广东农垦甘蔗生产全程机械化现状与对策

谢季青，伍兆诚，陈 光，廖锡华，徐福生，吴如慧，邓 华，陈士伟*

(1广东农垦热带农业研究院有限公司，广东广州511300；2广东广垦糖业集团有限公司，广东湛江524000；3广东省湛江农垦集团有限公司，广东湛江524000)

0 前言

近年来，国际糖价长期在低位运行，配额外进口食糖成本长期保持接近或低于国内食糖成本价，国内糖价上涨乏力；国内农业劳动力结构失衡加剧，劳动力成本逐年上升，给劳动密集型的甘蔗产业带来用工紧缺难题和成本上行压力。湛江垦区从蔗农到企业已处于亏损边缘，推行全程机械化生产势在必行[1-3]。

《国务院关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》(国发〔2018〕42号)明确指出，到2020年“棉油糖、果菜茶等大宗经济作物全程机械化生产体系基本建立”，2025年“甘蔗收获机械化率达到30%”。然而，广东农垦在推进全程机械化的过程中，遇到了适宜机械化种植的种苗欠缺、农机农艺不配套、技术标准执行不到位、机收蔗含杂高、糖厂压榨工艺与机收蔗不配套等问题，甘蔗收获机械化率难以突破10%的瓶颈[3-5]。如何破解机收率低的困局，突破限制甘蔗全程机械化瓶颈，已成为全行业关注和热议的焦点。

1 湛江垦区发展现状

1.1 甘蔗全程机械化机具现状及具备的耕作能力

湛江垦区甘蔗全程机械化机具集中在广东广垦农机服务有限公司，现拥有各类农机设备共计约556套，资产原值总额约1亿元，是全国最大的甘蔗全程机械化专业服务公司。按照单个榨季来算，现有机具备耕作业能力约为6667 hm2；140拖拉机24台，种植机32台，种植作业能力为3600 hm2；高地隙拖拉机21台，培土施肥作业能力为5040 hm2；甘蔗收获机16台，机收能力306000 t。

1.2 机收甘蔗面积和蔗量情况

2010年，湛江垦区开始甘蔗全程机械化种植，2016/17年榨季(11月至翌年 3月)机收蔗面积为1133.33 hm2，机收蔗产量为5.86万t，机收蔗仅占总榨量的3.36%。2017/18年榨季，机收蔗面积跃升至2400 hm2，机收蔗产量达15.36万t，机收蔗进场率达7.25%，较上一榨季提升了116%。2018/19年榨季机收蔗进场率最高达7.29%，但2019/20年榨季又回落至6.66%(见表1)。

表1 湛江垦区近年来甘蔗机收产量

1.3 甘蔗耕种收综合机械化水平

2019年湛江垦区甘蔗耕种收综合机械化水平为 58.18%。机械备耕率已达到 100%，机种率逐年提升至52.98%，但机收率始终不超过10%(见图1)。其中，耕种收综合机械化水平，指各种农作物耕、机种、机收的综合作业水平；机耕率指机耕面积占各农作物播种面积中应耕作面积的百分比；机种率指机种面积占各农作物播种总面积的百分比；机收率指机收面积占各农作物收获总面积的百分比。由图1可知，与广西蔗区对比：截至2019年12月，广西甘蔗生产综合机械化率达到了59.10%，机耕率和机种率分别达到97.78%、55.33%，甘蔗收获机械化率为11.30%，除机耕率外，各个指标均已反超湛江垦区水平[6]。

图1 近几年湛江垦区甘蔗耕种收综合机械化水平统计

2 全程机械化生产的必要性

2.1 职工老龄化严重，劳动力不断减少

以糖业集团农业单位为例，2017年对丰收、华海岗位职工年龄调研结果表明，职工老龄化现象严重(见图2)，40岁以下青壮年职工严重缺乏，现有的人力无法满足甘蔗大面积人工种植、管理和收获工作的需要。

图2 2017年丰收、华海公司岗位年龄分布图

2.2 砍蔗劳动力紧缺，人工成本不断上升

榨季期间，砍蔗劳力紧缺，尤其是地方糖厂开榨后，抢工问题愈发严重，砍蔗工钱也是水涨船高。由于用工难，雇请民工的计价方式繁多，费用约159～179 元/t，占甘蔗价格的 38.8%～43.7%(见表2)。随着砍蔗工人雇请难度加大，砍蔗工的砍蔗质量也普遍下降。经实测，由于砍收蔗时所留蔗头过高造成的浪费达4.65 t/hm2，约占产量的5%。

