糖料蔗全程机械化的关键技术及发展建议

覃 宁，宋前明，卢羿安，黄丽球，黄宗新

(1广西南宁东亚糖业集团，广西南宁530028；2广西崇左东亚糖业有限公司，广西崇左532200；3广西东亚扶南精糖有限公司，广西崇左532199)

0 引言

糖料蔗是我国制糖的主要原料，我国原料蔗主产区为广西、云南、广东、海南4省区，种植面积每年约133.33万hm2[1]，占糖料种植面积的85%以上，蔗糖产量占总产糖量的90%以上(糖料蔗主产区生产发展规划(2016～2020年))。国家高度重视甘蔗生产机械化，近年来的中央一号文件都关注甘蔗生产机械化的发展，并提出指导性意见。农业农村部及各部委也连续发文，推进糖料蔗生产全程机械化发展。2014/15年榨季以来，广西自治区政府提出建设优质高产高糖糖料蔗基地，截止2019/20年榨季，已完成建设33.33万hm2“双高”基地的建设任务[2]，具备了进一步实施全程机械化的基础条件。

1 糖料蔗全程机械化发展现状

糖料蔗机械化收获在 2006/07年榨季开始得到政府方面的重视，并引进国外甘蔗收割机进行收割作业，2014/15年榨季以来，一些糖业集团也积极参与“双高”项目的建设，在推动机械化方面取得较好的成果，对缓解劳动力紧张起到积极作用。但是由于机械化配套技术还不够完善，造成机械效率比较低，机械收获质量比较差，机收后对宿根蔗出苗率影响比较大，单机机收量还比较少等问题[3]。因此，探索建立甘蔗高效生产技术模式迫在眉睫，也是巩固崇左市蔗糖产业发展建设成果、实现国家战略目标的必然要求。

广西南宁东亚糖业集团从 2015年开始甘蔗全程机械化技术研究，本文通过分析广西南宁东亚糖业集团实施甘蔗全程机械化的关键技术，以及农机与农艺的融合的新甘蔗种植技术，为实现高效率、高质量的机械化作业及甘蔗的可持续发展提供意见和建议。

2 全程机械化关键技术

2.1 蔗地规划

2.1.1 地表清障

以种植规模化、连片化、机具作业无障碍、连续作业效率高为原则，利用坡度计、水平仪等设备测量，对不平整的土地进行降坡填沟平整处理，清理树根、水泥墩柱、电线杆及耕层内石头等影响农业机械作业的障碍物，满足全程机械高效作业。要求如图1～5所示。

图1 水平仪

图2 挖掘机

图3 激光平地机

图4 手持坡度仪

图5 使用手持坡度仪进行坡度测量

2.1.2 种植规模规划

选择经营甘蔗生产面积13.33 hm2以上，地势平缓(坡度 5˚以下)，土壤肥力中等、水利资源条件良好、交通便利的蔗地。如图6～7所示。

2.1.3 田间道路设计

主干道和工作道路路面宽≥4 m，田块与田间道路之间的高差≤5 cm。适当修建会车道。

2.1.4 排水沟设计

在不影响机械跨排水沟作业，在允许情况下排水沟沟底宽3 m，沟边使用平地机进行缓边处理。

2.1.5 灌溉设计。

以不影响机械高效作业为原则，可以采取滴灌、喷灌等灌溉方式。

2.2 土地整理

图6 未进行地块种植规划前，地块种植行向不统一

图7 进行地块种植规划，统一种植行向

2.2.1 深耕

选择150匹马力以上的拖拉机悬挂3铧犁或4铧犁翻耕作业，以逐渐犁底层耕翻深度为原则。深耕达到35 cm以上，没有漏耕现象。

2.2.2 第一次重耙碎土

选择 210匹马力以上的拖拉机悬挂重耙(28片以上圆盘耙刀)进行碎土耙平，耕幅300 cm。耕作深度30 cm。

2.2.3 平地

选择符合农艺要求的平地机，平地机宽度 350 cm，配套拖拉机型为150匹马力以上。经平地作业后，蔗地地面在5 m长范围内纵向的凹凸量的偏差值≤10 cm。

2.2.4 深松

选择210匹马力以上拖拉机悬挂深松器，耕幅300 cm。耕作深度40 cm，深松深度、深松间距保持均匀一致，深松后的土层达到深、松。

图8 利用卫星导航起垄，行距、行向标准统一

2.2.5 第二次重耙碎土

选择 210匹马力以上拖拉机型悬挂重耙(28片以上圆盘耙刀)进行碎土耙平，耕幅300 cm，耕作深度30 cm。

2.2.6 土壤改良

采用抛撒机或其它设备施放糖厂滤泥和石灰进行土壤改良。根据土壤化验结果，当土壤pH值≤5时，施用干滤泥3975 m3/hm2(132000 kg/hm2)或者施撒石灰9000 kg/hm2，把土壤pH值提高到5～7，以促进作物对肥料养分的吸收。

