我国甘蔗机械化收获现状及存在问题

我国甘蔗机械化收获现状及存在问题

0机械化生产效益下降在世界上，澳大利亚、美国和其他发达国家的甘蔗生产已经实现了甘蔗生产的全过程机械化。一些生产环节的机械化正在发展，生产效率进一步提高，经济影响日益增强，竞争优势日益增强。然而到目前为止,我国甘蔗生产除耕整地、运输实现机械化外,劳动量最大的种植、收获等环节主要依靠人力去完成,仍然不得不延续古老的手工劳作方式,导致生产效率极低。同时,伴随着农村劳动力的短缺和人工费用的上涨,生产成本居高不下,国际竞争力愈趋减退。我国甘蔗经济的发展仍然面临落后生产力的严重制约,其甘蔗人工收获劳动量占总劳动量的50%,人工收获成本约占生产成本的20%。一个技术熟练的工人1天工作8h收获0.7~1t甘蔗。而湛江农垦的1台CASE7000切段式甘蔗联合收割机的机收试验表明:理论上纯工作效率达64.8t/h,实际工作效率为35.82t/h,且机械吨蔗总收获成本仅为人工收获的65.12%,节约22元/t,机械化收获的效益是显而易见的。可见甘蔗收获不仅是制约我国甘蔗生产全程机械化发展的“瓶颈”,还影响到我国蔗糖业在国际上竞争力的大小。面对这样的国情,甘蔗能否做到适时、高效、优质、低耗的收获,不仅关系到甘蔗的产量、品质、经济效益,还直接影响到来年宿根蔗的生长及管理。基于此,有必要对我国甘蔗机械化收获的现状进行深入的分析研究,进而提出有效的发展对策。1中国甘蔗收获机械化技术目前,我国甘蔗收获机械化按收获方式来区分主要有两种类型:分步式甘蔗收获机械和联合式甘蔗收获机械。1.1载机堆成堆的甘蔗分步式收获机械包括甘蔗割铺机、甘蔗剥叶机和甘蔗装载机。其工艺流程是:先用甘蔗割铺机把甘蔗割倒;然后用甘蔗剥叶机进行切梢、剥叶,1台甘蔗割铺机收割的甘蔗需3台剥叶机辅助剥叶,才能同时完成;最后用甘蔗装载机把堆成堆的甘蔗装上运输车。分步式收获机械主要用于种植规模较小的丘陵地区。分步式收获机械最有代表性厂商和机型有:广西农业机械研究院的4GZ-9型甘蔗割铺机,中国农业机械化科学研究院的4Z-65型甘蔗割铺机、4GZ-1000整秆式甘蔗割铺机,广西大学的4ZB-6A甘蔗剥叶机;广西南宁市农机化技术推广站的5S-15型甘蔗装载机。4GZ-1000整秆式甘蔗割铺机的主要技术参数:收割行数/行:1适用行距/m:≥1.0配套动力/kW:36.75~47.775生产率/hm2·h-1: 0.2宿根破头率/%:≤18蔗茎合格率/%:≥90.0入土切割深度/m:≤0.05适应倒伏姿态角/(°): 2001.2切段式甘蔗联合无砂生物处理设备甘蔗联合式收获机械包括两种机型:整秆式甘蔗联合收获机和切段式甘蔗联合收获机。整杆式甘蔗联合收获机可连续完成扶倒、切梢、切割、输送、剥叶、堆积等作业。联合甘蔗收获机适合于对面积较大、地势平缓、规范种植的甘蔗进行收获作业,可收获倒伏不严重的甘蔗。整秆式甘蔗联合收获机最有代表性厂商和机型有:广西云马汉升机械制造股份有限公司制造的Hssz-1800型整杆式甘蔗联合收割机,广西农业机械研究所的KALTOR-80型整杆式甘蔗联合收获机、温岭宏顺机械有限公司的1300整杆式甘蔗收割机等。Hssz-1800型整杆式甘蔗联合收割机的主要技术参数:适应行距/m:≥1.2生产率/t·h-1:10~15切割高度合格率/%:≥95宿根破头率/%:≤15含杂率/%:≤8总损失率/%:≤5.0切段式甘蔗联合收割机可一次性完成扶倒、切梢、切割、输送、除杂、切段、清选、装载等作业。切段式甘蔗联合收割机的工艺过程为:扶倒设备扶起甘蔗,切梢设备切掉蔗梢并切碎蔗叶,切割设备砍断甘蔗根部,之后喂入、提升、输送设备将砍断后的甘蔗往上提升、输送至一定高度,再由切段装置切成0.20~0.30m长的蔗段进行分离,接着升运设备将蔗段进一步提升以便装车,在装车前对蔗叶等杂质进行第二次分离。