广西甘蔗机械化生产现状及对策探讨

梁 阗，方锋学，王维赞，罗亚伟，唐红琴

（广西甘蔗研究所，南宁530007）

广西甘蔗机械化生产现状及对策探讨

梁 阗，方锋学，王维赞，罗亚伟，唐红琴

（广西甘蔗研究所，南宁530007）

阐述广西甘蔗机械化生产现状，分析甘蔗机械化生产存在问题，提出解决问题的建议，以推进甘蔗生产机械化发展进程。

甘蔗；机械化；现状；存在问题；对策探讨

甘蔗是我国最主要的糖料作物，以甘蔗为主要原料的蔗糖产业是广西的优势和特色产业，在广西经济发展中具有举足轻重的地位。目前广西甘蔗种植面积和蔗糖产量占全国的60%以上，是我国最重要的蔗糖产区，蔗糖业产值占广西国民生产总值的10%～11%，蔗糖生产已经成为广西经济发展的重要支柱和帮助广大蔗农脱贫致富的经济来源。但是，广西甘蔗生产技术不够先进，甘蔗生产机械化普及率低和应用范围不广，造成单位面积投入的劳动力多，劳动效率低，生产成本高，出售原料蔗获得的收入大部分用于价格不菲的工务费开支，种蔗效益下降，严重挫伤蔗农种蔗的积极性，影响蔗糖业生产可持续、健康、稳定发展。甘蔗生产机械化水平不高，成为制约和阻碍甘蔗生产发展的重要因素。发展甘蔗生产机械化可提高生产效率、降低成本、减轻劳动强度、增加单产及效益，已成为当前亟需解决的重要课题[1]。为此，根据蔗区环境条件和甘蔗生产机械特点，结合甘蔗农艺特性，探讨适合广西甘蔗机械化生产发展的方法和模式，对促进甘蔗生产机械化推广普及应用具有重要意义。

1 甘蔗机械化生产现状

甘蔗机械化生产包括深耕深松、整地开行、种植、植保、施肥中耕培土、灌溉、收获、蔗叶还田等生产环节采用机械化作业。国内从20世纪60年代开始进行甘蔗机械研制工作，至今已有近50年的历史，先后研制出整地、种植、中耕培土、灌溉、破垄、蔗叶切碎、收获等甘蔗机械[2]，其中的一些甘蔗机械已在生产中推广应用并取得明显成效。作为我国蔗糖原料生产主要产区的广西，多年来，各级政府和有关部门十分重视甘蔗生产机械化技术推广普及应用，有效地促进甘蔗机械化生产稳步发展，为确保蔗糖产业可持续健康发展起到推动作用。

1.1深耕深松

深耕30～40㎝，打破犁底层，加深耕作层，增加雨水入渗能力，改善土壤蓄水保肥性能；打乱耕作层的土壤结构，使表土翻下，底土翻上，有利于作物有效地吸收不同层次的养分。深松40～60㎝，只疏松土层而不翻转土层，地表继续保持覆盖，减少水分蒸发，改善土壤通透性，增加蓄水、保墒、通气能力，有利于甘蔗根系的发育，吸收较多的养分和水分。根据试验结果，蔗地深耕深松35～40㎝处理甘蔗产量比对照（常规耕深20㎝）增产2.68%～16.80%，甘蔗蔗糖分比对照提高0.32%～2.27%[3]。20世纪80年代末期、90年代初，广西就开始进行深耕深松机械化试验，由于增产效果明显，经济效益显著，深受蔗农和制糖企业的欢迎。目前，蔗地深耕深松机械化技术已比较成熟，具备条件的蔗区全面推广应用。2010年广西推广蔗地深耕、深松面积达38.48万hm2。

1.2整地开行

新植蔗地种前的耕翻、旋耕、松土、碎土、平整、开行等环节采用机械化作业，耕作质量：达到“深、松、碎、平、直”和“深沟浅种”的高产种植要求，而且工效高，成本低，可保证种植行距、沟深的一致性，为后续机械作业创造有利条件，是实现甘蔗生产机械化不可缺少的环节，是人畜力方式作业很难达到的效果。目前，具备条件的蔗区基本采用机械化整地开行，每年作业面积约20万hm2。

