甘蔗生產機械化現狀與發(fā)展對策

0農藝與機械配套技術的積極應用與推行廣西是中國的糖產區(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。2007/2008榨季廣西糖料蔗種植面積983.33khm2,蔗糖產量為9410kt,占全國食糖總產量的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)經濟發(fā)展的重要支柱和農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)展地方經濟、促進和諧社會的發(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機械化水平低下,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過程的55%,作業(yè)條件艱苦且勞動強度大,效率低,成本高,從而導致甘蔗生產成本居高不下。廣大蔗農迫切希望和要求采用機械化收獲甘蔗,解脫繁重的體力勞動,大幅度地提高勞動生產效率,降低生產成本,增加經濟收入。國內從20世紀60年代開始至今,雖然先后開發(fā)、生產了不少甘蔗機械收獲機型,但迄今為此卻仍只處在試驗、示范階段。甘蔗收獲尚未大面積采用機械作業(yè)原因是多方面的,主要原因除了機械成熟度不高、甘蔗生產規(guī)模小、糖廠對原料蔗收購標準較高等外,更重要的原因是農機和農藝技術一直未能很好的結合,農藝與農機配套技術研究不夠。因此,有必要積極地探索和改革農藝綜合配套技術,用先進的科學技術來滿足和適應甘蔗收獲機械化作業(yè)的實際需要。只有協(xié)調好農機與農藝間的關系,使兩者互相適應、互相促進時,甘蔗收獲機械化才能得到有效、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械的推廣應用1.1蔗地特點的影響由于沿襲家庭聯(lián)產承包責任制,廣西絕大多數蔗區(qū)都是單家獨戶經營模式,地形復雜、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械化技術推廣帶來很大困難。1.2機械化作業(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透光,影響甘蔗植株生長,更不利于各生產環(huán)節(jié)機械化作業(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、甘蔗長勢參差不齊等因素。1.3機械化收獲的甘蔗1)機收甘蔗含雜率高。甘蔗含雜率是指進廠原料甘蔗所含的蔗葉、蔗梢、根須、泥土等雜質。從目前在一些蔗區(qū)的試驗或示范結果表明,各種機械收獲原料蔗夾雜物含量高,達7%~10%。而國內糖廠對原料甘蔗含雜率要求較嚴格,一般不得超過1%。根據國內外的實踐證明,機械化收獲的甘蔗很難達到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,割臺可調性差,造成割茬不齊,破頭率高達15%左右,在濕土條件作業(yè)高達20%,降低了次年甘蔗發(fā)株率,影響宿根產量。3)切梢裝置調整不便,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內開榨,否則甘蔗品質會變劣,造成糖分下降,影響出糖率,而目前糖廠的生產模式不能保證在此時間內開榨。整桿式甘蔗收割機不能收獲嚴重倒伏的甘蔗,輸送裝置還不完善,生產率低,勞動強度仍偏高。5)由于收獲機械機身龐大,重量重,并配套有連帶裝載甘蔗在內的10t左右卡車(拖車)在蔗田多次轉彎調頭、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)更為嚴重,導致宿根蔗發(fā)株少,產量低。2甘蔗生產機械化的推廣種植針對上述存在的問題,在進行蔗田的整治和規(guī)劃,使蔗田盡可能面積大而平整,并搞好蔗田機耕道的基礎上,應積極改革傳統(tǒng)的種植方式,實施有利于收獲機械化的農藝配套技術,有效地減少機收損失和降低含雜率,為甘蔗收獲機械的大面積應用創(chuàng)造良好的作業(yè)條件。采用配套關鍵技術包括以下幾方面。2.1生長、生長、成莖能力強適宜機械化的甘蔗品種不僅具有豐產、高糖、抗逆強、適應性廣的特點,還特別強調宿根性強,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,蔗糖分耐轉化能力強。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,不適宜機械化收獲。2.2加大種植適用、種植地域是廣西農采用深耕深松是甘蔗獲得高產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)甘蔗種植行距多數為0.6~0.9m,與收獲機械輪距不吻合致使機具不能下地作業(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,推行適當的寬行或寬窄行種植,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。有些蔗農擔心,行距加寬,會導致甘蔗產量下降,實際這一擔心是多余的。實行寬行種植,不但有利于田間通風透光、提高光合效率、減少病蟲危害、促進甘蔗生長,而且也更有利于機械化田間管理,提高工作效率。只要通過采用良種良法,進行科學耕種、管理,在一定范圍內加大種植行距,不但不減產,反而可提高產量、質量。在這方面廣西農墾已經有較多的成功經驗和例子,如上思昌菱農場連續(xù)多年在近2khm2連片面積上穩(wěn)定實現高產,2004年以來甘蔗平均單產在105t/hm2以上,2008年全場甘蔗平均單產達到133.5t/hm2,甘蔗單產、甘蔗蔗糖分等技術經濟指標都達到了廣西也是國內最高水平。金光農場、柳州新興農場近年來均實現大面積平均單產在105t/hm2以上,他們的成功做法之一就是采用機械深耕深松技術,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。據試驗研究表明: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,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,導致甘蔗生長高矮、大小不一,整齊度差,不利于機械收獲,造成收獲效率低,損失大,含雜率高。