張 華，林兆里，羅 俊，楊穎穎，袁照年

(福建農(nóng)林大學(xué)國(guó)家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心，福州350002)

甘蔗是我國(guó)重要的糖料作物。據(jù)中國(guó)糖協(xié)統(tǒng)計(jì)，2011/2012年生產(chǎn)期我國(guó)食糖總產(chǎn)1150.25萬t，其中甘蔗產(chǎn)糖1050萬t。2011/2012年生產(chǎn)期我國(guó)食糖總產(chǎn)比上個(gè)生產(chǎn)期增產(chǎn)104.83萬t，初步扭轉(zhuǎn)了此前連續(xù)3年下滑的勢(shì)頭，但與國(guó)內(nèi)需求相比仍有200萬t以上缺口，2011年全年進(jìn)口食糖291.94萬t，我國(guó)已躍升為世界第一大食糖進(jìn)口國(guó)。近年來，農(nóng)業(yè)人工成本激增，原料蔗生產(chǎn)人工成本已占制糖成本的35%以上[1]，通過甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化解決日益突出的勞動(dòng)力矛盾作為提高甘蔗糖業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑已成為業(yè)界的廣泛共識(shí)。2012年中央一號(hào)文件已明確提出要“著力解決水稻機(jī)插和玉米、油菜、甘蔗、棉花機(jī)收等突出難題”。

甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，由于受土地資源、技術(shù)和裝備、組織和管理因素的影響，我國(guó)甘蔗機(jī)械化在經(jīng)濟(jì)上尚未能充分體現(xiàn)出系統(tǒng)的收益目標(biāo)，在技術(shù)上也還未達(dá)到農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的理想產(chǎn)量要求，因此眾說不一，整體推進(jìn)緩慢[2]。為此，本文針對(duì)機(jī)械化的不同層次目標(biāo)要求，對(duì)我國(guó)甘蔗機(jī)械化作業(yè)的現(xiàn)存問題和不同地形條件下的機(jī)械化配套農(nóng)藝技術(shù)策略進(jìn)行分析，以期理清思路、統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，為加快推進(jìn)我國(guó)甘蔗機(jī)械化進(jìn)程提供參考。

1 我國(guó)甘蔗機(jī)械化概況

甘蔗生產(chǎn)管理的主要環(huán)節(jié)包括耕整地、開溝、種植、中耕除草、施肥培土、植保、灌溉、收獲、裝載運(yùn)輸、宿根破壟、蔗葉粉碎還田等[3]。縱觀我國(guó)現(xiàn)階段甘蔗機(jī)械化的主要環(huán)節(jié)，耕整地機(jī)械裝備及技術(shù)已成熟，應(yīng)用普及程度最高；種植機(jī)械近兩年發(fā)展較快，拖拉機(jī)懸掛式聯(lián)合種植機(jī)作為主流產(chǎn)品逐漸為蔗區(qū)接受并加快推廣應(yīng)用；中耕管理（包括宿根管理）機(jī)以手扶式機(jī)型為主，品牌繁多，價(jià)格易為蔗農(nóng)所接受，但多為適應(yīng)1.1～1.2m的種植行距，與大功率聯(lián)合收獲機(jī)要求的1.3m以上行距難以匹配；收獲機(jī)械正處于國(guó)外引進(jìn)機(jī)型與國(guó)內(nèi)自主研制齊頭并進(jìn)的階段，引進(jìn)機(jī)型技術(shù)成熟，但因土地資源條件、體制機(jī)制的障礙，推廣應(yīng)用緩慢，但今年以來CASE、Johndeere公司對(duì)中國(guó)市場(chǎng)和蔗區(qū)生產(chǎn)條件的適應(yīng)性加大了重視程度；自主研制相對(duì)成熟的機(jī)型仍屬少數(shù)，核心技術(shù)還有待進(jìn)一步熟化，可靠性仍需大規(guī)模應(yīng)用驗(yàn)證。

