甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀與發(fā)展對策

甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀與發(fā)展對策

0農(nóng)藝與機(jī)械配套技術(shù)的積極應(yīng)用與推行廣西是中國的糖產(chǎn)區(qū)。自1992年至1993年壓榨季節(jié)以來，廣西甘蔗種植面積和糖量一直是中國的首要任務(wù)。2007/2008榨季廣西糖料蔗種植面積983.33khm2,蔗糖產(chǎn)量為9410kt,占全國食糖總產(chǎn)量的63.4%,蔗糖業(yè)的稅利收入占廣西財政收入的11%以上。蔗糖業(yè)已成為廣西壯族自治區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱和農(nóng)民脫貧致富的重要來源,甘蔗蔗糖業(yè)的持續(xù)高效發(fā)展對增加農(nóng)民收入、減少貧困人口、解決城鄉(xiāng)就業(yè)問題、發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)和諧社會的發(fā)展都具有十分重要的意義。但目前制約廣西蔗糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一是甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化水平低下,尤其在原料蔗收獲環(huán)節(jié),廣西原料蔗總產(chǎn)量76880kt(07/08榨季)完全靠人工作業(yè)完成。而原料蔗收獲用工量約占甘蔗生產(chǎn)過程的55%,作業(yè)條件艱苦且勞動強(qiáng)度大,效率低,成本高,從而導(dǎo)致甘蔗生產(chǎn)成本居高不下。廣大蔗農(nóng)迫切希望和要求采用機(jī)械化收獲甘蔗,解脫繁重的體力勞動,大幅度地提高勞動生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,增加經(jīng)濟(jì)收入。國內(nèi)從20世紀(jì)60年代開始至今,雖然先后開發(fā)、生產(chǎn)了不少甘蔗機(jī)械收獲機(jī)型,但迄今為此卻仍只處在試驗(yàn)、示范階段。甘蔗收獲尚未大面積采用機(jī)械作業(yè)原因是多方面的,主要原因除了機(jī)械成熟度不高、甘蔗生產(chǎn)規(guī)模小、糖廠對原料蔗收購標(biāo)準(zhǔn)較高等外,更重要的原因是農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝技術(shù)一直未能很好的結(jié)合,農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)配套技術(shù)研究不夠。因此,有必要積極地探索和改革農(nóng)藝綜合配套技術(shù),用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來滿足和適應(yīng)甘蔗收獲機(jī)械化作業(yè)的實(shí)際需要。只有協(xié)調(diào)好農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝間的關(guān)系,使兩者互相適應(yīng)、互相促進(jìn)時,甘蔗收獲機(jī)械化才能得到有效、持續(xù)、快速發(fā)展,才能發(fā)揮更大的效益。1主要因素是甘蔗收獲機(jī)械的推廣應(yīng)用1.1蔗地特點(diǎn)的影響由于沿襲家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制,廣西絕大多數(shù)蔗區(qū)都是單家獨(dú)戶經(jīng)營模式,地形復(fù)雜、起伏不平、地塊大小不一、分散不連片、蔗地小等,蔗地特殊的條件給甘蔗收獲機(jī)械化技術(shù)推廣帶來很大困難。