蔣姣麗，楊 瑤，吳傳云，劉慶庭，區(qū)穎剛，莫清貴，夏 明，武 濤，梁 生

(1廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東廣州 510515；2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化總站，北京 100021；3華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，廣東廣州 510642；4廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化服務(wù)中心，廣西南寧 530023；5中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化協(xié)會，北京 100021)

0 前言

糖料甘蔗是我國南方重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，甘蔗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展關(guān)系到我國食糖的戰(zhàn)略安全。黨中央、國務(wù)院、有關(guān)國家部委、甘蔗主產(chǎn)區(qū)政府多次印發(fā)文件對推進(jìn)甘蔗收獲機(jī)械化提出了要求[1-9]，如國發(fā)2018[42]號文明確提出2025年甘蔗機(jī)收率應(yīng)達(dá)到30%?！笆濉逼陂g，我國甘蔗機(jī)收率從2015/16年榨季的0.75%提高到2019/20年榨季的3.28%，5個榨季共提高了2.53個百分點[10]。在我國“十四五”開局之年，我國甘蔗2020/21年榨季機(jī)收率為5.29%，比上個榨季僅提高2.01個百分點，距離2025年的目標(biāo)還差24.71個百分點，甘蔗機(jī)收發(fā)展仍呈緩慢態(tài)勢。本文在對我國甘蔗主產(chǎn)區(qū)機(jī)收情況調(diào)研的基礎(chǔ)上，分析了機(jī)收進(jìn)展緩慢的原因并提出了相應(yīng)的對策。

1 我國甘蔗主產(chǎn)區(qū)機(jī)收進(jìn)展情況

根據(jù)調(diào)查，廣西、云南、廣東和海南等甘蔗主產(chǎn)區(qū)2020/21年榨季甘蔗機(jī)收情況如表1所示。由于目前各主產(chǎn)區(qū)缺乏分段收獲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，也沒有統(tǒng)一的分段收獲機(jī)收率計算方法，本文僅統(tǒng)計了聯(lián)合收割機(jī)的作業(yè)面積和相應(yīng)的機(jī)收率，以下用機(jī)收面積和機(jī)收率表示。

表1 2020/21年榨季我國甘蔗主產(chǎn)區(qū)收獲機(jī)械化情況

(1)廣西。甘蔗種植面積約為75.630萬hm2，機(jī)收面積4.586萬hm2，機(jī)收率為6.10%。比上個榨季提高了3.28個百分點，進(jìn)步緩慢。

(2)廣東。甘蔗種植面積約9.742萬hm2，機(jī)收面積0.273萬hm2，機(jī)收率2.80%。比上榨季減少2.20個百分點，退步明顯。

(3)云南。甘蔗種植面積約25.916萬hm2，機(jī)收面積1.110萬hm2，機(jī)收率4.28%。比上榨季增加2.90個百分點。其中，云南德宏州隴川縣取得突破，其甘蔗種植面積1.733萬hm2，機(jī)收面積0.705 萬hm2，機(jī)收率達(dá)40.70%，呈現(xiàn)突進(jìn)態(tài)勢。

(4)海南。甘蔗種植面積約1.943萬hm2，機(jī)收面積0.021萬hm2，機(jī)收率1.10%，比上榨季增加0.31個百分點，處于機(jī)收起步階段。

2020年底，廣西、云南和廣東的甘蔗收割機(jī)保有量分別為1158、254和140臺。機(jī)收作業(yè)面積遠(yuǎn)未達(dá)到收割機(jī)的作業(yè)能力，普遍存在機(jī)具使用率不高的問題。

分析機(jī)收進(jìn)展緩慢的原因，有利于下一步開展機(jī)收推進(jìn)工作。蔗田宜機(jī)化程度不夠是影響機(jī)收推進(jìn)難的主要因素之一。但是，2020/21年榨季機(jī)收面積在已有的適宜機(jī)械化作業(yè)蔗田總面積中所占比例也很低。例如，廣東約9.742萬hm2的蔗田和廣西33.470萬hm2的雙高基地蔗田基本上都適宜機(jī)收作業(yè)，2020/21年榨季廣東和廣西機(jī)收面積僅有0.273萬hm2和4.586萬hm2。所以，本文從另外幾個方面分析我國甘蔗機(jī)收進(jìn)展緩慢的原因。

