甘蔗机械化收获该如何发展？看看广西的经验

甘蔗机械化收获该如何发展？看看广西的经验

文｜张长献^[1]，鲁    华^[2]

               1.洛阳辰汉农业装备科技有限公司

2.广西甘蔗服务有限公司

甘蔗收获环节是我国甘蔗产业发展的主要问题，对我国甘蔗机械化收获的现状进行研究，对发展甘蔗机收提供参考。甘蔗机械化收获是一个系统性的工程，仅关注解决其中某一方面的问题不足以推动其稳步向前发展。

广西省是我国**的甘蔗和蔗糖生产基地，种植面积和蔗糖产量占全国的60%以上，蔗糖业产值占广西国民生产总值的10%~11%。但在2013年之后，广西甘蔗播种面积呈下降趋势，尤其是2014年降幅较大，从2013年的108.2万hm²下降到2014年的97.4万 hm²，降幅高达10%，2013—2016年降幅达15.5%。其主要原因在于广西蔗区地理条件差，经营规模小，种植农艺落后，机械化生产率低，劳动力日益缺乏且成本增加，导致甘蔗种植生产成本一路走高。

甘蔗全程机械化生产被认为是降低甘蔗种植成本、提高种植经济效益的方法之一，其中的甘蔗机械化收获长久以来一直是甘蔗机械化生产最难突破的瓶颈。本文系统性地分析了解当前广西甘蔗机械化收获发展遇到的问题，提出解决建议，对于广西甘蔗机械化收获稳步发展有着重要的意义。

辰汉甘蔗收获机

广西甘蔗机械化生产现状

根据广西壮族自治区糖业发展办公室提供的数据，2017/2018年榨季全区糖料蔗种植面积76万hm²，糖料蔗入榨量5 083万t，食糖产量602.5万t，农民种蔗收入259亿元。预计2018/2019年榨季糖料蔗产量5300万t，食糖产量620万t以上。

2017/2018年榨季，甘蔗生产综合机械化率达59%，在耕作环节已基本实现了机械化作业，耕作机械化率达98%。在种植环节机械化率达55%。当前机械化收获以切段式甘蔗联合收获机为主全区拥有甘蔗联合收割机319台，比上榨季增加157台，机收作业量约55万t，同比增加35万t，占全区当季甘蔗入厂量的1.1%，平均单机作业量1 712 t/（台·榨季）。

进入2018/2019年榨季，预计全区甘蔗联合收割机市场保有量约660台，比上一榨季数量翻番，预示着广西甘蔗机械化收获行业将迈入新的阶段，但仍有许多问题需要解决。

甘蔗机械化收获中的关键问题

甘蔗机械化收获作为甘蔗生产机械化的最后一个环节，也一直是甘蔗生产机械化中最难以突破的瓶颈。当前使用机械化收获后，主要遇到的问题及原因有9方面。

1. 含杂率

含杂率是糖厂最关注的问题。含杂率在人工收获方式时一般为0.2%~3.0%。传统的人工收获作业模式下，甘蔗外观质量要求“蔗稍削至生长点下明显见肉，蔗头不带‘烟斗头’”。糖厂一般要求甘蔗从根部砍倒，从蔗稍蛋黄点往下约20cm砍去尾稍、剥叶和打捆。

在机械化收获方式下，切段式甘蔗联合收获机作业质量的含杂率≤8%为在相应作业条件下判断切段式甘蔗联合收获机作业质量是否合格的指标之一。

由于机械作业的特性及作业环境因素影响，机械收获的甘蔗含杂率比人工收获高是不可避免的。主要原因在于，底刀贴地或入土切割带起的泥土、砂石。特别当蔗田的地面未平整，耕、耙、开沟、种植、覆土和培土的质量不好时，更容易在机械收获的过程中造成底刀切割高度波动，造成带起过多泥土、拔蔸等情况。

由于甘蔗长势不一、倒伏等造成的尾稍高度不一，切稍器高度难以及时调整造成尾稍过长；夹杂在甘蔗中的杂草影响；收割机设计不合理，导致输送辊组在输送和风机除杂过程中未能有效清除杂质。

洛阳辰汉甘蔗收获机

2. 宿根破头率

宿根破头率是蔗农最关注的问题之一。宿根的破损会导致宿根坏死、不发芽，影响下一年的发芽率，进而影响产量，直接影响蔗农来年的经济收入。引起宿根破损的主要因素在于，蔗田的地面未平整，耕地、开沟、覆土和培土配合不好，以及甘蔗倒伏时，更容易再造成底刀切割高度波动，造成甘蔗根茬高或者拔根。

甘蔗种植开行不规整，种植行距与收割机轮距不合适造成碾压宿根；底刀切割动力不足，转速不够造成宿根破裂；收割机前进速度与底刀转速不匹配造成宿根破裂或拔根；收割机作业不规范，作业现场管理不到位，在蔗田中频繁跨行作业碾压宿根；收割机设计与应用环境不适合，造成作业模式不合理，对地块反复碾压。

