對廣西甘蔗機械化收獲發展現狀的思考

魯 華，武 濤

(1隆安洋浦農業科技有限公司，廣西南寧 530004；2華南農業大學工程學院，廣東廣州 510642)

0 引言

近年來，受中央及地方農機購置補貼與農機作業補貼政策的大力支持，廣西甘蔗收割機市場保有量迅速增加。具體而言，從2015/16年榨季的50臺增加至2021年6月的2315臺[1]。據2022年12月17日“2022中國-東盟農業機械暨甘蔗機械化博覽會”的信息，廣西全區擁有甘蔗聯合收獲機3166臺。在2015/16年榨季至2019/20年榨季期間，廣西甘蔗收獲機械化率從1%增加至4.6%[1]。2019/20年榨季，甘蔗機械化收獲量約236萬t，而2020/21年榨季則下降至約118萬t。在“十四五”開局之年，我國機收率為5.29%，距離2025年的目標25%還差24.71個百分點，甘蔗機收發展仍呈緩慢態勢[2]。

業內談及甘蔗機械化收獲發展緩慢的原因，主要聚焦于含雜率、宿根破頭率、損失率高，土壤壓實，以及機械收獲利益相關方未能從機收作業獲得切實的經濟利益等幾個方面。深入分析造成這些問題的根本成因，對于推進甘蔗機收發展具有重要意義。

甘蔗收獲是將農業生產的甘蔗向制糖企業交付的中間環節。地形、天氣、甘蔗品種、種植農藝等方面的影響，導致甘蔗出現倒伏等情況。人工收獲作業方式可依靠作業工人的靈活性，應對甘蔗在田間的不同種植方式和生長情況，獲得比較好的收獲質量。從人工收獲轉向機械收獲，不僅是“機換人”的簡單替代。收獲方式的變化，向上涉及到蔗園規劃、基礎建設、土地平整、品種選擇、耕種管農藝、經營規模等各方面的變化，向下涉及收獲時間安排、運輸、扣雜和制糖等環節的變化，中間涉及到收獲環節的機手技能水平和企業管理水平的變化。因此，需要對收獲方式及其變化帶來的影響有深入的認知和理解，才能進一步推動甘蔗機械收獲的發展。

1 影響甘蔗機械化收獲推進的原因分析

1.1 切段式甘蔗收割機的設計理念和技術路線的限制

目前，國外市場上成功應用的甘蔗收割機主要采用切段式聯合收割機。國內學者也對國內外甘蔗收獲機械發展的概況進行了總結，并對國內甘蔗收獲機械發展現狀進行了對比、思考[3]。近年來，國內銷售和應用的甘蔗收割機也主要是引入或借鑒國外的切段式甘蔗聯合收割機。無論機型的大小，這些切段式甘蔗聯合收割機在技術路線上基本遵循圖1所示的設計理念。

圖1 切段式甘蔗聯合收割機作業技術路線

因設計理念和技術路線的限制，收割機的作業質量與人工收獲存在較大差距。盡管收割機在大幅提高收獲效率方面有優勢，但與人工收獲相比，它們的含雜率與損失率較高，無法達到人工收獲的質量水平。

其主要原因包括：

(1)收割機作為一種機械設備，其適應的作業環境條件和收獲物料有一定的限制。切段式甘蔗收割機是基于“物料標準化處理”的設計理念，然而在實際作業過程中，不可避免地會導致物料(甘蔗)的損失。因此，在特定的作業環境和經濟成本條件下，無法達到人工收獲作業的質量水平。蔗田的地形地貌、規劃基建、土地平整度各異，甘蔗品種、生長高度、粗細、倒伏情況也不同，導致甘蔗的長度、彎曲程度、生長角度、方向和匍匐狀態等存在差異。為了應對不同的作業環境條件和甘蔗的多樣形態，收割機采用了一種粗放且統一的方式，以應對各種生長形態的甘蔗，并將其加工成符合特定規格的物料形式(如切割為20～30 cm長度的蔗段和葉片段)，然后通過軸流風機進行風選除雜。因此，當雜物的重量超過或接近蔗段的重量，或者雜物與蔗段緊密黏結無法通過風選分離時，將導致含雜率高的問題。此外，當空氣濕度較大、土壤潮濕時，雜質或者附著在蔗莖上的泥土更難以被風選分離，也會加劇含雜率的增加。

