甘蔗现代农场大农机种植模式技术初探

唐文忠 ，梅 花 ，陆光艺 ，蒙 军 ，吕耀宁

（1.中粮崇左糖业有限公司，广西 崇左 532201；2.防城港市农业农村局，广西 防城港 538001）

0 引言

崇左市人均产糖量连续14年位居全国第一，2010年崇左市被授予“中国糖都”荣誉称号，其甘蔗种植水平一直位于全国前列，特别是2014年以来，崇左市新植甘蔗机耕率达到98%，机种率为75%，机收率为5%，甘蔗生产耕、种、收综合机械化率达到70%，甘蔗机械化装备得到快速发展，生产综合机械化率明显提升[1]。虽然甘蔗生产机械化普及率有了明显提升，但是机收环节成为甘蔗全程机械化的最薄弱环节。此外，甘蔗机械化整体效率低下也是目前制约甘蔗现代农场健康发展的主要原因之一。

造成甘蔗机收率低下的主要原因是甘蔗种植户普遍缺乏对甘蔗收割机适合行距1.5 m单行距或1.85 m宽窄行的足够认知，农机与农艺的不匹配降低了机收效率和机收质量，影响了甘蔗机收的发展。甘蔗整体机械化效率低下，主要还是由于农机功率偏小，大部分农机功率在140匹以下马力，难以匹配作业效率高、作业质量好的大农具进行作业。本文以中粮糖业控股股份有限公司发展的大农机种植甘蔗为例，介绍甘蔗现代农场大农机种植模式的关键流程技术；该公司是目前中国唯一一家集国内外制糖、食糖进口、港口炼糖、仓储物流为一体的大型跨国制糖企业，其制糖技术与规模远远领先于国内其他制糖企业。中粮国际在巴西有4个工厂，巴西土地资源丰富、地形以小丘陵为主，连片且集中度高，甘蔗种植以公司和农场种植为主；糖厂原料甘蔗供应的30%来源于糖厂自营基地，40%来源于糖厂租用的国家土地，仅30%来源于第三方收购；甘蔗种植机械化程度高并且以大农机为主，基本实现了从种植到收获的全程机械化，甘蔗产区机械化率在80%以上，高普及率的高效机械化大大降低了甘蔗的生产成本，其成本也远低于世界各甘蔗产糖国的生产成本[2]。中粮糖业控股股份有限公司于2019年开始引进巴西甘蔗现代农场大农机种植模式，投资1 200万元购买相关大型配套农机具，并且在广西崇左市租用连片“双高”基地3 000亩以实现高效率机械化生产，实现了低种植成本、高生产效益的大农机生产全程机械化的甘蔗现代农场引领模式。结合崇左当地实际情况，通过几年不断的技术改进与设备完善，该模式在相同条件下每亩可以节约成本200元以上，有效缓解了当前国内劳动力紧缺及生产成本居高不下对甘蔗生产的影响。

1 甘蔗现代农场大农机种植模式关键流程技术

1.1 CAD地块设计

大农机模式的核心为CAD地块设计，采用大疆无人机进行地块信息数据采集，利用地块设计软件进行地块设计，确定农机作业“指导线”。根据地块地形和用户要求，设计的“指导线”可以是与道路平行或垂直的直线，即AB线，也可以是等高线，把确定的作业“指导线”导入农机自动驾驶仪，农机根据作业“指导线”自动开展机械整地、机械种植、机械喷药、机械中耕松土、机械收割、宿根护理等农事作业。

1.2 机械整地

甘蔗种植的耕作层条件总体可以归纳为“深、松、碎、平”。“深”的耕作层有利于保墒；“松”的耕作层有利于土壤透气，促进肥效释放，改善土壤保温性能；“碎”的耕作层紧实度小，孔隙度大，既有利于土壤保温，又可以增加土壤与种茎的接触面积，有利于保证种茎、根毛与土壤充分接触，还可以促进植物对水分、养分的吸收，松、碎的耕作层特性也有利于保证机械的顺畅运行和作业质量[3]；“平”的表面可避免田间局部受旱或积涝，有利于新植、宿根甘蔗出苗整齐，更有利于机械的田间管理，特别是甘蔗机收，可保证机械作业的质量和效率。