1.3中耕培土

中耕培土采用机械化作业，一次完成松（碎）土、除草、施肥、培土等工序，使土壤松碎透气，去除杂草，提高土壤保水保肥能力和甘蔗抗倒伏能力，为甘蔗生长创造良好的条件。以微型、手扶拖拉机为动力的小型甘蔗中耕培土机，对地块的平整度、地头预留空地及机耕路要求不高，适应性强、工效快，适合在缓坡地、小地块的蔗区作业；以中型轮式拖拉机为动力的中型甘蔗中耕培土机，劳动效率高，作业质量达到甘蔗高产栽培要求，适合在地势比较平坦、大规模连片种植的蔗区使用。目前，广西农机科研、生产等部门成功研制出多种型号的甘蔗中耕培土机具，通过在各甘蔗产区示范、推广，得到广大蔗农认可和接受，南宁、柳州、来宾、崇左、防城等甘蔗主产区广泛推广应用。2008年广西甘蔗中耕培土机械化技术应用面积9.65万hm2，占广西甘蔗种植面积的9.6%左右。

1.4蔗叶切碎还田

蔗叶切碎还田可以改良土壤，增加土壤肥力，提高甘蔗单产，同时有效地解决因甘蔗收获后留地蔗叶管理或焚烧蔗叶产生空气污染、造成火灾隐患等问题。据测定，连续3年蔗叶还田，土壤有机质含量从原来的1.5%提高到2.7%，甘蔗增产20%[4]。目前，国内厂家生产的蔗叶切碎还田机械技术成熟，质量好，许多蔗区广泛推广应用。2010年，广西蔗叶粉碎还田面积达22.2万hm2。

1.5收获机械

国内有关农机科研部门、生产厂家十分重视甘蔗收获机械的研制和开发工作。多年来，在学习国外先进收获技术和样机的基础上，研制生产许多甘蔗收获机械并投入试验、示范和推广应用。目前在广西蔗区进行试验、示范或推广应用的收获机械有联合收获和分段收获两种机型。联合收获机械包括切段式和整秆式联合收获机两大类型；分段式收获机械由甘蔗割铺机、剥叶机等组成。此外，广西金光、新兴、星星等农场及南宁糖业股份有限公司分别从国外购买先进的切段式甘蔗联合收割机投入生产示范，上思、扶绥、武鸣等县有关部门及金光农场也分别购买国产整秆式甘蔗联合收割机投入生产示范，上林县购置国产分段式甘蔗收获机械300多台（背负式割铺机100多台，剥叶机200台）投入生产应用。目前在各蔗区试验、示范或应用的结果表明，联合式收获机工效高，适应大规模连片种植、地块平坦，行距120～140cm的蔗区使用，但存在收获的甘蔗夹杂物多、洁净度差、蔗蔸切口撕裂严重等问题；分段式收获机械适应小地块、丘陵坡地蔗区使用，但存在需要多人辅助完成甘蔗集堆、喂入、分拣、打捆、装车等诸多技术上的缺陷，工序烦琐，工效有限，劳动强度较大。这些问题或缺陷，糖厂或蔗农不接受，影响收获机械的推广应用。

1.6种植、植保、喷灌

国内有关生产厂家也生产不少种植、植保、喷灌等甘蔗生产专用机械。由于广西甘蔗大部分种植在丘陵坡地，地形地貌复杂，机耕道、水利等设施不配套，水源缺乏，不适应这些机械作业要求，甘蔗机械化种植、植保、灌溉等在生产上没有推广应用，仅在示范基地作试验、示范使用。

2 甘蔗机械化生产存在问题

2.1影响甘蔗生产机械化作业因素

2.1.1 蔗区条件差，经营规模小广西甘蔗70%以上种植在干旱的坡地和丘陵地带，地形地貌复杂，地块狭小、不规则，机耕道、水利设施不配套，地头没有预留机具转弯调头位置，农机行驶困难；平均每农户种植甘蔗面积不到0.33hm2，而且由分散在不同地方的多块蔗地组成，甘蔗种植零星、交叉不连片，机械作业成本高、效益低。蔗地的特殊环境条件和种植规模过小，增加机械作业困难和生产成本，不能发挥机械作业效率高优势，影响甘蔗机械的使用，制约了甘蔗机械化生产发展。据广西金光农场测试表明，大型甘蔗联合收获机在平坦宽阔的蔗地，完成一次转弯调头需要2min左右，在地面崎岖、地块狭小的蔗地，完成一次转弯调头需要6min左右，而收割一行300m（约420m2）的甘蔗，正常收割行走时间不超过3min。

