分段式甘蔗机械集成技术模式的推广探索

2018-01-30黄相山

装备制造技术 2018年7期

黄相山

（南宁五菱桂花车辆有限公司，广西南宁530001）

目前国内收获模式主要仍以手工收获为主，甘蔗生产机械化尤其是甘蔗收获机械化水平还很低，这种收获模式投入劳力多、劳动强度大、收获成本高、效率低，根本无法满足蔗农和制糖企业的需要。虽然有不少企业机构投入大量资金，开展对相关甘蔗机械的研究与开发，但由于所开发的甘蔗进行产品可靠性和技术性能要求达不到蔗农及制糖要求，所以都没能在各甘蔗主产区得到大批量的推广使用。同时，由于只注重于产品的研发，而没有系统地对甘蔗生产全过程的进行较为深入系统的研究，也没有形成完整的甘蔗生产模式理论。因此无法对相应的甘蔗机械产品研发和推广提供强有力的支持。本文通过分析用简单的甘蔗机械代替繁杂的大型甘蔗联合机械，采取分段式甘蔗机械集成技术提出一系列方法，通过推广应用相关的甘蔗机械产品，实现甘蔗机械化种植及收获的一种新模式的可行性应用和探讨。

1 分段式甘蔗机械集成技术模式的定义及特点

分段式甘蔗机械集成技术模式就是对甘蔗主产区的生产现状、自然条件、产业布局、生产环节的农艺要求及传统的甘蔗收获工序全过程进行系统地调查研究，科学合理地将甘蔗生产工序全过程分离成为种植、施土管理、收割、剥叶、收集、运输等相对独立的单元，根据各独立单元的特点和需求，开发相应具有独立功能的机械产品（这些产品分别是2CZ-2型甘蔗种植机、3ZFP-1甘蔗破垄施肥盖膜机、3PZ-0.8型甘蔗中耕培土机、4GZ-9型甘蔗割铺机、6BZ-5型甘蔗剥叶机、ZLG-12型甘蔗装载机、4ZL-1整杆式甘蔗联合收割机），用简单的甘蔗机械代替繁杂的大型甘蔗联合机械，提出一系列方法推广应用这些产品，将这些理论归纳整合，系统地形成一个体系，通过推广实施实现甘蔗机械化种植及收获的一种模式。这种模式具有以下特点：

（1）模式比较系统和全面。分段式甘蔗机械收获模式全面地对甘蔗生产工序全过程进行分析，系统地将甘蔗生产工序全过程分离出几个独立单元，并配套相应技术、产品及整个模式的推广方法，形成一个完整的体系。

（2）这种模式的适用范围广，推广成本低，推广应用更容易，更易于实现甘蔗生产的机械化。通过这种模式，可以实现甘蔗的种植、施土管理、收割、剥叶、收集、运输等工序，从而实现将甘蔗生产从人工进行转变为机械化替代。

（3）这种模式的产品研发更容易。这种模式的产品研发，可针对甘蔗生产工序全过程分离出来的独立工序进行产品研发，开发出在功能上相对独立的小型独立功能的甘蔗机械产品，避免了大型复杂机具的研发困难，从而使研发更容易，更高效。

（4）这种模式的产品更易于小型化，地域适用性强，产品的使用、维修更方便。

2 国内外甘蔗机械收获模式介绍

目前国外主要以切段式联合收割模式为主。在世界上发达的产糖国家，由于土地资源十分丰富，甘蔗连片种植面积大，田园平整，便于大型机械化作业。同时，糖厂制糖工艺接受切段式原料蔗，加上他们高度重视发展机械化生产，因此，甘蔗收获机械化水平高，切段式联合收割模式在国外应用广泛。该收获模式主要应用大型切段式联合收割机来实现甘蔗收获。这些大型甘蔗联合收割机具有功率大、作业效率高、功能齐全、自动化程度高、含杂率较高等特点，是全程机械化生产中成熟、稳定的收获机具。这些机型的24 h生产率达到了400～900 t[1]。其作业时能够一次性完成：扶倒、切梢、收割、切段、清选、装载、蔗叶切碎还田等工序。该模式就是通过使用切段式大型联合收割机并配套使用的运输车、加油车、维修车等来实现甘蔗收获全程机械化[2]。发达国家广泛应用该模式而实现了甘蔗收割机械化，如美国、澳大利亚等国的甘蔗生产早已实现了全程机械化，巴西已有80%的甘蔗生产实现了机械化收割，古巴也达到了72%.目前，在巴西、澳大利亚、古巴等产糖发达国家，大型切段式甘蔗联合收割机是甘蔗收获机械技术发展的主要方向。

