甘蔗機械化收獲該如何發(fā)展？看看廣西的經(jīng)驗
甘蔗機械化收獲該如何發(fā)展？看看廣西的經(jīng)驗
甘蔗收獲環(huán)節(jié)是我國甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題，對我國甘蔗機械化收獲的現(xiàn)狀進行研究，對發(fā)展甘蔗機收提供參考。甘蔗機械化收獲是一個系統(tǒng)性的工程，僅關(guān)注解決其中某一方面的問題不足以推動其穩(wěn)步向前發(fā)展。
廣西省是我國最大的甘蔗和蔗糖生產(chǎn)基地，種植面積和蔗糖產(chǎn)量占全國的60%以上，蔗糖業(yè)產(chǎn)值占廣西國民生產(chǎn)總值的10%~11%。但在2013年之后，廣西甘蔗播種面積呈下降趨勢，尤其是2014年降幅較大，從2013年的108.2萬hm2下降到2014年的97.4萬 hm2，降幅高達(dá)10%，2013—2016年降幅達(dá)15.5%。其主要原因在于廣西蔗區(qū)地理條件差，經(jīng)營規(guī)模小，種植農(nóng)藝落后，機械化生產(chǎn)率低，勞動力日益缺乏且成本增加，導(dǎo)致甘蔗種植生產(chǎn)成本一路走高。
甘蔗全程機械化生產(chǎn)被認(rèn)為是降低甘蔗種植成本、提高種植經(jīng)濟效益的方法之一，其中的甘蔗機械化收獲長久以來一直是甘蔗機械化生產(chǎn)最難突破的瓶頸。本文系統(tǒng)性地分析了解當(dāng)前廣西甘蔗機械化收獲發(fā)展遇到的問題，提出解決建議，對于廣西甘蔗機械化收獲穩(wěn)步發(fā)展有著重要的意義。
柳工甘蔗收獲機
廣西甘蔗機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀
根據(jù)廣西壯族自治區(qū)糖業(yè)發(fā)展辦公室提供的數(shù)據(jù)，2017/2018年榨季全區(qū)糖料蔗種植面積76萬hm2，糖料蔗入榨量5 083萬t，食糖產(chǎn)量602.5萬t，農(nóng)民種蔗收入259億元。預(yù)計2018/2019年榨季糖料蔗產(chǎn)量5300萬t，食糖產(chǎn)量620萬t以上。
2017/2018年榨季，甘蔗生產(chǎn)綜合機械化率達(dá)59%，在耕作環(huán)節(jié)已基本實現(xiàn)了機械化作業(yè)，耕作機械化率達(dá)98%。在種植環(huán)節(jié)機械化率達(dá)55%。當(dāng)前機械化收獲以切段式甘蔗聯(lián)合收獲機為主全區(qū)擁有甘蔗聯(lián)合收割機319臺，比上榨季增加157臺，機收作業(yè)量約55萬t，同比增加35萬t，占全區(qū)當(dāng)季甘蔗入廠量的1.1%，平均單機作業(yè)量1 712 t/（臺·榨季）。
進入2018/2019年榨季，預(yù)計全區(qū)甘蔗聯(lián)合收割機市場保有量約660臺，比上一榨季數(shù)量翻番，預(yù)示著廣西甘蔗機械化收獲行業(yè)將邁入新的階段，但仍有許多問題需要解決。
甘蔗機械化收獲中的關(guān)鍵問題
甘蔗機械化收獲作為甘蔗生產(chǎn)機械化的最后一個環(huán)節(jié)，也一直是甘蔗生產(chǎn)機械化中最難以突破的瓶頸。當(dāng)前使用機械化收獲后，主要遇到的問題及原因有9方面。
1. 含雜率
含雜率是糖廠最關(guān)注的問題。含雜率在人工收獲方式時一般為0.2%~3.0%。傳統(tǒng)的人工收獲作業(yè)模式下，甘蔗外觀質(zhì)量要求“蔗稍削至生長點下明顯見肉，蔗頭不帶‘煙斗頭’”。糖廠一般要求甘蔗從根部砍倒，從蔗稍蛋黃點往下約20cm砍去尾稍、剝?nèi)~和打捆。
