甘蔗生产机械化现状与发展对策

甘蔗生产机械化现状与发展对策

0农艺与机械配套技术的积极应用与推行广西是中国的糖产区。自1992年至1993年压榨季节以来，广西甘蔗种植面积和糖量一直是中国的首要任务。2007/2008榨季广西糖料蔗种植面积983.33khm2,蔗糖产量为9410kt,占全国食糖总产量的63.4%,蔗糖业的税利收入占广西财政收入的11%以上。蔗糖业已成为广西壮族自治区经济发展的重要支柱和农民脱贫致富的重要来源,甘蔗蔗糖业的持续高效发展对增加农民收入、减少贫困人口、解决城乡就业问题、发展地方经济、促进和谐社会的发展都具有十分重要的意义。但目前制约广西蔗糖业可持续发展的瓶颈之一是甘蔗生产机械化水平低下,尤其在原料蔗收获环节,广西原料蔗总产量76880kt(07/08榨季)完全靠人工作业完成。而原料蔗收获用工量约占甘蔗生产过程的55%,作业条件艰苦且劳动强度大,效率低,成本高,从而导致甘蔗生产成本居高不下。广大蔗农迫切希望和要求采用机械化收获甘蔗,解脱繁重的体力劳动,大幅度地提高劳动生产效率,降低生产成本,增加经济收入。国内从20世纪60年代开始至今,虽然先后开发、生产了不少甘蔗机械收获机型,但迄今为此却仍只处在试验、示范阶段。甘蔗收获尚未大面积采用机械作业原因是多方面的,主要原因除了机械成熟度不高、甘蔗生产规模小、糖厂对原料蔗收购标准较高等外,更重要的原因是农机和农艺技术一直未能很好的结合,农艺与农机配套技术研究不够。因此,有必要积极地探索和改革农艺综合配套技术,用先进的科学技术来满足和适应甘蔗收获机械化作业的实际需要。只有协调好农机与农艺间的关系,使两者互相适应、互相促进时,甘蔗收获机械化才能得到有效、持续、快速发展,才能发挥更大的效益。1主要因素是甘蔗收获机械的推广应用1.1蔗地特点的影响由于沿袭家庭联产承包责任制,广西绝大多数蔗区都是单家独户经营模式,地形复杂、起伏不平、地块大小不一、分散不连片、蔗地小等,蔗地特殊的条件给甘蔗收获机械化技术推广带来很大困难。1.2机械化作业,不利于甘蔗的生长目前广西甘蔗种植行距大部分在60~90cm,行距过窄,不但不利于田间通风透光,影响甘蔗植株生长,更不利于各生产环节机械化作业。此外,还存在耕种时间不一、品种混杂、连片成熟期不一致、田间管理不够科学、甘蔗长势参差不齐等因素。1.3机械化收获的甘蔗1)机收甘蔗含杂率高。甘蔗含杂率是指进厂原料甘蔗所含的蔗叶、蔗梢、根须、泥土等杂质。从目前在一些蔗区的试验或示范结果表明,各种机械收获原料蔗夹杂物含量高,达7%~10%。而国内糖厂对原料甘蔗含杂率要求较严格,一般不得超过1%。根据国内外的实践证明,机械化收获的甘蔗很难达到1%含杂率的要求。2)割茬不齐,甘蔗破头率高。由于蔗田起伏不平,割台可调性差,造成割茬不齐,破头率高达15%左右,在湿土条件作业高达20%,降低了次年甘蔗发株率,影响宿根产量。3)切梢装置调整不便,对生长高度不齐的甘蔗难以控制到合理的切梢长度,损失率比较高。4)切段式联合收割机采收的切段蔗不符合糖厂要求。由于甘蔗切段后,必须在16h内开榨,否则甘蔗品质会变劣,造成糖分下降,影响出糖率,而目前糖厂的生产模式不能保证在此时间内开榨。整杆式甘蔗收割机不能收获严重倒伏的甘蔗,输送装置还不完善,生产率低,劳动强度仍偏高。