蔗種植發展機槭化是蔗糖產業機槭化發展的首要環節，不僅利于提高甘蔗種植效率，而且起到降本增收的作用[18]。勞動力價格日益上漲，甘蔗的人工種植需要大量的勞動力，長此以往勢必對蔗糖產業造成惡性循環，所以大力發展甘蔗機槭化勢在必行。甘蔗種植機槭化在降低種植成本、析出農業勞動力和提高種植效率等方面將發揮巨大作用，通過機槭化彌補勞動力上漲成本，解決當前農業勞動力短缺的現狀，析出的農業勞動力可拓寬收入渠道，響應國家“鄉村振興戰略”。據統計，隨著機槭化種植技術的發展，甘蔗種植過程人工的使用率僅為8.9%，遠低于以往的18.7%[19]。由此可見，先進的機槭化技術在一定程度上替代了勞動力。

甘蔗種植機槭化提高效率與減少成本方面的優勢是人工種植無法達到的，機槭化種植可一次性完成砍種、施肥、下種、覆土、噴施藥劑、淋水和覆膜等繁雜的工序，是甘蔗產業全程機槭化中節省人力成本最顯著的環節人工種植與機槭化種植相比，機槭化種植可一次性完成多項作業并且只需1名機手和2～3名輔助工，生產效率約為3畝/h（1畝≈667m），效率遠高于人工種植的0.5畝/（人·天）;機槭化種植約80元/畝，人工種植約200元/畝，在工作效率提高的同時，種植成本降低了約120元/畝[9，21]。機槭化種植相較于傳統種植，行距為120～140cm，前期便于種植機槭操作，中期利于中耕培土、中耕施肥及灌溉等器具作業，可改善蔗地通風條件，提高蔗株的光能利用率，收獲期可因地制宜使用聯合收割機進行收獲[22-23]。

3.2??? 機槭化中耕管理對甘蔗產業的影響

中耕管理是整個甘蔗生產的重要環節之一，對促進蔗株分蘗、增強抗旱、提高抗倒伏能力具有重要意義[24]。中耕器具主要有中耕培土施肥機、植保灌溉機槭等，此類機槭主要在甘蔗生長中期進行追肥培土、除草、灌溉及噴藥等作業[25]。中耕培土施肥機槭一般以手扶式拖拉機、微耕機等為動力，配合上旋耕培土裝置，可讓中耕培土和追肥同時進行;植保器具以小型噴藥機為主，完成噴藥、除草等防治工作。機槭化中耕培土還能碎土（碎土深度7～10 cm），改善土壤透氣性，有效達到深層保肥保水效果[26-27]。黃振瑞等[27-29]研究表明，多功能肥膜藥一體輕便型耕作培土機可進行播種、中耕作業、覆膜除草、施肥施藥、碎土和破壟培土等，具有良好的穩定性，與人工相比具有輕便、效率高、成本低等特點。胡文卓[13]研究結果表明，采用機槭化中耕培土可達到增產效果，培土高度達到20 cm時產量和糖分最高，且利于機槭化收獲，含雜率較低，作業效率遠高于人工。

3.3??? 機槭化收獲對甘蔗產業的影響

機槭化收獲是當前甘蔗產業全程機槭化最難的環節。我國甘蔗主要種植在廣西、云南等偏遠且交通不便的山地丘陵地區，地塊小且坡度大，收割機不便操作。此外，機槭化收獲易受到天氣影響，收獲期間若遇降雨，將對機槭化收獲造成較大影響，不能連續收獲，影響收獲進程，甘蔗機槭化收獲效率不能得到充分保障[30-31]。甘蔗機槭化收獲與人工收獲相比含雜率較高，一方面是在裝運時連同泥土裝車進廠的狀況時有發生;另一方面是甘蔗收割機手的技術與經驗參差不齊，不少機手均為經簡單培訓即上崗操作的人員，與熟練工相比，收獲甘蔗的含雜率會高出2%左右[31-32]。

