甘蔗收獲機械化是我國熱帶地區(qū)農業(yè)機械的熱點、難點問題之一。懸掛式甘蔗收獲機已列入“十一五”國家支持項目之一，不少科研單位都在進行研究或引進相關技術與設備。部分國營農場、民營企業(yè)也自投巨資進行研究開發(fā)工作。

　　甘蔗收獲機械的種類與機型

　　甘蔗生產全程機械化包括耕整地、種植、中耕施肥、植保、收獲、裝運等工序，而收獲包括切梢、切割、清理和裝運等作業(yè)工序，其工作量zui多，也zui為艱苦，約占生產甘蔗總作業(yè)量的55%。其中各工序的時間比例為：收割占17.0%，剝葉占59.3%，清理打捆占10.9%，裝運占12.8%。

　　甘蔗機械收獲按收獲方式分有分段式收獲和聯(lián)合收獲兩種，其中分段式收獲機械包括甘蔗割鋪機、甘蔗剝葉機、甘蔗裝載機等類型，多數(shù)屬于整桿式收獲機械；而甘蔗聯(lián)合收獲機包括整桿式聯(lián)合收獲機和切段式聯(lián)合收獲機兩大類型。國內外已研制的甘蔗收獲機械的機型及主要性能參數(shù)。

　　甘蔗割鋪機甘蔗割鋪機多數(shù)為自走式的小型割鋪機或配套中小型輪式拖拉機，較為方便在甘蔗田間轉移作業(yè)，配套動力多數(shù)為4 kW～25 kW，一般由圓盤切割刀、帶撥指的鏈式扶蔗器和鋪放裝置等組成。作業(yè)時扶蔗器把倒伏的甘蔗植株扶起來，同時蔗根被圓盤切割刀切斷后經鋪放裝置橫向鋪放在地面上。其結構特點：一般安裝地面仿形機構，割臺高低可調。代表機型如日本久保田公司生產的NB-11K型，中國農機研究院研制的前置式甘蔗割鋪機等。

　　甘蔗剝葉機多數(shù)為小型自走式剝葉機或手扶拖拉機作為配套動力式，以方便在蔗田間移動作業(yè)，適應橫向鋪放成堆的甘蔗剝葉作業(yè)。剝葉元件的使用壽命，剝葉效果是剝葉部件設計的關鍵，也是甘蔗收獲機械設計的難點。過去國內外研制的剝葉機均采用橡膠剝葉部件，由于橡膠部件易磨損，壽命短，且對于彎曲、大小不均的甘蔗植株適應性差而未能大面積應用。而近年研制的剝葉機通過采用尼龍絲狀和剝刷總成等剝葉部件，綜合性能有所提高。廣西大學研制的4ZB-6A型甘蔗剝葉機，采用上、下剝刷總成結構，其主要技術指標已達到國外同類機型的水平。

　　甘蔗裝載機甘蔗裝載機主要有3種型式：一是料斗式裝載機，安裝在拖拉機上可升降的料斗，緊隨著甘蔗剝葉機一起前行，承接削葉機構切斷后的甘蔗段，裝滿后卸入地邊的包裝袋中。二是抓吊式裝載機，安裝有升降機構，可把成堆的甘蔗抓吊入運輸卡車。三是提升式裝載機，采用雙鏈式提升結構，多數(shù)是移動式，配置小型柴油機，可安裝在手扶拖拉機上，方便轉移，也有由電動機驅動的固定式。廣西南寧市農機化技術推廣站研制的5S-15型手扶拖拉機式甘蔗提升裝載機。