(2)收割機的重量和體積較大，且需要輔助機具配合作業。一般而言，139 kW以下的機型，機身重量在6～8 t，需鏟車配合卸料裝車；139 kW以上機型，機身重量在10～13 t，需拖拉機牽引的轉運車配合集料裝車。收割機具及輔助機具的重量導致其對土壤的壓實程度遠高于人工收獲作業。在土壤潮濕時作業會導致田地泥濘，土壤板結，不利于來年宿根蔗發株。此外，由于收割機具體積龐大，為了保證機身的穩定性，需要較寬的輪距。如果種植行距小，機具會碾壓在蔗行上，或是根切器難以對準蔗行進行作業，這會對蔗蔸造成破壞，導致來年宿根發芽率低，進而影響宿根蔗產量，并增加含雜率。

1.2 蔗園規劃建設、甘蔗種植農藝與現有農機具的不匹配

長期以來，廣西甘蔗種植一直以農戶的小規模經營為主，存在地塊零散、規模小、土地平整程度低、田間障礙物多、種植行距不適宜等問題。同時，由于歷史原因和多個種植戶的存在，蔗園缺乏科學規劃和建設來應對機械化生產，地塊分散，規模不一，種植農藝也不統一，這不僅不利于發揮機械作業效率，更影響了機械作業的質量。即使在“雙高”基地建設中進行了地塊整合，大部分土地仍是由農戶按傳統模式進行小規模經營，因此實際上地塊邊界仍然存在。土地平整程度不一、種植農藝仍然采用人力投入較多的傳統方式，在后續生產環節中使用切段式甘蔗聯合收獲機時，農機和農藝之間極易出現不匹配的情況。這進一步導致切段式甘蔗收獲機作業時出現漏蔗、碾壓蔗莖、碾壓蔗蔸等問題，從而造成田間損失增加。如果田間障礙未清理干凈，田間地面未平整，存在樹樁、石頭、凹坑、地面起伏頻繁等情況，則會導致作業穩定性下降和機具損壞，進而導致宿根損傷、蔗莖受損、切口不整齊利落、蔗莖碎片多等問題的發生，進一步增加了宿根破頭率、含雜率和田間損失率。

1.3 機手素質、技術水平和機械收獲運營組織的經營管理能力亟待提升

近年來，甘蔗機械收獲行業的參與主體主要是合作社組織或個人。新機手只需要大約一個星期的駕駛證培訓，就能夠獲取收割機駕駛證，從而開始下地作業。機手的技術水平通常是通過收獲作業實踐來提高的，一般而言，一個剛獲得駕駛證的新機手要成長為技術水平較為熟練的機手，需要經歷兩到3個榨季的生產實踐，而在這一過程中，機手的作業質量和作業效率水平并不高。低機械收獲量也導致了機手收入水平不高，機手流失率高，新機手在成為熟練機手之前就已經轉行。同時，機械收獲運營的合作社組織在對機械收獲合同的執行管理和作業質量的管理上主要依賴現場管理人員和機手的自覺性，導致作業質量和作業效率問題反饋的滯后，影響了合作社組織的經營收入和長期存續能力。在機械收獲未能獲得廣泛認可和接受的情況下，對機械收獲運營的合作社組織或個人來說，購置收割機對外提供作業服務存在巨大的經營壓力。

