我国甘蔗机械化收获现状与发展路径选择

2019/11/20 21:31:47    朱卫江

  

一、中国甘蔗机械化收获现状

甘蔗不是一般的农作物,而是一种重要的国家战略物资,关系国计民生。2010年中央一号文件首次将糖与粮、棉、油一起,视为国家大宗农产品。甘蔗的全球种植面积约3 亿亩,巴西是种植面积最大的国家,其次是印度,中国位居第三。我国甘蔗种植面积达2200万亩,主要集中在广西、云南、广东、海南等地,其中广西1200多万亩,占总面积的60%以上。

我国是一个产糖大国,年产量近亿吨,但单位面积产量低,成本也高。我国的白糖在国际市场上基本上无竞争力可言,面临着严重的挑战。甘蔗生产除品种改良、提高栽培水平、改进加工工艺外,最快捷最容易见效的办法就是提高机械化程度,特别是提高机械收获程度,是降低蔗糖生产成本的重要环节。

甘蔗收获是甘蔗生产中的重要环节,用工量约占整个甘蔗生产过程(整地、种、管、收)的60%以上,是甘蔗生产过程中劳动强度最大、劳动量最多的环节。我国的糖蔗收割目前仍靠人工,由于受收割季节和制糖业需要连榨不存放的限制,收割工作时间紧凑、劳动强度大、生产效率低,因此,蔗农大都需要雇请外来劳动力才能完成,每当甘蔗收获季节,劳力紧张的问题显得很突出。随着经济发展,劳务工价格提高,很多蔗农增产不增收。目前,国外一些产蔗大国,都曾积极发展收获机械化。发展甘蔗收获机械化,己成为我国甘蔗生产迫切重要觧决的问题,对发展甘蔗生产和解放劳动力具有重要意义。

在澳大利亚、美国,早在二十世纪六七十年代已完全实现甘蔗种、管、收全程机械化作业。日本、巴西、菲律宾、南非等国也在较大程度上实现了机械化。我国在相同时期开始大力推动和发展甘蔗生产机械化。但到目前为止,即使在甘蔗种植面积占全国二分之一强的广西,机耕蔗田面积也仅仅达60%。目前,我国大中型甘蔗收获机存量仅600多台,总体收获机械化率不足10%,甘蔗收割机械的生产使用仍处于起步阶段。

二、甘蔗机械化收获是个复杂的系统工程

作为甘蔗生产机械化的最后一个环节,甘蔗机械化收获一直是甘蔗生产机械化中最难以突破的瓶颈。甘蔗机械化收获衔接上游的农业生产(甘蔗种植)和下游的工业生产(制糖),涉及蔗农、机收运营方、运输方和糖厂的切身利益。当前在机械化收获后,将会遇到以下几个方面问题。

一是含杂率高。由于机械作业的特性及作业环境因素影响,机械收获的甘蔗含杂率比人工收获高是不可避免的。人工收获方式时,含杂率一般为0.2%—3.0%;在机械化收获方式下,切段式甘蔗联合收获机作业质量的含杂率≤8%,主要是切割带起的泥土、砂石、稍高度不一造成尾稍过长、夹杂在甘蔗中的杂草影响、输送和风机除杂过程中未能有效清除杂质等原因。

二是宿根破头率可能增多。宿根的破损会导致宿根坏死、不发芽,影响下一年的发芽率,进而影响产量。引起宿根破损原因,主要是蔗田的地面平整、培土不到位、甘蔗种植行距与收割机轮距不合适造成碾压宿根、底刀切割高度波动造成甘蔗根茬高或者拔根、底刀切割转速不够或和前进速度不匹配造成宿根破裂或拔根、收割机作业不规范而碾压宿根等因素。

三是总损失率的多少。总损失率直接影响蔗农当季产量和经济收入。造成总损失率的主要因素是,由于甘蔗倒伏未能扶起、喂入通道的漏拾甘蔗、输送辊组在输送过程中掉落甘蔗、甘蔗被切段后未能抛入料斗、蔗段被除杂风机抽走、蔗段从收割机卸料到田间转运车及运输车时掉落等。