2.1.2 种植缺乏规划，品种搭配不合理广西甘蔗生产绝大部分是单家独户种植为主，农村土地的家庭生产承包责任制，人为地把土地切成分散零星小块，一地多主，一片蔗地由上十甚至上百户蔗农种植、一个蔗区（片）由成千上万户蔗农种植等现状十分普遍，连片不能连耕；以家庭为生产单位的经营模式，农事由农户各自决定，品种杂乱，熟期不一，耕作方式、耕种时间、种植规格很难做到统一，不利于机械统一耕作。农户过于分散，各种各管，必然造成蔗区（片）种植缺乏规划，品种搭配不合理，甘蔗机械不能大面积、规模连片作业，转弯调头或转场作业频繁，增加动力消耗和作业成本，机械作业效率低，达不到规模效益的效果。

2.1.3 传统的种植方式不适应机械化要求传统的甘蔗种植行距70～90㎝，不适应机械化作业要求的120～140㎝行距。行距与配置动力机械轮距不吻合，致使机具操作不方便，增加作业困难，甚至发生伤（压）苗、毁苗等现状，影响机械化作业的效率和质量。此外，传统的人畜力方式整地、开行及中耕培土等作业，难以达到甘蔗高产栽培要求的蔗地“深、松、碎、平”、种植规格统一、“深沟浅种”及高培土等耕作质量，甘蔗根系扎土不深，吸收土壤养分和水分有限，后期容易倒伏，影响甘蔗蔗糖分的积累和产量进一步提高，也增加机械收获的困难。

2.1.4 甘蔗品种不良的农艺特性影响机械化作业甘蔗的抗倒能力和生长整齐度与品种（系）农艺特性有关。抗倒能力弱的容易倒伏，甘蔗倒伏后，机械中耕培土、收获等作业困难，造成收获损失率高，影响机械作业的质量和效率。生长参差不齐、高矮差异大和弯曲的甘蔗，由于收获机械切梢装置难以调整到合理的切梢长度，增加原料蔗的梢头量或切割损失，影响甘蔗收获机械化推广应用。

2.2生产机械技术不够成熟

2.2.1 适应性差、实用性不强小型甘蔗生产机械适应丘陵、坡地蔗区作业，但功率小，深耕深松、整地、中耕培土等生产环节的作业质量达不到甘蔗高产栽培要求。收获机械切割器仿形性能差或没有仿形机构，割台切刀和切梢器不能随地形变化而调整切割位置，造成割茬质量差、破头率高，严重影响来年宿根蔗产量，切割生长参差不齐或弯曲或稍有倒伏的甘蔗，损失率高；分段式收获机械作业一次性完成工序少，堆集、喂入、打捆等无法机械作业，剥叶元件使用寿命短。

2.2.2 机械收获原料蔗质量差、损失率高目前在广西蔗区的试验或示范结果表明，联合式机械收获剥净率低，原料蔗夹杂物多，夹杂物含量（含杂率）高达7%～10%。国内糖厂对原料蔗质量要求严格，夹杂物含量（含杂率）不超过0.8%[5]。糖厂不接受夹杂物含量高的原料蔗，影响机械化收获的推广应用。此外，收获倒伏的甘蔗，漏割多、损失率高等。

2.2.3 机械化作业直接或间接影响甘蔗产量甘蔗生产机械化作业要求宽行距种植，造成单位面积的甘蔗有效茎数减少，对某些品种、土壤类型和种植模式的甘蔗产量会产生一定的影响。甘蔗为多年生经济作物，一般种植3～4年（1年新植，2～3年宿根）。联合收割机械体积庞大、重量大，作业过程以及配套装载运输车辆的往返行驶对蔗地碾压，破坏土壤团粒结构，耕作层蓄水、保墒、透气能力差，影响翌年宿根蔗的发芽，也限制了根系的生长发育和营养吸收，造成甘蔗减产。甘蔗机械收割，甘蔗破头率高，撕裂严重，影响蔗蔸正常发芽，造成宿根蔗发株率低，若遇到低温、阴雨连绵天气，容易被病菌侵入感染，这种影响表现更加明显。

3 解决问题的对策探讨

3.1转换经营模式，形成规模种植

广西大部分蔗区的环境条件和蔗户种植规模小，不适应机械化生产要求。因此，改善蔗区环境条件和形成种植规模，为机械化生产提供良好的作业条件，是推广应用甘蔗生产机械化的前提和基础。根据蔗区情况，选择甘蔗种植比较连片集中，地势比较开阔平缓的蔗区（片），通过合理整治，将起伏不平、凸凹不一的地块，平整成地势比较平坦的地块，把分散、零星、不规则的小地块，合并成有较大面积、长方有序的地块，适应机械化作业要求，并通过合理的土地流转或托管经营等方式，大力发展种植专业户或糖厂租赁承包土地或土地集约经营组织等新的经营模式，实现企业化规模经营，推进甘蔗生产规模化、专业化、集约化，利于甘蔗生产机械化作业，充分发挥机械化作业效益高优势。广西农垦系统的国有农场，通过蔗地田园化整治，采取“农场+基地+职工（农户）”的经营模式，甘蔗种植形成规模，为机械化生产提供良好的作业环境，甘蔗生产过程的深耕深松、整地开行、蔗叶切碎还田、宿根蔗破垄、中耕除草培土等环节基本实现机械化，促进蔗农增收、企业增效。多年来，广西农垦的甘蔗生产机械化应用范围和普及率均排广西前列。