目前国内收获模式主要仍以手工收获为主。与先进发达国家相比，我国甘蔗生产机械化尤其是甘蔗收获机械化水平还很低，如主产区广西2014/2015榨季广西甘蔗耕种收综合机械化水平将达到50%左右，同比提高3.4个百分点，但是，其中甘蔗机收水平只有0.05%。因此目前甘蔗收获模式主要仍以手工收获模式为主[1]。这种收获模式投入劳力多、劳动强度大、收获成本高、效率低。无法满足蔗农和制糖企业的需要。我国虽然有不少科研机构、企业、个人开展了收获机械的研发，一方面由于产品可靠性和技术性能要求达不到蔗农及制糖要求，没有大量推广使用，另一方面由于只注重于产品的研发，而没有系统地对甘蔗生产全过程的系统研究，没有形成完整的甘蔗生产模式理论，因此无法对相应的产品研发和推广提供支持。

3 分段式甘蔗机械集成技术模式的适应性分析

（1）与广西丘陵蔗区地域特点相适应。广西地域主要以丘陵为主，甘蔗种植大多在坡地、丘陵山地，田块小与不规范，机械化作业环境恶劣，无法完全满足大型甘蔗联合收获机械的要求。而分段式的甘蔗机械集成技术模式是专门针对广西丘陵蔗区地域特点研究，其产品也是通过相应的适应性设计，来提高产品对丘陵蔗区地域的适用性。可以说该模式是专门根据广西丘陵蔗区地域特点而建立起来的，因此具有很强的适应性。

（2）与广西传统种植农工艺相适应。广西甘蔗种植品种较多、种植时间不一，与甘蔗联合收获模式连片统一收获不相适应，甘蔗规模化种植与连片机收服务组织难于形成。传统种植农艺要求甘蔗收获后要保留宿根完好并立即埋于地下与氧隔绝使其可持续再生长。分段式的甘蔗机械收获模式的收获机具根据传统甘蔗种植农艺要求进行研发，产品轻巧、灵活，便于小于蔗田收获，也可以实现甘蔗连片收割，同时由于其自重轻，破头率低，因此对甘蔗宿根影响小，利于甘蔗的再生长要求。

（3）与广西现有糖厂的收榨的机制相适应。由于大型切段式联合收获模式的机具含杂率较高（夹蔗叶、蔗尾、须根、蔗笋多）不能满足糖厂收购要求、切断的甘蔗不符合糖厂甘蔗入榨口喂入方式，更为重要的是其收获的甘蔗必须16 h内进厂压榨，否则蔗段会霉变和糖份损失，这与目前糖厂排队进厂不相适应，导致了因与现有糖厂的收榨机制不适应而难以推广[3]。而分段式的甘蔗机械集成技术模式的收获的甘蔗为整杆式，且含杂率和损伤率都很低，相对而言整杆的甘蔗更易于保存，这些都与目前广西制糖企业的收榨机制相适应，更易于被蔗农和制糖企业接受。

（4）与广西农民的购买能力相适应。这种模式将甘蔗生产工序进行科学地分离，并将这些工序用简单的甘蔗机械代替繁杂的大型联合收获机械，从而降低甘蔗机械的成本，相对于大型的联合收割机其售价要低得多，更适合于目前广西农民的购买能力。

（5）与广西目前的技术水平相适应。目前广西的农机具主要以中小型农机具为主，相应的农机企业技术生产、技术服务水平也与之相适应。而大型联合收割机具虽然部分企业能仿造，但其中的关键技术仍未完全掌握，很多技术难题还不能完全解决。相对而言，分段式甘蔗机械集成技术模式下的收获机具技术要求并不太高，关键技术易于推广应用，与目前广西的农机技术水平适应。