表2 2019/20年榨季丰收公司砍蔗工钱明细 单位：元/t

2.3 规模化经营大势所趋，迫切需要机收服务

随着垦区劳动力减少、人工成本上升，甘蔗生产经营模式向着规模化、集约化和机械化方向发展是大势所趋。

据不完全统计，2017年湛江垦区甘蔗种植单位有将近6667 hm2约45万t甘蔗有意愿进行机收，其中大包户占多数。以某个大包户蔗农承包33.3 hm2甘蔗为例，甘蔗按75 t/hm2计，可收获甘蔗产量为2500 t。若雇请人工进行收获，按每个砍蔗工每天可砍收甘蔗2 t，每天雇请20人进行砍蔗计，可收获甘蔗40 t/d，要收完2500 t甘蔗需要62.5天。而若用机械进行收获，目前一台凯斯8000收割机1天可以收获甘蔗约200 t，则只需12.5天便可完成收获。机收的高效便捷不仅节约成本，更为蔗农来年的甘蔗生产管理争取到足够的时间，便于他们安排生产管理，机收甘蔗已逐步得到大包户蔗农的认可。

3 存在问题

3.1 农场经营管理体制不适应

垦区经营主体4941个，其中个体4935个，集体经营6个(即农场经营)。个体经营面积占比95.67%，集体经营面积占比 4.33%。个体平均经营面积 2.78 hm2，集体平均经营面积99.33 hm2。由于大部分土地为个体经营，地块较小，种植时间和行向不一致，而且大部分土地未经整理，电线杆多，预留道路小，导致机械作业效率低、成本高、机具易损坏，成为目前推广机械化生产的障碍。

3.2 农机与农艺衔接不够到位

甘蔗种苗、种植行距、农机操作等农机农艺融合还不足，影响产量和生产成本。桂柳05-136(约占49%)等主栽品种仍不能够适应机械化作业，需继续选育与引进具备前期封行早、生长整齐、抗倒伏、叶片及叶鞘易于脱落、中至中小茎、收获指数高等特点的优良品种[7]。种植行距不统一，共建基地仍有少部分地块种植行距为1 m，机械化田间管理难，机收损耗大、对宿根管理影响较大。农机操作不到位，部分农机种植时存在有效茎数减少或断垄、下种深浅度不一、覆土不均匀、培土施肥时培土不到位等问题。

3.3 农业机械化服务发展不理想

2019年广垦农机参与机收作业的收割机共计16台，机收蔗量13.9万t，仅占机收产能(26.8万t)的 51.9%。机手工资与机收蔗量挂钩，机收蔗量的减少，机手做工积极性降低，给机收质量的管控带来较大压力。农机人员待遇低，难以吸引留住人才，缺乏既懂管理、又懂农业生产和农机技术的高专人才以及熟练操作的机手和熟练的辅助工。机具更新较慢，自动化、信息化程度不高，机手需凭经验操作，加之个别管理人员责任心不强、责任监督不到位，导致管种收质量参差不齐。

3.4 机收质量与糖厂工艺要求不匹配

各糖厂一般使用“一步法”亚硫酸工艺，与人工砍收的“净秆”蔗相匹配(含杂率0.2%～3.0%)[8]。据内部统计，2019年机收甘蔗平均总含杂率达17.64%，远高于切断式甘蔗收获机的作业质量要求(含杂率≤8%)，现有除杂系统除杂率仅30%～40%，处理后含杂率为11.5%(除杂率按35%计)。

电力系统运行调度中的高阶不确定性及其对策评述//周安平,杨明,赵斌,韩学山,刘增训//(12):173

夹杂物对一步法制糖的各工序均有不同程度的影响。一是泥沙等夹杂物将加速撕解机蔗刀、压榨辊等设备磨损，影响生产安全率，增加设备检维修费用；二是影响锅炉运行，泥沙随着蔗渣进入到锅炉，堵塞锅炉炉排及空气预热器，造成产汽量下降，锅炉能耗升高；三是增加辅助材料消耗，增加生产成本，多加的辅料导致滤泥量增大，夹杂物随蔗渣和滤泥排出导致产糖率下降为约 0.4%(绝对值)；四是增加澄清工艺处理难度，延长蔗汁在沉淀池时间，导致糖分在高温条件下转化损失，增加煮糖工段煮制难度，延长煮制时间，增加分蜜难度，导致糖蜜纯度过高，影响收回。

3.5 机收蔗进厂效率低

切段式收获的甘蔗切口较多，易受到肠膜明串珠菌、链球菌等微生物感染而逐渐消耗糖分，因此要求尽可能缩短甘蔗进厂时间、提高进厂效率。

但由于工艺限制，糖厂无法直接大量处理机械化砍蔗，1车机械化甘蔗要配备2～3车人工砍收的甘蔗进行混杂，加之机械化收割只能白天作业、进厂，极大地限制了机收蔗处理量的上限(约为日榨蔗量的10%)。较长的排队进厂时间又造成运输卡周转困难，进一步降低了机收效率和甘蔗新鲜度。

