浅谈甘蔗机械化收获与发展前景

庞承妮，黎向新，农宏亮，莫建霖，邱永兵，陈高峰，杨子增

（广西农业机械研究院有限公司，广西南宁 530007）

0 引言

广西是我国甘蔗生产的主要主产区，但现代化水平不高，产业竞争力比较弱，造成的原因很多，其一是农机化基础薄弱，土地自然禀赋差，甘蔗主产区70%以上的蔗田属旱坡地，面积小，连片少，地块细碎化问题突出；其二是甘蔗生产机械化程度不高，尤其是收获环节，广西近三年榨季联合机收率不足5%。甘蔗生产要实现节本增效除品种改良、提高栽培水平、改进加工工艺外，最有成效的办法是提高机械化程度，特别是提高机械收获程度和质量。

1 甘蔗联合收获机机械化发展的制约因素

1.1 蔗区

一是土地自然禀赋差。蔗区蔗地大都为缓坡旱地，有相当一部分坡度大于13°，部分蔗地依山而建，形状不规整、不连片、高差大，有的蔗区是风化土，石头地多，适宜联合机收面积不足20%。二是宜机蔗地面积减少。近年来随着旱改水项目、农村土地开发利用和土地改换经营其他作物，蔗地有流失现象，且流失的大都是宜机地块，进一步造成了可联合机收面积的减少的局面。三是规模化土地经营变少，土地租金占成本的比重大，高额的土地租金制约了土地规模化经营的发展，蔗区种植面积超33.33 hm2的大户较少。蔗地经营面积的细碎化、零散化，严重影响了高效机收的发展。四是蔗地规划、整地不宜机收。蔗区大部分蔗地为散户经营，小散户种植甘蔗往往不为联合机收作准备。

1.2 糖企

联合收获机机收含杂率高，造成糖分损失和设备损耗，增加了糖厂负担。切断式联合机收的甘蔗含杂普遍在6%～12%的幅度。国外资料显示，泥沙每增加1%，糖分就会降低0.2%；国内糖企提供的抽样数据也显示切断式联合机收蔗的产糖率要比人工蔗低。另外，泥沙多容易造成设备磨损需要经常停产维修，严重影响了糖企效益。在利益前面，糖企在能保证满足其日榨量供应的前提下，糖厂倾向于人工收蔗，而不是机收蔗。从制糖企业对接受联合机收蔗的程度看，主动推进联合机收发展、查找制约机收痛点和解决机收过程中遇到的困难和问题的糖厂极少，绝大部分糖企只注重当下效益，不考虑远景，主观意识上对推进机收、发展机收不积极，严重制约了机收市场发展。

1.3 蔗农

农户没有通过联合机收而增加收益，获得实惠。蔗地宜机化程度低，农机农艺融合程度不高，联合收割机在地块作业时存在对蔗蔸碾压的情况，一定程度上影响了宿根蔗的出苗率。所以农户机对联合机收损耗大、损伤蔗根影响下年产量等顾虑多，接受联合机收的也是三年以上宿根准备翻种了的，这也是机收水平低的一个因素。散户地块小，导致机械化收割效率低，机械收获成本偏高，机收队在收割散户的地块时收取的机收费相比大户偏高，机收费高加上机收损耗高，在有人力的条件下，蔗农选择人工收获的意愿大于机收。

1.4 收获装备

目前，市场上现有的切断式联合收割机一般为大中型的甘蔗联合收割机，这类产品的体形庞大，整机过重，结构复杂，在我国坡地、分散小地块的种植条件下作业条件受限、作业效率低、机器地头转弯极不方便，联合收割机、甘蔗运输车轮距与甘蔗种植行距不匹配造成压坏甘蔗宿根的现象突出，不适合于我国大部分山区、丘陵地区的甘蔗种植地及宿根蔗收割后的保留需要，需要改变国内目前现有的种植模式与之相匹配。

市场上现有的整秆式甘蔗联合收获机还不够成熟。现有的整秆式甘蔗联合收获机作业效率偏低，对倒伏甘蔗适应性差，单日平均作业量少不足以获得盈利。其次，现有的整秆式甘蔗联合收获机收获后的蔗茎破损比较严重，蔗茎质量远比不上人工。再次，整秆甘蔗收割后收集方式不理想，甘蔗收集方式由于经常掉蔗，需要掺杂大量的人工捡拾，二次人工耗费太高。

