廣西甘蔗收獲機械化技術路線比較分析

廣西甘蔗生產(chǎn)服務有限公司

□ 魯 華

近年來，廣西甘蔗機械化成為全國關注的焦點。2017/2018榨季，廣西蔗區(qū)甘蔗聯(lián)合收獲機保有量為319臺；2018/2019榨季，保有量為623臺；進入2019/2020榨季，筆者初步統(tǒng)計的結(jié)果是近千臺。以上數(shù)據(jù)基本上都是切段式甘蔗聯(lián)合收獲機。然而，甘蔗收獲環(huán)節(jié)機械化水平發(fā)展緩慢，據(jù)官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018/2019榨季，廣西甘蔗生產(chǎn)耕種收綜合機械化水平達到60.41%，機收水平只有13.2%，成為全國農(nóng)業(yè)機械化“短板”中的薄弱環(huán)節(jié)。

一、技術和應用分析

經(jīng)過連續(xù)四個榨季的密集推廣，特別是2017年農(nóng)業(yè)部等提出“推進甘蔗全程機械化五大行動”以來，廣西甘蔗聯(lián)合收獲機械出現(xiàn)了較大增量。筆者認為，廣西甘蔗收獲機械化在技術路線上還有進一步探討的空間。

1.甘蔗種植生產(chǎn)經(jīng)營模式

當前，廣西糖料蔗種植生產(chǎn)經(jīng)營模式仍以單家獨戶為主，單個地塊、面積較小的人工種植占主流。隨著城鎮(zhèn)化進程的推進，農(nóng)村勞動力越來越少，由于個體種植經(jīng)營面積相對較小，近年來在耕整地環(huán)節(jié)機械化作業(yè)已基本普及，但其余環(huán)節(jié)所需的絕大部分勞力需求，仍能被自有勞動力或本地勞動力供給的方式滿足。另外，隨著土地租賃成本的抬高和種植糖料蔗利潤率降低，具有相應農(nóng)藝種植技術和種植經(jīng)營管理經(jīng)驗的專業(yè)人才較為缺乏，在這種環(huán)境下，個體或組織規(guī)?；N植經(jīng)營所面臨的經(jīng)營風險仍較大。因此，對于大部分種植經(jīng)營者來說，理性分析行業(yè)環(huán)境，結(jié)合自身條件，構建或選擇經(jīng)濟效益最大化的生產(chǎn)經(jīng)營模式和經(jīng)營規(guī)模，降低種植經(jīng)營風險，是當前面臨的一大難題。

2.蔗園規(guī)劃及種植農(nóng)藝技術因素

在廣西蔗區(qū)傳統(tǒng)種植經(jīng)營方式占主流的情況下，受產(chǎn)業(yè)鏈各方利益掣肘機械化面臨推廣上的尷尬。一方面，種植技術都是以人工勞動為基礎發(fā)展出來的，種植者都缺乏與機械化耕作方式相匹配的蔗園規(guī)劃以及相應機械化生產(chǎn)農(nóng)藝技術，自然對農(nóng)業(yè)機械及其使用缺乏足夠的認知和預期。另一方面，大部分蔗園（蔗田）規(guī)劃、土地整理，都沒有按照經(jīng)濟效益最大化且滿足農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的條件來進行。而且，種植方、糖企等相關利益方傾向于在原有蔗田基礎條件下，用傳統(tǒng)種植農(nóng)藝技術各環(huán)節(jié)的作業(yè)標準去衡量機械化作業(yè)的質(zhì)量，并對現(xiàn)階段機械化作業(yè)技術及能力賦予過高的經(jīng)濟效益期望。

3.蔗區(qū)收獲季節(jié)天氣因素

由于收獲機械自重較大，目前甘蔗種植農(nóng)機農(nóng)藝還不完全匹配，如果收獲期遇降雨天氣，會導致含雜率激增、拔蔗蔸、碾實蔗田、收獲設備輪胎打滑陷坑等情況，基本上降雨后需等2—5天才能機收作業(yè)。根據(jù)廣西氣象科學研究所《廣西糖料蔗壓榨期機收作業(yè)氣候適宜性評估》研究，當年11月至翌年1月，廣西蔗區(qū)平均機收作業(yè)適宜（無雨）天數(shù)53天，接近三分之二時間適宜機收作業(yè)；2—3月份只有三分之一時間適宜作業(yè)。廣西蔗區(qū)全壓榨期，機收作業(yè)適宜（無雨）天數(shù)呈上升趨勢，增長速率為每10年2.8天，其中1月、2月為上升趨勢，11月則呈減少趨勢。

從天氣因素分析，2015/2016榨季，降雨天數(shù)偏多，各地降雨量和土地情況也不同，降雨后需要等2—5天才能機收作業(yè)，整個榨季適宜機收作業(yè)天數(shù)不超過20天；在2016/2017、2017/2018榨季，天氣情況好轉(zhuǎn)，降雨量天數(shù)少，整個榨季適宜機收作業(yè)天數(shù)達到55天以上；進入2018/2019榨季，又面臨降雨時間長的困境，整個榨季適宜機收作業(yè)天數(shù)不超過20天。從以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，天氣原因也是構成甘蔗機收的重大因素，進而影響到種植方、糖廠方對機收的接受程度。