4 分段式甘蔗机械集成技术模式推广的推荐模式

由于甘蔗生产机械化是一个系统工程，牵涉到蔗农、糖厂和农机生产企业等各个方面，由于甘蔗机械化收获还未广泛地应用，广大蔗农和糖厂对甘蔗生产机械的认知度不足，对全新的分段式甘蔗机械集成技术模式的接受和观念更新还需要一个过程。一方面蔗农对这种模式下的产品操作还不熟练，影响分段式甘蔗机械化生产的效果；另一方面由于目前甘蔗的种收与糖厂割裂的现状，使得蔗农使用分段式甘蔗机械集成技术模式未能得到糖厂的支持，严重影响蔗农的积极性。

因此，分段式甘蔗机械集成技术模式推广的推荐模式为：

承包蔗地建立甘蔗收获机械化示范基地，以示范基地为依托，利用召开现场演示会、印发宣传资料、开办技术培训班和科技入户的形式，对基层农机推广人员、农民进行宣传和技术培训，充分发挥中心示范区的技术优势和示范效应，辐射带动周边农民应用分段式的甘蔗机械集成技术模式的新技术、新产品；尝试建立农机专业合作队，进行甘蔗生产机械化试验和作业；对农机服务队、农机合作社、农机大户、种蔗大户和有意购买分段式甘蔗机械集成技术模式的甘蔗机械产品的农民免费进行甘蔗生产机械化技术培训，提高农机户的技术操作水平；下乡集中培训分段式甘蔗机械集成技术模式的产品机械的基本原理、结构、调试、维护（修）及操作技能，积极主动深入用户家中，面对面、手把手地做好甘蔗生产机械化技术指导和服务，做好售后跟踪服务；注重对分段式甘蔗机械集成技术模式及相关产品的宣传和推广，充分利用农业设备展销会、购置补贴农民见面洽谈会、农机新机具现场演示会等各种活动，向农机大户和广大蔗农重点宣传、演示推广分段式甘蔗机械集成技术模式的机械产品，广泛宣传加快推进甘蔗生产机械化的重要意义，提高大众对分段式甘蔗机械集成技术模式的机械产品认知度，积极协调理顺制糖企业、蔗农的关系，加强联系沟通，促进制糖企业和农民更新观念，逐步认可和接受这种分段式甘蔗机械集成技术模式的机械产品。

5 分段式甘蔗机械集成技术模式推广存在的问题及对策

分段式甘蔗机械集成技术模式推广存在的问题：

一是，该模式的收割机产品处于小批量生产和示范阶段，致使新模式的甘蔗机械缺乏大面积推广应用的基础。

二是，农艺不协调。以广西为例，甘蔗种植行距普遍为70～90 cm，而且部分蔗地还套种玉米、西瓜等作物，制约了分段式甘蔗机械集成技术模式机械产品的推广应用。

解决的办法，一方面需加大政策扶持力度，各级政府部门应对分段式甘蔗机械集成技术模式的产品研发予以足够的重视，出台更多的优惠政策，加大财政投入，鼓励分段式甘蔗机械集成技术模式的机械产品推广使用；另一方面制糖企业参与甘蔗机械的研发，更能令企业产业向多元化方向发展，由政府牵头在有条件的甘蔗产区，利用糖厂的龙头作用和各级部门的扶持政策，投入大量的蔗田建设基金，对蔗区实行统一规划，进行田园化建设、灌溉设施建设，推广优良品种，实行科学化的耕作管理，建立一套较现代化的甘蔗生产模式。在甘蔗生产全程机械化方面，单靠农户力量尤显薄弱，应探索在制糖企业、农机服务机构、农机专业户等方面，学习外国先进的甘蔗机械化生产实践经验，建立示范基地开展各类甘蔗机械产品进行作业试验与示范，从整个甘蔗生产系统角度开展试验研究，同时为新机具提供可靠性、适应性等测试场所，为最终提高我国甘蔗机械化生产水平，降低生产成本发挥关键的作用。