2 我國(guó)甘蔗機(jī)械化作業(yè)存在的問題

農(nóng)業(yè)機(jī)械化的功能與目的可以體現(xiàn)在減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少人工耗費(fèi)、提高勞動(dòng)效率和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)收益4個(gè)方面，同時(shí)也反映出機(jī)械化從低級(jí)向高級(jí)階段發(fā)展的不同特征和要求?？傮w上看，我國(guó)甘蔗機(jī)械化在耕、種、管、收等主要環(huán)節(jié)都還未實(shí)現(xiàn)這4方面的協(xié)調(diào)與有機(jī)結(jié)合，甘蔗全程機(jī)械化還處于較低層次的發(fā)展階段。

2.1 耕整地

我國(guó)新植蔗地的耕整作業(yè)已普遍實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。中、大規(guī)模的緩坡地、條件較好的丘陵地多采用拖拉機(jī)牽引犁、耙、旋耕機(jī)等農(nóng)具進(jìn)行，地塊較小的丘陵、坡耕地也采用手扶拖拉機(jī)頭裝配相應(yīng)農(nóng)具進(jìn)行，應(yīng)該說已基本實(shí)現(xiàn)了上述4個(gè)層面的機(jī)械化目標(biāo)，但從高產(chǎn)的農(nóng)藝技術(shù)要求角度，深松質(zhì)量已成為關(guān)鍵性瓶頸，其主要原因是深松機(jī)具功率消耗大[4]。除少數(shù)大型國(guó)有農(nóng)場(chǎng)外，真正意義上的機(jī)械化深松多數(shù)未能進(jìn)行或達(dá)不到技術(shù)要求。深松對(duì)于打破犁底層、熟化土壤，改善土壤持水量、土壤溫度、堅(jiān)實(shí)度、土壤微團(tuán)聚體含量、微生物區(qū)系都有明顯效果[5－6]，對(duì)于寒、旱頻發(fā)，土壤病原菌累積加劇的廣大蔗區(qū)突破產(chǎn)量瓶頸具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，亟需通過標(biāo)準(zhǔn)化來引導(dǎo)和規(guī)范機(jī)具的配置，保證作業(yè)質(zhì)量。

2.2 種植

我國(guó)現(xiàn)有主推的甘蔗種植機(jī)均為國(guó)產(chǎn)裝備。從播種方式上可分為兩類，一類是人工喂入自切式，這是目前市場(chǎng)的主流機(jī)型，如中機(jī)美諾2CZY-2A型、廣東徐聞廣進(jìn)農(nóng)機(jī)廠生產(chǎn)的HXW-2型等；另一類是預(yù)切種式，多為適應(yīng)區(qū)域性生產(chǎn)條件所自制。兩類種植機(jī)均可實(shí)現(xiàn)開溝、下種、施肥、覆土、蓋膜、鎮(zhèn)壓等環(huán)節(jié)聯(lián)合作業(yè)，存在的主要問題包括：（1）下種環(huán)節(jié)工作強(qiáng)度大。為配合拖拉機(jī)行走的速度，不僅要求下種人員要有默契地銜接輪替，還要求下種者身體素質(zhì)較好、責(zé)任心較強(qiáng)，稍有疲乏懈怠，漏播、下種不均便時(shí)有發(fā)生；（2）由于基肥、農(nóng)藥、種苗供應(yīng)、預(yù)混、裝卸等環(huán)節(jié)配套尚不完善，導(dǎo)致輔助人員偏多。有試驗(yàn)顯示，一臺(tái)聯(lián)合種植機(jī)作業(yè)各類人工數(shù)達(dá)15人，一天完成工作量在1.3～2hm2，整體工效與成本耗費(fèi)并未比人工作業(yè)有明顯改善，通過完善機(jī)械化種植系統(tǒng)的配套性尚有很大的發(fā)展空間。從技術(shù)角度，監(jiān)播、標(biāo)識(shí)和勻量下種是種植機(jī)械技術(shù)進(jìn)一步完善應(yīng)考慮的主要內(nèi)容，統(tǒng)繁統(tǒng)供規(guī)格化優(yōu)質(zhì)種莖是預(yù)切種式甘蔗聯(lián)合種植機(jī)配套農(nóng)藝技術(shù)的未來發(fā)展方向。

