广西甘蔗联合收获机械化技术应用效益分析

◎何波涛（广西农机化技术推广总站 530001）

广西甘蔗联合收获机械化技术应用效益分析

◎何波涛
（广西农机化技术推广总站 530001）

广西是我国最大的糖料蔗产区，常年种植面积100万hm2、产量7500万t左右，占全国的60％以上。目前，广西甘蔗生产机械化主要集中在耕种环节，联合机收率不到0.3％。甘蔗生产机械化程度低，尤其是收割环节机械化程度低已成为制约广西糖业发展的主要因素。从2011/2012榨季开始，广西加大了政策扶持力度，通过采取项目带动和宣传培训等手段，组织引进22台甘蔗联合收割机进行试验示范，机收甘蔗1.4万t。到2014/2015榨季，进入广西的甘蔗联合机达到119台，机收糖料甘蔗达到3226.6hm2、21.02万t，4年增加了14倍，从而实现了甘蔗联合机收零的突破。

2011～2014年，我区在南宁市、崇左市、来宾市等甘蔗主产区建立试验示范基地，开展机械联合收获与人工砍收和相关农机农艺融合的对比试验，对作业效率和成本、甘蔗产量和品质等指标进行分析研究，探索适合广西甘蔗生产机械化收获作业模式。参与的机型有两种，一种是整杆式，其技术路线为：扶正→切割→喂入→剥叶→输送→蔗茎蔗叶分离→断尾→集堆→装车。机型包括：坤达4GZD-75型、汉升HS180型和翔越4ZL-1型；另一种是切段式，其技术路线为：切梢→扶正→切割→喂入→输送→切段→分离→输送→装车。机型包括：科利亚4gz-56型、凯斯A4000型。现就示范基地开展的对比试验结果和作业跟踪调查情况，对甘蔗联合收获机械化技术应用效果进行分析：

一、机械收获对宿根蔗生长影响的分析

2011～2013年，在南宁市武鸣县试验示范基地引进汉升HS180型整杆式收割机、科利亚4gz-56型切断式甘蔗联合收割机进行机收与人工砍收2组不同内容的对比试验。其中，HS180型作业的对比试验设置了不同砍收方式和不同种植行距二因素试验，砍收方式设机械砍收和人工砍收（对比），种植行距设1.0m、1.1m、1.2m和1.3m四个规格，供试甘蔗品种为台糖668。4gz-56型作业对比试验设机械收获和人工收获（对比）2个处理、3次重复，共6个试验小区，供试甘蔗品种为湛选05/18，种植行距均为1.1m。试验主要研究分析机械收割对蔗蔸质量和翌年宿根蔗农艺性状影响。结果表明：①机械收割对宿根蔗地下芽、蔗兜开裂有一定程度的影响，但不影响宿根蔗的发株，其死苗率低于人工砍收处理；1.0～1.3m种植行距范围内，机械收割对蔗桩开裂长度的影响随行距加大降低，在1.2m种植行距下，机械收割对蔗兜的开裂影响最小，开裂程度分别比1.0m、1.1m、1.3m行距处理减少3.45cm、1.98cm、0.34cm。其高位芽死芽率为15.79％，低位芽死芽率为6.58％，均比其它三个行距处理低。②机械收割对不同种植行距宿根蔗地下芽生长的影响较明显，较宽的种植行距有利于提高下位芽的数量和活芽率，同时，较宽的种植行距也有利于提高宿根蔗根系活力，促进地面上部生长，蔗苗粗壮高大，但是行距过宽，不利于宿根蔗群体的发育，容易造成苗数不足。③机收使甘蔗叶片的脯氨酸含量增加，丙二醛含量下降，膜透性与人工收获处理相当。由此推断，机械收获有利于增强宿根蔗的抗旱能力，同时这种促进作用因行距不同而异，1.2m行距机收处理的抗旱性指标综合表现较好。④1.2m和1.3m行距机收处理的径长、茎径、单茎重和有效茎数均优于人工处理。综合以上情况，在种植行距适合的情况下，机收有利于宿根蔗的生长。两次试验中，参与试验机型的最小设计适应种植行距为1.0m，但是收割机在此种植行距进行作业时，机械行走部件离蔗蔸的距离较近，如机手操作不熟练、种植时开沟不直或甘蔗倒伏便容易碾压甘蔗，使蔗蔸受到伤害，宿根蔗根系活力也因蔗蔸受到伤害而降低。另外，由于第二、第三年宿根蔗种植带不断加宽，也对来年宿根蔗收割带来较大影响。因此，我们认为以上两种机型收割理想的种植行距应为1.2～1.3m。