1.2機(jī)械化作業(yè),不利于甘蔗的生長目前廣西甘蔗種植行距大部分在60~90cm,行距過窄,不但不利于田間通風(fēng)透光,影響甘蔗植株生長,更不利于各生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械化作業(yè)。此外,還存在耕種時間不一、品種混雜、連片成熟期不一致、田間管理不夠科學(xué)、甘蔗長勢參差不齊等因素。1.3機(jī)械化收獲的甘蔗1)機(jī)收甘蔗含雜率高。甘蔗含雜率是指進(jìn)廠原料甘蔗所含的蔗葉、蔗梢、根須、泥土等雜質(zhì)。從目前在一些蔗區(qū)的試驗(yàn)或示范結(jié)果表明,各種機(jī)械收獲原料蔗夾雜物含量高,達(dá)7%~10%。而國內(nèi)糖廠對原料甘蔗含雜率要求較嚴(yán)格,一般不得超過1%。根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)踐證明,機(jī)械化收獲的甘蔗很難達(dá)到1%含雜率的要求。2)割茬不齊,甘蔗破頭率高。由于蔗田起伏不平,割臺可調(diào)性差,造成割茬不齊,破頭率高達(dá)15%左右,在濕土條件作業(yè)高達(dá)20%,降低了次年甘蔗發(fā)株率,影響宿根產(chǎn)量。3)切梢裝置調(diào)整不便,對生長高度不齊的甘蔗難以控制到合理的切梢長度,損失率比較高。4)切段式聯(lián)合收割機(jī)采收的切段蔗不符合糖廠要求。由于甘蔗切段后,必須在16h內(nèi)開榨,否則甘蔗品質(zhì)會變劣,造成糖分下降,影響出糖率,而目前糖廠的生產(chǎn)模式不能保證在此時間內(nèi)開榨。整桿式甘蔗收割機(jī)不能收獲嚴(yán)重倒伏的甘蔗,輸送裝置還不完善,生產(chǎn)率低,勞動強(qiáng)度仍偏高。5)由于收獲機(jī)械機(jī)身龐大,重量重,并配套有連帶裝載甘蔗在內(nèi)的10t左右卡車(拖車)在蔗田多次轉(zhuǎn)彎調(diào)頭、往返行駛碾壓,對蔗地理化性狀及蔗茬造成一定的破壞性,尤其在陰雨天作業(yè)更為嚴(yán)重,導(dǎo)致宿根蔗發(fā)株少,產(chǎn)量低。2甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化的推廣種植針對上述存在的問題,在進(jìn)行蔗田的整治和規(guī)劃,使蔗田盡可能面積大而平整,并搞好蔗田機(jī)耕道的基礎(chǔ)上,應(yīng)積極改革傳統(tǒng)的種植方式,實(shí)施有利于收獲機(jī)械化的農(nóng)藝配套技術(shù),有效地減少機(jī)收損失和降低含雜率,為甘蔗收獲機(jī)械的大面積應(yīng)用創(chuàng)造良好的作業(yè)條件。采用配套關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾方面。2.1生長、生長、成莖能力強(qiáng)適宜機(jī)械化的甘蔗品種不僅具有豐產(chǎn)、高糖、抗逆強(qiáng)、適應(yīng)性廣的特點(diǎn),還特別強(qiáng)調(diào)宿根性強(qiáng),宿根發(fā)株多,抗倒伏、易脫葉、氣生根少,生長均勻、整齊度高、無明顯大小莖,分蘗成莖率高、有效莖多,蔗糖分耐轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)。目前廣西已推廣種植的新臺糖16號、22號、25號以及正在推廣的桂糖28號、桂糖02/901、97/69等品種(系)比較適合機(jī)械化收割,而新臺糖27號和贛蔗15號因脫葉性差、宿根性一般,不適宜機(jī)械化收獲。2.2加大種植適用、種植地域是廣西農(nóng)采用深耕深松是甘蔗獲得高產(chǎn)的最有效的措施之一,不但能改善土壤理化性狀,提高土壤水分涵養(yǎng)、保墑、保肥能力,同時能促進(jìn)甘蔗根系生長,甘蔗根系分布廣且深扎明顯(一般牛耕60~80cm,機(jī)耕150cm以上),所以甘蔗不易倒伏。