　　甘蔗聯(lián)合收獲機切段式收獲時，必須在24小時內到達糖廠進行壓榨，否則會引起原料變質和含糖量損失。其工藝過程主要有分蔗、扶蔗、切梢、切蔗根、輸送蔗株、除雜、切段、輸送蔗段并篩除泥沙、風選除雜、蔗段裝車等。作業(yè)時，切梢圓盤刀切斷甘蔗梢并將其拋向已切割地面，割臺兩側的螺旋扶蔗器把甘蔗植株導入割臺。甘蔗植株被機架推向前傾斜，根部被底部的圓盤刀切斷，蔗株經提升輥和上下輸送輥送到切段裝置，被切成25~40毫米的甘蔗段先后經2個軸流風機吸除輕雜物，較重雜物在升運器的底板孔中排出機外，甘蔗段則由升運器拋送入平行行駛的裝運車中。動力配套147～245千瓦，生產效率zui高可達50噸/小時。代表機型為凱斯-7000型切段式甘蔗聯(lián)合收獲機、廣西農機研究院的切段式甘蔗聯(lián)合收獲機。

　　整桿式收獲時，甘蔗斷口少，可儲存較長時間，且損失少，收獲和裝運可分開進行，但收獲的甘蔗由于車廂利用率低而不便于裝運，并對嚴重倒伏的甘蔗適應性較差。整桿式甘蔗聯(lián)合收獲機工藝過程一般為分蔗、扶蔗、切梢、切蔗根、剝葉、集堆等。作業(yè)時集梢桿將蔗梢引入切梢圓盤刀，切下的甘蔗梢由撥梢輪拋向已切割地面，甘蔗植株被推梢桿推向前傾斜，由雙圓盤切割刀切斷甘蔗根部，并倒伏于切割刀盤上。在切割刀盤面、喂入撥輪和提升輥的共同作用下，喂入剝葉裝置進行剝葉作業(yè)，將葉清出機外，甘蔗送入機后的裝運車內。代表機型是廣西農機研究院研制的KALTOR-80型。

　　甘蔗收獲機械的研究開發(fā)現(xiàn)狀

　　對甘蔗收獲機械技術，人們進行了各種嘗試。對扶蔗機構從單螺旋結構到雙螺旋結構，到型的前端錐形螺旋扶蔗器。除了使其具有較好的扶蔗性能外，還增加了分蔗的能力，使在地面上縱橫交錯的甘蔗扶起分開，便于機器行進、收割甘蔗。切梢采用雙圓盤刀到增加雙傳動錐輥，提高甘蔗梢的識別率，控制蔗梢長度誤差。甘蔗切割刀由單圓盤到雙圓盤刀，刀刃由光刃到鋸齒刃口，使宿根甘蔗割茬平整，以保證宿根甘蔗來年的生長。

　　國外甘蔗收獲機械在十九世紀80年代開始研制。zui初的收獲機械并沒有剝葉機構，只是在有必要時才用附加裝置除葉和尾梢。1932年發(fā)展起來的切斷式甘蔗收割機是通過在其上部設置吹風系統(tǒng)以達到分離去雜的目的。20世紀50年代以后，整桿式收獲成為主要收割方式，去梢、除葉技術有了較快發(fā)展。20世紀80年代，切段式甘蔗聯(lián)合收獲機成為現(xiàn)代甘蔗收獲技術的主流。其工效高、功能齊全、自動化程度高和適應性強，是較為成熟和穩(wěn)定的收獲機具，已在澳大利亞、美國、南美洲得到了普遍應用。迪爾、凱斯公司制造和推廣此類甘蔗收獲機，不再生產其他機型。

　　各國甘蔗收獲機械化的發(fā)展有所不同。澳大利亞1979年實現(xiàn)甘蔗收獲機械化，巴西在2005年80%的甘蔗實現(xiàn)了機械化收獲，古巴達到73%。泰國1996年應用切段式甘蔗聯(lián)合收獲機，2004年達到250臺。我國甘蔗收獲仍然是主要是人工砍蔗，機械裝運方式。