四是公路运输车运量减少。由于切段式收获甘蔗与传统人工收获甘蔗的物料整体空隙率不同,以及装车技术水平不同,导致同运输车辆在两种情况下的单次装载质量有差别。另外,现场管理作业水平导致运输车辆等待时间过长,运输车辆周转率低,也影响了运输方的收益。

五是天气影响因素。甘蔗联合收获机作业受天气影响巨大,雨天不能作业,降雨过后需要等待地面基本干燥之后才能作业。首先,由于含杂率容易大幅增加,第二,田间土壤水分含量大的时候容易导致收割机下陷或是打滑,第三,潮湿的泥土在经过收割机碾压之后,板结得更加结实,对后续耕作造成更大的困难。

六是机收现场管理和砍运管理影响。目前机械化收获作业量受天气、地块大小、地块耕作情况和产量等因素影响较多,经常出现每日作业量不稳定的情况,机收现场管理需要沟通协调蔗主、糖厂、机手、运输车司机和收割机设备厂家5方之间的关系,并要协作砍运管理,避免造成糖厂每日入榨量和生产质量的波动。

七是收割机质量及维保响应。受天气、蔗田平整程度、地块大小、田埂、凹坑和砂石影响,大量的田间障碍和较差的作业环境对收割机易造成损伤,而国内甘蔗联合收获机在设计、制造、质量稳定性方面尚与国外有较大差距,产品质量的稳定性及维保响应就显得极为重要。

八是机手技术水平参差不齐。机手的素质和技术水平直接影响到作业效率、运营消耗、收割机质量和使用寿命等,进而影响到机收作业的产值和效益。由于甘蔗机械化收获是一个新兴的行业,机手缺乏,且机手流失率高,也是机收运营方面临的最大问题之一。

九是政策影响。农机购置补贴政策,大大提高了甘蔗机械化的发展速度,农机作业补贴政策使甘蔗生产机械化的速度进一步得到提高,农机购置补贴政策和农机作业补贴政策的稳定和延续,将会影响甘蔗生产机械化的发展进程。

通过以上分析,可以看到甘蔗机械化收获的发展引起了上下相关生产环节,甚至更深远的生产技术和管理变革需求,影响到了上游的地块规划、道路建设、水利、农机、农艺和下游的运输、储藏等。甘蔗生产机械化是一个复杂的系统工程,涉及政府、糖厂、蔗农和农业化服务组织协作管理,所以甘蔗生产机械化不完全是生产技术问题,而是一个协调管理问题,是协调甘蔗生产者服务、组织制糖公司和政府管理部门之间关系的一个复杂的系统工程。

三、围绕适度规模生产考虑甘蔗收获机械化发展之路

甘蔗生产机械化推行的关键是经济效益,只要有经济效益,农民才能接受。如前所述,甘蔗机械化需要走大规模的机械化道路,然而,我国基本还是以家庭承包责任制为主体的种植模式,这就存在着大规模生产与小规模经营的矛盾,虽有土地流转等一系列措施,但始终未能解决主要矛盾,这是甘蔗机械化发展缓慢,必须要更长时间试验示范的主要原因。

现在有一种较普遍的观点,认为甘蔗地必须大规模的连片生产,适合大型机械化模式。这主要是借鉴了美国、加拿大、澳大利亚等大型机械化的典范,世界上发达的产糖国家,由于土地资源十分丰富,甘蔗连片种植面积大,田园平整,便于机械化作业。实际上,根据我国目前情况,甘蔗地适合大型机械化模式的面积只占10%左右,并且主要在国营农场和农垦系统,大部分甘蔗生产仍然以小农户小面积经营方式为主,与大规模生产方式还有很大差距,这都存在大规模生产与小规模经营的矛盾,国外甘蔗机械化收获技术发展和运营模式形成的社会和经济条件,以及地理条件、气候条件均与国内有较大差异。因此,如果完全照搬欧美大型机械化规模并不适合中国国情。

从20世纪80年代起,我国在广东农垦地区进行了大规模甘蔗机械化试验,三次试验都证明,甘蔗种植是一个复杂的管理系统,基本上没有一次能完全达到大型机械化的作业标准,这就提出一个问题,到底多大的规模才能适合甘蔗机械化生产。

