秦初旺，張仲賓*，何姍珊，曾 媛，經(jīng) 艷，蔣柱輝，梁朝旭，李 松，李 鳴*

(1廣西農(nóng)墾集團新興農(nóng)場公司，廣西柳州 545112；2廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所，廣西南寧 530007；3廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院，廣西南寧 530007；4廣西糖業(yè)集團有限公司，廣西南寧 530022)

0 前言

甘蔗是我國最重要戰(zhàn)略經(jīng)濟作物之一，也是廣西最具優(yōu)勢和競爭力的農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)，廣西年種植甘蔗面積和產(chǎn)糖量占全國60%以上[1]。我國甘蔗主要分布在廣西、云南、廣東和海南等地的丘陵山地，由于受地形和地勢影響，蔗區(qū)大多具有地塊分散、地塊小和不適合機械化作業(yè)等特點，嚴重影響我國甘蔗機械化發(fā)展，尤其是機械化收割長期發(fā)展緩慢[2-4]。由于我國蔗糖業(yè)的國際競爭力較弱，農(nóng)村勞動力緊缺和勞動力成本上漲，致使甘蔗糖業(yè)生產(chǎn)成本增加，對甘蔗糖業(yè)造成極大沖擊[5]。甘蔗生產(chǎn)全程機械化的關鍵在于機械化收割，而難點也在于機械化收割。目前，我國甘蔗收割主要靠人工砍收，結合少量的機械收割[6-8]。廣西蔗區(qū)主要分布在丘陵山區(qū)和坡地，蔗區(qū)大多具有地塊小、坡度大、不連片等不利于機械化作業(yè)的特點。此外，廣西經(jīng)濟基礎較薄弱，長期以來甘蔗機械化整體水平較低。但是，隨著農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，蔗區(qū)基本實現(xiàn)了犁耙、中耕、施藥的機械化，只有機械化收割難題尚未解決。2015/16年榨季全國甘蔗平均機械化收割率只有0.8%，機械化率較高的廣西平均僅1%左右。經(jīng)過各方努力，2019/20年榨季全國甘蔗平均機械化率達到了3.2%左右，其中廣東平均機械化水平達到5%，廣西平均達到3.8%[7,9]。近年來，為了降低甘蔗收割成本，提高生產(chǎn)效率，增強食糖國際市場競爭力，國家把推進田間生產(chǎn)全程機械化列為破解廣西甚至全國甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展困局的有效途徑。

1 廣西農(nóng)墾集團甘蔗機械化現(xiàn)狀

廣西農(nóng)墾集團蔗區(qū)甘蔗種植總面積為10.47萬hm2，其中農(nóng)村蔗區(qū)8.73萬hm2，農(nóng)場蔗區(qū)1.73萬hm2，每年新植甘蔗面積約3.2萬hm2，其中農(nóng)場蔗區(qū)0.53萬hm2，農(nóng)村蔗區(qū)2.67萬hm2。巔峰時期，廣西農(nóng)墾集團最高榨蔗量720余萬t，產(chǎn)糖約82萬t。此外，進口原糖加工精制糖約20萬t，總產(chǎn)糖量約100萬t，約占廣西食糖總產(chǎn)量1/6。前幾年，因受世界糖價下跌、國內(nèi)勞動力成本上漲、機械化收割率低和原料蔗價格低等影響，嚴重打擊了蔗農(nóng)種植甘蔗的積極性，致使甘蔗種植面積和甘蔗產(chǎn)量明顯下降。據(jù)本集團最新統(tǒng)計，因受影響廣西農(nóng)墾集團甘蔗種植面積也明顯下降，2022/23年榨季廣西農(nóng)墾集團進廠原料蔗約600萬t，產(chǎn)糖約70萬t。