機槭化收獲雖然難度大，待完善的方面很多，但是對發展蔗糖產業具有重要意義。蔗糖業發達的國家，機收率已經達到了100%，比如巴西2013 年的機收率已達到了100%[33]，我國到2020年榨季機收率還沒超過10%。隨著勞動力緊缺及人工成本增加，收獲成本增加，已經嚴重制約了蔗糖產業的發展，蔗糖生產成本的提高將導致其在國際市場上的競爭力下降[34-35]。機收是降低甘蔗生產成本的有效措施，前人研究表明，砍收是整個甘蔗產業中勞動強度最大的，占總工作量約55%，而國內機槭收獲每噸甘蔗的成本僅為人工收獲的65%[36-37]。在工作效率方面，人工每人每天砍收1～2 t甘蔗，機槭每臺每天可收獲200～300 t[38]。云南約74%的蔗區坡度大于6。，可重點考慮小型收割機[39-40]。小型收割機輕便且易操作，適宜在丘陵山地作業，破蔸率較中型收割機更低，收獲效率約為4 t/h，成本僅為人工收獲的21%[34，41-43]。當前云南省甘蔗產業的機槭化程度相對較低，尤其是機槭化收獲，大力發展甘蔗機槭化對降低甘蔗生產成本，提高農民經濟水平和云南糖業的競爭力，推動鄉村振興戰略具有重要意義。

4??? 云南甘蔗機槭化發展中存在的問題

為了擴大糧食作物種植面積，云南原料蔗的種植由壩區轉向較偏遠的丘陵山地，面臨的問題是交通不便利且無法大規模開展全程機槭化，仍在使用傳統的耕作收獲方式。經過實地調研可知，當前云南蔗區現狀多為丘陵山地地帶，土地坡度大、石頭多、地塊較分散，土壤肥力有限，灌溉排水等基礎設施缺乏;種植模式和種植行距不夠規范統一，種植行距過窄不適合機槭收獲;品種宿根性差，沒有特別適合機收的品種;中耕管理時，蔗地里的地膜不回收。

云南蔗區較偏遠，蔗農年齡偏大且文化水平偏低，接受新事物的觀念較弱，多是以一家一戶的生產模式為主，不愿進行土地流轉，種植基地分散，導致機槭化效率大大降低。糖廠對蔗農的幫扶力度有限，并且壓價蔗農的原料蔗，蔗款發放不及時，每年的甘蔗收購價格不穩定，影響蔗農的種植決定。

此外，我國的農機研發技術有待提高，機槭化生產技術推廣緩慢，應根據不同地區特點針對性研發合適的農機;國家對農機研發應加大投資力度，重點支持甘蔗種植和收獲機槭的研發，組建相關科研單位和部門開展技術攻關;此外，國家應加大對蔗農和糖企農機設備費和農資等的補貼力度，增強蔗農和企業的積極性。

5??? 高效發展云南甘蔗機槭化生產的途徑

5.1??? 加強蔗區基礎設施建設，規范種植

云南省甘蔗主產區農業基礎設施需要進一步完善，尤其是耿馬縣作為甘蔗特色縣城應加大道路、橋梁、機耕道、灌溉設施等農業基礎設施建設。為了提高甘蔗機槭化進程，可對坡度較緩的地塊進行土地平整，坡度較陡的地塊進行土地梯田化，使得土地形成標準化農田，高效統一管理耕種管收[44]。另外，政府應引導農戶進行合作化生產，加強土地流轉，使得甘蔗生產形成規模化，促進農業結構的調整和優化，為甘蔗生產發展全程機槭化打下良好的基礎。

云南省蔗區地塊分散，平整度低，較難發展機槭化，因此機槭化水平仍處在較低的水平[45]。此外，蔗區大多農戶觀念較傳統，認為種多即能收獲大，導致種植密度大，行距窄，云南蔗區目前的種植行距一般為90～100 cm，過窄的種植行距不適宜機槭化的發展，尤其是不適合機槭化收獲[13，46-47]。相關部門要因地制宜，引導當地農戶根據不同的地形規范種植，在坡度小且平坦的壩區，種植行距可增加至120～140cm，以便大型農機作業;在坡度較大的地區，種植行距可增加至110～120 cm，便于半機槭化模式作業。

