甘蔗糖業機械化的現狀及發展趨勢

0中國食糖等新產品量量不足帶來的挑戰甘蔗是世界上最重要的糖資源。據中國糖協統計,2009/2010生產期全球甘蔗產糖量為1.23×108t,占食糖總產的78.34%,我國甘蔗糖占食糖總產的比重更是高達92.41%。2010/2011生產期我國總產糖1.04542×107t,位居世界第三,但仍產不足需,當年全國食糖消費量1.358×107t,進口量高達2.0705×106t,為10年來最高水平。2010/2011生產期是我國糖業連續第三個減產年,同時制糖成本快速上升,制糖工業完全成本同比增長44.2%,此外中國—東盟自由貿易區全面啟動,中澳自由貿易區重啟談判,這些都給我國的食糖供給安全帶來嚴峻的挑戰。2010/2011生產期全國平均噸糖原料蔗成本為3978元,約占制糖總成本的70%,而原料蔗生產成本中近50%為人工成本,因此,通過甘蔗生產全程機械化解決日益突出的勞動力矛盾作為提高甘蔗糖業競爭力的重要途徑已成為業界的廣泛共識。1機械化種植與人工種植的甘蔗生產技術相結合甘蔗機械化種植可一次性完成人工作業所要進行的砍種、施肥、用藥、下種、覆土、噴除草劑、淋水、覆膜等繁復工序,是甘蔗生產全程機械化節約人工成本最顯著的環節。研究顯示,人工種植的勞動量占田間作業總勞動量的19.90%,而實行機械化種植則該比重下降至9.25%,研究還表明,甘蔗生產各環節機械化節本幅度從高到低依次為:機種(節約70%)、機收(節約33.33%)、機械化大培土(節約26.67%)、機械化小培土(節約25%)。機械化種植的方式、規格決定了機械化中耕管理和機械化收獲的方式,反映了不同類型的機械化生產模式和特點,也決定了相應的機械裝備選型和使用效果,體現出不同的農藝技術策略要點和效益目標(詳見表1)。2農藝的機械化種植是構建甘蔗高產苗期群體的基礎,并受土質、水分、溫、光、蟲、草以及品種和種植方式等多因素共同影響,是全程機械化對農藝技術要求最為復雜的環節。2.1發酵溫度的要求適宜的溫度和水分是蔗種萌發的重要條件,也是最基本的前提。一般蔗種萌芽以0~10cm土層溫度在18℃以上為宜,不宜低于13℃,要求13℃以上的活動積溫需達到200℃左右,20℃以上萌發很快,30℃~32℃最適宜。發根的溫度要求略低于萌芽,土溫也要求達10℃以上,20℃~27℃最適。甘蔗萌芽期需水量較少,但在苗根未長出之前,對旱、澇的反應均很敏感,一般出苗要求土壤相對含水量60%~80%,不應低于50%。2.2除草防除系統的作用甘蔗種植的耕層條件要求可歸納為“深、松、碎、平、肥”。深厚的耕層有利于保墑,有益甘蔗扎根抗倒和宿根蔗的萌芽,也有利于破壞害蟲幼蟲的越冬環境,同時還可深埋雜草種子抑制其出苗。研究表明,常見的雜草90%都萌生于0~2cm土層,而埋深在6cm土層以下的雜草種子多不出苗;不同類型的雜草種子生活力受埋土深度的影響也不同,雙子葉雜草種子埋深超過2cm則不易出苗,而某些單子葉雜草種子埋深至8cm仍有少量出苗,這也要求我們應根據蔗園雜草的類型特點制定相應的防除策略。疏松的耕層有利于土壤通氣,促進肥效的釋放;還有利于改善土壤保溫性能,機械深松后初期可增溫1℃左右,以后逐漸減少,增溫時間可持續70~80天。耕層土壤細碎,緊實度減小,孔隙度增大,同樣有利于土壤保溫,同時還增加了種莖與土壤的接觸面積,有利于保護種莖;根系根毛與土壤充分接觸,可促進對水分、養分的吸收;松、碎的耕層特性也有利于保證機械的順暢運行和作業質量。土面平整可避免田間局部受旱或積澇,有利于新植、宿根蔗苗整齊生長,便于集中管理和進行標準化作業,保證了機械作業的質量。研究顯示,平均每收獲1t甘蔗要從蔗地中帶走的養分:N:1.50~2.16kg;P2O5:0.45~0.51kg;K2O:1.98~2.71kg;S:0.45~1.35kg;MgO:0.35~1.05kg;Zn:0.01~0.02kg;B:0.005~0.010kg。雖然甘蔗全生育期對養分的需求特點是兩頭少、中間多,伸長期需肥量占到全生育期的50%以上,但是由于機械深松對土壤環境的改善以及對甘蔗根系活力的促進,加之地膜覆蓋等技術的應用,種植時基肥的選擇應充分重視有機質的長效性和培肥特性,并要注意肥效快速吸收可能造成的脫肥現象的發生。2.3種植密度的確定高產的苗期群體結構特點可概括為“齊、勻、壯”,亦即出苗整齊、苗齡一致、不缺苗斷壟、蔗苗健壯。對于機械化種植而言,怎樣的苗期群體數量結構算是合理的呢?這也決定了機械化種植用種量的多少。有研究顯示,甘蔗產量構成中主莖占70%~90%,分蘗莖占10%~30%。