在機械化收獲方式下，切段式甘蔗聯(lián)合收獲機作業(yè)質(zhì)量的含雜率≤8%為在相應(yīng)作業(yè)條件下判斷切段式甘蔗聯(lián)合收獲機作業(yè)質(zhì)量是否合格的指標(biāo)之一。
由于機械作業(yè)的特性及作業(yè)環(huán)境因素影響，機械收獲的甘蔗含雜率比人工收獲高是不可避免的。主要原因在于，底刀貼地或入土切割帶起的泥土、砂石。特別當(dāng)蔗田的地面未平整，耕、耙、開溝、種植、覆土和培土的質(zhì)量不好時，更容易在機械收獲的過程中造成底刀切割高度波動，造成帶起過多泥土、拔蔸等情況。
由于甘蔗長勢不一、倒伏等造成的尾稍高度不一，切稍器高度難以及時調(diào)整造成尾稍過長；夾雜在甘蔗中的雜草影響；收割機設(shè)計不合理，導(dǎo)致輸送輥組在輸送和風(fēng)機除雜過程中未能有效清除雜質(zhì)。
洛陽辰漢甘蔗收獲機
2. 宿根破頭率
宿根破頭率是蔗農(nóng)最關(guān)注的問題之一。宿根的破損會導(dǎo)致宿根壞死、不發(fā)芽，影響下一年的發(fā)芽率，進而影響產(chǎn)量，直接影響蔗農(nóng)來年的經(jīng)濟收入。引起宿根破損的主要因素在于，蔗田的地面未平整，耕地、開溝、覆土和培土配合不好，以及甘蔗倒伏時，更容易再造成底刀切割高度波動，造成甘蔗根茬高或者拔根。
甘蔗種植開行不規(guī)整，種植行距與收割機輪距不合適造成碾壓宿根；底刀切割動力不足，轉(zhuǎn)速不夠造成宿根破裂；收割機前進速度與底刀轉(zhuǎn)速不匹配造成宿根破裂或拔根；收割機作業(yè)不規(guī)范，作業(yè)現(xiàn)場管理不到位，在蔗田中頻繁跨行作業(yè)碾壓宿根；收割機設(shè)計與應(yīng)用環(huán)境不適合，造成作業(yè)模式不合理，對地塊反復(fù)碾壓。
3. 總損失率
總損失率是蔗農(nóng)最關(guān)注的另一個重要問題，這直接影響蔗農(nóng)當(dāng)季產(chǎn)量和經(jīng)濟收入。造成總損失率的主要因素：由于甘蔗倒伏，機具碾壓等導(dǎo)致收割機未能扶起、喂入通道的漏拾甘蔗；輸送輥組在輸送過程中掉落甘蔗；甘蔗被切段后未能拋入料斗的甘蔗；風(fēng)力過大，風(fēng)道設(shè)計不合理而被除雜風(fēng)機抽走的蔗段；從收割機卸料到田間轉(zhuǎn)運車時掉落的蔗段；從田間轉(zhuǎn)運車卸料到公路運輸車時掉落的蔗段。
4. 公路運輸車運量減少
由于切段式收獲甘蔗與傳統(tǒng)人工收獲甘蔗的物料整體空隙率不同，以及裝車技術(shù)水平不同，導(dǎo)致同一運輸車輛在兩種情況下的單次裝載質(zhì)量有差別。據(jù)統(tǒng)計，同一運輸車輛運輸切段式甘蔗的單次裝載質(zhì)量比運輸整桿甘蔗的單次裝載質(zhì)量減少約15%~30%，而運輸費用是以“元/（t·km）”為單位計價的，單次裝載質(zhì)量的減少直接影響運輸方的收益。
5. 收割機具穩(wěn)定性及維保響應(yīng)
廣西榨季跨冬春2季，適于機收作業(yè)，指天氣晴朗，土壤濕度合適，含雜率、宿根破頭率和總損失率易于控制的天數(shù)僅有50~60d。極端惡劣的天氣情況下，適于機收作業(yè)的天數(shù)不足20d。因此，機收運營方必須在有限的工作時間內(nèi)盡力提升作業(yè)效率。此時，機具質(zhì)量的穩(wěn)定性及維保響應(yīng)就顯得極為重要。
6. 機手技術(shù)水平