2.3 中耕管理

中耕管理是形成高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)、促進(jìn)蔗莖快速伸長(zhǎng)、持續(xù)生長(zhǎng)的關(guān)鍵。我國(guó)目前的中耕管理機(jī)具配置與耕整地類似，在中、大規(guī)模的緩坡地、條件較好的丘陵地多采用拖拉機(jī)懸掛鏵式犁，少數(shù)也使用圓盤犁進(jìn)行，而在地塊較小的丘陵、坡耕地以及散戶蔗農(nóng)多采用微耕機(jī)進(jìn)行。前者易與聯(lián)合收獲機(jī)所要求的大行距（1.3m以上）種植模式相匹配，可實(shí)現(xiàn)中耕、除草、施肥、用藥、培土聯(lián)合作業(yè)，且具有潛耕功能，對(duì)緩解甘蔗分蘗初期常遇的旱情、促進(jìn)分蘗、減少肥效揮發(fā)散失、延長(zhǎng)肥效持續(xù)期、保證培土質(zhì)量、抗倒伏均有很好的效果，工效可高達(dá)1hm2/h，是節(jié)本增產(chǎn)最重要的管理措施，同時(shí)也是甘蔗農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的技術(shù)難點(diǎn)，涉及墑情、苗情及肥效的協(xié)調(diào)管理，特別是大培土作業(yè)，由于目前我國(guó)大陸地區(qū)缺乏高地隙大功率拖拉機(jī)及合適的大培土農(nóng)具，因此在了解品種種性的前提下，作業(yè)時(shí)間的掌握應(yīng)優(yōu)先考慮甘蔗株高適宜，采用促蘗與攻莖并重的營(yíng)養(yǎng)管理策略，以大功率深施肥機(jī)突破傳統(tǒng)的宜耕土壤條件限制，在灌溉設(shè)施條件配套較好的中、大型農(nóng)場(chǎng)可變被動(dòng)式管理為主動(dòng)式管理，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的目標(biāo)。

以微耕機(jī)進(jìn)行中耕培土是散戶蔗農(nóng)或地塊較小的丘陵及坡耕地蔗區(qū)目前應(yīng)用較廣、短期內(nèi)仍難以替代的作業(yè)方式，僅適合1.0～1.2m的種植行距，與大功率聯(lián)合收獲作業(yè)無法匹配。機(jī)手勞動(dòng)強(qiáng)度仍較大，工效提高有限，其培土的作用更多的僅是覆蓋所施肥藥。由于不具潛耕深松功能，長(zhǎng)期使用這種方式易造成犁底層以下土壤板結(jié)，耕層變淺。由于表土過于疏松，保墑保肥性差，如遇旱季，甘蔗受旱影響愈重；如遇強(qiáng)降水，由于土壤容水量小，雨水不能及時(shí)向下滲透，在土壤表面形成徑流，尤其對(duì)坡耕地造成土肥流失嚴(yán)重。犁底層以下土壤板結(jié)，肥料施入淺，也不利于甘蔗根系下扎，對(duì)抗倒伏及宿根蔗均有明顯不良影響。因此在此種類型蔗區(qū)應(yīng)采用保護(hù)性耕作方式，大力提倡覆蓋技術(shù)、有機(jī)肥、生物肥技術(shù)的應(yīng)用。

2.4 收獲

目前我國(guó)甘蔗機(jī)收主要為兩種模式：分段式與聯(lián)合式。分段式收獲包括砍收、剝?nèi)~、集堆、裝載、運(yùn)輸?shù)泉?dú)立作業(yè)環(huán)節(jié)，目前都已有較成熟的相應(yīng)機(jī)具，如南寧五菱桂花4GZ-9型甘蔗割鋪機(jī)、6BZ-5型甘蔗剝?nèi)~機(jī)、7JQ80型甘蔗裝載提升機(jī)等。分段式收獲盡管在各單一環(huán)節(jié)都能較有效地減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少人工耗費(fèi)、提高工作效率，但從收獲系統(tǒng)整體運(yùn)行效率上仍無法達(dá)到現(xiàn)代化大生產(chǎn)的要求，僅能作為特殊地形、小規(guī)模、分散經(jīng)營(yíng)條件下的一種補(bǔ)充模式。