二、甘蔗產(chǎn)業(yè)鏈各方利益平衡分析

當前，廣西甘蔗機械化收獲以切段式聯(lián)合收獲機為主，甘蔗收獲環(huán)節(jié)涉及的相關利益方主體有種植方、糖廠、收獲作業(yè)方、運輸方，由于各相關利益主體都受到正負兩方面的影響，甘蔗收獲環(huán)節(jié)原有生產(chǎn)經(jīng)營管理方式正在發(fā)生著歷史性變化，整個行業(yè)尚處于調(diào)整階段。因此，各相關利益主體之間也在磨合相互之間的新型合作關系。

1.對種植方的影響

不利因素：

一是壓實土壤。由于甘蔗收割機自重較大，一般都在6噸以上，對土壤壓強較大，造成土壤壓實嚴重，這將影響下一季甘蔗出芽和產(chǎn)量。

二是碾壓甘蔗宿根。由于缺乏足夠的機耕道路，加之蔗行寬度與甘蔗收割機或轉(zhuǎn)運車輪距不匹配，以及機手不沿壟進沿壟出等原因，勢必造成甘蔗宿根被碾壓破損，導致下一季甘蔗不發(fā)芽。

三是田間損失。由于甘蔗收割機設計制造的缺陷、機手不規(guī)范操作、蔗行不匹配等原因，在作業(yè)中會造成甘蔗漏拾、擠壓損傷、蔗段掉落、風機損失等，結(jié)果將減少種植方產(chǎn)量。

有利因素：

一是收獲效率高。切段式甘蔗收割機在正常條件下，日收獲量可達40—120噸/臺班以上，人工砍收只有0.8—1.2噸/人.天。種植方可以及早安排新植或宿根管理工作，有利于提高下一季甘蔗產(chǎn)量。

二是入土切割。與人工收獲相比較，甘蔗收割機入土切割可以使下一季甘蔗從低位芽萌發(fā)，與高位芽萌發(fā)苗相比，低位芽更為粗壯，不易倒伏，更有利于獲得較高產(chǎn)量。

三是收獲價格低。當前人工收獲（含裝車）單價約為160元/噸，切段式收獲單價約為90元/噸，種植方可節(jié)約大約70元/噸的收獲費用。

四是盡早進入管護環(huán)節(jié)。由于收獲效率高，種植方在同等條件下可以盡早完成收獲，不誤農(nóng)時進入宿根管護或者耕地新植環(huán)節(jié)，加上收獲時入土切割，有利于促進低位芽萌發(fā)，提升下一季甘蔗產(chǎn)量。

2.對于糖廠的影響

不利因素：

一是含雜率高。人工砍收時，入廠糖料蔗含雜較少，一般比例為0.2%—3%，所含雜質(zhì)主要是蔗葉、部分尾梢。切段式機械收獲時，入廠糖料蔗含雜量較多，一般比例為6%—10%，所含雜質(zhì)主要是蔗葉、尾梢、泥土等。遇上下雨天氣，因為空氣濕度大、田間雜草多、甘蔗倒伏、培土不到位、行距不匹配等因素，含雜率更會激增。含雜率高意味著在蔗價相同前提下，糖廠支付的運費和制糖成本攀升，也對糖廠現(xiàn)有制糖工藝和設備提出了新要求。

二是雨天制約。遇上雨天，現(xiàn)有機械化收獲技術、種植農(nóng)藝技術就不能下地作業(yè)，糖廠入榨糖料蔗數(shù)量不穩(wěn)定，入榨量減少甚至可能導致糖廠斷槽，給糖廠造成經(jīng)濟損失。

有利因素：

一是緩解砍工短缺?？呈占竟?jié)人工短缺逐年加劇，加上同季其他經(jīng)濟作物人工作業(yè)需求的疊加，導致人工砍收費用逐年攀升，只有甘蔗機械化收獲才是緩解對人工需求的有效途徑。

二是有利于糖廠整體生存和發(fā)展。甘蔗機械化收獲降低了收獲費用，減少了人工需求，增加了種植方的獲利能力，有助于糖廠動員更多的蔗農(nóng)種植甘蔗，維護自身原料供給。

三是提升甘蔗入榨新鮮度。機收甘蔗由于切口較多，需要及時入榨，現(xiàn)階段各糖廠對機收蔗都采取優(yōu)先安排過磅入榨政策，有利于提升甘蔗入榨新鮮度，提高糖廠制糖效益。

3.對于運輸方的影響

不利因素是單次運量減少。從目前調(diào)查獲知，與人工砍收整稈甘蔗比較，切段式機收蔗裝車密度相對小，加上傳統(tǒng)人工砍收整稈蔗裝車可以堆高，在同樣車廂體積下，切段式機收蔗單次運量減少約20%—30%，影響運輸方單次運輸收益。