这种大型切段式甘蔗联合收割机采用全机械驱动、工作效率高、功能齐全、自动化程度高、含杂率低、适应性强,适合于对面积较大、地势平缓、规范种植的甘蔗进行收获作业,是甘蔗收获机械化中成熟、稳定的机型。切段式甘蔗联合收割机最有代表性厂商和机型有:凯斯公司的CASE7000切段式甘蔗联合收割机、广西农业机械研究院的4GZQ-260型切段式甘蔗联合收割机等。4GZQ-260型切段式甘蔗联合收割机的基本参数和作业性能指标:收获方式:切段式外形尺寸(长×宽×高)/m:11.50×2.50×5.90结构质量/kg:12500适用行距/m:≥1.2适应坡度/(°):10配套动力/kW:191生产率/t·h-1:30质量/t:13.5行走速度 /kW·h-1: 0~202国内甘蔗生产企业的发展情况截至目前为止,我国甘蔗机械化收获率仍约等于0。CASE7000切段式甘蔗联合收割机是目前世界上主流的成熟机型,它已广泛用于澳大利亚、美国、巴西等甘蔗机械化发达国家。20世纪90年代末以来,我国广东的广垦农机服务公司、广前公司、丰收公司、华海公司、大华公司和广西的农垦金光农场、北部湾总场以及新兴农场,陆续共引进国外8台CASE7000切段式甘蔗联合收割机进行示范试验,探讨适合我国甘蔗机械化收获的发展之路。我国农机科研院所、高等院校及农机公司等在国家政策和资金的大力支持下,逐步消化吸收国外先进机型的技术,立足国内蔗区生产实际情况,研发出一系列具有自主品牌的大型甘蔗联合收割机,如4GZQ-260型切段式甘蔗联合收割机、4GZ-56型履带式甘蔗联合收割机等,现已进入试验示范改进推广阶段。目前国内主要研发单位有广西农机研究院、华南农业大学工程学院、广西云马汉升机械制造股份有限公司、广州市科利亚农业机械有限公司等。我国甘蔗收获机械的研究方向以切段式为主,整秆式和分步式为辅。其中,大功率切段式甘蔗联合收割机在国内已初具市场,我国也自主研发出属于自己的品牌,但仍处于试验示范改进推广阶段。近几年,我国甘蔗机械化收获试验结果表明:分步式甘蔗收割机采用割铺机配套剥叶机同时工作,但仍存在劳动强度大、辅助工序多、工作效率低、对倒伏严重的甘蔗难于收割等问题,需进一步研发改进;整秆式甘蔗收割机收获方式符合国内习惯,但有技术不成熟、效率不高、适应性差、蔗叶分离技术还有待于进一步的提高等问题;切段式甘蔗联合收割机是世界甘蔗收获机械技术发展的主流方向,但仍存在含杂率高,且甘蔗切段后等待压榨时间过长,导致糖分转化严重等现象,无法满足现阶段我国糖厂压榨的要求。3进口低质量,对甘蔗生产的影响就目前我国甘蔗收获机械化的现状,不管是国产机型还是进口机型,都受到来自我国蔗区地形气候、农业生产体制、农机农艺配套、蔗农观念、甘蔗品种、收割机性能、机手素质、社会治安、制糖企业、政府调控等多方面因素的限制。3.1气候和社会安全1甘蔗地清理不到位我国甘蔗30%以上种植在地势凹凸不定、坡度大的丘陵地带,甘蔗收获机械难于运行,特别是大型收割机;未对蔗地进行彻底清理,蔗地的石块、树根、树桩等易造成甘蔗收获机械的损耗,导致机收成本增加、工作效率降低;蔗地的不平整,不利于收获机的行走,影响机械化收获的效益;潮湿的蔗地易使收获机械陷入蔗地,特别是大型收获机,影响机收的效率和作业质量,如收获后的甘蔗含杂率很高,收割质量也降低。2存放机械的机械由于蔗区治安不是很好,收获机械放于田间不是很安全,常发生丢失或零配件的缺失,因此需要建设机库来存放收割机械。收割机械收工后要开回机库,无形中增大收割机械的运营成本和管理费用。3.2甘蔗的概念和机器的素质1蔗农不懂购置农药蔗农的思想保守,小农经济观念较强,对机械化收获还持有怀疑态度。有的蔗农只有在请不到工人砍收的蔗地,才会租用甘蔗收割机收获;许多蔗农不知道购置农机有政府补贴等政策;蔗农普遍认为宽行距会降低单位产蔗量。