表1為甘蔗聯合收獲機盈虧平衡作業量。如表1所示，如想在3年(榨季)內收回投資成本，則每個榨季達到盈虧平衡的作業量為3153 t(凈重)；如想在6年(榨季)內收回投資成本，則每個榨季達到盈虧平衡的作業量為1576 t。如果合作社組織或個人沒有足夠的資金和經營能力，很容易在1～2個榨季的機械收獲運營虧損后就退出機械收獲行業。由于每個榨季都會有合作社組織或機手進入和退出機械收獲行業，導致機手技術總是停留在初級水平，機械收獲服務組織總是處于經營管理能力初級階段，這進而影響了機械收獲作業的效率和質量的提升。在過去的5～6年中，廣西地區切段式甘蔗機械收獲的平均單機作業量基本沒有超過1000 t，這使得機械收獲運營組織和機手難以長期存續，也就沒有機會進一步成長。

表1 甘蔗聯合收獲機盈虧平衡作業量測算表

1.4 蔗農、糖廠、機械收獲作業方在雜質的界定及扣除上存在分歧

理論上，收割機根切器、切梢器的高度可以由機手調整，以適應不同的蔗壟高度，切除不同高度的甘蔗尾梢。然而，蔗地的平整程度、蔗壟的高低變化等因素會導致根切器和切梢器的高度在機械收獲過程中不斷起伏變化。此外，機手的操作技巧、行距、機具狀況、天氣等因素也會對收獲質量產生影響。因此，在機械收獲過程中可能出現拔起并收入蔗蔸、漏切尾梢、尾梢切除不完整或過多等情況，從而影響收獲質量。

人工收獲依靠砍蔗工人的精細操作，通過精確地進行砍、削、剝、捆、堆等操作，來處理不同長度、粗細、高度、彎曲度和傾斜度的甘蔗，以獲得含雜率相對較低的甘蔗。在生產實踐中，一般要求“雙低砍”，即根部砍至地面或地面以下3 cm，尾部砍至生長點以下10～15 cm，將蔗葉、葉鞘、根須削干凈，一般人工收獲效率約為1.2 t/人/d，含雜率約為1%。如果使用“兩刀法”，即只進行斷頭去尾而不剝蔗葉的方式進行收獲，則人工收獲效率可以達到約4 t/人/d，含雜率約為7%。

甘蔗運輸進入糖廠時，主要依靠質檢員對甘蔗裝車表面情況的視檢來確定扣雜率，這種檢測方法存在較強的主觀性。傳統人工收獲甘蔗含雜率的確定，是蔗農與糖廠長期互動中逐漸形成的一種平衡狀態，雙方對此都認可和接受，因此基本上不存在太大的爭議，即使有異議，也仍在雙方可接受的范圍內。目前機械收獲甘蔗含雜率的確定，主要是采用與傳統人工收獲相同的判定方式，并輔以一定的額外抽樣檢測。由于機械收獲甘蔗含雜率普遍在9%以上，與人工收獲相比存在較大差距，造成了蔗農、糖廠和機械收獲作業方在認知和理解上出現矛盾沖突：糖廠認為所購買的甘蔗雜質含量過高，不僅影響原料采購成本，還增加了運輸成本和后續的制糖成本；蔗農則認為并不存在如此多雜質，認為糖廠欺騙了農民；機械收獲作業方也認為糖廠在雜質含量的確認方式上存在較大的主觀性和缺乏公平性。

1.5 參與機械收獲的相關方沒有顯著獲益

2016/17年榨季至今，甘蔗收購價格基本維持在490元/t(普通品種)至520元/t(高糖品種、加價品種)。人工收獲的費用在2019/20年榨季新冠疫情開始之前大約是120～130元/t，包含砍倒、剝葉、去尾、捆扎、集小堆、集大堆、裝車(俗稱“一條龍”)。在新冠疫情開始之后，越南砍工無法入境工作，因此需要依靠本地和外省的砍工進行收獲，“一條龍”作業單價約為150～160元/t。具體作業單價根據預估作業總量、甘蔗單產和食宿條件的不同而有所差異。機械收獲作業的費用在75～120元/t，具體取決于甘蔗單產、作業條件、當地人工價格和相關商業條款等因素。機械收獲作業還可享受45元/t(或3510元/hm2)的作業補貼。以平均產75 t/hm2，甘蔗單價520元/t為基準，對比人工收獲和機械收獲的收入如表2所示。