廣西農(nóng)墾集團是農(nóng)業(yè)機械化最早推廣使用和示范的單位，見證了農(nóng)機具在廣西甘蔗生產(chǎn)耕、種、管和收等重要環(huán)節(jié)推廣和應用的歷史進程。今天，廣西農(nóng)墾集團的甘蔗生產(chǎn)綜合機械化率在55%以上，其中耕、種和管的機械化率達到95%以上，唯獨收割率很低，目前成熟的甘蔗收割機機型大，對地形作業(yè)要求比拖拉機要高，加上影響宿根，扣雜高，收割時浪費多，雨天不能收割等原因，造成機收推廣困難。廣西農(nóng)墾集團甘蔗機械化收割面積為0.19萬hm2，僅占總收割面積的1.78%，低于廣西機械化收割率3.8%。機械化收割是甘蔗生產(chǎn)全程機械化中機械化率最低的一個環(huán)節(jié)，嚴重制約了甘蔗全程機械化的實現(xiàn)。甘蔗收割環(huán)節(jié)是耗費人工最多的一個環(huán)節(jié)，長期以來甘蔗收割主要依靠人工砍收，人工砍收占總收割量的95%以上。廣西農(nóng)墾集團擁有各類農(nóng)機設備40多臺(套)，使用社會農(nóng)機設備1066臺(套)，其中投入使用收割機100多臺。

2 甘蔗生產(chǎn)機械化收割的主要制約因素

2.1 地形、地勢和地塊大小

根據(jù)不同地勢、地形和地塊大小等差異，各種大、中、小型農(nóng)機具和農(nóng)機設備，在我國農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。首先，廣西農(nóng)墾甘蔗種植地塊小，大多地塊的面積僅約0.7 hm2，而大型機械化作業(yè)要求地塊面積至少為1 hm2，因此，地塊面積限制了大型機械作業(yè)。廣西農(nóng)墾在在耕、種和管期間因地勢、地形和地塊大小，混合使用了各種中、小型農(nóng)業(yè)機具和機械設備，使機械化率達到95%。但是，由于目前甘蔗收割機大多是大型設備，特別是切段式收割，還要配套采集車同步進入蔗地，從而限制了甘蔗收割的機械化，導致甘蔗機械化收割率很低。其次，廣西農(nóng)墾蔗區(qū)大多分布在丘陵和坡地一帶，坡地大、土地平整度低，不利于大型機械化收割作業(yè)，甚至有少部分地塊受地形地勢影響，大型甘蔗收割機根本無法靠近，不得已采用傳統(tǒng)的人工砍收。

2.2 土地分散

廣西農(nóng)墾土地承包初期，受農(nóng)戶資金短缺、農(nóng)業(yè)機械不足和勞動力人口眾多等因素影響，農(nóng)墾實行了以家庭為單位，分散承包土地，獨立自主經(jīng)營模式，以提高農(nóng)戶勞動積極性和土地利用率，同時也提高農(nóng)墾的生產(chǎn)效益。多年來，廣西農(nóng)墾生產(chǎn)主體大部分以家庭為單位，小規(guī)模生產(chǎn)為主，地塊大小不一，參差不齊，作物不連片，條塊分割明顯。由此，形成蔗農(nóng)決定何時耕種、種什么品種、行距多少和如何管理等單兵作戰(zhàn)、各種各管、連片不連耕的模式。在當時的歷史環(huán)境下，家庭分散承包和獨立經(jīng)營，不僅提高了農(nóng)戶積極性、增加了收入，也提高了農(nóng)墾生產(chǎn)效益，促進了農(nóng)墾的發(fā)展。但是，隨著城市化水平提高和農(nóng)村勞動力的缺乏，雖然家庭農(nóng)場分散經(jīng)營并不影響拖拉機耕田和使用小型農(nóng)機進行中耕施肥培土，但廣西農(nóng)墾甘蔗生產(chǎn)以家庭為單位分散經(jīng)營已經(jīng)不能滿足需要，這就要求甘蔗生產(chǎn)必須具備土地集約化、生產(chǎn)規(guī)模化和農(nóng)業(yè)機械化等條件，才能達到節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率、增強市場競爭力的目的。