2.3 联合种植

2.3.1 导航起垄

采用卫星导航系统定位开行起垄，配套120匹马力以上拖拉机悬挂起垄器，耕幅280 cm，耕作深度25 cm。垄高20～25 cm、垄宽110 cm、垄沟(固定轨道)宽度70 cm，垄面泥土碎、平顺，垄面直、平行，垄距一致。如图8～9所示。

图9 利用导航起垄种植技术的甘蔗长势

2.3.2 品种选择

选择具有高产、高糖、宿根性好、抗倒耐压、易脱叶、分蘖成茎率高、不易倒伏、茎秆不易折断等农艺性状、适合机械化作业的甘蔗良种。选用健康种茎，对种苗进行选种，确保蔗种新鲜，无病虫害，无损伤蔗芽，每段种茎宜为2～3个芽。合理密植，下种量达75000～90000芽/hm2以上[4]。

2.3.3 机械种植

选择 90匹马力以上的拖拉机悬挂甘蔗联合种植机，开沟、放种、施肥、覆土作业一次性完成。拖拉机行驶速度 1.5 km/h，宽窄行种植，窄行间距50 cm，宽行间距135 cm，种植深度25 cm，盖土厚度8 cm。

2.4 田间管理

图10 一般农户机械种植模式

图11 现代农场机械种植模式

2.4.1 芽前封闭

选择120匹马力以上拖拉机悬挂喷药机，喷幅1200 cm，药箱容量1000 L，可调节岀液量。药液输出压力0.3 MPa，按拖拉机的速度调节喷药量，不漏喷，不重喷。农药使用：异丙甲草胺2.7 kg/hm2+莠去津2.55 kg/hm2配合喷施。

2.4.2 中耕梳土平垄

当甘蔗生长至 6～7叶龄时进行作业。选择 90匹马力以上拖拉机悬挂中耕疏草器进行中耕除草、平垄作业，梳草器耕幅370 cm。一般情况下进行1～2次作业，作业时速8 km/h，耕作深度15 cm，一次完成二行中耕，淸除杂草，并把甘蔗行垄面梳理整平，避免出现U形蔗垄。

2.4.3 追肥

选择150匹马力以上拖拉机悬挂圆盘切入式施肥机，耕幅550 cm，一次可完成3行施肥，出肥量在5～30 kg/min范围内可调。作业时速5～8 km/h，肥料深埋30 cm并覆土。

2.4.4 二次控草

选择120匹马力以上拖拉机悬挂喷药机，喷幅1200 cm，药箱容量1000 L，可调节岀液量，药液输出压力0.3 MPa，喷头定位喷施，按拖拉机的速度调节喷药量，不漏喷，不重喷。农药使用：异丙甲草胺 2.7 kg/hm2+莠去津 2.55 kg/hm2+敌草隆 2.625 kg/hm2配合喷施。

2.5 机械化收获

2.5.1 配套机械

应用带导航功能的大型切段式联合收获机，收获机轮距185～200 cm，切割刀盘≤60 cm以内。同时，选择符合农艺要求的转运车，配套拖拉机 150匹马力以上，每台收获机配套田间转运车不少于 2台。运输方面，采用半挂式运输车辆运输甘蔗进厂，1个拖头车配置3个半挂车厢(载重量30 t/车厢)。

2.5.2 作业质量要求

应用卫星导航，实行固定作业轨迹、对行采收作业，防止碾压蔗蔸，减少蔗头破损率，确保宿根蔗发株良好。要求宿根破头率≤10%，含杂率≤10%，总损失率≤7%，机收原料蔗8 h内进厂压榨。收割机、田间转运车速度一致，时速控制在2～7 km/h，作业效率 40～50 t/h。田间装载转运车需由田头出入，避免碾压蔗蔸。

2.6 宿根蔗管理

2.6.1 管理原则

在规范固定作业轨迹的基础上，机械收获后甘蔗种植畦仍然保持较好的土壤环境，蔗叶直接覆盖还田，不烧蔗叶，不松蔸，直接机械施肥不需要培土，以减少土壤扰动和水分蒸发，提高土壤有机质含量，控制杂草生长，保水、保肥，延长宿根年限。

2.6.2 施肥

机收后10天内进行施肥除草，利用圆盘切叶施肥机将机收后的蔗叶切断后与肥料一起深埋于地下15～20 cm。

2.6.3 杂草防控

利用喷药机进行封闭控草作业。作业质量要求：药液输出压力 0.3 MPa，按拖拉机的速度调节喷药量，不漏喷，不重喷。农药使用：异丙甲草胺 2.7 kg/hm2+莠去津2.55 kg/hm2配合喷施。

2.6.4 虫害防控

采用赤眼蜂防治甘蔗螟虫，并做好其他甘蔗病虫害防控措施，用量为15～45张蜂卡/hm2·次。

3 应用推广效果及优势

3.1 推广面积

从2015年开始实施到2018年底，实施甘蔗全程机械化关键技术应用的甘蔗面积有4000多hm2，推动其它作物改种甘蔗的面积有2000多hm2。主要其中于崇左市江州区、扶绥县和宁明县，其他部分市县也直接或间接采用相关技术并应用，如来宾市一些种植大户[5]。

