廣東農墾甘蔗生產全程機械化現狀與對策

謝季青，伍兆誠，陳 光，廖錫華，徐福生，吳如慧，鄧 華，陳士偉*

(1廣東農墾熱帶農業研究院有限公司，廣東廣州511300；2廣東廣墾糖業集團有限公司，廣東湛江524000；3廣東省湛江農墾集團有限公司，廣東湛江524000)

0 前言

近年來，國際糖價長期在低位運行，配額外進口食糖成本長期保持接近或低于國內食糖成本價，國內糖價上漲乏力；國內農業勞動力結構失衡加劇，勞動力成本逐年上升，給勞動密集型的甘蔗產業帶來用工緊缺難題和成本上行壓力。湛江墾區從蔗農到企業已處于虧損邊緣，推行全程機械化生產勢在必行[1-3]。

《國務院關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》(國發〔2018〕42號)明確指出，到2020年“棉油糖、果菜茶等大宗經濟作物全程機械化生產體系基本建立”，2025年“甘蔗收獲機械化率達到30%”。然而，廣東農墾在推進全程機械化的過程中，遇到了適宜機械化種植的種苗欠缺、農機農藝不配套、技術標準執行不到位、機收蔗含雜高、糖廠壓榨工藝與機收蔗不配套等問題，甘蔗收獲機械化率難以突破10%的瓶頸[3-5]。如何破解機收率低的困局，突破限制甘蔗全程機械化瓶頸，已成為全行業關注和熱議的焦點。

1 湛江墾區發展現狀

1.1 甘蔗全程機械化機具現狀及具備的耕作能力

湛江墾區甘蔗全程機械化機具集中在廣東廣墾農機服務有限公司，現擁有各類農機設備共計約556套，資產原值總額約1億元，是全國最大的甘蔗全程機械化專業服務公司。按照單個榨季來算，現有機具備耕作業能力約為6667 hm2；140拖拉機24臺，種植機32臺，種植作業能力為3600 hm2；高地隙拖拉機21臺，培土施肥作業能力為5040 hm2；甘蔗收獲機16臺，機收能力306000 t。

1.2 機收甘蔗面積和蔗量情況

2010年，湛江墾區開始甘蔗全程機械化種植，2016/17年榨季(11月至翌年 3月)機收蔗面積為1133.33 hm2，機收蔗產量為5.86萬t，機收蔗僅占總榨量的3.36%。2017/18年榨季，機收蔗面積躍升至2400 hm2，機收蔗產量達15.36萬t，機收蔗進場率達7.25%，較上一榨季提升了116%。2018/19年榨季機收蔗進場率最高達7.29%，但2019/20年榨季又回落至6.66%(見表1)。

表1 湛江墾區近年來甘蔗機收產量

1.3 甘蔗耕種收綜合機械化水平

2019年湛江墾區甘蔗耕種收綜合機械化水平為 58.18%。機械備耕率已達到 100%，機種率逐年提升至52.98%，但機收率始終不超過10%(見圖1)。其中，耕種收綜合機械化水平，指各種農作物耕、機種、機收的綜合作業水平；機耕率指機耕面積占各農作物播種面積中應耕作面積的百分比；機種率指機種面積占各農作物播種總面積的百分比；機收率指機收面積占各農作物收獲總面積的百分比。由圖1可知，與廣西蔗區對比：截至2019年12月，廣西甘蔗生產綜合機械化率達到了59.10%，機耕率和機種率分別達到97.78%、55.33%，甘蔗收獲機械化率為11.30%，除機耕率外，各個指標均已反超湛江墾區水平[6]。

圖1 近幾年湛江墾區甘蔗耕種收綜合機械化水平統計

2 全程機械化生產的必要性

2.1 職工老齡化嚴重，勞動力不斷減少

以糖業集團農業單位為例，2017年對豐收、華海崗位職工年齡調研結果表明，職工老齡化現象嚴重(見圖2)，40歲以下青壯年職工嚴重缺乏，現有的人力無法滿足甘蔗大面積人工種植、管理和收獲工作的需要。