聯(lián)合式收獲包括切段式和整稈式兩種作業(yè)模式。切段式是目前國(guó)際主流的聯(lián)合收獲模式，可實(shí)現(xiàn)砍收、脫葉、裝載、運(yùn)輸同步作業(yè)，在我國(guó)已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用的主要為國(guó)外機(jī)型，包括CASE8000、CASE7000、CASE4000、日本文明農(nóng)機(jī)的NB-11型，國(guó)內(nèi)自主研制較成熟的機(jī)型有廣西農(nóng)機(jī)院4GZ-180型、廣西云馬漢升4GQ260型、廣東科利亞4GZ-56型等，其中廣東科利亞4GZ-56型聯(lián)合收獲機(jī)還需增配吊裝設(shè)備。整稈式聯(lián)合收獲機(jī)則有廣西云馬漢升的4GZ-350型、浙江三佳SJ-140型、河南坤達(dá)和溫嶺宏順等機(jī)型，目前都尚處于試驗(yàn)階段。

從總體上看，我國(guó)甘蔗收獲機(jī)械化發(fā)展較慢且眾說不一，這是由于收獲是甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化中對(duì)系統(tǒng)配套性要求最高的環(huán)節(jié)，涉及土地條件及規(guī)劃、農(nóng)藝技術(shù)配套、收獲機(jī)械與運(yùn)輸車輛的配套、機(jī)械與輔助人工的配套、運(yùn)輸與加工的銜接等諸多因素，實(shí)際上是創(chuàng)建了一種全新的生產(chǎn)模式和利益平衡機(jī)制。在現(xiàn)行體制機(jī)制和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下，要真正實(shí)現(xiàn)甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)全程種植業(yè)、加工業(yè)與相關(guān)服務(wù)業(yè)一體化，樹立甘蔗糖業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的系統(tǒng)收益觀，不拘于單一部門、個(gè)別環(huán)節(jié)的暫時(shí)得失，才能協(xié)同推進(jìn)收獲機(jī)械化。因此，對(duì)于甘蔗收獲機(jī)械化的復(fù)雜性和艱巨性我們應(yīng)有充分的思想準(zhǔn)備和全面、客觀、長(zhǎng)遠(yuǎn)的認(rèn)識(shí)，積極地堅(jiān)持開展大規(guī)模全程機(jī)械化試驗(yàn)示范，找準(zhǔn)技術(shù)結(jié)點(diǎn),作好相關(guān)技術(shù)與組織管理模式的儲(chǔ)備，鼓勵(lì)先行先試，以點(diǎn)帶面，率先在中、大型農(nóng)場(chǎng)收獲機(jī)械化技術(shù)及模式上實(shí)現(xiàn)突破。

3 不同地形條件下甘蔗機(jī)械化的農(nóng)藝策略

地形條件和單位生產(chǎn)規(guī)模是實(shí)行機(jī)械化的基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)部于2011年7月發(fā)布了《甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)指導(dǎo)意見》，針對(duì)緩坡地、丘陵地、坡耕地類型及不同生產(chǎn)規(guī)模，確立了大規(guī)模全程機(jī)械化、中等規(guī)模全程機(jī)械化、小規(guī)模部分機(jī)械化及微小型半機(jī)械化4種模式，是我國(guó)現(xiàn)階段甘蔗機(jī)械化科學(xué)發(fā)展、分類指導(dǎo)的指導(dǎo)性文件。下面就全程機(jī)械化模式和部分（半）機(jī)械化模式下的配套農(nóng)藝技術(shù)要求進(jìn)行分析。