表2 人工收獲與機械收獲收入對比

由表2可見，在人工收獲作業單價150元/t，機械收獲作業單價80元/t時，由于總損失率的差距，導致在2種收獲方式的收入對比中，人工收獲仍處于優勢地位。因此，種植戶更傾向于選擇人工收獲。機械收獲并沒有直接帶來明顯的經濟效益，對于種植戶而言，機械收獲主要是解決了人工短缺(特別是單產低的地塊難以找到收獲工人)、急需快速收獲等問題。

對于糖廠而言，最明顯和直接的影響是運輸入廠的甘蔗中夾帶的雜質所支付的運費差距。按甘蔗運輸車載重量26 t，運輸距離35 km，運價0.7元/t/km，人工收獲方式含雜率2%，機械收獲方式含雜率10%計算，可得出以下結果：當運輸1車人工收獲的甘蔗時，糖廠為雜質支付的運費為26×2%×35×0.7=12.74元；當運輸1車機械收獲甘蔗時，糖廠為雜質支付的運費為26×10%×35×0.7=63.7元?？梢娺\輸機械收獲的甘蔗，糖廠因雜質而多支付了約51元/車的運費。在后續的制糖過程中，機械收獲甘蔗所帶來的更多雜質還會增加糖廠在設備磨損、輔助物料等方面的成本。

對于機械收獲運營方來說，近年廣西地區的每個榨季機械收獲行業平均單機作業水平大約在600～1000 t，對比前文分析的每個榨季的單機作業盈虧平衡作業量，加上糖廠對作業服務費用進行的含雜率扣罰、作業補貼兌現的延遲，使得機械收獲作業服務組織經營難以維系。特別是對于較為單一對外提供機械收獲作業服務的組織，其機械收獲業務更難以維系。

1.6 人工勞動力供給尚足，人工價格尚可承受

2019/20年榨季的疫情發生之前，廣西每年都有大量越南民工來參與甘蔗收獲工作，人工收獲價格大約為130～140元/t。疫情發生之后，境外民工無法進入，但受疫情影響返鄉的農民工填補了這一砍蔗勞動力缺口，人工價格增至150～160元/t。在隨后的2020/21、2021/22年榨季，除了廣西本地的勞動力供給外，還有大量來自云南、貴州、四川的農民工前往廣西從事甘蔗收獲，人工價格也一直穩定在150～160元/t。甚至在某些時間段，由于勞動力供給大于需求，競爭變得激烈，人工價格還出現了輕微下降。

1.7 收益較為穩定和確定

廣西蔗區種植戶以散戶為主，按目前的種植成本和產量計算，均年收益大約在15000～19500元/hm2。相比其他經濟作物，甘蔗種植戶在開始種植時可以了解市場情況，包括銷售對象和預期價格。只要專注于優質種植、盡力提高產量，就能夠獲得較為穩定和可預期的收入。因此，在收益相對穩定和確定的情況下，改變當前生產過程中的任何環節都可能帶來收益風險，這是影響種植戶決策的重要因素。

1.8 榨季收獲秩序中，糖廠決定性地位的影響

如前文所述，當前糖廠未能從機械收獲的方式中獲得直接收益，且人工勞動力供給充足，因此糖廠對于接收機械收獲的甘蔗并沒有強烈意愿，甚至可能抵制。目前，蔗區甘蔗的收獲時間、收獲方式和收獲質量均由糖廠進行安排，如果糖廠對于機械收獲持負面的態度，并未主動采取積極措施來引導和管理蔗區機械收獲作業的發展，就可能采取限制發放砍蔗票、不安排運輸車輛或是增加扣雜等手段來抵制機械收獲作業。