2.3 種植模式

長期以來，蔗農(nóng)為了提高甘蔗產(chǎn)量，主要靠增加蔗種量來增加每公頃甘蔗有效莖數(shù)，以達到提高產(chǎn)量的目的。而蔗農(nóng)提高蔗種量的唯一途徑，就是增加甘蔗種植行數(shù)減小行距，傳統(tǒng)種植行距大多為0.9～1.2 m。毫無疑問，過去的窄行距能滿足家庭小規(guī)模種植和小型機械作業(yè)，無論是耕、種和管中小型機械都發(fā)揮了重要的作用，既節(jié)約了勞動力，也提高了生產(chǎn)效率。隨著我國城市化水平提高和農(nóng)村勞動力缺乏，以家庭為主要經(jīng)營單位的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式將會很快消失，未來甘蔗生產(chǎn)將向適度規(guī)模經(jīng)營、職業(yè)化和多方合作等形式發(fā)展。甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展一定朝著規(guī)?；?、集約化和大、中型機械相結合的趨勢，還有少量因地制宜的小型機械作業(yè)。甘蔗生產(chǎn)將向更節(jié)約成本、更高效率和更智能化方向發(fā)展，原有傳統(tǒng)的窄行距、家庭小規(guī)模種植模式都不能滿足大、中型機械化作業(yè)的要求，這就要求甘蔗種植模式必須向滿足大、中型農(nóng)機具及機械設備作業(yè)方式轉變。

2.4 機械化收割優(yōu)勢不明顯

廣西農(nóng)墾集團制糖技術采用20世紀90年代的老舊設備和工藝，原料蔗入榨前需要經(jīng)過人工去除蔗葉、蔗梢等雜質，以節(jié)約糖廠生產(chǎn)成本、提高糖廠出糖率。機械收割雖然比人工便宜、效率也高，但是機械化收割存在茬口高、損失大，易碾壓蔗蔸從而造成宿根蔗發(fā)芽率下降，嚴重影響蔗農(nóng)收入等問題。此外，糖廠尚不具備相應的除雜設備和技術，機械收割含雜率高會導致糖廠出糖率下降，糖廠的舊設備只適合壓榨小批量和含雜很低的人工砍收的甘蔗，對于大批量和含雜較高的原料蔗，需要及時且連續(xù)加工和榨取尚不能滿足，機械化收割甘蔗會導致糖廠積壓大量的甘蔗，造成糖分損失。由此，糖廠為了減少損失，優(yōu)先選擇人工砍收和含雜率低的甘蔗進廠。令人欣喜的是糖企、合作社和農(nóng)機設備研究人員，已經(jīng)在嘗試分步式收割甘蔗，即先采用整桿式或者切斷式收割后，再利用除雜設備去除蔗葉、蔗梢和其他雜質等，與一次性機械化收割相比，雖然工藝流程更長、更復雜、成本更高，但是，去除雜質后的甘蔗能滿足糖企現(xiàn)有設備壓榨的要求。

3 甘蔗生產(chǎn)全程機械化效益分析

3.1 機械化種植率低，機械化種植只占新植面積的10%

按農(nóng)場每年種植總面積1.73萬hm2，翻蔸0.53萬hm2計算，人工種植2700元/hm2，且每人1天最多種0.07 hm2；而機械化種植成本2250元/hm2，1臺種植機1天種2 hm2。按新植總面積0.53 hm2計算，利用機械化種植每年可節(jié)約240萬元(表1)。雖然機械化種植成本低、效率高，但是甘蔗種植機械大多以大、中型機械設備為主，受地勢、地形和地塊大小限制甘蔗種植機很難作業(yè)，致使很多新植甘蔗還是以人工種植為主。

表1 甘蔗生產(chǎn)全程機械化和人工效益對比表

目前甘蔗種植機有2種模式：①整桿式種植；②雙芽段種植。

由于滿足這2種模式的蔗種產(chǎn)能嚴重不足，不能完全滿足生產(chǎn)上機械化種植量的需求。因此，廣西農(nóng)墾每年新植甘蔗還是以人工為主，機械化種植只占新植面積的10%。目前，甘蔗種植機經(jīng)過改良，技術日趨成熟，蔗農(nóng)也接受，機械化種植率將會逐年提高。

3.2 機械化管理效率高、成本低

甘蔗追肥、培土結合了中小型農(nóng)機具作業(yè)，效率明顯高于人工作業(yè)。按農(nóng)場每年種植總面積1.73萬hm2，追肥和培土可節(jié)約1040萬元。隨著無人機噴灑農(nóng)藥技術，在殺蟲和除草方面的推廣和普及，每年殺蟲和除草可節(jié)約910萬元(表1)。