理論上,莖徑達2.5cm、株高2m的甘蔗單莖重為1kg,若以75t/hm2為產量目標,則苗期群體數量約為60000株苗/hm2,考慮到種芽質量、苗期病蟲害以及旱、寒氣候影響,每公頃下種量在90000芽左右即可達到該產量目標。3甘蔗機械栽培的農業技術要點3.1甘蔗芽的生態特性適宜機械化的品種不僅要滿足傳統的良種評價目標要求,亦即高產、高糖、抗逆(病、蟲、旱、寒、風、鹽、瘠)、強宿根,還應注意適宜機械作業的形態學特征和工農藝性狀,包括:抗倒伏,易脫葉或葉鞘松、薄,蔗糖分耐轉化能力強,耐除草劑;對機械化種植而言,芽體不暴凸,生長帶不過分鼓脹,芽體陷入芽溝,芽翼等性狀都是保護蔗芽避免機械損傷的有益性狀;對于機械化中耕管理來說,應選擇分蘗性強,成莖率高,前期生長穩健,先促蘗,后伸長,主莖、分蘗整齊均勻的品種,避免使用主莖伸長較早,分蘗出生較晚的品種,以保證中耕培土的作業適期和作業質量。3.2種植種莖時注意觀察病控制機械化種植最好選用專業苗圃繁殖的健康種莖。專業繁殖的種莖多為半年蔗,蔗芽生活力強、含水量高、含糖分低,有益萌發。要注意觀察種莖有無病害、蟲害癥狀,砍后放置2~4天種植為宜。機械化種植應根據切種刀工作間距選用中細莖、節間長度適中(一般8cm左右)的種莖。中大莖種的單位面積用種量大,田間裝載次數增多,作業效率受影響,且喂種勞動強度加大;種莖節間偏長則可能導致株距稀疏,甚至斷壟,不易封行抑草;而節間偏短則傷芽率略高。3.3機械調控覆土開植溝生長的優點機械化種植應根據品種對寬行距的適應性及其分蘗的自身消長能力來確定適宜的下種量。研究顯示,某些品種,如福農39號表現出寬行密植(82500~90000苗/公頃)的增產潛力,對個體間競爭不敏感,較耐蔭蔽,則可略增加下種量來保證單位面積的有效莖蘗數;又如福農15號表現出對寬行稀植(75000~82500苗/公頃)的適應性,對群體莖蘗消長的自我調控能力強,密植則不利于其增產增效潛力的發揮,可相對節省下種量。此外,視種苗質量、新鮮度的下降可略增下種量,氣候、土壤條件不適以及粘壤土蔗區可略增下種量。通過機械調節可達到合理的植溝深度和覆土厚度。在深溝淺覆的原則下,砂質土開植溝應略深于黏質壤土,覆土厚度可略厚于后者。這樣有利于種根吸收水分,減緩肥效散失,有利于保持土溫,有利于蔗種和雜草種子利用萌芽時間差和土層位差達到理想的除草效果,避免蔗苗藥害的發生。3.4選擇有機肥或有機肥,并適當提高防治家庭暴力的標準如前所述,根據機械化作業的土壤環境特點,在土溫、水分適宜、光照充足、砂質土、或有覆蓋地膜的應選擇有機肥或有機無機復混肥或復合肥為主,速效肥為次的基肥組成,并適當增加用量,避免脫肥。低溫、陰雨寡照或干旱、黏質壤土、不覆蓋地膜的可選擇有機肥或有機無機復混肥與速效肥的基肥組合,適當提高速效肥所占比例,但可略減基肥用量,通過中耕補施苗肥?？蓪⒍×蚩税偻⒍舅莉?、殺蟲雙等殺蟲顆粒劑與基肥混施入植溝。3.5除草的生物化學特性寬行距種植的甘蔗封行較晚,如果未能采取系統性的雜草防除策略,極易出現草害,特別是遇到雨水較多的年份,化學除草、機械除草均難以適時進行,蔗苗長勢差,最終給產量造成無法彌補的損失。所以苗期雜草的控制尤為重要,通過科學的耕前除草、芽前除草或應用除草地膜等技術,可有效地控制苗期雜草。耕前除草在甘蔗收獲燒完蔗葉至種植前進行,常用內吸傳導型慢性廣譜滅生性除草劑,如草甘膦,它通過莖葉吸收,可防除單子葉和雙子葉、一年生和多年生、草本和灌木等40多科植物,但對土壤中的雜草種子無明顯效果,因此最好在雜草萌生后結實前使用。為避免甘蔗受到藥害,中耕除草對藥劑的選擇性要求較高,對蔗區常見的一些多年生惡性雜草,如香附子,在中耕除草時往往難以選擇到理想的藥劑,對此類雜草若能適時進行1~2次耕前除草就能達到理想的防治效果。芽前除草一般在機械化種植的同時進行,多采用選擇性除草劑,如乙草胺、莠去津,但二者的作用機理有所不同,乙草胺在土壤中移動性小,主要保持在0~3cm土層中,持效期約45天左右,通過根系吸收可使雜草幼芽、幼根停止生長,進而死亡。它對一年生禾本科雜草,如馬唐、狗尾草、牛筋草、稗草、千金子、看麥娘等有特效,對藜科、莧科、蓼科、鴨跖草、牛繁縷、莬絲子等闊葉雜草也有一定的防效,但對多年生雜草則無效。莠去津的作用機理是通過雜草根部吸收并向上傳導,抑制光合作用,使其枯死。它可防除多種一年生禾本科和闊葉雜草,對某些多年生雜草也有一定的抑制作用。莠去津在土壤中移動性較大,易被雨水淋洗至土壤較深層,對某些深根雜草亦有防治效果,它可從雜草種類、土層分布、防治時效等方面與乙草胺互補,配施可達到理想的苗期除草效果。應用光降解除草地膜是一項兼有保溫保水和除草功能的新技術。抓住冷尾暖頭,搶