3. 总损失率

总损失率是蔗农最关注的另一个重要问题，这直接影响蔗农当季产量和经济收入。造成总损失率的主要因素：由于甘蔗倒伏，机具碾压等导致收割机未能扶起、喂入通道的漏拾甘蔗；输送辊组在输送过程中掉落甘蔗；甘蔗被切段后未能抛入料斗的甘蔗；风力过大，风道设计不合理而被除杂风机抽走的蔗段；从收割机卸料到田间转运车时掉落的蔗段；从田间转运车卸料到公路运输车时掉落的蔗段。

4. 公路运输车运量减少

由于切段式收获甘蔗与传统人工收获甘蔗的物料整体空隙率不同，以及装车技术水平不同，导致同一运输车辆在两种情况下的单次装载质量有差别。据统计，同一运输车辆运输切段式甘蔗的单次装载质量比运输整杆甘蔗的单次装载质量减少约15%~30%，而运输费用是以“元/（t·km）”为单位计价的，单次装载质量的减少直接影响运输方的收益。

5. 收割机具稳定性及维保响应

广西榨季跨冬春2季，适于机收作业，指天气晴朗，土壤湿度合适，含杂率、宿根破头率和总损失率易于控制的天数仅有50~60d。极端恶劣的天气情况下，适于机收作业的天数不足20d。因此，机收运营方必须在有限的工作时间内尽力提升作业效率。此时，机具质量的稳定性及维保响应就显得极为重要。

6. 机手技术水平

由于甘蔗机械化收获是一个新兴的行业，机手缺乏。尽管政府部门、各机收运营方都通过不同方式培养机手。由于在广西甘蔗机械化收获作业季节性很强、作业时间短、工作强度大、作业条件恶劣，且与其他农机作业环节相比，运营机收的组织及其机手收入受市场和天气影响更大，不稳定，导致机手流失率高。机手的素质和技术水平直接影响到作业效率、运营消耗、机具故障率和使用寿命等，进而影响到机收作业的产值和效益。

甘蔗机收作业

7. 机收现场管理人员

优秀的机收现场管理人员能够使整个机收队伍可以流畅运转。机收现场管理人员作为一线的管理中枢，其任务非常繁杂，需要沟通协调蔗主、糖厂、机手、运输车司机和收割机设备厂家5方之间的关系，以使机收作业顺利展开。目前机收现场管理人员的缺乏也是导致机收作业水平难以提升的主要原因。

8. 砍运管理

每个糖厂的砍运管理系统在原有的人工收获作业模式下，已成定式。目前机械化收获作业量受天气、地块大小、地块耕作情况和产量等因素影响较多，经常出现每日作业量不稳定的情况，从而造成糖厂每日入榨量和生产质量的波动。面对机械化收获作业，对收获进度的掌控、投入的运输车辆管理、砍运票证的发放、收获作业质量的评判标准和管理手段、甘蔗的临时存储和入榨时间等砍运管理工作都提出了新的要求。

9. 天气影响

甘蔗联合收获机作业受天气影响巨大，雨天不能作业，降雨过后需要等待地面基本干燥之后才能作业。一是由于甘蔗表面水分多，蔗叶、泥土等杂质与蔗茎粘连，除杂风机难以清选，含杂率大幅增加，目前糖厂的生产工艺难以消化含杂率过高的甘蔗；二是因为收割机自重较大，田间土壤水分含量大的时候容易导致收割机下陷或是打滑，甚至造成更严重的生产事故；三是由于广西蔗区多为粘土，潮湿的泥土在经过收割机碾压之后，板结得更加结实，对后续耕作造成更大的困难。

甘蔗机械化收获突破点

甘蔗机械化收获是一个系统工程，仅有适用、性能好的收割机具尚不足以把甘蔗机械化收获推动顺利前行。通过对以上甘蔗机械化收获遇到问题的分析，可以看到甘蔗机械化收获的发展引起了上下相关生产环节，甚至更深远的生产技术和管理变革需求，影响到了上游的地块规划、道路建设、水利、农机、农艺和下游的运输、储藏等。

1. 收割机技术

国外甘蔗机械化收获的技术、收获运营模式、利益分配结构已发展成熟，但并不完全契合国内的应用环境，不能完全解决广西的问题。国内机具经过近年的发展也已有所突破，但在设计创新、制造工艺、稳定性、操纵性、可靠性和材料等方面仍与国外品牌有较大差距。

广西蔗区多为丘陵坡地，户均种植面积小、地块零散、种植经营规模小、坡度大、种植行距窄且种植农艺技术传统。当前适于广西甘蔗机械收获作业的主流机具应是小型机具。

以小型机具解决占蔗区大多数的零散小地块“无机可用”的问题，并起到广泛的示范推广作用。随着“双高”基地建设的推进，土地的流转整合，农机农艺融合和适度规模化经营的逐步发展，适于机型将会从小型机具向中型机具发展。