圖2 2017年豐收、華海公司崗位年齡分布圖

2.2 砍蔗勞動力緊缺，人工成本不斷上升

榨季期間，砍蔗勞力緊缺，尤其是地方糖廠開榨后，搶工問題愈發嚴重，砍蔗工錢也是水漲船高。由于用工難，雇請民工的計價方式繁多，費用約159～179 元/t，占甘蔗價格的 38.8%～43.7%(見表2)。隨著砍蔗工人雇請難度加大，砍蔗工的砍蔗質量也普遍下降。經實測，由于砍收蔗時所留蔗頭過高造成的浪費達4.65 t/hm2，約占產量的5%。

表2 2019/20年榨季豐收公司砍蔗工錢明細 單位：元/t

2.3 規模化經營大勢所趨，迫切需要機收服務

隨著墾區勞動力減少、人工成本上升，甘蔗生產經營模式向著規模化、集約化和機械化方向發展是大勢所趨。

據不完全統計，2017年湛江墾區甘蔗種植單位有將近6667 hm2約45萬t甘蔗有意愿進行機收，其中大包戶占多數。以某個大包戶蔗農承包33.3 hm2甘蔗為例，甘蔗按75 t/hm2計，可收獲甘蔗產量為2500 t。若雇請人工進行收獲，按每個砍蔗工每天可砍收甘蔗2 t，每天雇請20人進行砍蔗計，可收獲甘蔗40 t/d，要收完2500 t甘蔗需要62.5天。而若用機械進行收獲，目前一臺凱斯8000收割機1天可以收獲甘蔗約200 t，則只需12.5天便可完成收獲。機收的高效便捷不僅節約成本，更為蔗農來年的甘蔗生產管理爭取到足夠的時間，便于他們安排生產管理，機收甘蔗已逐步得到大包戶蔗農的認可。

3 存在問題

3.1 農場經營管理體制不適應

墾區經營主體4941個，其中個體4935個，集體經營6個(即農場經營)。個體經營面積占比95.67%，集體經營面積占比 4.33%。個體平均經營面積 2.78 hm2，集體平均經營面積99.33 hm2。由于大部分土地為個體經營，地塊較小，種植時間和行向不一致，而且大部分土地未經整理，電線桿多，預留道路小，導致機械作業效率低、成本高、機具易損壞，成為目前推廣機械化生產的障礙。

3.2 農機與農藝銜接不夠到位

甘蔗種苗、種植行距、農機操作等農機農藝融合還不足，影響產量和生產成本。桂柳05-136(約占49%)等主栽品種仍不能夠適應機械化作業，需繼續選育與引進具備前期封行早、生長整齊、抗倒伏、葉片及葉鞘易于脫落、中至中小莖、收獲指數高等特點的優良品種[7]。種植行距不統一，共建基地仍有少部分地塊種植行距為1 m，機械化田間管理難，機收損耗大、對宿根管理影響較大。農機操作不到位，部分農機種植時存在有效莖數減少或斷壟、下種深淺度不一、覆土不均勻、培土施肥時培土不到位等問題。

3.3 農業機械化服務發展不理想

2019年廣墾農機參與機收作業的收割機共計16臺，機收蔗量13.9萬t，僅占機收產能(26.8萬t)的 51.9%。機手工資與機收蔗量掛鉤，機收蔗量的減少，機手做工積極性降低，給機收質量的管控帶來較大壓力。農機人員待遇低，難以吸引留住人才，缺乏既懂管理、又懂農業生產和農機技術的高專人才以及熟練操作的機手和熟練的輔助工。機具更新較慢，自動化、信息化程度不高，機手需憑經驗操作，加之個別管理人員責任心不強、責任監督不到位，導致管種收質量參差不齊。