2 我國甘蔗機(jī)收進(jìn)展緩慢原因分析

2.1 勞動力短缺是推進(jìn)甘蔗機(jī)收的源動力

2019/20年榨季以來，因新冠疫情而返鄉(xiāng)的農(nóng)民工為人工砍蔗提供了充足的勞動力。但是，局部疫情嚴(yán)峻程度不同，對勞動力在當(dāng)?shù)亓鲃拥南拗撇煌?，?dǎo)致了人工砍蔗的勞動力供給不同。

2020/21年榨季期間，廣西、廣東和海南3省的疫情已得到充分控制，國內(nèi)砍蔗工人在上述省份的流動未受到影響。廣東砍蔗工人主要來自貴州省，廣西和海南的砍蔗工人主要來自其本省(區(qū))。充足的砍蔗工人，降低了人工砍蔗費用(例如，廣西柳州2020/21年榨季人工砍蔗費用為145元/t，略低于2019/20年榨季的152元/t)，也增加了糖廠限制甚至拒絕機(jī)收蔗的底氣。

在云南德宏、西雙版納和臨滄3州(市)，由于邊境抗疫壓力大，形勢嚴(yán)峻，境外砍蔗工人不能入境，境內(nèi)砍蔗工人的流動也受到嚴(yán)重限制，造成2020/21年榨季這些地區(qū)砍蔗人工嚴(yán)重短缺，倒逼糖廠和蔗農(nóng)不得不選擇機(jī)器砍蔗。對于糖廠來講，機(jī)收蔗的含雜率高已不是難以接受；對于蔗農(nóng)來說，機(jī)收蔗田間損失率高也不得不接受。2020/21年榨季，德宏州隴川縣甘蔗種植面積1.733萬hm2，機(jī)收面積0.705 萬hm2，機(jī)收率達(dá)40.7%。

云南3州(市)和廣西、廣東、海南等3省的差異，充分詮釋了勞動力短缺是推進(jìn)機(jī)收的源動力。

2.2 甘蔗機(jī)收作業(yè)費用低是蔗農(nóng)選擇機(jī)收的驅(qū)動力

機(jī)收的特點是高效、低成本。與人工作業(yè)相比，作業(yè)費用低是蔗農(nóng)選擇機(jī)收的驅(qū)動力。從直接作業(yè)費用來看，甘蔗機(jī)收費用比人工砍收費用低30～50元/t[10]。但是，在生產(chǎn)實踐中，糖廠因不愿意收購機(jī)收蔗，往往扣除的機(jī)收蔗含雜率高于實際含雜率[11]。另一方面，甘蔗機(jī)收的田間損失大約7%～15%，機(jī)收田間損失帶來實際產(chǎn)量的損失。以廣東畝產(chǎn)5 t甘蔗、甘蔗收購價450元/t計算，機(jī)收費用比人工砍收費用節(jié)約了2250～3750元/hm2的作業(yè)費用，但是機(jī)收7%～15%的田間損失造成收入減少2355～5070元/hm2相比。機(jī)收田間損失超過了機(jī)收作業(yè)減少的作業(yè)費用，導(dǎo)致蔗農(nóng)選擇機(jī)收的驅(qū)動力不足、意愿不強(qiáng)。

2.3 糖企是推進(jìn)甘蔗機(jī)收的核心環(huán)節(jié)

我國糖廠大多是“一步法”制糖，制糖工藝主要是以人工砍收的整稈蔗為原料(含雜率≤1%)。與人工砍收的甘蔗相比，機(jī)收原料蔗中混入的雜質(zhì)和泥土較多(含雜率7%～15%)。糖廠普遍反映機(jī)收蔗較高的含雜率會降低出糖率和增加制糖成本。機(jī)收原料蔗中混入的泥沙較多時，容易造成撕解刀等設(shè)施設(shè)備磨損。在人工砍收蔗供應(yīng)充足的前提下，我國糖廠從眼前利益出發(fā)，普遍對機(jī)收蔗有所排斥。例如，2020/21年榨季，廣西75家糖廠中，16家糖廠不接收機(jī)收甘蔗；在接收的59家糖廠中，機(jī)收蔗入榨量占總?cè)胝チ勘壤^5%的只有9家。廣東某糖企因領(lǐng)導(dǎo)層全面限制機(jī)收蔗入廠，機(jī)收蔗入榨率僅0.56%。