3.1 中、大規(guī)模緩坡和條件較好的丘陵地機(jī)械化配套農(nóng)藝技術(shù)分析

該模式屬于“裝備成套化、機(jī)具大型化、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化”為特征的現(xiàn)代化大生產(chǎn)模式，也是可望實(shí)現(xiàn)我國(guó)最高蔗莖產(chǎn)量、最節(jié)本、最長(zhǎng)宿根年限的一種應(yīng)用模式。全程機(jī)械化對(duì)品種選擇的要求較高，除傳統(tǒng)的優(yōu)良種性外，應(yīng)首要關(guān)注分蘗成莖在產(chǎn)量構(gòu)成中的主導(dǎo)作用。要求品種分蘗性強(qiáng)，成莖率高，在生長(zhǎng)特性上最好選擇前期生長(zhǎng)穩(wěn)健，先促蘗，后伸長(zhǎng)，主莖、分蘗整齊均勻的品種，避免使用主莖伸長(zhǎng)較早，分蘗出生較晚的品種，以保證中耕培土的作業(yè)適期和作業(yè)質(zhì)量。田間管理的重點(diǎn)在于植前深松、中期潛耕和宿根破壟，其目的都在于不打亂土層的前提下改善土壤結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造適合甘蔗和有益微生物生長(zhǎng)的水、肥、氣條件。植前深松輔以蔗葉還田，種植配合增施有機(jī)質(zhì)、地膜覆蓋都是我國(guó)蔗區(qū)現(xiàn)有土壤肥力和氣候條件下必要的增產(chǎn)措施。灌溉系統(tǒng)不僅應(yīng)發(fā)揮抗旱的功能，還要成為調(diào)節(jié)土壤宜耕性、水肥藥一體化管理，特別是保證甘蔗進(jìn)入伸長(zhǎng)期后管理的必要輔助手段。因此，在有條件的生產(chǎn)單位，大田自走式灌溉機(jī)械將會(huì)有更大的應(yīng)用前景。

3.2 小規(guī)模丘陵地和坡耕地機(jī)械化配套農(nóng)藝技術(shù)分析

小規(guī)模部分機(jī)械化及微小型半機(jī)械化模式是適應(yīng)我國(guó)甘蔗生產(chǎn)者地塊面積偏小、地形復(fù)雜的條件下，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率為主要目標(biāo)，以蔗農(nóng)互助和小型服務(wù)組織為主要形式的一種生產(chǎn)方式，在區(qū)域種植結(jié)構(gòu)、地方蔗糖經(jīng)濟(jì)短期內(nèi)難以調(diào)整的情況下還具有相當(dāng)?shù)钠毡樾?。如前所述，保護(hù)性耕作技術(shù)和培肥地力是這類模式下實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。由于抵御自然災(zāi)害和肥水調(diào)控能力相對(duì)薄弱，品種的抗旱、抗寒性尤顯重要，應(yīng)予優(yōu)先考慮。為適應(yīng)分段式收獲作業(yè)，產(chǎn)量構(gòu)成應(yīng)在考慮單位面積有效莖數(shù)的同時(shí)重點(diǎn)兼顧單莖重因子，選用直立抗倒、中大莖、早發(fā)快長(zhǎng)、封行早的品種，以及早形成高產(chǎn)苗架，控制雜草，減少水分蒸騰散失。要充分發(fā)揮人工作業(yè)環(huán)節(jié)“選”的作用，確保種苗質(zhì)量和有效下種量；利用好傳統(tǒng)的農(nóng)村廢棄物田邊堆漚池、田頭水窖等，在生產(chǎn)全程注意增加有機(jī)質(zhì)、生物肥使用比重，逐年改善耕層結(jié)構(gòu)，保障甘蔗穩(wěn)產(chǎn)。

4 小結(jié)

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合是中國(guó)特色的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)概念。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)從科研到應(yīng)用都在機(jī)械化的選擇壓力和作業(yè)模式下進(jìn)行而言，我國(guó)甘蔗機(jī)械化配套農(nóng)藝技術(shù)面臨著基于傳統(tǒng)、高于傳統(tǒng)的新的研究思路和方向的調(diào)整，尤其對(duì)于中、大規(guī)模全程機(jī)械化模式的應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化，甚至精準(zhǔn)化田間作業(yè)管理的趨勢(shì)和特點(diǎn)促進(jìn)了相關(guān)學(xué)科的交叉，大田環(huán)境生物信息監(jiān)測(cè)與決策系統(tǒng)研究將成為必然的研究熱點(diǎn)；對(duì)于小規(guī)模丘陵地和坡耕地機(jī)械化模式，結(jié)合土壤培肥的保護(hù)性耕作技術(shù)將是重中之重的發(fā)展方向。

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