近年來，隨著綜合型農(nóng)機設備的研發(fā)和推廣，機械化作業(yè)的效率越來越高，如機械化種植甘蔗時，施肥、除草、蓋膜和布鋪設滴水管等工作可以同步完成，依次可以提高工作效率，并節(jié)約成本。但是，甘蔗生產(chǎn)全程所需耕、種、管、收等機械比較多，受經(jīng)營規(guī)模和資金限制，購買全套經(jīng)營設備顯然不劃算，尤其是一些利用率不高、且價格昂貴的機械(如大型耕地機、收割機等)只能通過租賃或購買服務實現(xiàn)機械化。機械化的種和管因機器設備的多樣化，推廣普及沒什么阻力了，目前受制約的是收割。

3.3 機械化收割率低，收割機利用率低

以2022/23年榨季為例，廣西農(nóng)墾集團在甘蔗收割時，共投入了178臺甘蔗收割機，而實際作業(yè)的甘蔗收割機有126臺，占投入收割機總量的70.8%，機械收割總量7.05萬t，平均每臺收割機收割甘蔗559.3 t。按一個榨季1臺收割機每天收割80 t，收獲30天計算，每臺收割機收獲量為2400 t。目前，每臺收割機的收獲量遠小于每臺收割機理論收獲量，僅占理論收獲量的23%左右。由此說明，甘蔗收割機利用率很低是造成甘蔗機械化收割率的重要因素之一。

3.4 甘蔗收割機械化較人工成本更低

每臺收割機每天最多收割的甘蔗量為400 t，即使小地塊，每天機械化收割量也能達到100 t，機械收割費為100元/t。而人工砍收，一個工人每天最多砍2 t，人工費為130元/t。由此可見，每收割1 t甘蔗，機械比人工節(jié)約30元。按全農(nóng)墾每年原料蔗產(chǎn)量180萬t計算，機械化收割比人工砍收費用可節(jié)約5400萬元(表1)。

由此可見，全程機械化在廣西農(nóng)墾甘蔗生產(chǎn)中非常重要，能否降低成本、提高生產(chǎn)效率、增強蔗農(nóng)種植甘蔗的信心和提高廣西農(nóng)墾甘蔗糖業(yè)的市場競爭力，完全取決于甘蔗生產(chǎn)的全程機械化率，而解決機械化收割問題，是打通全程機械化最后一公里的關鍵。

4 甘蔗生產(chǎn)全程機械化的思考和對策

甘蔗全程機械化包括耕整地、種植、中耕培土、植保和收割。

4.1 加強宣傳

首先，組織技術人員深入基層向蔗農(nóng)宣講甘蔗生產(chǎn)全程機械化的意義和好處，甘蔗全程機械化技術是指在甘蔗生產(chǎn)全過程中所采用的機械化作業(yè)技術。它包括耕整地機械化技術、開行機械化技術、種植(施肥)機械化技術、中耕機械化技術、植保機械化技術、灌溉機械化技術、收獲機械化技術、裝載運輸機械化技術、破壟平茬機械化技術、蔗葉粉碎還田機械化技術。讓蔗農(nóng)從根本上轉變觀念，摒棄舊種植模式，接受并使用全程機械化作業(yè)種植模式，尤其改變收割方式，即用機械化收割替代人工砍收。其次，向糖廠宣講勞動力缺乏的不可逆性和勞動力成本提高的必然性，讓糖廠認識到實現(xiàn)甘蔗糖業(yè)現(xiàn)代化，一定離不開甘蔗收割的機械化。

4.2 在蔗區(qū)建立甘蔗全程機械化示范點

組織蔗農(nóng)實地觀摩和學習全程機械化作業(yè)技術，樹立標桿，引領全場學習機械化、使用機械化，每年組織蔗農(nóng)針對性的培訓機械相關操作技術、使用規(guī)程和安全知識等，既讓蔗農(nóng)轉變?yōu)楦收釞C械化生產(chǎn)的觀念，也要讓蔗農(nóng)熟練掌握機械操作技術和技能。