中粮糖业甘蔗现代农场大农机种植模式要求单块地块面积50亩以上，长度200 m为宜，其整地流程为碎土—平地—改良土壤—导航深松、施肥、旋耕固定机耕道；建议首先采用320匹以上马力的拖拉机配套重耙进行横向、纵向碎土；然后采用165匹以上马力的拖拉机配套分体式平地机进行平地，要求甘蔗种植行向土层表面10 m内无排骨状凸起。由于连年单一种植甘蔗，当地地块土壤有机质含量严重偏低，土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，是植物营养的主要来源之一，能促进植物的生长发育，改善土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动及土壤中营养元素的分解，具有提高土壤保肥性和缓冲性的作用[4]，平地后建议用1404拖拉机配套滤泥抛撒机每亩均匀撒施6 t～8 t滤泥改良土壤。最后以安装导航仪的320匹以上马力的拖拉机配套多功能整地机按照CAD设计的作业“指导线”进行深松、施用基肥和旋耕；多功能整地机集深松、施肥、旋耕于一体，每日可整地作业100亩以上，深松深度50 cm以上，旋耕机耙后地表平整、土壤松碎，深松和旋耕采用半垦模式，只对种植行（行宽75 cm）进行深松、旋耕和施用基肥，两个种植行间隔75 cm内的区域不进行深松和旋耕，确保地表平整且相对紧实，预留后期机械作业通道；此预留作业通道，也是此后机械种植、喷药、中耕松土及收割规划的拖拉机与农机具轮胎行驶的固定轨道[5]。

1.3 机械种植

在对甘蔗进行种植前，为了保证甘蔗的产量与质量，需要结合种植区域的地理环境与气候环境，选择正确的甘蔗品种，这样有利于甘蔗生长发育，能够确保甘蔗的糖分积累效果[6]。大农机模式选用宜机械化品种，品种还需满足传统良种评价指标和适宜机械作业的形态学特征、理化特性和工农艺性状。对于机械种植来说，品种牙体不暴露、生长带不过分膨胀、早生快发、对除草剂不敏感、分蘖强、主茎与分蘖长势整齐、稍部不易折断、纤维高、直立抗倒伏、糖分高是适宜机械化收获品种的优良性状。

甘蔗种植时，0 cm～10 cm土层温度18 ℃以上、土壤相对含水量60%～80%为宜，建议采用安装导航仪与定速巡航的220匹以上马力的拖拉机配套预切式自动化种植机，每日可种植作业120亩以上。该配套的拖拉机与种植机中对中轮距为3 m，根据地块设计的作业“指导线”进行甘蔗种植作业；推行甘蔗的标准化种植，每次种植2行，种植行距为1.5 m，下种量为7 500芽/亩，配备700 L浸泡槽，2个300 L液态肥料箱，2个120 L农药箱，可实现自动浸种，集施肥、种植、喷药防草等多种功能于一体；依据地形地块和客户需求，可以灵活地进行AB线种植和等高线种植。

1.4 机械喷药

甘蔗田间杂草和害虫防治，建议采用安装导航仪的140匹以上马力的拖拉机配套背负式喷药机进行喷药，喷药机配有自动液压收缩、抬升臂杆功能，臂杆全展开时喷药宽幅达18 m，具有防漂移、防滴漏扇形喷头，每日可喷药作业面积150亩以上；在甘蔗种植后、出苗前，应进行杂草化学药剂喷药封闭；甘蔗中耕松土前，田间杂草如果有7叶龄以上，应及时用化学药剂喷药除草，对除草剂敏感的甘蔗品种应注意药剂用量；中耕前如果发现田间有螟虫或其他害虫，应及时用化学药剂杀虫。注意喷撒化学药剂不论是防治杂草还是防治害虫，一般在早上或者下午临近傍晚弱日照时进行，且喷药后30 min无降雨效果最佳。

1.5 水肥药一体化

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术[7]，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律及特点，将配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，将水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌，均匀、定时、定量浸润作物根系生长发育区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量；同时根据不同作物的需肥特点、土壤环境和养分含量状况，作物不同生长期需水、需肥规律情况，进行不同生育期的需求设计，把水分与养分定时、定量按比例直接提供给作物。研究表明，灌溉施肥比常规施肥节省肥料50%～70%[8]。甘蔗种植地块配套滴灌系统，在新植甘蔗种植后出苗前铺设滴灌带，每行甘蔗铺设一条滴灌带，滴灌带选型为Φ16 mm*0.2 mm*300 mm，流量为2.0 L/h，滴灌带铺设好后及时进行灌溉，单次灌溉时间为4 h，天气干旱时灌溉周期为5 d；新植甘蔗种植后出苗50%时滴灌一次农药，6月下旬、8月下旬再各滴灌一次农药，以防治螟虫和地下害虫；4月中旬滴灌一次磷酸一铵，5月下旬开始每隔15 d滴灌一次尿素，连续滴灌5次，8月中旬开始每隔15 d滴灌一次硫酸钾，连续滴灌3次。