5.2??? 做好適合機槭化發展的良種繁育體系建設

通過種植健康的甘蔗種苗可使甘蔗優良品種的種性得以保持[48]。繁育優良的甘蔗品種能有效提高產量，增加蔗農的收入[49]。為了保證云南甘蔗的產量與質量，建立甘蔗健康種苗和種質資源的優質保障體系，大力培育適合云南丘陵山地的高糖、高產、高抗病并且宿根性強的優良甘蔗品種尤為重要，在實施過程中各級科研單位和企業應做到協同創新，與國內外專家進行合作交流，進一步擴大甘蔗種植資源庫。

5.3??? 根據不同地區研發適宜配套的農機設備

培養農業機槭化方面的高級人才，根據不同地區的具體情況研發適宜配套的農機設備，特別是當前受疫情影響，用工矛盾特別突出。與人工相比，機槭化種植100 hm只需4人[50]，機槭化收割只需100元/t，而2021年云南人工砍收價格已超過了160元/t，所以解決勞動生產力的矛盾，提高效率才能達到將本增收的目的。

云南蔗區多為丘陵山地，機槭化進程要進一步發展，應將大型機器再小型化和分段化，蔗農目前只能接受整桿式的收割機，可將其研發改進成分段式收割的器具，先單獨收割再進行剝葉分離，蔗葉可回收粉碎作為牛飼料。在云南蔗區，中耕管理時蔗農因費時費力成本高而不愿回收地膜，這在很大程度上會造成肥料浪費和環境污染，并且不適宜機槭化收獲，因此，應加大地膜回收機的研發力度。

5.4??? 加強科學培訓力度

當前從事甘蔗產業的農戶大多年齡大，文化水平偏低，限制了其對新事物的接受程度，政府應組織相關農業部門和科研單位對蔗農進行技術培訓，讓蔗農了解更多的新技術，認識到新技術會給他們帶來更好的收益。相關領導專家應多與蔗農在田間地頭進行交流，針對蔗農在甘蔗生產上遇到的問題，制定相應的解決方案。當地農業部門應與種植大戶合作建立示范點，推廣新技術、新品種和新器具，及時組織蔗農到機槭化現場參觀學習;培訓鄉村干部和駐村干部進行培訓學習，使其熟知整個甘蔗機槭化生產的全過程并向農戶進行推廣。

5.5??? 完善管理機制，政府全面強化扶持力度

云南蔗糖產業的優質發展離不開政府的幫助與支持，政府應加大對甘蔗良種引進和選育、生產技術創新和全程機槭化等關鍵環節的扶持力度。同時，各級政府還應加強基礎設施建設，云南蔗區易干旱，灌溉系統設計極其重要。此外，政府還應加大對企業、農戶的農機購買補貼和標準化補貼，出臺相關政策;圍繞蔗糖產業關鍵環節，謀劃布局，規劃建設，如企業和農戶的成本如何降低，機槭化收割甘蔗如何進行收購，蔗葉蔗梢如何飼草化，制糖殘料如何高效利用，如何達到“一根甘蔗，吃干榨盡”的目標。可建立示范縣和示范區，組織當地機手和農戶進行培訓，成立機槭化工作小組，使整個蔗糖產業達到將本增收、高效發展的目的，助力鄉村振興。

6??? 展望

蔗糖產業的機槭化進程在“十三五”期間取得了突破，在邊疆脫貧攻堅的過程中發揮了重要作用，在整地、種植和收割方面的研究成果頗豐。但以下幾方面還需進一步探索：（1）進一步因地制機，不同地區的實際情況不同，可根據當地的具體情況和蔗農的需求進一步改進種植和收割機;（2）蔗葉蔗梢高效飼料化。每年飼料缺口很大，可研發甘蔗脫葉、粉碎和打包機，既避免蔗農焚燒帶來的環境污染，又能彌補牲畜的飼料缺口。效益是企業和蔗農最關心的核心問題，蔗糖產業要高效、可持續地發展下去，需挖掘每根甘蔗一切能利用的資源，變廢為寶。因此，蔗糖產業全程機槭化和形成產業閉合鏈對整個產業的發展具有重大意義。

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