5)由于收获机械机身庞大,重量重,并配套有连带装载甘蔗在内的10t左右卡车(拖车)在蔗田多次转弯调头、往返行驶碾压,对蔗地理化性状及蔗茬造成一定的破坏性,尤其在阴雨天作业更为严重,导致宿根蔗发株少,产量低。2甘蔗生产机械化的推广种植针对上述存在的问题,在进行蔗田的整治和规划,使蔗田尽可能面积大而平整,并搞好蔗田机耕道的基础上,应积极改革传统的种植方式,实施有利于收获机械化的农艺配套技术,有效地减少机收损失和降低含杂率,为甘蔗收获机械的大面积应用创造良好的作业条件。采用配套关键技术包括以下几方面。2.1生长、生长、成茎能力强适宜机械化的甘蔗品种不仅具有丰产、高糖、抗逆强、适应性广的特点,还特别强调宿根性强,宿根发株多,抗倒伏、易脱叶、气生根少,生长均匀、整齐度高、无明显大小茎,分蘖成茎率高、有效茎多,蔗糖分耐转化能力强。目前广西已推广种植的新台糖16号、22号、25号以及正在推广的桂糖28号、桂糖02/901、97/69等品种(系)比较适合机械化收割,而新台糖27号和赣蔗15号因脱叶性差、宿根性一般,不适宜机械化收获。2.2加大种植适用、种植地域是广西农采用深耕深松是甘蔗获得高产的最有效的措施之一,不但能改善土壤理化性状,提高土壤水分涵养、保墒、保肥能力,同时能促进甘蔗根系生长,甘蔗根系分布广且深扎明显(一般牛耕60~80cm,机耕150cm以上),所以甘蔗不易倒伏。目前蔗区甘蔗种植行距多数为0.6~0.9m,与收获机械轮距不吻合致使机具不能下地作业,即使能下地作业也造成损失率大及不方便操作、效率低等问题。因此必须改革目前的种植工艺,推行适当的宽行或宽窄行种植,将种植行距增加到1.2~1.8m,具体为单行种植行距为1.2~1.4m;宽窄行种植,宽行为1.5~1.8m,窄行0.5~0.7m。有些蔗农担心,行距加宽,会导致甘蔗产量下降,实际这一担心是多余的。实行宽行种植,不但有利于田间通风透光、提高光合效率、减少病虫危害、促进甘蔗生长,而且也更有利于机械化田间管理,提高工作效率。只要通过采用良种良法,进行科学耕种、管理,在一定范围内加大种植行距,不但不减产,反而可提高产量、质量。在这方面广西农垦已经有较多的成功经验和例子,如上思昌菱农场连续多年在近2khm2连片面积上稳定实现高产,2004年以来甘蔗平均单产在105t/hm2以上,2008年全场甘蔗平均单产达到133.5t/hm2,甘蔗单产、甘蔗蔗糖分等技术经济指标都达到了广西也是国内最高水平。金光农场、柳州新兴农场近年来均实现大面积平均单产在105t/hm2以上,他们的成功做法之一就是采用机械深耕深松技术,大力推行宽行种植,种植行距均在1.2m以上。2.3全茎混芽,缺乏火炬树,影响甘蔗生长选用健康无病虫的新鲜梢头苗或半茎苗作种,有利于甘蔗发芽整齐,生长均匀一致。据试验研究表明:同一蔗茎上的不同部位的芽,其萌发力差别很大,从顶端生长点至基部,蔗芽的萌芽率和萌发速度是递减的,从第8节芽起,每往下一个芽,发芽时间推迟1~3天。春植试验,梢部芽萌芽率为82.5%,中部芽为68.7%,基部芽为32.8%。目前很多蔗区采用全茎做种,种苗发芽参差不齐,导致甘蔗生长高矮、大小不一,整齐度差,不利于机械收获,造成收获效率低,损失大,含杂率高。此外,要注意实行连片统一品种、统一种植(时间),冬植蔗、早春植蔗还要做好浸种消毒工作,提高发芽率,尽可能减少因补苗而造成长势不均。2.4合理地栽培和壮苗1合理种植春、冬植甘蔗单位面积产量是由有效茎数和单茎重量两个因素构成的,要确保产量,不但要有足够的有效茎数,又要协调好甘蔗群体与个体关系,保证个体充分生长。