4.3 加強對農(nóng)機力量的管理，組建農(nóng)機合作社，統(tǒng)一調配農(nóng)機力量

廣西農(nóng)墾的農(nóng)機力量大多屬于職工自購，有的成立合作社或機耕服務公司，自主開展業(yè)務。因此，不利于管理，存在服務質量和技術標準不統(tǒng)一等問題。廣西農(nóng)墾應加強對個體農(nóng)機合作社或機耕服務公司的管理，與其簽訂技術服務合同，按技術標準進行服務。利用農(nóng)場強大的農(nóng)機力量，不僅僅服務于農(nóng)場，也可以服務于周邊蔗區(qū)。同時，將農(nóng)場甘蔗全程機械化模式輻射周邊蔗區(qū)，帶動周邊蔗農(nóng)快速向全程機械化甘蔗生產(chǎn)模式轉變。此外，農(nóng)場也可以引進其他農(nóng)機合作社，除了提高機械化服務效率，還可以形成良性競爭。

4.4 改變現(xiàn)有甘蔗種植培模式，犁耙、種植、管理和收割更適于機械化

廣西農(nóng)墾集團蔗區(qū)離市郊不遠，由于環(huán)保因素禁止焚燒蔗葉，必須執(zhí)行蔗葉碎葉技術；為實現(xiàn)全程機械化操作，必須改變行距，可以根據(jù)地形地勢、地塊大小、種植模式和農(nóng)機機型等更改與之相配套的行距，如寬行、寬窄行、加倍行距進行套種等種植模式。

4.5 重新調整土地

農(nóng)戶承包土地要集中和連片，便于統(tǒng)一管理，如使用高效無人機殺蟲除草。此外，廣西蔗區(qū)大多分布在旱坡地，種植甘蔗一定要實施水肥一體化灌溉，既節(jié)約水資源，又利于提高甘蔗單產(chǎn)，真正做到有效保證甘蔗產(chǎn)量。

4.6 糖廠應盡快進行技術改造和提升

糖廠加快進行技術改造和提升，以滿足機械化甘蔗收割，尤其是要提高除雜能力。主要改造內(nèi)容是：①除雜技術改造，采用高效的甘蔗除雜設備，對甘蔗中夾帶的泥沙等雜物進行除雜后入榨生產(chǎn)?？刹捎脵C械除雜，也可以采用水洗除雜，或者2種除雜方式同時使用，提高除雜效果。②清凈工藝技術改造，首先對混合汁進行沉沙處理或過濾處理，減少泥沙等雜物進入清凈系統(tǒng)中，減輕澄清中和系統(tǒng)負擔，提高清凈效果；其次改進澄清中和設備，提高清凈效率。③采用二步法生產(chǎn)工藝，即先生產(chǎn)原糖，再進行煉糖，生產(chǎn)出精制白砂糖或優(yōu)一級白砂糖。

5 結語

甘蔗糖業(yè)是廣西最具競爭力，也是對全國產(chǎn)生重大經(jīng)濟影響的一個優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，是推動廣西經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)民增收和財政增稅的支柱產(chǎn)業(yè)。自1992/93年榨季以來，已連續(xù)30個榨季食糖產(chǎn)量高居全國首位，對我國食糖的供求平衡起著舉足輕重的作用。廣西農(nóng)墾具有廣西蔗區(qū)以丘陵和山坡地為主的特點，以及甘蔗種植地塊分散、地塊小和種植模式不適合機械化作業(yè)等，嚴重影響甘蔗生產(chǎn)全程機械化發(fā)展，尤其是收獲機械化發(fā)展非常緩慢。本文針對廣西農(nóng)墾集團甘蔗生產(chǎn)中存在的問題，分析了限制甘蔗生產(chǎn)全程機械化，特別是影響收獲機械化的幾個主要限制因素，進一步分析了全程機械化的經(jīng)濟效益。結合廣西農(nóng)墾蔗區(qū)甘蔗生產(chǎn)的實際，針對甘蔗種植模式、土地租賃和農(nóng)機資源的整合利用，以及制糖企業(yè)工藝改造提升等提出了相應的改進措施和策略，為加快實現(xiàn)廣西農(nóng)墾甘蔗生產(chǎn)規(guī)?；?、高效化、全程機械化提供參考。