二、不同条件下机械联合收获的作业质量、工效分析

相关测试和调查分别在南宁、崇左2个市的甘蔗主产县多个地块进行。其中，南宁市调查点设在武鸣县宁武、锣圩等乡镇，时间为2011/2012、2012/2013榨季，机型为科利亚4gz-56型切断式甘蔗联合收割机，测试区甘蔗地面积超过13.33hm2以上。测试指标包括：切割高度合格率、宿根破头率、含杂率、损失率、蔗茎合格率、工作效率等，主要目的是研究分析不同地形、植被、作物特征等条件对作业质量和工作效率的影响。崇左市调查点设在扶绥县、江州区、宁明县、龙州县等县（区）的岜盆乡、驮卢镇等6个乡镇，调查对象为4台凯斯A4000型切断式甘蔗联合收割机，时间为2013年12月～2014年1月。测试区甘蔗地面积均在2hm2以上，坡度3～5°，行距为1.0m、1.35m，行长分别为74m、91m、120m、160～300m。主要测试收割速度、工作效率等作业性能指标，以分析研究不同地块大小、种植行距、甘蔗产量、收集方式、运输距离等对工作效率的影响。分析结果表明：①4gz-56型切断式甘蔗联合收获机在缓坡地蔗叶含水率低、甘蔗轻微倒伏情况下，甘蔗联合收割机平均切割高度合格率91％、宿根破头率28.5％、含杂率13.47％、损失率5％、蔗段合格率92％，工作效率为每小时5.207t。而在甘蔗倒伏情况下，宿根破头率达到了45％，比不倒伏情况下高出近1倍；在坡度大于12°、蔗叶含水率大于40％或甘蔗倒伏情况下，其平均工作效率都只有3.695t/h，相比较好地块降低了29％。②A4000型切断式甘蔗联合收获机进行作业时，甘蔗产量高收割效率也高，但对收割速度影响不大。在甘蔗亩产高（6t/亩左右）且行长达100m以上，并在作业的地头预先开好机耕道的地块作业，平均工作效率为9t / h，最高可达到18t / h，最低效率为6t/h。当种植行距为1.35m、产量为6t时，行长达到200～250m，效率较高。③A4000型切断式甘蔗联合收获机采用收集车跟随装载作业，相对于直接运输车辆跟随装载作业的方式，在减少压坏蔗头的同时，工作效率更高。在甘蔗地块离糖厂30km范围内，1台甘蔗联合收割机配套2～3台带自动卸载功能的收集车作业，更利于提高甘蔗收获效率和调配运输车辆。④切断式机收运输车只能装载人工砍收运输量的70％左右，运输收入明显偏低。测试结果表明，运输距离为11km，通过实施绿色通道和机收甘蔗运输补助（崇左市实施运输补助10元/t，由糖厂和机收公司各付5元/t）以及合理安排运输车辆、到位时间，运输机械收割甘蔗的车辆每天可以比运输人工收获甘蔗的车辆多运1车甘蔗，增加收益172.44元。

根据以上分析证明，切断式甘蔗联合收割机在蔗叶含水率低、地块面积大、地形坡度小、甘蔗不倒伏或轻微倒伏、转弯调头机耕道足够宽以及配备适当的收集车等条件下，才能获得更佳的作业质量和工作效率。

三、经济效益分析

2012/2013、2013/2014榨季，广西农机化技术推广总站组织人员在武鸣县、来宾市兴宾区、扶绥县等几个甘蔗主产区，对甘蔗联合收割机的机收作业成本进行了调查。从调查的结果看，在效率方面，切断式收割机工效较高，A4000型每台收割机平均总作业时间收割效率为7.5t/h左右，约是人工的75倍，而4ZL-1型整杆式收割机效率为4t/h左右，约是人工砍收效率的40倍。在成本方面，虽然不同机型作业收费均为100元/t左右，但由于其配套动力、生产效率及装车方式等不同，机械作业成本存在一定的差异。在作业条件正常情况下，A4000型和4ZL-1型机械收获甘蔗成本分别为65.81 元/t、77.3元/t，年作业纯收入为18.46万元、6.53万元。具体计算见下表：