1.5 农艺

农机农艺不配套。没有统一的适合宜机化的种植农艺标准，蔗农种植模式多种多样，缺乏统一而有效的适合机收的种植农艺标准；甘蔗生产设备较杂乱，耕、种、管、收等主要环节没有形成系统性、连贯性、标准化的作业模式；缺乏规范、标准化生产经营管理。

2 分步式机收

2.1 甘蔗分步式机收的概念

甘蔗分步式机收是通过多个步骤完成甘蔗切割、集条（堆）、蔗叶分离、甘蔗收集搬运等作业工序的甘蔗收获机具的总称。机具类别按作业工序分为甘蔗割铺机、甘蔗割堆机、甘蔗集条（堆）机、甘蔗田间收集搬运机、甘蔗剥叶除杂设备等。根据剥叶除杂后甘蔗的形态，甘蔗除杂设备分为整秆式剥叶除杂设备和切段式剥叶除杂设备。

2.2 甘蔗分步式机收的主要作业模式

近两年，广西积极推广甘蔗分步式机收试点，较为成熟的主要技术路线有以下两种。

技术方案一：田间割铺（堆）、田间剥叶除杂、田间转运、甘蔗装车入糖厂。该技术方案使用割铺（堆）机进行收割作业，完成甘蔗割倒、铺放、集堆等工序，再利用小型移动剥叶除杂设备在田间地头对甘蔗进行剥叶去稍除杂，然后收集剥叶除杂后的整秆式的甘蔗运至地头，再装车运至糖厂。

技术方案二：田间割铺（堆）、田间转运、集中剥叶除杂、甘蔗装车入糖厂、蔗叶处理。该技术方案使用割铺（堆）机进行收割作业，完成甘蔗割倒、铺放、集堆等工序，将收割后的甘蔗连同蔗叶及蔗稍一起收集装车，运送至集中除杂点，在集中除杂点使用剥叶除杂设备将甘蔗进行剥叶去稍除杂作业。集中除杂点处理方式有整秆式剥叶除杂和切断式剥叶除杂。剥叶除杂后的甘蔗运送糖厂，同时，将通过剥叶除杂设备分离出来的蔗叶进行去泥沙、粉碎、切断、除尘、揉丝、打包等加工制作成饲料，供应牛羊猪养殖场，实现蔗叶饲料化；或用抓机装车运至发电厂发电或肥料厂制造肥料。蔗叶资源化利用，延伸产业链，实现产业效益最大化。

2.3 甘蔗分步式机收机具存在问题

分步式机收加工点经营模式较为灵活，取得了较好的效果。但设备在安装、运行中仍有较多不足之处，需要不断优化，持续改进。当前，分步式机收机具存在有以下问题：一是目前作业机具还不完善，各环节工作连贯性不够。二是作业工序多、配套机具较多。三是割铺机结构简单，对于倒伏甘蔗适应性差，田间剥叶除杂设备不够成熟，效率低。四是辅助人工较多，导致功效不高，人工成本高。五是集中除杂处理点所需场地大、固定不够灵活。受土地使用限制影响，加工场地硬化、厂房搭建等问题难以解决，对后续工作开展造成较大影响，尤其在雨天时，场地泥泞、甘蔗湿水、漏电隐患等造成停机作业。六是目前现有的整秆式剥叶除杂设备的上料系统不能有效地将成堆蔗茎理顺铺平，导致输送至除杂装置的甘蔗纠缠交错在一起，造成除杂通道堵塞或损伤蔗茎，且喂入装置的输送效率与除杂通道效率不匹配，输送效率低于除杂效率，使除杂通道有相当一部分时间是在空运转，导致机器实际的生产率不高。七是整秆式剥叶除杂设备的除杂装置对弯曲甘蔗的适应性有待提高，弯曲甘蔗经过除杂通道时极易被折断损伤，造成损失。八是切断式分步式机收蔗的平均含杂率6.73%，高的达到7.9%，与传统的机收蔗含杂相当，除杂效果有待提高。

3 分步式机收对比联合机收的优势

对于蔗区，各种类型结构简单、功能单一且造价低廉的割铺机、割堆机可以适应各种地块收割要求，面对宜机化不高的小地块、坡度地块，即便使用动力小、油耗低的割（铺）堆机，效率也比人工高很多，且使用成本较低，破解大中型甘蔗联合收割机面对不宜机的地块下不了地、下地不赚钱的难题。可解决广西大部分蔗区无机可用的困局。