糖料蔗是糖廠制糖的原料，甘蔗生產(chǎn)和糖廠制糖是相互依存關(guān)系。甘蔗收購價低、人工砍蔗價格高會影響農(nóng)民種植甘蔗的積極性，進(jìn)而影響糖廠原料供給。缺乏充足的原料蔗，會影響糖廠產(chǎn)量和效益。甘蔗產(chǎn)業(yè)的根本出路是機(jī)械化生產(chǎn)，這是業(yè)內(nèi)共識。推進(jìn)甘蔗機(jī)收符合蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長遠(yuǎn)利益。

如何兼顧糖廠的眼前利益和蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長遠(yuǎn)利益，推進(jìn)甘蔗機(jī)收的發(fā)展，是我國甘蔗產(chǎn)業(yè)面臨的難題。如果糖廠能夠在其蔗區(qū)內(nèi)采取合適的措施積極推動甘蔗機(jī)收，對控制機(jī)收原料蔗質(zhì)量和穩(wěn)定蔗源都具有積極意義。例如，2021/22年榨季，湛江某糖業(yè)有限公司采取了糖廠租賃甘蔗收割機(jī)組建機(jī)收隊、給蔗農(nóng)補(bǔ)貼機(jī)收作業(yè)費用和嚴(yán)格控制機(jī)收作業(yè)質(zhì)量等一系列措施，對穩(wěn)定蔗源和推進(jìn)甘蔗機(jī)收起到了積極作用。面對疫情造成的砍蔗工人嚴(yán)重短缺問題，云南隴川某糖廠在其蔗區(qū)內(nèi)積極推進(jìn)機(jī)收，保障了原料蔗供應(yīng)，2020/21年榨季該糖廠機(jī)收率達(dá)到37.8%。

在蔗糖產(chǎn)業(yè)鏈條上，只有糖廠具備這樣的條件和能力，糖廠是推廣機(jī)收技術(shù)的核心環(huán)節(jié)。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景出發(fā)，糖廠發(fā)揮其核心作用，協(xié)調(diào)“糖企—機(jī)企—蔗農(nóng)”之間的利益關(guān)系(糖企是指糖廠、糖業(yè)公司的統(tǒng)稱，機(jī)企是指從事甘蔗機(jī)械化作業(yè)的農(nóng)機(jī)服務(wù)組織、農(nóng)機(jī)合作社的統(tǒng)稱)，制定促進(jìn)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化的措施，糖廠才能得到符合其要求的機(jī)收蔗，機(jī)收服務(wù)企業(yè)擁有合理的作業(yè)量和利潤，蔗農(nóng)享受合理的價格。

建立“糖機(jī)農(nóng)”融合綜合試驗示范區(qū)，是現(xiàn)階段推進(jìn)甘蔗機(jī)收應(yīng)采取的措施。

2.4 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合是高質(zhì)高效甘蔗機(jī)收的前提保障

2.4.1 行距

甘蔗是對行收割，國內(nèi)收割機(jī)均為單行收割。在生長過程中，分蘗會使甘蔗向蔗壟兩側(cè)生長，倒伏會使甘蔗與相鄰行的甘蔗糾纏在一起。我國傳統(tǒng)的甘蔗種植行距為0.9 m，在行距小于收割輪距的蔗田作業(yè)時，收割機(jī)容易碾壓鄰行的甘蔗和蔗壟。如果收割機(jī)為了避免碾壓鄰行甘蔗而偏向外側(cè)行駛，會造成收割機(jī)根切器中心面偏離蔗行，造成切割損失增加。