甘蔗联合收割机经济效益计算表

目前广西示范区机收作业补贴约为30元/ t，A4000型和4ZL-1型每台收割机实际年作业利润为34.66万元和15.17万元。按2015年广西农机购置补贴标准，A4000型中央和地方累加补贴达到65万元/台，4ZL-1整杆式改进型为20万元/台，购机者实际每台购机价分别为95万元、40万元左右，在正常作业条件下连续3年可收回成本。从降低甘蔗生产成本来看，收割机作业成本比人工收获成本降低了50 元/t以上，按目前甘蔗平均亩产5t计算，每公顷甘蔗可为蔗农增收3750元以上，或为制糖企业降低吨糖成本400元以上。另外，1台甘蔗联合收割机一个榨季按机收量3000t计算，可替代20个人工以上。按广西33万hm2机收面积计算，一个榨季可节省劳动力16万人以上，能够缓解部分季节性劳动力不足的问题。但是，在经济效益测算过程中我们注意到，在现阶段作业条件下，如果不采取扶持政策，购机者投资回收期较长（回收期达到8～9年），效益很难得到保障，农民购机积极性不高，这也是广西甘蔗联合收割机多年以来“推而不广”的一个重要原因。

四、存在问题及发展建议

（一）采取多种形式并存的方式，走“以切断式为主，以整杆式为辅”的机收发展路子

切断式收割机作业效率高，能大大节省劳动力，技术成熟、性能可靠的机型较多。但收割后的蔗段不易保存，需要24h内进行压榨。由于工作原理等原因，大多数机型配套功率大、结构复杂、外形尺寸庞大，对地块大小、坡度等作业条件要求较高。整杆式收割机符合目前制糖工艺要求，对地块大小及平整度要求不高。但收获效率较低，附加人工多，对倒伏严重或交叉倒伏收获质量差，机具的使用性能和可靠性还存在一些问题。从近些年整杆式在广西的应用情况来看，联合收割机普遍存在因传动输送系统容易塞蔗叶、剥叶环节甘蔗容易折断、断尾装置设计不合理、连续作业稳定性差等问题，使收割损失率高、工作效率不理想。整杆式收获机械采用“割倒+剥叶”的方式进行作业，结构简单、造价低廉，适合地块小、坡度大的丘陵山区使用。但是消耗人工多、效率低下。2013年，自治区政府开始实施“广西500万亩高产高糖糖料蔗基地”建设，计划到2020年，在基地内实现全程机械化生产，其余蔗区收获机械化水平50％以上。按照规划，基地建设范围涉及10市、32个县（市、区）、共87.53万hm2甘蔗种植面积，其中，坡度13°以下、单片种植面积33.33hm2以上蔗田基地39万hm2，占44.5％。根据发达国家的经验，这些条件较好地块不能全部用切断式进行收获，主要原因是雨水天气机械无法作业，需要储存部分整杆甘蔗来保证糖厂连续压榨。广西超过一半以上的蔗地坡度超过13°，不适用中大型切断式联合收割机。因此，采用整杆式联合收割机或分段式机械收获的方式进行补充，是全面提高收获机械化水平的必要手段。

（二）进一步改善作业环境，提高甘蔗联合收割机的效益

根据近两年广西甘蔗联合收割机应用调查跟踪结果，技术较为成熟的合资机型如凯斯A4000、迪尔CH330型切断式联合收割机平均作业效率为60～70t /天（一天按8小时计），与设计值100～120t/天以上相比，作业效率只发挥了40％，而油耗增加了30％。而国产切断式机型日作业量仅为30t左右，与设计效率相差较远。作业效率不能有效发挥的主要原因是：地块连片规模小，蔗地石头等杂物多；种植行距不符合要求，种植后不进行培土或培土不到位垄沟呈V字型；缺乏甘蔗田间收集转运机，运输车合理调配难；机耕道设计不合理，田间调头辅助时间长；部分糖厂不配合，进料槽改造进度缓慢，机收甘蔗不能顺利入厂等。因此，为促进甘蔗机收的发展，政府部门一方面要协调相关部门，加大力度，尽快改善机收作业条件；另一方面应增加财政预算，除确保足够的购机、作业补贴资金外，尽快出台运输等相关补贴政策。农机部门要加强技术培训，协调生产企业或经销商保障零部件供应和正常维修服务。