2018和2019 年，调丰和华丰糖厂连续测定了同一地块、品种切段式机械收割、人工砍收的甘蔗糖分差异(入厂时间一致)，表明机收蔗糖分较人工砍收低2%。糖厂绩效考核与产糖率等挂钩，部分糖厂管理人员情绪上抵触机械化砍蔗。

3.6 工业“三化”程度低

工业“三化”指的是自动化、信息化、智能化。集团下属各糖厂现有职工200～400人不等，一般实际需求职工300人左右，榨季生产期间还要招收大约200多人的季节工和外包工，自动化程度低。各厂普遍设备老旧、基础网络设施不全、无生产数据信息系统、无生产调度管理系统，各工厂以及厂内各工序形成信息孤岛，生产数据信息传递方式落后、效率低下。尽管近几年在机械化甘蔗除杂系统、自动卸蔗台、甘蔗均衡进蔗系统、pH中和自控系统、农务管理信息系统、地磅无人值守系统等方面进行了技改升级，但相比于国内外同行先进水平仍有一定差距，如广西糖企先后引进了糖厂自动化(DCS)控制系统、全自动连续分蜜机、分段自动加灰工艺系统、自动煮糖系统、糖浆上浮工艺及自控系统、“二步法”生产工艺等先进设备和工艺[9-12]。

3.7 全程机械化标准有待提高

目前关于机械化方面的基础设施建设、管理体系、作业标准、安全生产、队伍建设、岗位职责等农机标准化管理制度的质量不高和可操作性有待加强，执行不到位。

4 发展思路

4.1 加快甘蔗全程机械化基地建设发展布局，为机收创造良好条件

以宜机化改造为目标，在确保蔗区目前甘蔗总面积不减少的前提下，引导土地流转连片，逐步把种植甘蔗的地块聚集在糖厂周边20 km范围。即华丰糖厂以华海公司为主，再根据实际需要考虑南华、友好农场部分生产队种植甘蔗；调丰糖厂以丰收公司为主，再根据实际需要考虑金星农场部分生产队种植甘蔗；广丰糖厂以广前公司为主，再根据实际需要考虑湖光农场部分生产队种植甘蔗。要求地块方格化、连片、大块、集中，相对连片块地面积13.3 hm2以上，地块长度尽量应设计在300～600 m之间，宽度100 m以上，以发挥机械作业效率。

4.2 农机、农艺配套，提高机收效果和效率

按照最合适机收的种植行距标准进行种植，种植行距要求1.2 m以上，重点推广1.4 m×0.4 m种植行距，同时选择好适应甘蔗全程机械化收获、宿根性好的种苗。同时做好封闭除草、培土施肥等田间管理的机械配套，严格按照甘蔗全程机械化技术标准，落实好各项措施，做好农机、农艺配套，为甘蔗机收创造良好条件。

4.3 加强机手培训，做好机收质量把控，完善考核机制

甘蔗全程机械化在实施多年来，对于如何更好地做好甘蔗全程机械化，垦区各单位不论在是理论知识还是机械操作规程上均累积了丰富的经验。但在实际操作过程中，甘蔗收获机机手要与田间卡机手相互配合熟练，确保一直接合到位，如开小差或水平不高就会接不中甘蔗，造成损失。田间卡机手往公路运输卡缷甘蔗时由于技术不好或装得太满也会掉落甘蔗。公路运输车机手选点时没考虑运输车辆的接驳，公路卡停放点不平，接驳时也会掉落甘蔗。如表3所示，机手的操作水平对甘蔗含杂和损失均造成不同程度的影响，因此需通过培训强化机手的操作水平[13]。

表3 国外关于不同操作水平下机收数据对比 单位：%

此外，机收甘蔗收费是按机收的量进行收费，而机手也是根据收获产量多少进行提成，存在因质量把控不严或考核管理不严，导致不同机手的收获甘蔗质量参差不齐，差异较大。因此需加强对机手的实操培训，加大奖惩力度，完善对机手的考核机制。机手收入不单单是依靠机收产量的多少而是要求产量、质量等综合评判，严格把控好机收甘蔗的质量，下一步广垦农机公司须在考核和激励机制上下足功夫。

