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Copyright (c) 2012 機(jī)電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權(quán)所有 皖I(lǐng)CP備12004440號(hào)-2
2017年中國(guó)甘蔗機(jī)械化博覽會(huì)剛剛結(jié)束一周左右，而業(yè)內(nèi)人士對(duì)于中國(guó)的甘蔗收獲究竟需要何種機(jī)械的討論還在繼續(xù)。
在博覽會(huì)上，有近20家企業(yè)展出了30臺(tái)(套)左右的甘蔗收獲機(jī)，幾乎涵蓋了我國(guó)蔗區(qū)使用的所有類型。
從生產(chǎn)企業(yè)看，有國(guó)外大型高端產(chǎn)品，如迪爾、凱斯的甘蔗收獲機(jī);也有國(guó)內(nèi)大型產(chǎn)品，如中聯(lián)、柳工等企業(yè)的甘蔗收獲機(jī);還有國(guó)內(nèi)各種小型的甘蔗收獲機(jī)。
從機(jī)器結(jié)構(gòu)、工作原理看，有砍稈鋪放式的，有整稈式的，也有切段式的;有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)身短小的履帶機(jī)，也有配置豪華、駕乘舒適的輪式機(jī);有自裝自卸的單體機(jī)，也有邊收邊卸的組合機(jī)等。
我國(guó)在甘蔗收獲機(jī)械的研制方面已走過了近50年的歷程，有很深的歷史積淀。因此中高檔甘蔗收獲機(jī)在結(jié)構(gòu)布置方面已差別不大，而小型產(chǎn)品卻各具特色。
雖然我們?cè)诟收崾斋@機(jī)械的研發(fā)方面付出了巨大的努力，但據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)大中型甘蔗收割機(jī)保有量?jī)H有500臺(tái)，機(jī)收率只有0.3%。
有人說(shuō)，引進(jìn)現(xiàn)成的國(guó)外大型甘蔗收獲機(jī)，可以快速提升收獲機(jī)械化水平。但筆者認(rèn)為，雖然機(jī)械化收獲是甘蔗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然趨勢(shì)，但根據(jù)目前我國(guó)甘蔗生產(chǎn)的實(shí)際情況，僅靠進(jìn)口機(jī)械解決不了根本問題，因?yàn)楦鞣N影響因素復(fù)雜多變。
機(jī)械化收獲的迫切性
甘蔗是我國(guó)食糖原料的主要來(lái)源，保障食糖安全是國(guó)家戰(zhàn)略。近幾年甘蔗生產(chǎn)成本逐漸提高，人工收獲成本已占總成本的一半。甘蔗機(jī)械種植和收獲成為我國(guó)甘蔗生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸，甘蔗收獲更是勞動(dòng)強(qiáng)度最大、環(huán)境最惡劣的環(huán)節(jié)。人工一天只能收獲1t左右的甘蔗。
目前我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏，青壯年外出打工，基本都是老人、婦女務(wù)農(nóng)。人工收獲甘蔗進(jìn)度慢，使得甘蔗收獲時(shí)間跨度延長(zhǎng);加之氣候變化、傳統(tǒng)節(jié)日以及其他作物春播等，會(huì)對(duì)甘蔗收獲造成影響。
另外，人工收獲的甘蔗，砍收質(zhì)量良莠不齊，導(dǎo)致糖廠吊榨、斷槽、停機(jī)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，不能滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，榨季無(wú)限延長(zhǎng)，后期產(chǎn)糖率明顯下降，浪費(fèi)嚴(yán)重。
機(jī)械化收獲已成為提高甘蔗生產(chǎn)能力的迫切要求，也是甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
在廣西柳州的桂中思源“雙高”基地，1000hm2(1.5萬(wàn)畝)蔗田，往年榨季要請(qǐng)600個(gè)勞力收甘蔗，現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)器一天就能收割100t。平均收獲成本可控制在30～40元/t，比人工收獲節(jié)省成本50～60元/t。
機(jī)械化收獲甘蔗的好處還在于，在切割刀片剛?cè)胪習(xí)r切斷甘蔗，可減少病蟲害的發(fā)生，增加宿根蔗的產(chǎn)生，苗根壯不易倒伏。收獲后切碎的蔗葉平鋪地表，可增加土壤有機(jī)成分，提高來(lái)年甘蔗產(chǎn)量。