甘蔗行距≥收割機(jī)輪距，有利于減少機(jī)收時收割機(jī)對蔗壟和甘蔗的碾壓。我國中型甘蔗收割機(jī)的輪距1.3 m左右，大型收割機(jī)的輪距1.4～1.6 m。采用中小型收割機(jī)作業(yè)的蔗田，行距應(yīng)≥1.2 m；采用大型收割機(jī)作業(yè)的蔗田，行距應(yīng)≥1.4 m。我國各甘蔗主產(chǎn)區(qū)目前多采用1.4 m + 0.4 m的寬窄行種植模式，以適應(yīng)大型收割機(jī)作業(yè)。

2.4.2 蔗壟形狀與尺寸對機(jī)收作業(yè)質(zhì)量影響很大

收獲時應(yīng)盡量貼著地表或入土3～5 cm砍收甘蔗，以提高甘蔗產(chǎn)量。留在田間高出地面的根茬是收獲田間損失的一部分。

傳統(tǒng)的甘蔗種植農(nóng)藝是“深挖淺埋”，蔗溝深度25～30 cm，在蔗溝內(nèi)擺放蔗種后，蔗種上覆蓋土層厚度5～8 cm。不進(jìn)行培土的甘蔗，或者培土不到位的甘蔗，收獲期蔗壟呈“火山口”形狀。收割時刀片難以切到“火山口”之下，造成根茬損失和根茬破頭率高。不培土或培土不到位的甘蔗抗倒伏能力差，倒伏是造成機(jī)收田間損失率高的原因之一。所以，在甘蔗分蘗期末(即11～12片葉時)，需要進(jìn)行大培土，將壟間的土填入蔗溝內(nèi)，使蔗壟呈龜背形。現(xiàn)有培土機(jī)具對1.4 m + 0.4 m的寬窄行種植模式的培土效果普遍較差，收獲時蔗壟的窄行仍呈“火山口”。收獲期蔗壟高度應(yīng)為8～10 cm。蔗壟過高，會影響收割機(jī)根切器相對地面傾角的調(diào)整。

2.4.3 適合機(jī)收的品種，有利于減少田間損失和含雜率

收割倒伏甘蔗時，田間損失率高、含雜率高；切段收割機(jī)作業(yè)時，推倒輥筒將甘蔗推壓到一定角度后再由根切器切斷。如果甘蔗抗折斷力小，會使甘蔗在沒有被根切器切斷前折斷，折斷后留在田間的根茬形成田間損失；機(jī)收比較脆的甘蔗時，蔗莖容易破碎形成田間損失。所以，甘蔗莖稈具有足夠大的抗彎強(qiáng)度有利于減少收獲田間損失。脫葉性好的甘蔗在成熟期葉鞘與蔗莖分離，有利于減少含雜率。宿根性差的甘蔗，對機(jī)具碾壓土壤敏感，容易影響宿根產(chǎn)量。所以，適合機(jī)收的品種應(yīng)具備抗倒伏、抗折斷、脫葉性好和宿根性好等特性。

2.4.4 蔗行直、行距均勻有利于高效機(jī)收

甘蔗是高稈作物，收割作業(yè)時駕駛員很難分辨蔗壟位置(特別是在甘蔗倒伏較嚴(yán)重的蔗田)。蔗行不直、行距不均勻會增加駕駛員的負(fù)擔(dān)并影響作業(yè)速度。在蔗行直、寬行距、行距均勻的蔗田，收割機(jī)作業(yè)效率高，駕駛員勞動強(qiáng)度小。

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，全程機(jī)械化模式下的適度精細(xì)化管理，可有效降低機(jī)收田間損失率和進(jìn)廠原料蔗含雜率[12]。

2.5 適用性強(qiáng)和可靠性高的機(jī)具是推進(jìn)全面機(jī)收的必要條件

2.5.1 收割機(jī)對丘陵山地蔗區(qū)的適應(yīng)性

我國甘蔗立地條件比較復(fù)雜，平地和緩坡地蔗田占總種植面積的15%左右，大部分是丘陵山地蔗區(qū)。經(jīng)營模式有農(nóng)墾、農(nóng)業(yè)公司和家庭經(jīng)營等多種形式，大部分是家庭經(jīng)營。