从机械运作上来看,一个3000亩以上的区域才适合一个大机组运作;从管理上来说,要有2—3个大级大型机组才适合管理。所以,一个地方没有0.6—1万亩的连片土地是不合大型机械化的。虽然有政府扶持,有土地流转托管等一系列措施,但是要达到大面积的流转并不是一件容易的事情。在2017年底的甘蔗双高基地建设评估中,基地大片土地的70%又回到了农户分散经营,集中经营只占了30%左右,这就是甘蔗机械化推进缓慢的矛盾所在。

目前,我国适合甘蔗中型机械化的土地约占40%,一个中型收割机,按现有水平一年也能收获500—1200亩,甚至可以达到1500亩的水平。从走访的几个客户了解,连片万亩基本没有意义,对他们来说适合种植的最大面积,应该在2000—3000亩,再大边际效益就会递减。而如果有这个面积,就足以适合较大规模机械化运行。

根据目前情况,采取中小型农场模式和家庭农场模式,由用户和家族或好友组成,经营规模在20—200亩之间,利于中型收割机作业,利于组织管理,比较适合中国甘蔗生产机械化。进一步补充的是大型农场,一般经营规模应在2000—3000亩较稳妥,配套以大、中型甘蔗收获机为主。

由此看来,适度规模生产才是中国发展甘蔗机械化的必由之路。要解决好以下几个方面的问题。

一是在收割机的市场定位上,要准确判断市场需求和发展趋势。蔗区多为丘陵坡地,户均种植面积小、地块零散、种植经营规模小、坡度大、种植行距窄且种植农艺技术传统。因此,当前适于甘蔗机械收获作业的主流机具应是中小型机具。以中小型机具解决占蔗区大多数的零散小地块“无机可用”的问题,并起到广泛的示范推广作用。随着“双高”基地建设的推进,土地的流转整合,农机农艺融合和适度规模化经营的逐步发展,适于机型将会从中小型机具向中、大型机具发展。

二是机械化收获需要经营者结合农艺技术和农机具实际情况,选择甘蔗品种,确定种植单元的规模大小、地面整治质量、种植行距、垄高、开行方向、种植深度、培土要求以及甘蔗生长高度控制等适于机械化收获作业的农艺技术,才能保证收获机具的作业条件、作业质量,充分发挥机具的作业效率,使得机械化收获盈利成为可能。

三是对于甘蔗种植生产环节的管理。蔗田的规划设计、水利灌溉道路设施的建设、种植乙技术的革新等都需要从原有的小规模生产管理向着适度(适宜机械化生产)的集约化规模化生产管理转变经营模式可以有大户集中种植经营、多户种植统一划统一管理等。

四是在生产流程上就从原有单纯的劳动人员管理向“人员+机械”管理转变,工作时间、工作环境、后勤补给、机具现场维修保养、作业质量控制以及运输车辆调配衔接等都需要新的管理技术。

五是对于糖厂的制糖系列工艺环节需要改造,以应对甘蔗机械化收获的发展。如需要建造翻板台利于卸蔗,设置中转站缩短甘蔗存储(地头存储、厂区料场存储)时间,改造输送机构,以利于切段式甘蔗的输送,增加甘蔗入榨前的除杂处理工序以应对含杂的增加等等。

六是培育市场环境和专业的社会化服务组织。甘蔗机械化是个复杂的系统工程,经营模式与技术模式相辅相成,必须由单纯的技术模式结合向经营模式培育转变。应以糖厂为主体,农户、合作社、农机作业服务公司采取多种方式联合成立生产组织,近几年蔗区大力探索推广“龙头企业+合作组织+农户”的经验值得推广。今后应根据各蔗区的实际情况,探索适合本地区的发展模式,使甘蔗收获机的规模化、组织化程度进一步提高,充分发挥机器效能,提高生产率,助力甘蔗全程机械化发展。

甘蔗机械化收获并不是一个孤立环节,而是一个全局性的系统工程。适度规模化经营,适宜本地的机械化收获解决技术方案和相应的农艺技术,适宜当前行业发展的行业技术标准和公平公正公开的评判手段,良好的市场环境和共赢的利益关系,高素质的专业化运营队伍,糖企的积极参与,政府的引导与监管,这些方面缺一不可。

我国甘蔗机械化收获目前尚处于起步阶段,需要政府、科研机构、机具厂家、种植户和糖企共同努力才能稳步向前发展。