由于行距扩大,为保证基本高产苗数,必须适当密植。而广西蔗区属暖湿型海洋季风气候,在春季和初夏多云阴天天气较多,光照不足,分蘖成茎率较低,因此合理密理的原则应以主茎为主,分蘖茎为辅。一般春植蔗下种量为14~18个芽/m,冬植蔗下种量可适当增加15%~20%。种茎以品字形或双行窄幅排放,两行种之间距离8cm左右,种茎与土壤紧贴,芽向两侧。2化肥与甘蔗生长的要求甘蔗是高产作物,它需要的水、肥量很大,因此,下种时要施足基肥。基肥主要是确保甘蔗整个苗期需肥(包括萌芽期、幼苗期、分蘖期),以满足蔗苗生长需要。如果肥料不足,甘蔗生长细弱,基部细小,后期易倒伏,增加机械收获难度。一般要求每公顷施用农家肥7500~15000kg;钙镁磷肥1125~1500kg、氯化钾225~300kg、尿素75~150kg混合作基肥,或用氮、磷、钾含量为25%的复混肥750~1500kg作基肥,也可以施用等量的甘蔗专用复混肥。3冬植蔗覆盖地膜有利于甘蔗培育壮苗地膜覆盖是一种保护性栽培技术,多年来应用于甘蔗上增产效果显著。地膜覆盖不仅能提高了土温、保持土壤水分,还能加快土壤养分的分解,减少肥料的流失。因此,冬植蔗和早春植蔗覆盖地膜,可以提高甘蔗发芽率,而且蔗苗生长整齐、均匀,是培育壮苗的一项关键措施,也有利于甘蔗防倒。使用盖膜犁覆盖地膜,一次可以完成盖土、盖膜,工效高,每天可完成1~1.33hm2,是人工盖膜的3倍。2.5加强培土质量,防止后期甘蔗各广西气候特殊,台风多,造成甘蔗易倒伏、弯曲。据统计,台风、季风较严重的年份,甘蔗倒伏、弯曲情况约30%~40%,其中甘蔗茎秆弯曲率占30%左右,倒伏角度在30°以下的占15%左右,影响轻微的年份约10%~20%。甘蔗倒伏不仅使蔗茎产量下降,而且由于蔗茎靠地一侧生长带恢复分生作用,使蔗茎向上弯曲生长,促使蔗糖分转化。同时还造成机械收获困难,收获损失率大。据金光农场生产实践表明,倒伏甘蔗机收损失率在5%以上,比直立甘蔗高2%以上。因此要注重提高中耕培土质量,防止后期甘蔗倒伏。此外经过高培土的甘蔗用机械收割后对蔗蔸影响较小,破头率低,对第二年宿根出苗和甘蔗产量影响不大。生产上最好采用中耕培土机械,一次性完成松(碎)土、除草、培土、施肥作业,培土高度15~25cm,质量好、效率高、成本低。2.6蔗糖分积累的持续性促进甘蔗适时成熟和提高蔗糖分是蔗糖生产中的一个重要问题,历来受到普遍重视。化学催熟是指在不降低或不显著降低蔗茎产量的前提下,通过化学药剂处理,使甘蔗的代谢中心提早或加速由生长转向蔗糖分积累,从而提高甘蔗的早期蔗糖分,增加甘蔗群体的成熟度,延长蔗糖分积累的持续期,甚至使甘蔗的蔗糖分达到自然成熟条件下难以达到的最高遗传潜力水平。2003年以来广西农科院在国家科技支撑项目的支持下,利用轻型水上飞机在上思、南宁郊区金光、横县良圻、柳江露塘等蔗区喷施甘蔗催熟增糖剂,面积达4.67khm2,增糖效果显著,蔗糖分提高1%以上,投入产出比1∶46.9,大大地提高了糖厂的经济效益。然而,目前制约该项技术推广的主要原因是喷施增糖剂后因大面积甘蔗成熟,而人工砍收效率低,劳力不足,不能及时收获入厂压榨,使得糖厂未能实现利润最大化。采用机械化收获后,这一制约因素将迎刃而解。同时甘蔗喷施催熟增糖剂后,促进甘蔗一致成熟,蔗叶落黄,青叶减少,机械收获含杂率低。