2 建議

2.1 加強對于機械化收獲發展階段和需求的認知

要明確甘蔗機械化收獲是促進甘蔗生產發展的的手段之一，旨在提高甘蔗生產的經濟效益和利益相關方的收益。在廣西蔗區，超過90%的蔗地屬于旱坡或丘陵地，具有坡度大，地塊分散，種植規模小，土地平整度低的特點。目前，甘蔗種植仍以傳統方式為主，人力供給和價格仍然能滿足生產需求，種植戶和制糖企業的利潤雖然有限但相對穩定。此外，各利益相關方對機械收獲的認知和接受程度較低，不同地區的規?；洜I水平、適宜機械作業水平和農藝技術存在差異。因此，要求短期內大規模鋪開機械收獲作業，并不符合目前市場現狀和利益相關方的需求。對于甘蔗生產發展的實際需求，應該由相關利益主體根據情況選擇適合的機械收獲設備，并逐步引進、論證和推廣。在此過程中，還需要逐步探索相應的商業合作模式，以漸進的方式促進機械收獲作業的推廣，這是一種較為穩定的發展方式。

2.2 普及專業技術認知，增強對機械化收獲的理解

在甘蔗機械化收獲作業質量的討論中，過去常常提到的觀點是，國外大型切段式聯合收獲機與國內的經營規模小、地塊零散等生產狀況不相適應，導致機械收獲作業的質量較差。即便是國內設備廠家推出的中小型切段式聯合收獲機，同樣難以避免前述的作業質量問題。這一問題常常被歸咎于機械技術和設備的成熟度不足、不穩定等原因。

如前分析，目前使用內燃機動力的機械設備在高效收獲甘蔗方面存在一些問題。特別是那些集合了多個處理工步的聯合式收獲設備，由于其所需配備的內燃機、工作部件和整體結構的體積和重量較大。這意味著田間作業需要具備相應的基礎田間條件才能保證達到一定的作業質量，并充分發揮其作業效率。如果在不具備這些條件的情況下進行機械作業，所導致的作業質量差和效率不高等問題，并不能通過單純改進機械設備來解決。因為改進后的設備可能需要投入較高的成本，在經濟上并不具備可行性。因此，為了提高甘蔗機械收獲的效果，除了改進機械設備的可能性外，還需要考慮創造相應的田間條件，以確保機械設備在實際作業中發揮到最佳狀態。

因此，在當前的地塊和種植農藝條件下，對于甘蔗機械收獲的質量，我們需要有正確的認知和預期。首先，為了達到一定的作業質量標準和作業效率，機械收獲作業需要有匹配的作業條件，包括地形地貌、地塊面積、天氣狀況、種植農藝和作物生長狀況等因素。其次，在一定經濟成本的情況下，相比人工作業，機械收獲作業可以大幅提高效率。然而，與人工收獲相比，機械收獲的靈活性和細致程度不如人工，作業質量和作業損失是不可避免的。最后，當前要提升機械收獲作業質量，僅僅依靠設備技術的改進是不夠的。需要綜合考慮其他因素，如操作技術、管理水平和作業流程的優化等。只有綜合協調各方面因素，才能促使機械收獲作業質量的提升。

2.3 機械收獲利益相關方需要進行改變

相對于傳統的收獲方式，機械收獲對機手、設備經營者、種植戶和糖廠都提出了不同的要求。首先，機手需要具備良好的設備使用技能水平和日常維修保養技能，以及較高的職業素養，以適應機械設備操作和管理的需要。同時，機械設備的經營者也需要具備相應的生產現場管理和企業經營管理的水平。對于種植戶而言，機械收獲對農藝技術、種植管理和經營規模提出了新的要求，他們需要適應機械收獲的農藝技術要求，并進行相應的種植、管理和經營規劃，以確保機械收獲的順利進行。對于糖廠來說，機械收獲則對收獲、運輸、含雜率的判斷和扣除、除雜、制糖等方面提出了新的要求，他們需要根據機械收獲的特點進行相應的工藝控制和質量管理，以確保生產過程的順利進行和產品的質量穩定性。因此，機械收獲對各個環節的參與者都有不同的要求，需要他們適應和提升相關技能和管理水平，以達到機械收獲作業的高效和質量。