由于甘蔗機械化收獲是一個新興的行業(yè)，機手缺乏。盡管政府部門、各機收運營方都通過不同方式培養(yǎng)機手。由于在廣西甘蔗機械化收獲作業(yè)季節(jié)性很強、作業(yè)時間短、工作強度大、作業(yè)條件惡劣，且與其他農(nóng)機作業(yè)環(huán)節(jié)相比，運營機收的組織及其機手收入受市場和天氣影響更大，不穩(wěn)定，導(dǎo)致機手流失率高。機手的素質(zhì)和技術(shù)水平直接影響到作業(yè)效率、運營消耗、機具故障率和使用壽命等，進而影響到機收作業(yè)的產(chǎn)值和效益。
甘蔗機收作業(yè)
7. 機收現(xiàn)場管理人員
優(yōu)秀的機收現(xiàn)場管理人員能夠使整個機收隊伍可以流暢運轉(zhuǎn)。機收現(xiàn)場管理人員作為一線的管理中樞，其任務(wù)非常繁雜，需要溝通協(xié)調(diào)蔗主、糖廠、機手、運輸車司機和收割機設(shè)備廠家5方之間的關(guān)系，以使機收作業(yè)順利展開。目前機收現(xiàn)場管理人員的缺乏也是導(dǎo)致機收作業(yè)水平難以提升的主要原因。
8. 砍運管理
每個糖廠的砍運管理系統(tǒng)在原有的人工收獲作業(yè)模式下，已成定式。目前機械化收獲作業(yè)量受天氣、地塊大小、地塊耕作情況和產(chǎn)量等因素影響較多，經(jīng)常出現(xiàn)每日作業(yè)量不穩(wěn)定的情況，從而造成糖廠每日入榨量和生產(chǎn)質(zhì)量的波動。面對機械化收獲作業(yè)，對收獲進度的掌控、投入的運輸車輛管理、砍運票證的發(fā)放、收獲作業(yè)質(zhì)量的評判標(biāo)準(zhǔn)和管理手段、甘蔗的臨時存儲和入榨時間等砍運管理工作都提出了新的要求。
9. 天氣影響
甘蔗聯(lián)合收獲機作業(yè)受天氣影響巨大，雨天不能作業(yè)，降雨過后需要等待地面基本干燥之后才能作業(yè)。一是由于甘蔗表面水分多，蔗葉、泥土等雜質(zhì)與蔗莖粘連，除雜風(fēng)機難以清選，含雜率大幅增加，目前糖廠的生產(chǎn)工藝難以消化含雜率過高的甘蔗；二是因為收割機自重較大，田間土壤水分含量大的時候容易導(dǎo)致收割機下陷或是打滑，甚至造成更嚴(yán)重的生產(chǎn)事故；三是由于廣西蔗區(qū)多為粘土，潮濕的泥土在經(jīng)過收割機碾壓之后，板結(jié)得更加結(jié)實，對后續(xù)耕作造成更大的困難。
甘蔗機械化收獲突破點
甘蔗機械化收獲是一個系統(tǒng)工程，僅有適用、性能好的收割機具尚不足以把甘蔗機械化收獲推動順利前行。通過對以上甘蔗機械化收獲遇到問題的分析，可以看到甘蔗機械化收獲的發(fā)展引起了上下相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，甚至更深遠(yuǎn)的生產(chǎn)技術(shù)和管理變革需求，影響到了上游的地塊規(guī)劃、道路建設(shè)、水利、農(nóng)機、農(nóng)藝和下游的運輸、儲藏等。
1. 收割機技術(shù)
國外甘蔗機械化收獲的技術(shù)、收獲運營模式、利益分配結(jié)構(gòu)已發(fā)展成熟，但并不完全契合國內(nèi)的應(yīng)用環(huán)境，不能完全解決廣西的問題。國內(nèi)機具經(jīng)過近年的發(fā)展也已有所突破，但在設(shè)計創(chuàng)新、制造工藝、穩(wěn)定性、操縱性、可靠性和材料等方面仍與國外品牌有較大差距。
廣西蔗區(qū)多為丘陵坡地，戶均種植面積小、地塊零散、種植經(jīng)營規(guī)模小、坡度大、種植行距窄且種植農(nóng)藝技術(shù)傳統(tǒng)。當(dāng)前適于廣西甘蔗機械收獲作業(yè)的主流機具應(yīng)是小型機具。
