甜菜收获机械作业质量管控研究

卢秉福

（黑龙江大学农作物研究院，哈尔滨150080）

我国是一个人口大国，也是一个食糖消费大国，人均食糖消费已经超过11 kg。食糖作为大宗商品，来源于农业生产。中国是世界上少数几个既产甜菜糖又产甘蔗糖的国家，甜菜糖是我国食糖消费的重要来源[1]。自1908年我国第一座机制甜菜糖厂建立以来，甜菜作为一个新兴的作物在我国种植经历了百年的时间，种植区域主要集中在东北、华北和西北，种植面积最高时居世界第三位，总产居世界第六位，随着我国种植结构的调整，甜菜种植逐渐向优势地区集中和转移，形成了以黑龙江、内蒙古和新疆为代表的三大产区[2]。甜菜是比较耗费工时的作物，近年来，随着农村劳动力转移加快，甜菜种植地区劳动力紧缺，农村劳动力价格越来越高，甜菜生产机械化快速发展，尤其是甜菜收获机械化发展更为迅速[3]，规范和指导甜菜收获机作业质量评价，提升甜菜收获机的生产质量和安全使用水平，对促进甜菜产业发展具有重要意义。

表1 甜菜收获机械作业质量影响因素

1 甜菜收获机械作业的质量影响因素

由于甜菜块根埋在地下，甜菜收获与其他作物收获截然不同，在收获条件适宜的情况下，采用机械收获，谷物损失率仅为1%，马铃薯也仅为2%，而甜菜却为5%；在收获条件不适宜的情况下，采用机械收获，谷物损失率为1.67%，马铃薯也仅为4%，而甜菜却高达18%[4]。在甜菜收获机械作业过程中，茎叶切削、块根挖掘、捡拾、清理、升运、装载会受到作业条件、机械技术、甜菜状态等因素的影响，茎叶切削主要表现为多切、少切、漏切、掰切、块根推倒等情况，块根挖掘主要表现为漏挖、破碎、埋藏等情况，在捡拾、清理、升运、装载过程中会发生清理不净、块根损伤、粘土过多、含杂率高等问题[4-10]。影响甜菜收获机械作业质量的因素主要有收获条件、机械技术、甜菜状态、农艺技术4项一类指标和土壤条件、配套动力、作业速度、切削装置、挖掘器类型、甜菜根形和甜菜罹病率等23项二级指标和重度粘壤土、挖掘器类型、楔形等35项三级级指标[11]（见表1）。在一级指标中收获条件和机械技术是影响甜菜收获机械作业质量的关键影响因素，在二三级指标中，土壤含水率、土壤结构、配套动力、作业速度、切削装置、挖掘器类型、甜菜根形、甜菜块根地上部高度、甜菜罹病率、田间杂草等因素是影响甜菜收获机械作业质量的重要因素。在诸多影响因素中，有一些因素在时间和空间上是可以人为控制的，另外一些因素是不可控制的，尽可能管控好可控因素，最大可能减少其负面影响，扩大其正面作用，制定甜菜收获机械作业质量标准，规范甜菜收获机作业质量，提高甜菜收获机械化水平。

2 甜菜收获机械作业质量的控制

甜菜收获是农民种植甜菜的最重要环节，收获产量是最后效益的体现，如果收获损失过多，农民难以接受。我国甜菜收购标准规定，甜菜块根重量应大于100 g，尾根直径应大于1 cm。甜菜产量为50 t/hm2时，甜菜切顶正常切削，甜菜产量无损失；多切1 cm，产量损失6.8%；多切2 cm，产量损失12.6%；多切3 cm，产量损失多达18.4%，并且块根切削高度低于正常切削面时含糖物质的损失接近8%～15%。在挖掘过程中，尾根直径为1 cm时，符合收购质量标准，对甜菜产量无影响；尾根直径为2.5 cm时，产量损失为3%，尾根直径为3.5 cm、5 cm时，产量损失分别达6%、12%[4]。表2、表3为几种甜菜收获机作业质量[12-18]。

表2 甜菜切缨机作业质量

表3 甜菜挖掘机作业质量

为保障各方利益和甜菜收获机械作业质量，许多国家都制定了甜菜收获机械作业质量标准。波兰甜菜收获质量标准规定，切顶过低率不能高于3%、切顶过高率或漏切率不能高于5%、块根总损失率和严重损伤率均不能高于5%、块根轻微损伤率不能高于20%、块根中含叶子率不能高于1.5%[19]。也有企业制定了自己的《甜菜收获机械作业质量》标准，新疆生产建设兵团农九师西裕糖厂甜菜收获质量标准规定，切顶过低率小于2%，过高率或漏切率小于5%，斜切偏切率小于2%、块根总损失率小于3%、严重损伤率小于2%，轻微损伤率小于15%，块根中含土率小于1%，含茎叶率小于1.5%，尾根不切[19]。

甜菜机械化收获关系到农民、糖厂、农机户的利益，甜菜种植者普遍认为机械收获的总损失率不能超过10%，包括切削损失和块根损失，二者分别低于3%和7%，切削损失主要指多切；糖厂技术人员普遍关心甜菜切削、破碎、含杂率等指标，少切率和漏切率不能高于10%，破碎率不能高于2%，含杂率不能高于8%；农机经营者主要关心机组作业速度、工作效率，指标过于严苛，机组作业效率会受到影响。