甘蔗运载车

2. 农艺技术

传统的甘蔗品种、种植农艺技术及收获方式是在人力、畜力劳作的基础上发展起来的，以散户经营的小规模生产模式为主。在当时地块小，人均土地资源有限，且劳动力充足的前提下，使得小面积的精耕细作成为主流。有着生产过程中人力劳作投入多、蔗田地面整理不平整、小行距密植以及种植开行方向依据经验而定等特点。

机械化收获或者说机械化生产，需要经营者从经营目标出发，结合农艺技术和农机具实际情况，选择甘蔗品种，确定种植单元的规模大小、地面整治质量、种植行距、垄高、开行方向、种植深度、培土要求以及甘蔗生长高度控制等适于机械化收获作业的农艺技术，才能保证收获机具的作业条件、作业质量，充分发挥机具的作业效率，使得机械化收获盈利成为可能。

3. 适度规模化生产

随着广西“双高”基地建设的推进和“蔗保区”政策的逐步施行，对原有蔗地进行重新梳理整合，为土地合理有序流转提供了条件。结合广西蔗区的地理和社会环境特点，探索适度规模化生产经营的模式。

按照适宜机械化作业的要求，通过科学统一的规划、种植和管理手段，提升作业规模，提高机具作业效率，以达到降低机具作业成本，提升机具作业效率和质量，从而达到降低生产成本的目的。

用较少的人员配置达到精细化管理，提高平均单产，使用自有机械设备作业，投资所选择的机械设备以满足自身经营需求为主，辅以为周边提供作业服务，更有利于保障合作社的盈利，实现可持续发展。

4. 管理技术

从传统的人工收获向机械收获转型，在生产流程上就从原有单纯的劳动人员管理向“人员+机械”管理转变，工作时间、工作环境、后勤补给、机具现场维修保养、作业质量控制以及运输车辆调配衔接等都提出了新的要求。

蔗田的规划设计、水利灌溉道路设施的建设、种植农艺技术的革新等都需要从原有的小规模生产管理向着适度的集约化规模化生产管理转变。经营模式可以有大户集中种植经营、多户种植统一规划统一管理等。

每个榨季开始之前，根据蔗区糖料蔗的糖分含量，结合糖厂生产进度计划，分批次安排蔗农进行砍收，根据砍收进度反馈安排运输车辆。整个糖料蔗砍收和运输过程系统是基于人工收获的基础建立的。砍运进度的安排、运输车辆的调配、收获质量的评判和控制、糖厂每日入榨糖料蔗量的冗余计划都与人工收获的质量和效率息息相关。

5. 改造制糖工艺

目前国内糖厂原有的制糖工艺对应人工收获甘蔗的物料形状、含杂等均与机械化收获甘蔗有很大差异。对于糖厂的制糖系列工艺环节都提出了不同的要求。需要糖厂进行相应的制糖工艺及设备改造，以应对甘蔗机械化收获的发展。

如需要建造翻板台利于卸蔗；缩短甘蔗存储（地头存储、厂区料场存储）时间，提升甘蔗入榨新鲜度；输送机构改造，以利于切段式甘蔗的输送；提高撕解机构耐磨程度；增加甘蔗入榨前的除杂处理工序以应对含杂的增加；将制糖工艺由“一步法”改为“二步法”等。

6. 制定相关行业标准

由于机械收获作业缺乏人工收获作业的柔性和适应性，对蔗地的坡度、面积、平整度、耕地质量、种植质量和管理质量等前期作业的要求更高，其作业质量受前面各环节作业质量的影响巨大。面临当前甘蔗机械化收获的发展，原有基于人工收获方式制定的质量评判标准和管理手段已不再适用。

因此，由甘蔗机械化收获环节的参与方共同制定合适的机收糖料蔗质量标准、评判方法以及管理方式是当前行业发展的迫切需求。如建立质量评判标准和评判流程管理规范，整个评判流程采用留痕管理，并建立相应的信用系统；设立由政府管理的第三方质量评判机构执行评判工作。

结束语

甘蔗机械化收获并不是孤立的一个环节，而是一个全局性的系统工程。从原有的人工砍收向机械化收获转变，势必会引起其上下游相关环节的技术、经营模式和管理方式等方面的变化。将转变过程中遇到的问题全部压在收获环节解决，会导致甘蔗机械化收获难以向前发展。

适度规模化经营，适宜本地的机械化收获解决技术方案和相应的农艺技术，适宜当前行业发展的行业技术标准和公平公正公开的评判手段，良好的市场环境和共赢的利益关系，高素质的专业化运营队伍，糖企的积极参与，政府的引导与监管，这些方面缺一不可。

广西甘蔗机械化收获目前尚处于起步阶段，需要政府、科研机构、机具厂家、种植户和糖厂共同努力才能稳步向前发展。