以小型機具解決占蔗區(qū)大多數(shù)的零散小地塊“無機可用”的問題，并起到廣泛的示范推廣作用。隨著“雙高”基地建設(shè)的推進，土地的流轉(zhuǎn)整合，農(nóng)機農(nóng)藝融合和適度規(guī)?；?jīng)營的逐步發(fā)展，適于機型將會從小型機具向中型機具發(fā)展。
甘蔗運載車
2. 農(nóng)藝技術(shù)
傳統(tǒng)的甘蔗品種、種植農(nóng)藝技術(shù)及收獲方式是在人力、畜力勞作的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以散戶經(jīng)營的小規(guī)模生產(chǎn)模式為主。在當(dāng)時地塊小，人均土地資源有限，且勞動力充足的前提下，使得小面積的精耕細(xì)作成為主流。有著生產(chǎn)過程中人力勞作投入多、蔗田地面整理不平整、小行距密植以及種植開行方向依據(jù)經(jīng)驗而定等特點。
機械化收獲或者說機械化生產(chǎn)，需要經(jīng)營者從經(jīng)營目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合農(nóng)藝技術(shù)和農(nóng)機具實際情況，選擇甘蔗品種，確定種植單元的規(guī)模大小、地面整治質(zhì)量、種植行距、壟高、開行方向、種植深度、培土要求以及甘蔗生長高度控制等適于機械化收獲作業(yè)的農(nóng)藝技術(shù)，才能保證收獲機具的作業(yè)條件、作業(yè)質(zhì)量，充分發(fā)揮機具的作業(yè)效率，使得機械化收獲盈利成為可能。
3. 適度規(guī)?；a(chǎn)
隨著廣西“雙高”基地建設(shè)的推進和“蔗保區(qū)”政策的逐步施行，對原有蔗地進行重新梳理整合，為土地合理有序流轉(zhuǎn)提供了條件。結(jié)合廣西蔗區(qū)的地理和社會環(huán)境特點，探索適度規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營的模式。
按照適宜機械化作業(yè)的要求，通過科學(xué)統(tǒng)一的規(guī)劃、種植和管理手段，提升作業(yè)規(guī)模，提高機具作業(yè)效率，以達(dá)到降低機具作業(yè)成本，提升機具作業(yè)效率和質(zhì)量，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。
用較少的人員配置達(dá)到精細(xì)化管理，提高平均單產(chǎn)，使用自有機械設(shè)備作業(yè)，投資所選擇的機械設(shè)備以滿足自身經(jīng)營需求為主，輔以為周邊提供作業(yè)服務(wù)，更有利于保障合作社的盈利，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
4. 管理技術(shù)
從傳統(tǒng)的人工收獲向機械收獲轉(zhuǎn)型，在生產(chǎn)流程上就從原有單純的勞動人員管理向“人員+機械”管理轉(zhuǎn)變，工作時間、工作環(huán)境、后勤補給、機具現(xiàn)場維修保養(yǎng)、作業(yè)質(zhì)量控制以及運輸車輛調(diào)配銜接等都提出了新的要求。
蔗田的規(guī)劃設(shè)計、水利灌溉道路設(shè)施的建設(shè)、種植農(nóng)藝技術(shù)的革新等都需要從原有的小規(guī)模生產(chǎn)管理向著適度的集約化規(guī)?；a(chǎn)管理轉(zhuǎn)變。經(jīng)營模式可以有大戶集中種植經(jīng)營、多戶種植統(tǒng)一規(guī)劃統(tǒng)一管理等。