3.2种植统一规划，品种合理搭配

机械化生产要求大面积、成规模连片作业，才能发挥机械化效率高的优势。而不同的甘蔗品种，其生长快慢有别，管理时间、熟期也不一致；不同的植期，蔗株生长快慢不一样，管理时间也不一样。因此，蔗区（片）的种植规划、布局与品种搭配要考虑到机械化作业的特点，科学地安排甘蔗品种布局，实行早熟、中熟、迟熟品种的合理搭配，在保证绝大部分原料蔗能在成熟期间收获入厂压榨，确保榨季的不同时期都有成熟原料蔗提供的同时，形成大面积、规模连片种植不同熟期品种的区域化布局，便于机械化统一种植、统一管理、统一耕作、统一收获，充分发挥机械化作业量大、连续性强、效益高的优势，避免农户因哪一个品种最好就种植哪个品种，造成蔗区甘蔗品种单一化和熟期单一化，抵御风险灾害能力低，榨季进厂原料蔗未成熟或“回糖”等现象。

3.3选育、推广适应机械化生产的甘蔗品种

机械收割对蔗蔸的损伤较多，导致翌年宿根蔗发株率低，甘蔗减产；甘蔗倒伏、弯曲，不仅造成产量减少，而且增加机械收割的损失率，影响机械收获的质量和效果；叶鞘紧包、气（须）根多、生长参差不齐的品种，机械收获夹杂物含量多，造成原料蔗的质量下降，影响出糖率。因此，适应机械化生产的甘蔗品种选育应该在高产、高糖、抗逆、抗病性强、适应性广等基础上，选择宿根抗损性强、发株率高、成茎率高，直立、抗倒伏，生长均匀、整齐，气（须）根少、易脱叶的优良品种，为促进甘蔗机械化生产推广应用，提供品种支撑。目前广西已推广或正在推广的Roc16、Roc22、台优、桂糖21号、桂糖30号、桂糖02/281、桂糖02/901、园林6号等甘蔗品种（系）比较适应机械化生产。

3.4采用先进的种植管理技术，确保甘蔗稳产高产

甘蔗机械化生产需要与农具轮距相吻合的种植行距。因此，必须改变不适应机械化作业要求的传统窄行种植方式，从甘蔗种植、田间管理到收获等生产环节上规划合理的适应机械耕作的种植行距，并采用先进的栽培技术措施，确保甘蔗高产、稳产。甘蔗宽行种植，不仅利于甘蔗生产机械化田间管理，提高机械化作业的质量和效率，避免因窄行种植，导致甘蔗种植不能做到“深沟浅种”，只能“浅沟浅种”，浅培土，根系不发达，甘蔗容易倒伏，增加机械作业困难等问题；而且蔗地通风透光，利于病虫害的防治，减少病虫害发生，利于蔗株充分利用地力和光照，提高光合作用效率，促进甘蔗增产增收。根据试验结果，130㎝行距种植的甘蔗产量为123.30 t/hm2，分别比90、100㎝行距种植的增产7.95、5.55t/hm2；120㎝行距种植的甘蔗产量为120.90t/hm2，分别比90、100㎝行距种植的增产5.55、3.15t/hm2[6]。近年来，广西金光、昌菱等国有农场及许多甘蔗种植大户，为了适应机械化生产要求，大面积推广甘蔗宽行（120～140㎝）种植，并采用种植优良品种、深耕深松、覆盖地膜栽培等配套技术，甘蔗平均单产在105t/hm2以上，达到了既方便机械化田间作业，又实现甘蔗高产、稳产的目地。因此，只要采用相应的配套技术措施，甘蔗宽行种植不会造成减产。