在用的甘蔗收割機(jī)有進(jìn)口大、中型切段式收割機(jī)，也有國產(chǎn)機(jī)型。進(jìn)口收割機(jī)設(shè)計時未考慮我國的蔗田立地條件，國產(chǎn)收割機(jī)大多是以進(jìn)口機(jī)型為原型機(jī)進(jìn)行設(shè)計研發(fā)的。這就造成現(xiàn)有收割機(jī)在我國丘陵山地蔗區(qū)適應(yīng)性較差。缺乏丘陵山區(qū)適用的收割機(jī)，這也是我國甘蔗機(jī)收推進(jìn)緩慢的原因之一。

丘陵山地蔗田地坡度較大、田塊小、田間道路窄，丘陵山地收割機(jī)應(yīng)具備機(jī)型小、重量輕、坡度作業(yè)能力強(qiáng)等特點。加大對丘陵山地甘蔗收割機(jī)的研發(fā)投入，是全面推進(jìn)甘蔗機(jī)收的必然要求。

2.5.2 收割機(jī)對氣候的適應(yīng)性

廣西氣候的特點是榨季期間多雨。雨天甘蔗收割機(jī)難以下田作業(yè)，雨后的潮濕天氣又會增加甘蔗機(jī)收的含雜率。目前的收獲技術(shù)對這種氣候情況的適應(yīng)性較差，是影響榨季機(jī)收作業(yè)量的因素之一。

整稈收獲的甘蔗可在入榨前存放7天左右，可根據(jù)天氣預(yù)報，在雨天之前增加整稈機(jī)收甘蔗儲存量，以緩解雨天機(jī)器無法下田造成的進(jìn)廠原料蔗減少的問題。研發(fā)適合廣西甘蔗生產(chǎn)的整稈收割機(jī)是適應(yīng)多雨天氣的有效手段之一。

2.5.3 收割機(jī)的可靠性是高效機(jī)收的保障

進(jìn)口收割機(jī)在使用中出現(xiàn)故障后，因零配件原因?qū)е戮S修時間一般比較長。國產(chǎn)收割機(jī)售后服務(wù)響應(yīng)較快但是故障率較高。這些因素對收割機(jī)在一個榨季內(nèi)的有效作業(yè)時間影響都比較大。提高收割機(jī)的可靠性是高效機(jī)收的保障。

3 結(jié)論

(1)勞動力短缺是推進(jìn)機(jī)收的源動力?，F(xiàn)階段，大的環(huán)境是勞動力相對充足，足以支撐蔗糖產(chǎn)業(yè)以人工砍收為主。因疫情防控出現(xiàn)局部勞動力短缺，推動甘蔗機(jī)收局部突破。隨著在全國范圍內(nèi)解除疫情，又重新回歸到勞動力相對充足狀況。

(2)從長遠(yuǎn)來看，機(jī)收是甘蔗產(chǎn)業(yè)的必然選擇，也是提升蔗糖產(chǎn)業(yè)競爭力的必然要求。如何在現(xiàn)階段勞動力相對充足的環(huán)境下，推進(jìn)甘蔗機(jī)收快速發(fā)展，是蔗糖產(chǎn)業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。轉(zhuǎn)變越早，越有利于蔗糖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

(3)直的蔗壟、均勻的寬行距、標(biāo)準(zhǔn)的蔗壟形狀與尺寸、適合機(jī)收的品種等農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合措施是實現(xiàn)降雜減損高效機(jī)收的有效途徑。

(4)建立以糖廠為核心的“糖機(jī)農(nóng)”融合機(jī)制，建立“糖機(jī)農(nóng)”融合綜合試驗示范區(qū)進(jìn)行試驗示范，是現(xiàn)階段推進(jìn)甘蔗機(jī)收應(yīng)采取的措施。

(5)研發(fā)具備機(jī)型小、重量輕、坡度作業(yè)能力強(qiáng)等特點，適應(yīng)我國丘陵山地立地條件的收割機(jī)和適應(yīng)廣西多雨天氣的整稈收割機(jī)是全面推進(jìn)甘蔗機(jī)收的必然要求。