目前蔗區(qū)甘蔗種植行距多數(shù)為0.6~0.9m,與收獲機(jī)械輪距不吻合致使機(jī)具不能下地作業(yè),即使能下地作業(yè)也造成損失率大及不方便操作、效率低等問題。因此必須改革目前的種植工藝,推行適當(dāng)?shù)膶捫谢驅(qū)捳蟹N植,將種植行距增加到1.2~1.8m,具體為單行種植行距為1.2~1.4m;寬窄行種植,寬行為1.5~1.8m,窄行0.5~0.7m。有些蔗農(nóng)擔(dān)心,行距加寬,會導(dǎo)致甘蔗產(chǎn)量下降,實(shí)際這一擔(dān)心是多余的。實(shí)行寬行種植,不但有利于田間通風(fēng)透光、提高光合效率、減少病蟲危害、促進(jìn)甘蔗生長,而且也更有利于機(jī)械化田間管理,提高工作效率。只要通過采用良種良法,進(jìn)行科學(xué)耕種、管理,在一定范圍內(nèi)加大種植行距,不但不減產(chǎn),反而可提高產(chǎn)量、質(zhì)量。在這方面廣西農(nóng)墾已經(jīng)有較多的成功經(jīng)驗(yàn)和例子,如上思昌菱農(nóng)場連續(xù)多年在近2khm2連片面積上穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)高產(chǎn),2004年以來甘蔗平均單產(chǎn)在105t/hm2以上,2008年全場甘蔗平均單產(chǎn)達(dá)到133.5t/hm2,甘蔗單產(chǎn)、甘蔗蔗糖分等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都達(dá)到了廣西也是國內(nèi)最高水平。金光農(nóng)場、柳州新興農(nóng)場近年來均實(shí)現(xiàn)大面積平均單產(chǎn)在105t/hm2以上,他們的成功做法之一就是采用機(jī)械深耕深松技術(shù),大力推行寬行種植,種植行距均在1.2m以上。2.3全莖混芽,缺乏火炬樹,影響甘蔗生長選用健康無病蟲的新鮮梢頭苗或半莖苗作種,有利于甘蔗發(fā)芽整齊,生長均勻一致。據(jù)試驗(yàn)研究表明:同一蔗莖上的不同部位的芽,其萌發(fā)力差別很大,從頂端生長點(diǎn)至基部,蔗芽的萌芽率和萌發(fā)速度是遞減的,從第8節(jié)芽起,每往下一個芽,發(fā)芽時間推遲1~3天。春植試驗(yàn),梢部芽萌芽率為82.5%,中部芽為68.7%,基部芽為32.8%。目前很多蔗區(qū)采用全莖做種,種苗發(fā)芽參差不齊,導(dǎo)致甘蔗生長高矮、大小不一,整齊度差,不利于機(jī)械收獲,造成收獲效率低,損失大,含雜率高。此外,要注意實(shí)行連片統(tǒng)一品種、統(tǒng)一種植(時間),冬植蔗、早春植蔗還要做好浸種消毒工作,提高發(fā)芽率,盡可能減少因補(bǔ)苗而造成長勢不均。2.4合理地栽培和壯苗1合理種植春、冬植甘蔗單位面積產(chǎn)量是由有效莖數(shù)和單莖重量兩個因素構(gòu)成的,要確保產(chǎn)量,不但要有足夠的有效莖數(shù),又要協(xié)調(diào)好甘蔗群體與個體關(guān)系,保證個體充分生長。由于行距擴(kuò)大,為保證基本高產(chǎn)苗數(shù),必須適當(dāng)密植。而廣西蔗區(qū)屬暖濕型海洋季風(fēng)氣候,在春季和初夏多云陰天天氣較多,光照不足,分蘗成莖率較低,因此合理密理的原則應(yīng)以主莖為主,分蘗莖為輔。一般春植蔗下種量為14~18個芽/m,冬植蔗下種量可適當(dāng)增加15%~20%。種莖以品字形或雙行窄幅排放,兩行種之間距離8cm左右,種莖與土壤緊貼,芽向兩側(cè)。2化肥與甘蔗生長的要求甘蔗是高產(chǎn)作物,它需要的水、肥量很大,因此,下種時要施足基肥?；手饕谴_保甘蔗整個苗期需肥(包括萌芽期、幼苗期、分蘗期),以滿足蔗苗生長需要。如果肥料不足,甘蔗生長細(xì)弱,基部細(xì)小,后期易倒伏,增加機(jī)械收獲難度。