各種機(jī)型優(yōu)劣
甘蔗機(jī)械化收獲工藝一般是切梢(均勻撒到已收割甘蔗地塊一側(cè))→剝?nèi)~(在喂入、輸送和切斷過程中完成)→切斷(壓倒?jié)L筒將甘蔗壓倒在合適位置，然后切斷)→除雜(將皮、葉、梢頭等廢棄物排出到已收割甘蔗地塊一側(cè))和裝載(通過升運(yùn)器等方式將甘蔗段送入料車中)等多項(xiàng)工序。
目前國(guó)內(nèi)甘蔗種植區(qū)使用較多的主流機(jī)型是切段式收獲機(jī)，其他各類機(jī)型也有少量應(yīng)用，或者處于試驗(yàn)示范階段。
1.切段式收獲機(jī)
我國(guó)甘蔗收獲技術(shù)多從國(guó)外引進(jìn)，且國(guó)外多是切段式收獲機(jī)，因此我國(guó)市場(chǎng)上也以切段式甘蔗收獲機(jī)為主。
雖然切段后的甘蔗含雜率高，潮濕天氣收割難以保存，且必須在24h之內(nèi)進(jìn)行壓榨，否則會(huì)出現(xiàn)霉變或降低產(chǎn)品質(zhì)量等缺陷，但由于切段式收獲機(jī)作業(yè)過程輔助人工少，所以仍是大田蔗農(nóng)的選擇。
另外，切段式甘蔗收割機(jī)對(duì)嚴(yán)重倒伏的甘蔗收割效果比較好，在氣候溫暖，不需要蔗葉進(jìn)行保溫、保水、保肥，地塊較大，甘蔗倒伏嚴(yán)重的地區(qū)非常適用。
2.整稈式收獲機(jī)
整稈式收獲機(jī)作業(yè)效率較高，比較適合于我國(guó)甘蔗主產(chǎn)區(qū)多為丘陵坡地的地理環(huán)境，在雨季切段式收獲機(jī)不能作業(yè)的情況下，這種機(jī)型可以正常作業(yè)。收獲后的甘蔗具有方便運(yùn)輸、含雜質(zhì)少、損耗低、出糖量高、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。
由于諸多優(yōu)點(diǎn)，事實(shí)上，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)在20年前就開始研發(fā)整稈式收獲機(jī)，但遺憾的是很多產(chǎn)品的技術(shù)和作業(yè)性能仍有待完善和提高。
而且，整稈式收獲機(jī)存在不能收割嚴(yán)重倒伏甘蔗和需要人工進(jìn)行輔助剝?nèi)~去梢的缺陷，很多蔗農(nóng)不喜歡使用。
3.其他類型收獲機(jī)
博覽會(huì)上各類機(jī)型最明顯的特征是液壓傳動(dòng)技術(shù)的普遍使用，液壓馬達(dá)已成為普遍采用的驅(qū)動(dòng)元件。所有整稈或切段機(jī)型都是單壟收獲，但配套動(dòng)力和自身質(zhì)量相差極大，有55.1kW(75hp)的，更有275.6kW(375hp)的，但大多都在147kW(200hp)左右。
在博覽會(huì)同期舉辦的甘蔗機(jī)械化作業(yè)演示會(huì)上發(fā)現(xiàn)，各種機(jī)型的表現(xiàn)不一。
甘蔗長(zhǎng)勢(shì)不規(guī)范，多臺(tái)機(jī)器的切梢作用不大;各類機(jī)器結(jié)構(gòu)不同，尤其是風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致含雜率指標(biāo)明顯不一致，含雜主要是梢頭段和碎葉較多。
個(gè)別機(jī)型產(chǎn)生的收獲損失，包括未進(jìn)入機(jī)器的倒伏甘蔗和進(jìn)入機(jī)器切斷后又落地的甘蔗段，最多時(shí)地表一米一節(jié)。農(nóng)戶對(duì)于破頭率沒有過高的要求，只要不松動(dòng)蔗跟即可。
現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，鋪放式單一砍稈的收割機(jī)作業(yè)速度最快，但還需要?jiǎng)內(nèi)~砍梢;整稈收獲的彎稈和梢頭處理欠佳;機(jī)身短小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)器作業(yè)速度慢;自裝自卸式機(jī)械需要的輔助機(jī)具多，邊收邊卸式機(jī)械入地難、坡地險(xiǎn)。
普遍存在的問題是，切梢裝置調(diào)整不便，對(duì)生長(zhǎng)高度不齊的甘蔗難以控制到合理的切梢長(zhǎng)度;割臺(tái)可調(diào)性差，造成割茬不齊、破頭率高。
近20年來(lái)，國(guó)內(nèi)外企業(yè)積極參與甘蔗收獲機(jī)械的研制，大力研發(fā)適合中國(guó)特色的收割機(jī)。比如凱斯紐荷蘭在廣東佛山成立了甘蔗收獲機(jī)械生產(chǎn)廠，中聯(lián)重科在博覽會(huì)上一次將8臺(tái)甘蔗收獲機(jī)交付客戶。