每個榨季開始之前，根據(jù)蔗區(qū)糖料蔗的糖分含量，結(jié)合糖廠生產(chǎn)進度計劃，分批次安排蔗農(nóng)進行砍收，根據(jù)砍收進度反饋安排運輸車輛。整個糖料蔗砍收和運輸過程系統(tǒng)是基于人工收獲的基礎(chǔ)建立的。砍運進度的安排、運輸車輛的調(diào)配、收獲質(zhì)量的評判和控制、糖廠每日入榨糖料蔗量的冗余計劃都與人工收獲的質(zhì)量和效率息息相關(guān)。
凱斯甘蔗收獲機
5. 改造制糖工藝
目前國內(nèi)糖廠原有的制糖工藝對應(yīng)人工收獲甘蔗的物料形狀、含雜等均與機械化收獲甘蔗有很大差異。對于糖廠的制糖系列工藝環(huán)節(jié)都提出了不同的要求。需要糖廠進行相應(yīng)的制糖工藝及設(shè)備改造，以應(yīng)對甘蔗機械化收獲的發(fā)展。
如需要建造翻板臺利于卸蔗；縮短甘蔗存儲（地頭存儲、廠區(qū)料場存儲）時間，提升甘蔗入榨新鮮度；輸送機構(gòu)改造，以利于切段式甘蔗的輸送；提高撕解機構(gòu)耐磨程度；增加甘蔗入榨前的除雜處理工序以應(yīng)對含雜的增加；將制糖工藝由“一步法”改為“二步法”等。
6. 制定相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
由于機械收獲作業(yè)缺乏人工收獲作業(yè)的柔性和適應(yīng)性，對蔗地的坡度、面積、平整度、耕地質(zhì)量、種植質(zhì)量和管理質(zhì)量等前期作業(yè)的要求更高，其作業(yè)質(zhì)量受前面各環(huán)節(jié)作業(yè)質(zhì)量的影響巨大。面臨當(dāng)前甘蔗機械化收獲的發(fā)展，原有基于人工收獲方式制定的質(zhì)量評判標(biāo)準(zhǔn)和管理手段已不再適用。
因此，由甘蔗機械化收獲環(huán)節(jié)的參與方共同制定合適的機收糖料蔗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、評判方法以及管理方式是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的迫切需求。如建立質(zhì)量評判標(biāo)準(zhǔn)和評判流程管理規(guī)范，整個評判流程采用留痕管理，并建立相應(yīng)的信用系統(tǒng)；設(shè)立由政府管理的第三方質(zhì)量評判機構(gòu)執(zhí)行評判工作。
結(jié)束語
甘蔗機械化收獲并不是孤立的一個環(huán)節(jié)，而是一個全局性的系統(tǒng)工程。從原有的人工砍收向機械化收獲轉(zhuǎn)變，勢必會引起其上下游相關(guān)環(huán)節(jié)的技術(shù)、經(jīng)營模式和管理方式等方面的變化。將轉(zhuǎn)變過程中遇到的問題全部壓在收獲環(huán)節(jié)解決，會導(dǎo)致甘蔗機械化收獲難以向前發(fā)展。
適度規(guī)?；?jīng)營，適宜本地的機械化收獲解決技術(shù)方案和相應(yīng)的農(nóng)藝技術(shù)，適宜當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和公平公正公開的評判手段，良好的市場環(huán)境和共贏的利益關(guān)系，高素質(zhì)的專業(yè)化運營隊伍，糖企的積極參與，政府的引導(dǎo)與監(jiān)管，這些方面缺一不可。
廣西甘蔗機械化收獲目前尚處于起步階段，需要政府、科研機構(gòu)、機具廠家、種植戶和糖廠共同努力才能穩(wěn)步向前發(fā)展。
文章來源：2019年4期《農(nóng)業(yè)工程》
原標(biāo)題：廣西甘蔗機械化收獲現(xiàn)狀及建議
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