甘蔗机械收获过程，大中型收割机械及配套辅助车辆对蔗地的来回碾压，压实土层，破坏土壤的物理性状，土壤孔隙度降低、通透性差，影响宿根蔗的发芽出苗，造成甘蔗减产。因此，机收后及时破垄松蔸，让蔗头更好地接触阳光，有效地提高低位芽周围的土温和蔗蔸的温度，改善蔗芽萌发环境条件，促进蔗芽和根系早生快发，尤其是促进低位芽发株，提高发株率，使单位面积有足够的苗数，为宿根蔗高产、稳产奠定苗数基础。根据广西甘蔗研究所试验结果，不管11月或12月收获，当月破垄松蔸的都比迟到2月的增产；广东顺德糖厂试验，开垄松蔸比不开垄松蔸的发株数增加48%，甘蔗增产24.2%[7]。

3.5加强技术创新，提高收获机械的整体性能

广西甘蔗生产过程的蔗地深耕深松、整地开行、中耕培土、蔗叶切碎还田等环节机械化技术比较成熟，应用比较广泛；但收获机械化技术不够成熟，研发工作滞后，生产上应用微乎其微，成为制约甘蔗生产机械化的“瓶颈”。因此，在不断改进和完善甘蔗生产机械化技术过程中，尤其注重收获机械技术创新，通过新工艺、新技术、新材料等的应用，提高收获机械整体性能，促进收获机械化的推广应用。

目前使用的甘蔗收割机无论是切割机构或剥叶机构，作业过程中基本采用定量作业技术，不能随工作环境的变化灵活、准确地调整切割机构、剥叶机构等工作参数，造成机械切割甘蔗破头率高、损失率高，剥叶机构的滚筒刷寿命短、剥净率低，已经不再适应农作的要求。而利用信息技术（如传感技术）采集收割机在作业过程的地形、甘蔗的形态等外部环境信息，通过专家分析系统及时调整切割机构、剥叶机构等工作参数的变量作业技术，实现甘蔗收割机的变量作业，可以减少机械切割破头率、损失率，延长滚筒刷使用寿命、提高剥净率[9]。国内的甘蔗剥叶装置多采用离心式剥叶方法，通过高速旋转的剥叶元件打击和梳刷蔗茎将蔗叶剥离，剥叶元件在使用过程中极易磨损、弯曲断裂而使剥叶效果差，影响剥叶机械推广应用。为此，开发新型高分子耐磨材料，应用于剥叶元件的设计，在满足剥叶各项性能指标下，提高甘蔗剥叶元件的使用寿命[9]。广西大部分蔗区的环境条件更适合分段式收割机械作业，但是其作业一次性完成工序少，机械剥叶后的甘蔗需要人工辅助完成分拣（收集）、打捆、搬运或收集、装车等工序，劳动强度仍偏高、工效低。为此，研制生产具有一次性完成分拣（收集）、打捆、搬运或收集、装车等工序的甘蔗机械，与割铺机、剥叶机配套使用，形成“一条龙”作业，减少劳动强度，提高工效，降低成本，促进收获机械推广应用。

[1]曾丽珍.发挥政府行政职能推进甘蔗收获机械化发展[J].广西农业机械化，2010(2)：27-28.

[2]梁兆新.甘蔗生产机械化发展状况探讨[J].中国农机化，2003（2）：14-18.

[3]叶燕萍，杨丽涛，李杨瑞.蔗地深耕深松对甘蔗吸收N、P、K及产量、品质的影响[J].甘蔗，1995，2(1):50-51.

[4]邓干然，李明.推行蔗叶回田技术促进甘蔗生产可持续发展[J].热带农业工程，1999（3）：17-19.

[5]刘文秀.浅谈我国糖料蔗收获质量现状及标准[J].广西农业机械化，2009(3)：5-7.

[6]韦日辉，佘锦伟，韦坚，等.适宜机械化作业的甘蔗种植规格试验报告[J].广西蔗糖，2009（4）：6-8.

[7]全国农业技术推广服务中心.高产高糖甘蔗栽培种植技术手册[M].北京：中国农业科学技术出版社，2004：322-328.

[8]田新庆，陈国晶，孙鹏.甘蔗收割机发展现状与前景展望[J].农业装备技术，2006，32(5)：12-14.

[9]黄丽丽，杨坚，梁兆新，等.甘蔗剥叶机械化的制约因素及其排除方法探讨[J].广西农业机械化，2007（6）：29-31.

S566.1

B

1007-2624（2011）01-0071-04

2010-09-14

国家甘蔗产业技术体系广西创新团队建设专项，广西甘蔗研究所基本科研业务专项资助项目，（G2010009）。

梁阗（1963-），男，广西隆安县人，助理研究员。从事甘蔗选育栽培及甘蔗生产机械化应用研究。