1.6 机械中耕松土

采用安装导航仪的140匹以上马力的拖拉机配套中耕松土机，在机械中耕松土和培土后，若松碎土壤未能进入甘蔗兜部，则易在甘蔗兜部形成“火山口”，中耕松土机配套刮平器，把中耕松土后的泥土平顺推向甘蔗兜部，去除“火山口”，以提高甘蔗后期收割质量和效率。中耕松土机配套喷药设备，在中耕松土的同时可以进行喷药除草，起到封闭作用，确保甘蔗封行前抑制杂草滋生。

1.7 无人机飞防

甘蔗封行后，受气候影响，可能会暴发草地贪夜蛾、棉蚜虫、蓟马等，喷药机不能再进入田间作业，建议采用大疆无人机进行飞防，大疆无人机可以自动避让田间障碍物，实现自主绕障飞行；也可以根据地形和甘蔗高度自动调整飞行距离，均匀喷洒，而且白天、晚上都可以进行作业，单位作业面积大、效率高。

1.8 机械收割

甘蔗机收是对成熟的原料蔗进行一次性切稍、扶倒、切割、输送、切断、排杂、装卸、运输的联合作业，大农机模式建议采用安装导航仪的约翰迪尔530或者570履带式收割机进行机械收割，每天可以实现机收面积30亩或者收割量150 t以上的作业效率。履带式收割机相比轮式收割机转弯半径小，可以有效减少和避免碾压甘蔗行头蔗头，从而提高甘蔗宿根年限1～2年。此外，履带式收割机承重面积大，在作业面有坡度或者降雨后，可以防止打滑或者避免偏离作业航道，安全性能高。甘蔗机收后，应及时进厂，一般放置时间不宜超过24 h，以保证甘蔗新鲜度。

1.9 宿根护理

甘蔗大农机生产模式的宿根管理前期主要包括松土、施基肥、用药等环节，其他中后期管理与新植甘蔗管理基本一致。甘蔗机收后，蔗叶已经粉碎，无需再进行碎叶或焚烧蔗叶处理，在甘蔗砍收7 d内及时采用安装导航仪的140匹以上马力的拖拉机配套松土施肥机进行松土、施基肥，基肥深施于甘蔗两边地下10 cm～15 cm，保证肥料利用率。机收完成后及时对灌溉设备进行检查维修，松土、施基肥后7 d内用专用机械铺设滴灌带，滴灌带铺设完成后及时采用安装导航仪的140匹以上马力的拖拉机配套背负式喷药机进行一次杂草封闭，防止杂草生长；在清明节前进行一次农药滴灌，防治螟虫和地下害虫。

2 结语

农业的根本出路在于机械化[9]，随着社会的不断发展，甘蔗生产机械化程度越来越高，一定程度上缓解了农村劳动力日趋紧缺的问题[10]。但是，目前甘蔗生产机械普遍存在设备小、技术落后、配套不齐全、适应性差的通病，从而导致机械作业效率低、作业质量差。甘蔗生产大农机模式不仅仅是机械设备大型化，更是机械设备智能化，机械作业效率高、作业质量好，甘蔗种植才会成本低、效益好。

当然，甘蔗生产大农机模式的推广应用过程中尚存在一些不足，影响了该模式的发展，主要体现在以下方面：一是地块规模上的缺陷制约着大农机的发展，需要政府、制糖企业协调好土地流转，让更多有能力、有技术、有资金的种植公司参与进来；二是大农机相关的配套设备不够完善，技术不够成熟，还需要不断因地制宜进行农机设备配套以及技术的深入研发；三是推广体系不够完善，很多大的种植户和种植公司根本不知道有甘蔗现代农场大农机种植模式，需要不断增加示范片的建设，加大宣传力度，让投身于甘蔗种植的大户或者公司真正理解大农机种植模式的原理、效能，解答他们的困惑，并根据当前甘蔗种植面临的瓶颈提出针对性的解决措施，从而提高他们对大农机种植模式的信任度，吸引他们不断参与进来并发展该模式。

甘蔗现代农场大农机种植模式好比“高速路”，其各个关键流程技术好比驾驶规则，车辆能否真正高速并且安全地行驶，不仅在于驾驶员是否严格遵守规则，还在于“高速路”建设是否达标[11]，只有不断提高甘蔗种植水平和甘蔗产量，增加效益，才能促进甘蔗产业健康可持续发展。