尤其是近幾年，國(guó)產(chǎn)甘蔗收割機(jī)的研發(fā)制造大有進(jìn)展。總體趨勢(shì)是國(guó)產(chǎn)甘蔗收獲機(jī)械不斷成熟，機(jī)收替代人工收獲已有可選機(jī)型，但高效能收割機(jī)供給仍然不足。
農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、糖廠各有掣肘
我國(guó)甘蔗種植區(qū)域以丘陵旱坡地區(qū)為主，地形復(fù)雜，蔗田地塊分散小、坡度大、石頭多、機(jī)耕道不通暢。一家一戶分散經(jīng)營(yíng)，方式多樣，品種不一。
大多蔗區(qū)是地不平、稈不直，沒有機(jī)耕道，導(dǎo)致收割機(jī)根本進(jìn)不去。只有當(dāng)甘蔗種植品種、種植行距與機(jī)械化收割相適應(yīng)，行距正確時(shí)，甘蔗才會(huì)處于機(jī)器中線保證收獲質(zhì)量。
同時(shí)，蔗區(qū)應(yīng)培育、引進(jìn)適合我國(guó)主產(chǎn)蔗區(qū)機(jī)械化收獲的甘蔗品種;規(guī)范適宜機(jī)械化收獲的種植標(biāo)準(zhǔn);整合土地資源，修建適合機(jī)械化收獲的田間道路，擴(kuò)大機(jī)械化收獲規(guī)模。
目前廣西各地在“雙高基地”規(guī)范的要求下，蔗農(nóng)按照標(biāo)準(zhǔn)種植，寬窄行距固定，80、135～140、150cm行距均可進(jìn)行機(jī)收。此外，通過不同熟性品種、不同植期的科學(xué)安排，可保證產(chǎn)糖效率和機(jī)收水平，以提高效益。
蔗農(nóng)對(duì)機(jī)械化收獲的要求則比較簡(jiǎn)單，只要機(jī)收不丟蔗稈、不動(dòng)蔗根、料箱含雜少即可。
因此，只有農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相融合，多培育適宜機(jī)械化和抗倒伏的品種，甘蔗全程機(jī)械化才能加快實(shí)現(xiàn)。
而甘蔗產(chǎn)業(yè)鏈上的加工環(huán)節(jié)——糖廠，對(duì)甘蔗機(jī)械化收獲也有著特殊的要求。
我國(guó)的糖廠大多都是在人工收割整稈入廠的方式下建立的，使用整稈制糖生產(chǎn)流程基本固化。目前糖廠的生產(chǎn)模式不能保證切段甘蔗隨到隨榨，切段蔗并不符合糖廠的生產(chǎn)工藝。
但目前甘蔗機(jī)械收獲的主流技術(shù)是切段式收獲，為減少含糖量損失，切段式收獲甘蔗需在24h內(nèi)進(jìn)廠壓榨。為此，新的收獲、運(yùn)輸、壓榨各環(huán)節(jié)間的銜接機(jī)制如何建立需要研究，使收獲與加工能夠快速有機(jī)配合。
固然機(jī)械收獲含雜率比人工高，但只要在糖廠合理扣除含雜，對(duì)推進(jìn)甘蔗機(jī)收生產(chǎn)不會(huì)造成太大影響。
據(jù)悉，國(guó)內(nèi)糖廠將進(jìn)行全面改制，政策空前利好。市場(chǎng)將全面放開，糖廠可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)收蔗。如此，以往壟斷局面將被打破，糖廠不能強(qiáng)制選擇只收人工作業(yè)整稈的甘蔗，這在很大程度上有利于促進(jìn)甘蔗盡快實(shí)現(xiàn)機(jī)械收獲。
技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
甘蔗收獲機(jī)的常見故障包括蔗稈損失、含雜率高和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降等，需要解決的問題是提高可靠性、增強(qiáng)適應(yīng)性。
比如提高切梢裝置的靈敏度，盡量做到多切梢少切稈;對(duì)生長(zhǎng)彎曲、倒伏嚴(yán)重的甘蔗，收獲時(shí)的適應(yīng)性要強(qiáng);蔗區(qū)采用機(jī)械種植，防止割茬不齊，破頭率高;蔗地起壟平直，保證收割機(jī)行進(jìn)的穩(wěn)定性和收割效果，同時(shí)利于來(lái)年宿根蔗的生長(zhǎng)，砍斷處減少被撕裂分叉現(xiàn)象;剝?nèi)~通道內(nèi)剝?nèi)~徹底，減少料箱含雜。