3.2 经济效益优势

甘蔗全程机械化技术的应用，降低了甘蔗生产成本，同时一些保持耕作技术的应用，延长了甘蔗的宿根年限(甘蔗种植周期 4～5年，比一般农户种植模式延长 1～2年)，甘蔗的平均单产也由原来的4.5 t提升到5.8 t，在不计地租的情况下，吨蔗效益234元/t，一般农户3年平均吨蔗效益178元/t，比农户多增收56元/t

3.3 作业效率优势

2017/18年榨季与扶绥县农机局在扶绥县雷达合作社现代农场地块进行机收测试，当天机械收获作业时间为12 h，累计收获甘蔗达到475 t。2018/19年榨季在江州区的农场地块进行机收，当天的机械收获作业时间为10 h，累计收获甘蔗达到483 t。

3.4 土壤保护优势

通过固定农具机耕道作业、通过土壤改良、通过减少耕作和蔗叶还田，减少对土壤结构的破坏，同时重点保护、提升土壤有机质，提高土壤肥力，延长甘蔗宿根性，为甘蔗产量打好基础。如图12～14所示。

4 存在的不足

4.1 地块小，适度规模化的作业地块少

全程机械化作业效率、种植收益等最佳的生产面积要求13.33 hm2以上。虽然现在大部分的蔗地已经过土地整合，但单户蔗农或单块地块的面积仍比较小，导致机械化收割效率低，机械化收获成本与人工砍收成本对比差异不明显。

4.2 土地流转承包成本高

现阶段农村劳动力就业途径和就业能力有限，对于土地的依赖程度还比较高，土地的流转价格(地租)高达 15000～18000元/hm2，打击了成本经营户扩大经营规模的积极性[6]。

4.3 宜机化土地整治费用高

广西的主要甘蔗种植区域都都属于旱地、丘陵缓坡地，平原地少，地型地貌较为复杂，全程机械化要求宜机化整地工序较多，当年投入土地整理的费用高于一般模式3000～4500元/hm2，投入相对较高，打击种植户对宜机化投入的积极性。

5 建议

5.1 政府部门加强对糖料蔗保护区内蔗地的作物种植管理

图12 机收后喷施除草剂，杂草根部生长受到抑制(化学防治)

图13 机械中耕过程中杂草被清除(物理防治)

图14 固定机耕道、蔗叶还田后，机收无碾压，土壤疏松

建议甘蔗生产保护区内土地不能种植林木、水果，也不能丢荒，促使土地以较低价格合理流转。

5.2 政策支持、推动适度规模化种植

为引导农户适度规模化种植，政府应从平衡各方甘蔗利益相关者出发，解决土地承包者翻地的成本，如以深耕深松、机械种植、中耕管理等方式补贴，补贴金额6000～7500元/hm2，非种植期则补贴3000～3750 元/hm2。

5.3 加强对甘蔗地宜机化改造力度，并列入标准化方案

建议甘蔗地宜机化建设标准包含：⑴清理电线杆、石头、树桩、蚁巢等影响机械作业的障碍物；⑵土地整治后增加平地机进行作业：平地机作业后使地面平顺、平缓,减少机械作业颠簸风险，有利于提高机械作业效率及减少损耗；⑶保留原始机耕道路，不增加石料。需要铺设片石、石渣的道路应低于或平于地面、这样即使有道路的情况下机械仍能跨路面作业或正常调头，提高机械效率；⑷实施灌溉、排水建设项目应以不影响机械化作业为前提。

5.4 加大对糖厂机械化收获的扶持力度

目前阶段甘蔗机械化各方面还处于磨合期，机械收获的甘蔗含杂较多，尤其在广西的气候、土壤条件下作业，泥沙含量较多，对糖厂产糖率影响较大。建议按甘蔗机收量占糖厂压榨线总进厂比例情况，分段进行抵扣农产品增值税进项税额对应的吨糖甘蔗单耗数量。

5.5 加强机械化发展配套基础建设

第一是政策支持建立长效机手培训机制。培训熟练、高效、高质量的机手，减少机收服务队之间对机手的竞争需求[7]；

第二是扶持应用定位导航系统进行机械作业导航系统的应用有利于提高作业效率、节约成本，有利于精准机械作业，延长作业时间，同时即使甘蔗在严重倒伏的情况下也能够降低损耗、顺利机械收获，不影响宿根蔗生长[7]。

5.6 鼓励制糖企业参与农机农艺融合技术的探索

政府资金支持企业参与高效全程机械化试点建设[8-9]。平地投入的资金：整地和宜机化改造 9000元/hm2，甘蔗种植管理费用25500元/hm2，合计34500元/hm2；丘陵地投入的资金：整地和宜机化改造30000元/hm2，甘蔗种植管理费用25500元/hm2，合计 55500元/hm2。近年来一些糖业企业引进甘蔗相关技术，并投入大量资金探索农机农艺融合技术应用，积累了大量的经验，政府应当重视糖企在引导、推动机械化发展中的作用。