3.4 機收質量與糖廠工藝要求不匹配

各糖廠一般使用“一步法”亞硫酸工藝，與人工砍收的“凈稈”蔗相匹配(含雜率0.2%～3.0%)[8]。據內部統計，2019年機收甘蔗平均總含雜率達17.64%，遠高于切斷式甘蔗收獲機的作業質量要求(含雜率≤8%)，現有除雜系統除雜率僅30%～40%，處理后含雜率為11.5%(除雜率按35%計)。

電力系統運行調度中的高階不確定性及其對策評述//周安平,楊明,趙斌,韓學山,劉增訓//(12):173

夾雜物對一步法制糖的各工序均有不同程度的影響。一是泥沙等夾雜物將加速撕解機蔗刀、壓榨輥等設備磨損，影響生產安全率，增加設備檢維修費用；二是影響鍋爐運行，泥沙隨著蔗渣進入到鍋爐，堵塞鍋爐爐排及空氣預熱器，造成產汽量下降，鍋爐能耗升高；三是增加輔助材料消耗，增加生產成本，多加的輔料導致濾泥量增大，夾雜物隨蔗渣和濾泥排出導致產糖率下降為約 0.4%(絕對值)；四是增加澄清工藝處理難度，延長蔗汁在沉淀池時間，導致糖分在高溫條件下轉化損失，增加煮糖工段煮制難度，延長煮制時間，增加分蜜難度，導致糖蜜純度過高，影響收回。

3.5 機收蔗進廠效率低

切段式收獲的甘蔗切口較多，易受到腸膜明串珠菌、鏈球菌等微生物感染而逐漸消耗糖分，因此要求盡可能縮短甘蔗進廠時間、提高進廠效率。

但由于工藝限制，糖廠無法直接大量處理機械化砍蔗，1車機械化甘蔗要配備2～3車人工砍收的甘蔗進行混雜，加之機械化收割只能白天作業、進廠，極大地限制了機收蔗處理量的上限(約為日榨蔗量的10%)。較長的排隊進廠時間又造成運輸卡周轉困難，進一步降低了機收效率和甘蔗新鮮度。

2018和2019 年，調豐和華豐糖廠連續測定了同一地塊、品種切段式機械收割、人工砍收的甘蔗糖分差異(入廠時間一致)，表明機收蔗糖分較人工砍收低2%。糖廠績效考核與產糖率等掛鉤，部分糖廠管理人員情緒上抵觸機械化砍蔗。

3.6 工業“三化”程度低

工業“三化”指的是自動化、信息化、智能化。集團下屬各糖廠現有職工200～400人不等，一般實際需求職工300人左右，榨季生產期間還要招收大約200多人的季節工和外包工，自動化程度低。各廠普遍設備老舊、基礎網絡設施不全、無生產數據信息系統、無生產調度管理系統，各工廠以及廠內各工序形成信息孤島，生產數據信息傳遞方式落后、效率低下。盡管近幾年在機械化甘蔗除雜系統、自動卸蔗臺、甘蔗均衡進蔗系統、pH中和自控系統、農務管理信息系統、地磅無人值守系統等方面進行了技改升級，但相比于國內外同行先進水平仍有一定差距，如廣西糖企先后引進了糖廠自動化(DCS)控制系統、全自動連續分蜜機、分段自動加灰工藝系統、自動煮糖系統、糖漿上浮工藝及自控系統、“二步法”生產工藝等先進設備和工藝[9-12]。