4.4 做好农机精准化信息化配套

目前规模化现代农业基地生产大部分都配备精准农业卫星定位系统，确保种植、管理、收获的行向笔直，精准操作，提高生产效率。随着垦区甘蔗全程机械化基地建设规模不断扩大，农机精准化信息化系统配备迫在眉睫。农机精准化信息系统配备，可以减少人为操纵存在的误差，解决如机手技术不熟练，种植甘蔗时行距误差较大，中耕施肥培土时机手更难操作，造成培土时培不好且容易伤蔗，培土沟弯弯曲曲，机械收获甘蔗时机手没法找准蔗行，导致跑偏行距，造成漏砍或压蔗严重等问题。大大提高种植、管理和收获的精准度，确保机收的质量最大程度上不受人为因素影响，最大化提高机收质量。

4.5 开发配套机收甘蔗测杂除杂系统，明确机收含杂率因素及责任认定

含杂率高是推广机收的关键瓶颈，利用机收甘蔗测杂除杂系统达到降低含杂率的最终目的。含杂率与天气、地块条件、甘蔗情况、机手操作、机具条件等有关。机收的操作往往是决定含杂率的关键，因此机手的责任感非常重要。蔗农为了减少甘蔗损失或是增加“甘蔗”重量，往往会相应地增加机收含杂率，这样的做法损害了糖厂的利益。而糖厂在参与机收的过程中是受害者，但是在没有一个好的协调机制或者测杂办法的前提下，通过增加扣杂量来减轻损失程度，则由受害方变成了加害方。糖厂的政策行为对机械收割发展的进程起到决定性的作用。因此，在甘蔗机械化发展过程中，糖厂必须积极参与，同时要摆正位置，协调平衡各方利益。因此，开发机收甘蔗测杂除杂系统，是平衡各方利益、明确机收损失和含杂责任的一个公正合理工具。

建议把机收除杂系统中的测杂信息管理纳入正在建立的土地信息化管理平台、农务信息平台，能直观反映地块从备耕(时间、面积和深度)、种植(品种、行距和施肥量)、管理(施肥时间、肥料用量等，封闭除草时间、肥料种类用量等)、收获(收获时间、收获种类、人工量或机械信息、含杂量等)全程的信息变化，最终能和智能农机系统和农务管理系统连接，形成完成的信息化系统。

4.6 积极引进新机具，不断创新完善甘蔗全程机械农机作业流程

近几年，广西、云南甘蔗主产区甘蔗产业蓬勃发展，不断创新甘蔗全程机械化农机农艺配套，取得较好的效果。而我们的农机多为老旧机型，逐渐不适应甘蔗全程机械化发展需求，因此应主动向广西、云南学习，联合农机公司针对垦区需求研发配套新机具，不断完善甘蔗全程机械化作业流程。如针对种植苗数不足、需要辅助工多，辅助工作业不稳定等问题，建议引进新型预切式甘蔗种植机，减少辅助工下种不均匀和种苗质量没保障的问题；针对人工砍蔗后蔗头高，造成宿根发芽弱，影响宿根年限的问题，建议引进平茬机，收割后用平茬机平整，减少高位芽，提高宿根发芽质量和宿根年限；针对禁止焚烧蔗叶，加快引进新款蔗叶粉碎回田机具及引进不同款式砍蔗机具等。针对施肥辅助用工多，建议改进输肥机，试点建立肥料搅拌站等减少辅助工用量等等。

4.7 加大糖厂加工工艺的升级改造

甘蔗全程机械化发展目前最迫切需要解决的技术瓶颈就是糖厂的机收甘蔗压榨处理问题。制糖工艺改进要与农机农艺进一步相适应，在当前机收甘蔗技术稳步发展的情况下，除了进一步改进农艺技术规范之外，更要重点考虑革新进蔗机制及制糖的工艺。糖厂对机收甘蔗进厂要有专磅和专用通道及科学的预处理系统，加工工艺要创新改革适应机收甘蔗处理。制糖工艺流程除了增加预处理设施改造除杂处理外，还需要加大技改力度从工艺方面入手(如二步法生产原糖等)[14]。此外，糖厂尚未针对机收蔗设置独立的考核指标。推广全程机械化模式，既要考虑到工业的利益，又要不损害农业的利益，找到一个利益平衡点。

5 总结

综上所述，广东农垦甘蔗种植业面临着人口老龄化、劳动力紧缺、工价上涨等因素导致的种植成本提高和糖价低迷的双重压迫，单位土地产值持续走低，迫使继续种植的职工或单位向机械化和规模化转型以谋求生存，另一部分则逐渐改种其他高产值热带作物，致使糖厂蔗源减少、同行竞争加剧，倒逼糖厂通过技改适应机收蔗的需求。因此，深入落实新发展理念，围绕乡村振兴战略，以深化农业供给侧结构性改革为主线，以全程机械化基地建设为基础，持续推进生产机械化降低生产成本，是加快推动垦区糖业转型升级，实现广垦糖业高质量发展，打造中国糖业的标杆企业的必然之路。