对于糖企，分步式机收可以为糖企提供与人工收获品质相当的整秆蔗茎，不含泥沙，总含杂率不超过3%，与大部分糖企现有制糖工艺相匹配，不需要糖企进行技改设备升级，料蔗含杂率低，尤其是泥沙夹带量几乎为零。减轻糖企负担，糖企接受度高。

对于蔗农，割铺机、割堆机收割损失小，不碾压蔗蔸不影响次年宿根生长，地上干净无蔗叶影响破垄施肥等宿根管理，除杂（剥叶）后扣杂低，与其他模式相比，在甘蔗收获环节综合效益最佳。同时提高砍蔗效率。分步式机收，毛蔗砍（割铺、堆机）、装、运、加工均可实现机械作业，蔗农砍倒甘蔗不用剥蔗叶、捆甘蔗、搬运等，工作强度减轻，效率可极大提高。

对于作业者，分布式机收收费大致分为四个部分：割铺（堆）作业、机械收集并运输、除杂作业、除杂后装车。农户可以自由选择这四个部分的某一个或几个部分交由机收服务队作业，方式较为灵活。

解决蔗叶禁烧、蔗叶离地难的问题。分步式机收在集中除杂点使用剥叶除杂设备将甘蔗实现甘蔗茎与蔗叶分离。在集中除杂点加工后的蔗叶可销往火电厂、饲料加工厂、肥料加工厂，实现变废为宝，售价130～290元/t不等。蔗叶、尾稍资源化利用，延伸产业链，实现产业效益最大化。

4 甘蔗分步式机收可达到的预期效果

减少宿根被拔蔸、碾压破坏现象，降低含杂率。割铺（堆）机独立作业，轮或履带碾压在蔗行间的垄沟内，不会对蔗蔸宿根进行碾压；割铺（堆）机作业时，甘蔗在切断前不受向前推倒的作用力，从而减少拔蔸现象，同时也降低收获后蔗茎泥沙含杂率。

减少蔗茎在田地间的损失。割铺（堆）机收割作业时，将蔗茎连同蔗叶一起收割集堆，再由田间转运设备拉至收购点集中剥叶，能最大限度地降低蔗茎在田地中的损失。

减少榨季雨水天气对机收的影响。联合收割机在下雨时往往不能作业。而割铺（堆）机能在小雨条件下作业，有效避免雨季天气不能机收导致糖企原料蔗供应不足的影响。在同等条件下，割铺（堆）机也比联合收获机能在雨后更早地投入机收作业中。

有利于实现蔗叶资源化利用。广西甘蔗种植面积稳定在73.33万hm2左右，年产蔗叶约700万t。分步式机收将甘蔗茎、叶收割集中在除杂点实现茎叶分离，分离的蔗叶集中、品质高，节省了蔗叶在地里收集、打捆装车和运输的环节，大大降低了蔗叶处理成本。高密度打好捆后的蔗叶非常便于用在肥料、饲料、燃料等资源化综合利用项目上，实现变废为宝。

5 结语

甘蔗分步式机收为蔗农在联合机收和人工传统收获之外提供一种选择，分步式机收是解决当前丘陵山区和小地块蔗地甘蔗机械化收获问题的一个有效途径。甘蔗分步式机收适应范围广，既可以适应大面积地块作业，也适应小面积地块作业；既可以在平缓坡蔗地作业，与可以适应丘陵坡地作业。同时，分步式机收有利于蔗叶和尾稍资源化利用，延伸产业链，实现产业效益最大化。

根据广西农业机械化高质量发展“十四五”规划，到2025年，广西甘蔗收获机械化率要达到30%。为提高甘蔗机械化收获水平，甘蔗机械化收获模式应由单纯推广联合机收作业向多种作业模式并重转变，考虑研发半机械化、半自动化的甘蔗收获机具，研发生产一批简便易操作、适宜丘陵山区作业的农机具。

坚持走甘蔗生产全程机械化发展路子，促进甘蔗机械化收获模式的多元化发展对提高全国甘蔗收获装备技术水平、促进我国甘蔗收获的机械化发展、实现产业提质增效、促进蔗糖业可持续发展、提高糖业国际竞争力、解决“三农”问题、助力乡村振兴具有重大意义。