3.7 全程機械化標準有待提高

目前關于機械化方面的基礎設施建設、管理體系、作業標準、安全生產、隊伍建設、崗位職責等農機標準化管理制度的質量不高和可操作性有待加強，執行不到位。

4 發展思路

4.1 加快甘蔗全程機械化基地建設發展布局，為機收創造良好條件

以宜機化改造為目標，在確保蔗區目前甘蔗總面積不減少的前提下，引導土地流轉連片，逐步把種植甘蔗的地塊聚集在糖廠周邊20 km范圍。即華豐糖廠以華海公司為主，再根據實際需要考慮南華、友好農場部分生產隊種植甘蔗；調豐糖廠以豐收公司為主，再根據實際需要考慮金星農場部分生產隊種植甘蔗；廣豐糖廠以廣前公司為主，再根據實際需要考慮湖光農場部分生產隊種植甘蔗。要求地塊方格化、連片、大塊、集中，相對連片塊地面積13.3 hm2以上，地塊長度盡量應設計在300～600 m之間，寬度100 m以上，以發揮機械作業效率。

4.2 農機、農藝配套，提高機收效果和效率

按照最合適機收的種植行距標準進行種植，種植行距要求1.2 m以上，重點推廣1.4 m×0.4 m種植行距，同時選擇好適應甘蔗全程機械化收獲、宿根性好的種苗。同時做好封閉除草、培土施肥等田間管理的機械配套，嚴格按照甘蔗全程機械化技術標準，落實好各項措施，做好農機、農藝配套，為甘蔗機收創造良好條件。

4.3 加強機手培訓，做好機收質量把控，完善考核機制

甘蔗全程機械化在實施多年來，對于如何更好地做好甘蔗全程機械化，墾區各單位不論在是理論知識還是機械操作規程上均累積了豐富的經驗。但在實際操作過程中，甘蔗收獲機機手要與田間卡機手相互配合熟練，確保一直接合到位，如開小差或水平不高就會接不中甘蔗，造成損失。田間卡機手往公路運輸卡缷甘蔗時由于技術不好或裝得太滿也會掉落甘蔗。公路運輸車機手選點時沒考慮運輸車輛的接駁，公路卡停放點不平，接駁時也會掉落甘蔗。如表3所示，機手的操作水平對甘蔗含雜和損失均造成不同程度的影響，因此需通過培訓強化機手的操作水平[13]。

表3 國外關于不同操作水平下機收數據對比 單位：%

此外，機收甘蔗收費是按機收的量進行收費，而機手也是根據收獲產量多少進行提成，存在因質量把控不嚴或考核管理不嚴，導致不同機手的收獲甘蔗質量參差不齊，差異較大。因此需加強對機手的實操培訓，加大獎懲力度，完善對機手的考核機制。機手收入不單單是依靠機收產量的多少而是要求產量、質量等綜合評判，嚴格把控好機收甘蔗的質量，下一步廣墾農機公司須在考核和激勵機制上下足功夫。

4.4 做好農機精準化信息化配套

目前規模化現代農業基地生產大部分都配備精準農業衛星定位系統，確保種植、管理、收獲的行向筆直，精準操作，提高生產效率。隨著墾區甘蔗全程機械化基地建設規模不斷擴大，農機精準化信息化系統配備迫在眉睫。農機精準化信息系統配備，可以減少人為操縱存在的誤差，解決如機手技術不熟練，種植甘蔗時行距誤差較大，中耕施肥培土時機手更難操作，造成培土時培不好且容易傷蔗，培土溝彎彎曲曲，機械收獲甘蔗時機手沒法找準蔗行，導致跑偏行距，造成漏砍或壓蔗嚴重等問題。大大提高種植、管理和收獲的精準度，確保機收的質量最大程度上不受人為因素影響，最大化提高機收質量。