3 甜菜收获机械作业质量标准的修订

3.1 标准编制背景

甜菜机械化收获分为联合收获和分段收获，使用的机械为甜菜切缨机、甜菜挖掘集条机、甜菜挖掘机、块根捡拾机和联合收获机。甜菜机械作业过程中切削合格率在54.46%～98.64%，块根损失率0～13.19%，混土率1.45%～13.97%，尽管甜菜机械设计制造过程中，力求结构完善，降低甜菜损失，但实际作业过程中由于土壤情况、甜菜栽培情况、作业机械等因素的影响，依然会造成块根损失[20]。对甜菜机械化收获损失的控制成为甜菜生产中不可回避的问题。借鉴国内外甜菜机械化收获的经验，根据甜菜收获机械的结构、性能、收获方式，甜菜品种、生长特性、栽培技术，收获时自然条件、土壤条件等，修订《甜菜收获机械作业质量》标准，管控甜菜收获机械作业质量，对促进甜菜生产机械化的发展具有积极意义。

3.2 标准主要内容

结合我国甜菜种植的地域条件、种植制度和栽培特点，并充分考虑甜菜种植未来的发展趋势，对《甜菜收获机 作业质量》NY/T1412-2007标准适用范围、术语和定义、作业质量要求、检验方法、检验规则等方面进行了修订。术语和定义对避免混淆、歧义的发生具有重要的作用，是标准使用时的重要依据。标准修订时增加了甜菜割叶切顶机、甜菜挖掘集条机、甜菜捡拾机、甜菜挖掘机、甜菜联合收获机的定义，明确了甜菜收获机械的功能和作用，适用范围较原标准扩大了；增加了根头、块根破碎、杂质术语，明确了其含义；增加了合格切削位置术语，使多切、少切可以准确判定，具有了操作性；增加了斜切、掰切判定指标，更易评价切削合格率；由于标准适用范围扩大至捡拾机，因此增加捡拾损失定义；块根损伤不作为考核指标，因此删除了；在作业质量要求项增加了甜菜割叶切顶机、甜菜捡拾机的作业质量要求，进一步明确了甜菜挖掘集条机和甜菜挖掘机的区别，分别设定了作业质量要求；在作业质量检测项增加了多切率、破碎率和捡拾率，删除了块根条放质量和块根堆放质量等指标，兼顾了甜菜种植者和糖厂的利益。

在《糖料甜菜》GB/T 10496中有块根破碎率不得超过2%的规定，因此增加了块根破碎率的要求；甜菜捡拾机最重要的考核指标是捡拾损失率，因此增加了块根捡拾损失率不高于1%；块根含杂率是甜菜收购时衡量甜菜质量的重要指标，综合各方面的意见修改为不超过8%；由于甜菜挖掘集条机将甜菜块根挖出后集成一条放置于田间，由甜菜捡拾机负责捡拾装载，因此甜菜挖掘集条机的块根损失率确定为4%，折断率为5%，甜菜捡拾机的捡拾率为99%，折断率亦为5%，二者结合与甜菜挖掘机和甜菜联合收获机的指标一致。

表4 甜菜收获机械作业质量

3.3 作业质量要求和检验方法

在甜菜适宜收获、地势平坦、行距一致、土壤含水率≤20%的情况下，确定了甜菜割叶切顶机、甜菜挖掘集条机、甜菜捡拾机、甜菜挖掘机、甜菜联合收获机作业质量标准指标。检测切顶合格率、多切率、块根损失率、块根折断率、块根破碎率、捡拾率、含杂率等指标，应符合表4的要求。在评定规则项，按机械类型进行考核，具有可操作性。

3.4 标准实施的意义

《甜菜收获机械作业质量NY/T1412-2018》标准发布实施后，标准起草部门及时就标准相关修订内容进行宣讲、解读，规范和指导全国甜菜收获机械作业质量评价，甜菜收获机械生产企业可参考标准的要求组织生产，保障产品质量，提高市场竞争力，创造更多的经济效益；甜菜收获机械使用单位或个人按标准作业，可提高作业质量[21-22]，减少投资风险，增加收益；甜菜科研生产部门可以将甜菜收获机械的适应性作为育种技术、栽培模式推广的重要参考指标，有针对性地推广适于机械化作业的甜菜新品种和栽培模式，促进农机与农艺融合发展[23]，加快甜菜收获机械化步伐。总之，甜菜收获机械作业质量标准的发布实施，对提升甜菜生产机械化发展的速度与质量，促进甜菜种植，具有巨大的推进作用，为甜菜糖业可持续发展提供了保障。

4 结论

甜菜机械化收获作业质量关系到农民、糖厂、农机户的利益。甜菜收获机械作业质量的影响因素较多，农业机械技术占主要地位，收获条件尤其是土壤条件对甜菜收获质量的影响较大，作业速度、甜菜根形、地上部高度等因素也有较大影响。在诸多影响因素中，一些因素是可控制的，另外一些因素是不可控制的，管控好可控因素，结合我国甜菜种植的地域条件、种植制度和栽培特点，并考虑甜菜种植未来的发展趋势，兼顾甜菜种植者和糖厂的利益，对《甜菜收获机 作业质量》NY/T1412-2007标准适用范围、术语和定义、作业质量要求、检验方法、检验规则等方面进行了修订，制定《甜菜收获机械作业质量NY/T1412-2018》标准，使甜菜收获机械作业质量有判定依据，规范甜菜收获机械作业，对降低甜菜收获损失，提高甜菜收获质量，促进甜菜收获机械化水平提升具有积极意义。