未來(lái)的產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)向智能化(故障診斷、田間石塊識(shí)別、料箱含雜報(bào)警等)、自動(dòng)化(自動(dòng)對(duì)行、自動(dòng)調(diào)整扶蔗分蔗輥高度、自動(dòng)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等)、專業(yè)化方面發(fā)展，減少機(jī)手勞動(dòng)強(qiáng)度，保證收獲性能和作業(yè)質(zhì)量的提升。研制在雨天作業(yè)時(shí)的機(jī)器，以提高收獲機(jī)的有效利用率。
對(duì)于切梢器，目前由于甘蔗植株生長(zhǎng)高低不一，所以作業(yè)中切梢只能按蔗梢位置的平均高度隨時(shí)調(diào)整，但在相當(dāng)多的地塊中，甘蔗植株長(zhǎng)勢(shì)高低懸殊過大，向兩側(cè)傾斜過多，使用切梢作用實(shí)際不大。未來(lái)設(shè)計(jì)的切梢器，其頂端高度和切梢旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)田塊作物品種和長(zhǎng)勢(shì)應(yīng)該可以選擇。正確設(shè)置和使用切梢器可以減少進(jìn)入接料車中的雜質(zhì)。
分蔗輥和扶蔗輥的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反，這樣可以有效分離相鄰行間相互纏繞的甘蔗。若配置側(cè)刀可以切斷相互纏繞的蔗葉，防止倒伏甘蔗在推送過程中連根拔起。蔗輥距地高度也應(yīng)獨(dú)立調(diào)整，以保證收獲效果和防止泥土帶入底刀。
正確的位置是滑靴頂尖正好進(jìn)入地表土可以扶起倒伏甘蔗進(jìn)入切割，而滑靴頂尖正好離開地表土則可以少帶泥土進(jìn)入機(jī)器。扶起倒蔗切斷時(shí)車速不易過快，否則易產(chǎn)生拔根現(xiàn)象。
壓倒?jié)L筒的高度也應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)倒伏甘蔗的高度調(diào)整，直稈升高，倒稈降低。過高影響切口和喂入，過低則使蔗稈折斷或連根拔起。
底刀高度設(shè)置不正確時(shí)，會(huì)產(chǎn)生切口不齊致使底根松動(dòng)甚至連根拔起。作業(yè)時(shí)底刀正好進(jìn)入地表土，保證切斷時(shí)由于蔗根周圍泥土擁擠不易產(chǎn)生破頭現(xiàn)象。但位置過低，刀頭易磨損且切割阻力大，過高易破頭且影響產(chǎn)量。底刀高度若設(shè)置壓力和高度傳感器則能保證實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
喂入滾筒組將切斷甘蔗向后輸送的過程中完成去土除雜，切斷滾筒要保證切斷不粘連則必須刀片鋒利，這對(duì)除雜和減少糖分損失有極大好處。
除雜風(fēng)機(jī)應(yīng)最大限度去除蔗段上的雜葉和泥土，包括除去不含甜汁的梢段。這就要求風(fēng)機(jī)風(fēng)速要大于梢段而小于甜稈段的漂浮速度。風(fēng)量風(fēng)速應(yīng)能調(diào)整，以適應(yīng)不同比重的甘蔗節(jié)。
升運(yùn)器和提藍(lán)器可進(jìn)一步清除雜物和泥土，使進(jìn)入儲(chǔ)運(yùn)車的物料是較為干凈的甜蔗段。田間運(yùn)輸對(duì)收割效率影響極大，所以要求運(yùn)輸車質(zhì)量小且靈活，輪距適合甘蔗行距，輪胎形狀不易壓破蔗根。
發(fā)展模式
國(guó)外的大型高端甘蔗收獲機(jī)，在小塊坡地上作業(yè)時(shí)機(jī)動(dòng)性差，蔗農(nóng)感到不適用;加之價(jià)格昂貴，農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)水平很難承受。
就目前來(lái)看，按工序分類的專用小型收獲機(jī)械最實(shí)用，也最受小規(guī)模經(jīng)營(yíng)的蔗農(nóng)歡迎。
因此，國(guó)內(nèi)外企業(yè)在研制大型甘蔗收獲機(jī)的同時(shí)，也應(yīng)關(guān)注小型甘蔗收獲系列機(jī)組。這種機(jī)組可以由一些簡(jiǎn)單的收割機(jī)、小型自走式甘蔗剝?nèi)~機(jī)以及配套的裝運(yùn)裝置組成，蔗農(nóng)可以根據(jù)需要自行選擇各種不同的組合。
總之，鑒于目前我國(guó)甘蔗生產(chǎn)的實(shí)際情況，僅依靠進(jìn)口收獲機(jī)無(wú)法解決甘蔗收獲機(jī)械化問題。在一定的階段內(nèi)，甘蔗收獲應(yīng)當(dāng)是小型機(jī)、切段式和整稈式機(jī)型并存的發(fā)展模式。
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