4.5 開發配套機收甘蔗測雜除雜系統，明確機收含雜率因素及責任認定

含雜率高是推廣機收的關鍵瓶頸，利用機收甘蔗測雜除雜系統達到降低含雜率的最終目的。含雜率與天氣、地塊條件、甘蔗情況、機手操作、機具條件等有關。機收的操作往往是決定含雜率的關鍵，因此機手的責任感非常重要。蔗農為了減少甘蔗損失或是增加“甘蔗”重量，往往會相應地增加機收含雜率，這樣的做法損害了糖廠的利益。而糖廠在參與機收的過程中是受害者，但是在沒有一個好的協調機制或者測雜辦法的前提下，通過增加扣雜量來減輕損失程度，則由受害方變成了加害方。糖廠的政策行為對機械收割發展的進程起到決定性的作用。因此，在甘蔗機械化發展過程中，糖廠必須積極參與，同時要擺正位置，協調平衡各方利益。因此，開發機收甘蔗測雜除雜系統，是平衡各方利益、明確機收損失和含雜責任的一個公正合理工具。

建議把機收除雜系統中的測雜信息管理納入正在建立的土地信息化管理平臺、農務信息平臺，能直觀反映地塊從備耕(時間、面積和深度)、種植(品種、行距和施肥量)、管理(施肥時間、肥料用量等，封閉除草時間、肥料種類用量等)、收獲(收獲時間、收獲種類、人工量或機械信息、含雜量等)全程的信息變化，最終能和智能農機系統和農務管理系統連接，形成完成的信息化系統。

4.6 積極引進新機具，不斷創新完善甘蔗全程機械農機作業流程

近幾年，廣西、云南甘蔗主產區甘蔗產業蓬勃發展，不斷創新甘蔗全程機械化農機農藝配套，取得較好的效果。而我們的農機多為老舊機型，逐漸不適應甘蔗全程機械化發展需求，因此應主動向廣西、云南學習，聯合農機公司針對墾區需求研發配套新機具，不斷完善甘蔗全程機械化作業流程。如針對種植苗數不足、需要輔助工多，輔助工作業不穩定等問題，建議引進新型預切式甘蔗種植機，減少輔助工下種不均勻和種苗質量沒保障的問題；針對人工砍蔗后蔗頭高，造成宿根發芽弱，影響宿根年限的問題，建議引進平茬機，收割后用平茬機平整，減少高位芽，提高宿根發芽質量和宿根年限；針對禁止焚燒蔗葉，加快引進新款蔗葉粉碎回田機具及引進不同款式砍蔗機具等。針對施肥輔助用工多，建議改進輸肥機，試點建立肥料攪拌站等減少輔助工用量等等。

4.7 加大糖廠加工工藝的升級改造

甘蔗全程機械化發展目前最迫切需要解決的技術瓶頸就是糖廠的機收甘蔗壓榨處理問題。制糖工藝改進要與農機農藝進一步相適應，在當前機收甘蔗技術穩步發展的情況下，除了進一步改進農藝技術規范之外，更要重點考慮革新進蔗機制及制糖的工藝。糖廠對機收甘蔗進廠要有專磅和專用通道及科學的預處理系統，加工工藝要創新改革適應機收甘蔗處理。制糖工藝流程除了增加預處理設施改造除雜處理外，還需要加大技改力度從工藝方面入手(如二步法生產原糖等)[14]。此外，糖廠尚未針對機收蔗設置獨立的考核指標。推廣全程機械化模式，既要考慮到工業的利益，又要不損害農業的利益，找到一個利益平衡點。

5 總結

綜上所述，廣東農墾甘蔗種植業面臨著人口老齡化、勞動力緊缺、工價上漲等因素導致的種植成本提高和糖價低迷的雙重壓迫，單位土地產值持續走低，迫使繼續種植的職工或單位向機械化和規模化轉型以謀求生存，另一部分則逐漸改種其他高產值熱帶作物，致使糖廠蔗源減少、同行競爭加劇，倒逼糖廠通過技改適應機收蔗的需求。因此，深入落實新發展理念，圍繞鄉村振興戰略，以深化農業供給側結構性改革為主線，以全程機械化基地建設為基礎，持續推進生產機械化降低生產成本，是加快推動墾區糖業轉型升級，實現廣墾糖業高質量發展，打造中國糖業的標桿企業的必然之路。