長期以來，大家一直認為糖廠在面對人工收獲的不足和高昂的勞動力成本時，應該更容易接受采用甘蔗收獲機械。然而事實卻是，相比于支付給蔗農人工收獲費用，糖廠對于機械收獲的接受意愿卻更低。這一現象的原因可以追溯到糖廠在生產鏈條中所處的主導地位以及在簽訂訂單合同時所獲得的地方維護優勢，這些都導致蔗農在訂單合同的履行和收獲方式的選擇上處于較為弱勢的地位。正如前述所述，目前狀況下，糖廠作為利益相關方從機械收獲作業方式中并未獲得明顯的益處，甚至在成本上承擔更大的負擔。因此，糖廠對機械收獲的接受意愿肯定較低。此外，企業自身的管理考核制度通常只關注企業管理者短期利潤指標，這也限制了糖廠管理者對機械收獲的接受意愿。

因此，政府主導構建公平、公正、公開的質量評判、監督機制和推動共贏的利益關系的建立，都是推動甘蔗機械收獲發展必不可少的因素。要推動甘蔗機械收獲的前進，不能單純僅依靠機械設備技術的改進提升，相應的種植環境、品種、農藝技術、生產管理等直接涉及或延伸涉及到的各個環節及其主體都要在技術和管理上做出相應的改變。

2.4 加強蔗園基礎設施規劃建設，面積適度，經營規模適度

根據廣西蔗區的地理環境特點，在當前的情況下，應該以充分發揮中小型機械作業效率為目標來進行蔗園地塊的基礎規劃建設。在前期階段，應注重實施“小并大”策略，即提高單個地塊的面積，消除田間障礙和建設道路等。同時，鼓勵引導市場主體積極參與適度規模經營，為逐步鋪開中小型機械作業奠定相適應的作業土地環境和經營規?；A。

2.5 對口人才的培養

發展現代農業需要有專業對口的人才從事相關工作。蔗園的規劃設計建設、農業種植技術的選擇與應用、農業機械的操作、維護和管理、規模化經營的組織和管理，以及與行業上下游的對接、溝通和談判等，都需要大量具備一定專業技術能力或經營管理能力的人才。人才的缺乏是目前甘蔗機械收獲發展的主要制約因素之一，特別是在機械收獲服務作業組織的經營管理人才方面的缺乏。這往往導致作業組織在當前市場中的生存能力相對較弱。因此，加強各類對口人才的培養，以解決甘蔗機械收獲方面的人才短缺問題，是推進甘蔗機械收獲的重要舉措之一。為了推動甘蔗機械收獲的發展，我們需要加大對相關專業領域人才的培養力度，提高其專業技術能力和經營管理水平。只有這樣，才能有效解決人才缺口問題，并為甘蔗機械收獲的進一步發展提供強有力的支持。

3 總結

目前，廣西甘蔗機械收獲發展受到市場需求的制約。盡管機械化收獲方式能夠減少對人工的需求并提高作業效率，是實現甘蔗生產現代化發展的手段之一，然而，當前生產鏈條上的利益相關方，特別是占據主導地位的制糖企業，并沒有積極主動地接受機械收獲。雖然國內甘蔗生產成本遠高于國際水平，但仍能滿足當前的生產需求，并保持行業生產鏈條的持續運行。在當前情況下，機械化收獲方式并不必然具有普遍的經濟效益。因此，為了推動甘蔗機械收獲的發展，我們需要重新梳理和分析目前的局勢，找出真正制約甘蔗機械化收獲發展的原因，以確定當前發展的重點。只有這樣，才能順應市場需求，推動甘蔗機械收獲的進一步發展。