有利影響是總體運量增加：切段式機收作業(yè)效率高，在正常機收作業(yè)情況下，如果糖廠對機收蔗優(yōu)先過磅政策和翻板臺卸蔗設備不打折扣實施，運輸車裝車周轉(zhuǎn)次數(shù)可以提高30%—50%，總體運量隨之提高。

4.對收獲作業(yè)方的影響

不利因素：

一是硬件設備購置價格高。甘蔗收獲機售價從90萬元左右到3百多萬元不等，與之相應的農(nóng)機購置補貼比例從20%—55%不等，購機一次性投入很大。

二是對操作人員素質(zhì)要求高。甘蔗收獲機駕駛員需要具備較高的操作技術水平、一定的設備維修保養(yǎng)能力以及工作責任心，才能保證作業(yè)質(zhì)量，在作業(yè)過程中也能及時處理一些小故障，提高作業(yè)效率。

三是組織管理人員和操作人員缺乏。近三年來，廣西甘蔗機械化收獲出現(xiàn)較大幅度增長，傳統(tǒng)人工砍收的組織管理形式已不再適合機械化作業(yè)需求，專業(yè)設備操作人員和地頭田間的組織管理人員較為缺乏。

有利因素：

一是更可靠的生產(chǎn)組織結(jié)構和產(chǎn)能保證。由于廣西蔗區(qū)榨季跨農(nóng)歷新年，在榨季初期和春節(jié)后，傳統(tǒng)人工砍收出現(xiàn)人工短缺是常態(tài)，以機械化替代人工是一種有效解決辦法。

二是更大的收獲作業(yè)量。收獲作業(yè)方采用機械化收獲作業(yè)后，提高了作業(yè)服務能力，將獲取更大的經(jīng)濟效益。

三、收獲技術發(fā)展方向

實踐證明，廣西甘蔗機械化不能照搬國外技術，尤其是收獲環(huán)節(jié)，受各方認知和現(xiàn)存生產(chǎn)條件的制約，應從以下兩方面突破。

1.以經(jīng)濟效益最大化為目的的機械化生產(chǎn)技術體系

當前收獲環(huán)節(jié)對人工需求最大，機械化收獲是應對困境的有效手段。在蔗糖整體生產(chǎn)過程中，收獲環(huán)節(jié)銜接了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)，因此應該從蔗糖整體產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)，研究發(fā)展甘蔗機械化收獲技術，需要各利益相關方對自身原有生產(chǎn)技術及經(jīng)營管理做出相應調(diào)整。

2.多種機械化收獲技術互補的可能

一是切段式聯(lián)合收獲。切段式聯(lián)合收獲是當前被各方最為廣泛接受的一種機收方式，盡管都有一些不利影響，高效的作業(yè)效率可以彌補帶來的損失，是其被認可的主要原因。例如：有利于種植方提高甘蔗產(chǎn)量；有利于提升糖料蔗入榨新鮮度等。

二是整稈式聯(lián)合收獲。這是最早出現(xiàn)的甘蔗機械化收獲技術，也是糖料蔗收獲效果最接近人工砍收的機械化收獲技術。長久以來，糖廠一直期待整稈式聯(lián)合收獲技術成熟，以替代人工砍收。當前，在同樣作業(yè)條件下，同馬力段的整稈式與切段式設備相比，最大問題是作業(yè)效率較低，在剝?nèi)~、斷尾、歸集工序上有待突破，所需輔助人工較多。因此，在當前現(xiàn)有整稈式聯(lián)合收獲技術條件下，整稈式應以小規(guī)模種植戶為目標客戶，產(chǎn)品向輕量化努力，研發(fā)目標應不在于實現(xiàn)高效作業(yè)，與切段式相比要獲得更高的作業(yè)質(zhì)量，并替代部分人工砍收，以較低的成本解決小規(guī)模種植戶的人工砍收問題。

三是分段式收獲+集中除雜處理。廣西榨季的降雨天氣，對切段式和整稈式聯(lián)合收獲的影響都極大，基本上一下雨就必須停工，這對種植方和糖廠的生產(chǎn)安排造成極大障礙。因此，在當前生產(chǎn)條件下，可以考慮在田間管理時輔以田間植株剝?nèi)~，先使用輕量化分段式收獲機作業(yè)，然后再進行集中剝?nèi)~處理的技術方案。這樣還有個好處，在甘蔗生長中后期進行田間植株剝?nèi)~管理，可以有效提升蔗田整體通風性，避免甘蔗倒伏，提升產(chǎn)量，更方便分段式收獲機作業(yè)。在分段式收獲機的研發(fā)中由于其收獲功能相對單一，可以進一步輕量化，應對降雨時作業(yè)造成的不良影響。另外，在相對固定地點進行集中除雜處理，也可避免降雨影響。