一般要求每公頃施用農(nóng)家肥7500~15000kg;鈣鎂磷肥1125~1500kg、氯化鉀225~300kg、尿素75~150kg混合作基肥,或用氮、磷、鉀含量為25%的復(fù)混肥750~1500kg作基肥,也可以施用等量的甘蔗專用復(fù)混肥。3冬植蔗覆蓋地膜有利于甘蔗培育壯苗地膜覆蓋是一種保護(hù)性栽培技術(shù),多年來應(yīng)用于甘蔗上增產(chǎn)效果顯著。地膜覆蓋不僅能提高了土溫、保持土壤水分,還能加快土壤養(yǎng)分的分解,減少肥料的流失。因此,冬植蔗和早春植蔗覆蓋地膜,可以提高甘蔗發(fā)芽率,而且蔗苗生長整齊、均勻,是培育壯苗的一項(xiàng)關(guān)鍵措施,也有利于甘蔗防倒。使用蓋膜犁覆蓋地膜,一次可以完成蓋土、蓋膜,工效高,每天可完成1~1.33hm2,是人工蓋膜的3倍。2.5加強(qiáng)培土質(zhì)量,防止后期甘蔗各廣西氣候特殊,臺風(fēng)多,造成甘蔗易倒伏、彎曲。據(jù)統(tǒng)計(jì),臺風(fēng)、季風(fēng)較嚴(yán)重的年份,甘蔗倒伏、彎曲情況約30%~40%,其中甘蔗莖稈彎曲率占30%左右,倒伏角度在30°以下的占15%左右,影響輕微的年份約10%~20%。甘蔗倒伏不僅使蔗莖產(chǎn)量下降,而且由于蔗莖靠地一側(cè)生長帶恢復(fù)分生作用,使蔗莖向上彎曲生長,促使蔗糖分轉(zhuǎn)化。同時還造成機(jī)械收獲困難,收獲損失率大。據(jù)金光農(nóng)場生產(chǎn)實(shí)踐表明,倒伏甘蔗機(jī)收損失率在5%以上,比直立甘蔗高2%以上。因此要注重提高中耕培土質(zhì)量,防止后期甘蔗倒伏。此外經(jīng)過高培土的甘蔗用機(jī)械收割后對蔗蔸影響較小,破頭率低,對第二年宿根出苗和甘蔗產(chǎn)量影響不大。生產(chǎn)上最好采用中耕培土機(jī)械,一次性完成松(碎)土、除草、培土、施肥作業(yè),培土高度15~25cm,質(zhì)量好、效率高、成本低。2.6蔗糖分積累的持續(xù)性促進(jìn)甘蔗適時成熟和提高蔗糖分是蔗糖生產(chǎn)中的一個重要問題,歷來受到普遍重視?；瘜W(xué)催熟是指在不降低或不顯著降低蔗莖產(chǎn)量的前提下,通過化學(xué)藥劑處理,使甘蔗的代謝中心提早或加速由生長轉(zhuǎn)向蔗糖分積累,從而提高甘蔗的早期蔗糖分,增加甘蔗群體的成熟度,延長蔗糖分積累的持續(xù)期,甚至使甘蔗的蔗糖分達(dá)到自然成熟條件下難以達(dá)到的最高遺傳潛力水平。2003年以來廣西農(nóng)科院在國家科技支撐項(xiàng)目的支持下,利用輕型水上飛機(jī)在上思、南寧郊區(qū)金光、橫縣良圻、柳江露塘等蔗區(qū)噴施甘蔗催熟增糖劑,面積達(dá)4.67khm2,增糖效果顯著,蔗糖分提高1%以上,投入產(chǎn)出比1∶46.9,大大地提高了糖廠的經(jīng)濟(jì)效益。然而,目前制約該項(xiàng)技術(shù)推廣的主要原因是噴施增糖劑后因大面積甘蔗成熟,而人工砍收效率低,勞力不足,不能及時收獲入廠壓榨,使得糖廠未能實(shí)現(xiàn)利潤最大化。采用機(jī)械化收獲后,這一制約因素將迎刃而解。同時甘蔗噴施催熟增糖劑后,促進(jìn)甘蔗一致成熟,蔗葉落黃,青葉減少,機(jī)械收獲含雜率低。而且試驗(yàn)證明,噴施甘蔗增糖劑(主要成分為乙烯利),能極顯著促進(jìn)第二年宿根蔗出苗,提高宿根蔗產(chǎn)量。因此,這是一項(xiàng)一舉多得的配套關(guān)鍵技術(shù)。2.7影響宿根蔗產(chǎn)量的甘蔗因素甘蔗成熟期適度干旱有利于蔗株蔗糖分的積累,促進(jìn)甘蔗成熟。這時期如果水分過多,甘蔗繼續(xù)保持蔗株旺盛生長,其同化產(chǎn)物用于蔗株的生長,使蔗糖的積累減少,對甘蔗的工藝成熟不利。由于我國目前尚未實(shí)施按質(zhì)論價,一些蔗農(nóng)為提高產(chǎn)量,獲得更大的收益,在成熟期進(jìn)行灌水處理。其結(jié)果不但降低蔗糖分,也不利于機(jī)械收獲。