而且试验证明,喷施甘蔗增糖剂(主要成分为乙烯利),能极显著促进第二年宿根蔗出苗,提高宿根蔗产量。因此,这是一项一举多得的配套关键技术。2.7影响宿根蔗产量的甘蔗因素甘蔗成熟期适度干旱有利于蔗株蔗糖分的积累,促进甘蔗成熟。这时期如果水分过多,甘蔗继续保持蔗株旺盛生长,其同化产物用于蔗株的生长,使蔗糖的积累减少,对甘蔗的工艺成熟不利。由于我国目前尚未实施按质论价,一些蔗农为提高产量,获得更大的收益,在成熟期进行灌水处理。其结果不但降低蔗糖分,也不利于机械收获。因为甘蔗生长旺盛青叶多,势必造成含杂率增加,同时,由于收割机和伴随收割机行走的装载量10多吨卡车(拖车)经常往返行驶在蔗田,使土壤因湿度大更易被压而硬化,从而破坏了土壤团粒结构,使土壤耕作层的透水性、保水性、透气性变坏,影响宿根蔗产量。而且土壤湿度大,机收破头的蔗蔸更容易发霉腐烂,导致甘蔗不能发芽。2.8推动甘蔗生产蔗叶还田还有以下好处:①培肥地力。每收获5吨原料蔗,地上部的蔗叶、梢约有600~1000kg(鲜重)。蔗叶的残茎所获得的养份约相当于施尿素7.5kg、钙镁磷肥10.3kg及氯化钾18.3kg,可以解决甘蔗约20%的肥料。还可增加土壤有机质和硅、钙、镁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,减少干旱的影响。③抑制杂草,杂草少。④机械化作业必然会对蔗田物理性状会造成一定的影响,推广蔗叶还田可以改善土壤结构,大大减轻机械压实对蔗田土壤的影响。⑤解决了蔗叶就地焚烧造成的火灾隐患和环境污染的影响。⑥采用机械收获,蔗叶被切碎洒抛回地面,解决过去因蔗叶不利于田间管理的难题。2.9不同机械收获对蔗头破损的影响由于收获机械及配套装载车的对土壤的压实,使土壤通透性差,从而影响根系和蔗芽的生长发育,同时机械收获对蔗头的破损主要是土上或上位蔗芽部分。因此通过对宿根进行破垄松蔸,改善蔗芽萌发的环境条件,促进低位芽的萌发,也可弥补机械收获时蔗头破损对蔗芽萌发的影响,提高宿根蔗产量。生产上可采用36.8~44.1kW拖拉机配套甘蔗破垄犁,完成破垄作业,再进行人工松蔸。3应尽快研究相关技术的优势3.1甘蔗良种选育对近年来推广的品种、自育的新品种(系)及引进的甘蔗新品种进行适宜机械化工农艺性状的试验研究,尽快从现有的品种(系)及引进品种中筛选出适宜机械化种植的甘蔗良种,为当前生产上大面积推广应用提供品种支撑。同时构建一整套适宜机械化种植的甘蔗良种综合评价指标体系,为适宜机械化品种选育提供科学依据。应尽快开展适宜机械化品种选育研究,积极探索育种途径和技术,尽快选育出适合机械化生产的新品种,以适应甘蔗生产形势发展的需要。3.2机械化种植甘蔗对不同类型收获机械开展不同行距、密度条件下,甘蔗个体与群体生长特性以及对甘蔗产量影响和收获效率的研究,探索适宜机械化作业的最佳种植行距、密度,提高机械化作业效率,降低成本。3.3主要关键技术研究利用飞机喷施增糖剂,解决了人工喷施因甘蔗后期植株高大、群体密集造成的喷施困难、劳动强度大、喷施成本高、效率低的问题。但目前示范应用面积仍偏小,示范品种主要以新台糖22号为主,不同品种间及不同植期的喷施浓度等关键技术仍需进一步试验探讨;喷施增糖剂配套技术体系仍需不断完善,如喷施涉及千家万户,糖厂砍运榨工作如何更好的衔接等,这些都实现甘蔗化学催熟增糖技术产业化应用所需迫切解决的问题。3.4培养甘蔗叶还田对肥料的稳定效果蔗叶还田作为一项甘