2造成中小企业生产效率低由于机手驾驶收割机不熟练,收割机速度不快,影响生产效率;收割效果不是很好,含杂率和田间损失率增大;零配件供应不齐全,维修和故障排除能力差,导致吨蔗收获成本高等。3.3农业、农业和相关主题1宿根蔗的生产我国研制出来的收割机经试用后普遍存在的问题有:田间运行操作不灵活;剥叶元件易磨损、含杂率高;难以控制合理的切梢长度,切稍合格率低;宿根蔗破头率高,达不到农艺要求;损失率大等。目前的甘蔗割铺机生产率不高,需甘蔗剥叶机配合剥叶,辅助工多,如甘蔗的喂入、收集、打捆、堆放等,劳动强度仍然很大。我国目前自行研制的甘蔗联合收割机在蔗株大小均匀,倒伏不严重的情况下,基本上能正常工作,但在倒伏严重、杂草丛生的恶劣条件下,仍无法正常工作。国外引进的CASE切段式甘蔗联合收割机常发生零配件不配套,燃料供应不及时,维修难等问题。2甘蔗的伏收量高主产蔗区的当家品种抗倒伏能力不是很强,我国主产蔗区大多分布在热带、亚热带季风气候影响区,每年夏季受到台风、大风、暴雨的影响,甘蔗倒伏率高达30%~40%。而我国甘蔗机械化收获还没有克服相关的难点:收获机械目前还很难收割倒伏严重的甘蔗;甘蔗品种的脱叶性不是很好,导致机收后的含杂率较高,严重考验现阶段糖厂的接受能力;甘蔗品种的芽型、气生根的多少和宿根再生能力的强弱也影响机收的效果。3蔗地自然粗放,影响整理生产的稳定蔗区的种植行距仍以传统模式的0.5~0.9m为主,但是机械化采收要求行距在1.2m以上;蔗区主要采用人畜力劳作、管理粗放,导致蔗地起伏不断,影响收割机行进的稳定性,造成割茬不齐、破头率高,影响收割效果,同时不利于来年宿根蔗的生长;蔗地的行长不够长,增加收割机的转弯时间;行长没规划好,导致甘蔗收割机中途停下来等待下一班甘蔗运输拖车,影响工作效率。3.4来自酒精企业和国家政策的问题1甘蔗生产模式不完善我国80%的甘蔗从田间收获到开榨一般要贮存4~5天的时间,其制糖企业的生产以及管理水平的影响是主要原因。切段式甘蔗联合收割机收割后的甘蔗要确保在24h内开榨,否则容易造成甘蔗变质和糖分的损失,但目前糖厂的运营模式却不能保证在此时间内开榨;糖厂无专用机收甘蔗运输通道;糖厂规定甘蔗的含杂率不得高于0.8%,而机收的含杂率普遍在7%左右,影响糖厂的接受程度。2单户种植面积小,机械作业我国目前甘蔗生产经营模式主要以农村家庭联产承包、单家独户种植为主,种植规模小而分散,单户种植面积大多数都在0.7hm2以下,有的一片蔗地由几户种植,地块大小不一,种植时间和规格也不相同,不利于机械作业;小规模作业限制了甘蔗机械化生产能力的发挥,影响了收获机械的工作效率,增加了机械化收获的成本,达不到规模作业高效益的目的。3联合抗车价过高甘蔗收获机械是一项投资大、科技含量高的农业机械,一台CASE7000切段式甘蔗联合收割机价格在200万元左右,配套的一台田间运输车的价格约为40万元,没有政府的支持,企业和个人都难以独立承受。由于蔗区当地政府财政不是很充裕,机械化生产宣传、试验示范不是很到位,农机购置补贴不多等问题的也是影响我国甘蔗机械化收获的因素之一。4加快甘蔗机械化收获的推广力度我国甘蔗机械收获面积主要是国外引进的8台CASE7000切段式甘蔗联合收割机为主,且正处于摸索推广阶段,收获面积有限,相对全国近180万hm2的植蔗面积来讲,其机械化收获率约等于0。可见,我国甘蔗机械化收获正处于起步阶段,急需适合我国国情的甘蔗收获机来满足国内收获机械的广大市场。面临严峻的国内外形势,降低甘蔗生产成本、提高植蔗效益已势在必行。而推广甘蔗机械化生产可以有效地减轻劳动强度,降低生产成本,提高蔗农植蔗积极性,其中甘蔗收获环节的劳动量和收获成本都是传统的人工生产各环节中比例最大的,是我国甘蔗产业发展的“瓶颈”。因此,必须加快我国甘蔗机械化收获的推广力度,将甘蔗