此外,要注意實行連片統(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量是由有效莖數和單莖重量兩個因素構成的,要確保產量,不但要有足夠的有效莖數,又要協(xié)調好甘蔗群體與個體關系,保證個體充分生長。由于行距擴大,為保證基本高產苗數,必須適當密植。而廣西蔗區(qū)屬暖濕型海洋季風氣候,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。2化肥與甘蔗生長的要求甘蔗是高產作物,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,甘蔗生長細弱,基部細小,后期易倒伏,增加機械收獲難度。一般要求每公頃施用農家肥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%的復混肥750~1500kg作基肥,也可以施用等量的甘蔗專用復混肥。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性栽培技術,多年來應用于甘蔗上增產效果顯著。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,是培育壯苗的一項關鍵措施,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加強培土質量,防止后期甘蔗各廣西氣候特殊,臺風多,造成甘蔗易倒伏、彎曲。據統(tǒng)計,臺風、季風較嚴重的年份,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量下降,而且由于蔗莖靠地一側生長帶恢復分生作用,使蔗莖向上彎曲生長,促使蔗糖分轉化。同時還造成機械收獲困難,收獲損失率大。據金光農場生產實踐表明,倒伏甘蔗機收損失率在5%以上,比直立甘蔗高2%以上。因此要注重提高中耕培土質量,防止后期甘蔗倒伏。此外經過高培土的甘蔗用機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量影響不大。生產上最好采用中耕培土機械,一次性完成松(碎)土、除草、培土、施肥作業(yè),培土高度15~25cm,質量好、效率高、成本低。2.6蔗糖分積累的持續(xù)性促進甘蔗適時成熟和提高蔗糖分是蔗糖生產中的一個重要問題,歷來受到普遍重視。化學催熟是指在不降低或不顯著降低蔗莖產量的前提下,通過化學藥劑處理,使甘蔗的代謝中心提早或加速由生長轉向蔗糖分積累,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到自然成熟條件下難以達到的最高遺傳潛力水平。2003年以來廣西農科院在國家科技支撐項目的支持下,利用輕型水上飛機在上思、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4.67khm2,增糖效果顯著,蔗糖分提高1%以上,投入產出比1∶46.9,大大地提高了糖廠的經濟效益。然而,目前制約該項技術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,使得糖廠未能實現利潤最大化。采用機械化收獲后,這一制約因素將迎刃而解。同時甘蔗噴施催熟增糖劑后,促進甘蔗一致成熟,蔗葉落黃,青葉減少,機械收獲含雜率低。而且試驗證明,噴施甘蔗增糖劑(主要成分為乙烯利),能極顯著促進第二年宿根蔗出苗,提高宿根蔗產量。因此,這是一項一舉多得的配套關鍵技術。2.7影響宿根蔗產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施按質論價,一些蔗農為提高產量,獲得更大的收益,在成熟期進行灌水處理。其結果不但降低蔗糖分,也不利于機械收獲。因為甘蔗生長旺盛青葉多,勢必造成含雜率增加,同時,由于收割機和伴隨收割機行走的裝載量10多噸卡車(拖車)經常往返行駛在蔗田,使土壤因濕度大更易被壓而硬化,從而破壞了土壤團粒結構,使土壤耕作層的透水性、保水性、透氣性變壞,影響宿根蔗產量。而且土壤濕度大,機收破頭的蔗蔸更容易發(fā)霉腐爛,導致甘蔗不能發(fā)芽。2.8推動甘蔗生產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。還可增加土壤有機質和硅、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構,大大減輕機械壓實對蔗田土壤的影響。⑤解決了蔗葉就地焚燒造成的火災隱患和環(huán)境污染的影響。⑥采用機械收獲,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不同機械收獲對蔗頭破損的影響由于收獲機械及配套裝載車的對土壤的壓實,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。因此通過對宿根進行破壟松蔸,改善蔗芽萌發(fā)的環(huán)境條件,促進低位芽的萌發(fā),也可彌補機械收獲時蔗頭破損對蔗芽萌發(fā)的影響,提高宿根蔗產量。生產上可采用36.8~44.1kW拖拉機配套甘蔗破壟犁,完成破壟作業(yè),再進行人工松蔸。3應盡快研究相關技術的優(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)及引進的甘蔗新品種進行適宜機械化工農藝性狀的試驗研究,盡快從現有的品種(系)及引進品種中篩選出適宜機械化種植的甘蔗良種,為當前生產上大面積推廣應用提供品種支撐。同時構建一整套適宜機械化種植的甘蔗良種綜合評價指標體系,為適宜機械化品種選育提供科學依據。應盡快開展適宜機械化品種選育研究,積極探索育種途徑和技術,盡快選育出適合機械化生產的新品種,以適應甘蔗生產形勢發(fā)展的需要。3.2機械化種植甘蔗對不同類型收獲機械開展不同行距、密度條件下,甘蔗個體與群體生長特性以及對甘蔗產量影響和收獲效率的研究,探索適宜機械化作業(yè)的最佳種植行距、密度,提高機械化作業(yè)效率,降低成本。3.3主要關鍵技術研究利用飛機噴施增糖劑,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、勞動強度大、噴施成本高、效率低的問題。但目前示范應用面積仍偏小,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鍵技術仍需進一步試驗探討;噴施增糖劑配套技術體系仍需不斷完善,如噴施涉及千家萬戶,糖廠砍運榨工作如何更好的銜接等,這些都實現甘蔗化學催熟增糖技術產業(yè)化應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甘