因?yàn)楦收嵘L旺盛青葉多,勢必造成含雜率增加,同時,由于收割機(jī)和伴隨收割機(jī)行走的裝載量10多噸卡車(拖車)經(jīng)常往返行駛在蔗田,使土壤因濕度大更易被壓而硬化,從而破壞了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),使土壤耕作層的透水性、保水性、透氣性變壞,影響宿根蔗產(chǎn)量。而且土壤濕度大,機(jī)收破頭的蔗蔸更容易發(fā)霉腐爛,導(dǎo)致甘蔗不能發(fā)芽。2.8推動甘蔗生產(chǎn)蔗葉還田還有以下好處:①培肥地力。每收獲5噸原料蔗,地上部的蔗葉、梢約有600~1000kg(鮮重)。蔗葉的殘莖所獲得的養(yǎng)份約相當(dāng)于施尿素7.5kg、鈣鎂磷肥10.3kg及氯化鉀18.3kg,可以解決甘蔗約20%的肥料。還可增加土壤有機(jī)質(zhì)和硅、鈣、鎂硫等中量和微量元素,是培肥地力的有效措施。②保持蔗地水分,減少干旱的影響。③抑制雜草,雜草少。④機(jī)械化作業(yè)必然會對蔗田物理性狀會造成一定的影響,推廣蔗葉還田可以改善土壤結(jié)構(gòu),大大減輕機(jī)械壓實(shí)對蔗田土壤的影響。⑤解決了蔗葉就地焚燒造成的火災(zāi)隱患和環(huán)境污染的影響。⑥采用機(jī)械收獲,蔗葉被切碎灑拋回地面,解決過去因蔗葉不利于田間管理的難題。2.9不同機(jī)械收獲對蔗頭破損的影響由于收獲機(jī)械及配套裝載車的對土壤的壓實(shí),使土壤通透性差,從而影響根系和蔗芽的生長發(fā)育,同時機(jī)械收獲對蔗頭的破損主要是土上或上位蔗芽部分。因此通過對宿根進(jìn)行破壟松蔸,改善蔗芽萌發(fā)的環(huán)境條件,促進(jìn)低位芽的萌發(fā),也可彌補(bǔ)機(jī)械收獲時蔗頭破損對蔗芽萌發(fā)的影響,提高宿根蔗產(chǎn)量。生產(chǎn)上可采用36.8~44.1kW拖拉機(jī)配套甘蔗破壟犁,完成破壟作業(yè),再進(jìn)行人工松蔸。3應(yīng)盡快研究相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢3.1甘蔗良種選育對近年來推廣的品種、自育的新品種(系)及引進(jìn)的甘蔗新品種進(jìn)行適宜機(jī)械化工農(nóng)藝性狀的試驗(yàn)研究,盡快從現(xiàn)有的品種(系)及引進(jìn)品種中篩選出適宜機(jī)械化種植的甘蔗良種,為當(dāng)前生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用提供品種支撐。同時構(gòu)建一整套適宜機(jī)械化種植的甘蔗良種綜合評價指標(biāo)體系,為適宜機(jī)械化品種選育提供科學(xué)依據(jù)。應(yīng)盡快開展適宜機(jī)械化品種選育研究,積極探索育種途徑和技術(shù),盡快選育出適合機(jī)械化生產(chǎn)的新品種,以適應(yīng)甘蔗生產(chǎn)形勢發(fā)展的需要。3.2機(jī)械化種植甘蔗對不同類型收獲機(jī)械開展不同行距、密度條件下,甘蔗個體與群體生長特性以及對甘蔗產(chǎn)量影響和收獲效率的研究,探索適宜機(jī)械化作業(yè)的最佳種植行距、密度,提高機(jī)械化作業(yè)效率,降低成本。3.3主要關(guān)鍵技術(shù)研究利用飛機(jī)噴施增糖劑,解決了人工噴施因甘蔗后期植株高大、群體密集造成的噴施困難、勞動強(qiáng)度大、噴施成本高、效率低的問題。但目前示范應(yīng)用面積仍偏小,示范品種主要以新臺糖22號為主,不同品種間及不同植期的噴施濃度等關(guān)鍵技術(shù)仍需進(jìn)一步試驗(yàn)探討;噴施增糖劑配套技術(shù)體系仍需不斷完善,如噴施涉及千家萬戶,糖廠砍運(yùn)榨工作如何更好的銜接等,這些都實(shí)現(xiàn)甘蔗化學(xué)催熟增糖技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用所需迫切解決的問題。3.4培養(yǎng)甘蔗葉還田對肥料的穩(wěn)定效果蔗葉還田作為一項(xiàng)甘