　　提高甘蔗收獲機械的適應性、通用性及可靠性。由于螺旋扶蔗的兩螺旋間距離不能改變等因素影響，對于種植行距小于1.4米和倒伏嚴重的，切段式甘蔗聯(lián)合收獲機工效低。凱斯-7000型在美國、澳大利亞等國家作業(yè)工效為0.76公頃/小時，我國試驗實際工效僅0.60公頃/小時。這是影響切段式甘蔗聯(lián)合收獲機應用zui主要zui直接的原因。整桿式甘蔗聯(lián)合收獲機對于彎曲和倒伏嚴重的，則存在扶蔗困難、損失率高等問題。

　　全面提高切割質量和改善收獲性能。甘蔗收獲切割質量差主要表現(xiàn)在是甘蔗破頭率高和切割損失率大。由于割臺仿形性差，使甘蔗破頭率在濕土條件作業(yè)高達20%，降低了來年甘蔗發(fā)芽率，影響來年產量。切梢裝置調整不便，對高低不齊的甘蔗難于控制合理的切梢長度，使切割損失率大，尤其是對于倒伏嚴重的甘蔗，損失率高達7%。

　　降低動力消耗，進行經濟性分析研究。大型甘蔗聯(lián)合收獲機配置動力較大，zui大為245千瓦，對農業(yè)生產力相對落后時期推廣有相當困難。尤其是對于地形復雜、田塊小，種植規(guī)模小的，收獲效率低下，以致機械收獲成本高于人工收獲。如何降低動力消耗和作業(yè)成本需深入研究。

　　向智能化數(shù)字化收獲機械方向全面發(fā)展澳大利亞甘蔗收獲系統(tǒng)通過GPS進行科學調度，可保證原料在16小時內加工完畢，糖廠內沒有一根多余甘蔗積存，確保收割和運輸有序，取得較大進展，值得進一步深入研究和推廣應用。

　　發(fā)展我國甘蔗收獲機械的建議

　　甘蔗作為我國熱帶、亞熱帶地區(qū)zui大宗作物，尤其是當前經濟結構調整，甘蔗種植南移，主要集中在廣東省粵西地區(qū)、廣西西南部、云南省南部和海南省等優(yōu)勢地區(qū)。然而，隨著城市化進程的加快和經濟的發(fā)展，農業(yè)人口逐年減少，農業(yè)勞動力越來越緊缺，致使收獲甘蔗的費用逐年上升。因此應積極推進甘蔗收獲機械化進程。實現(xiàn)甘蔗收獲機械化是一項系統(tǒng)工程，農業(yè)、機械、加工這3個子系統(tǒng)必須協(xié)調和相互適應。

　　加強農機與農藝的相結合研究，推行寬行種植。我國甘蔗種植行距多數(shù)為0.4～1.2米，與收獲機械輪距不吻合，致使機具不能下地作業(yè)，即使能下地作業(yè)，也造成損失率大及不方便操作。因此必須改革目前的種植工藝，推行適當?shù)膶捫谢驅捳蟹N植。

　　進行蔗田的綜合整治與規(guī)劃，推行規(guī)?；N植。良好的蔗田環(huán)境條件是推廣應用甘蔗收獲機械化的前提和基礎。我國目前種植戶經營面積小而分散，有的一片甘蔗地由幾戶種植，種植時間、規(guī)格也不一致，很不利于機械收獲作業(yè)。應該使蔗田盡可能面積大而平整，并搞好蔗田機耕道建設，推行適度規(guī)?；?、集約化。

　　引進國外關鍵技術與設備，進行適應性示范試驗。國外不少國家甘蔗收獲機械技術較為成熟，并向大型、方向發(fā)展。我國蔗區(qū)因自然條件、人員及管理水平的限制，若全部依賴引進國外甘蔗收獲機械，顯然投資大，不切合實際。有選擇地引進關鍵技術與裝備，進行示范試驗，做好技術消化吸收，可大大加快我國甘蔗收獲機械化的發(fā)展。

　　實行階段性推進，先小后大，先易后難，逐步提高。實行以分段式中、小型和聯(lián)合收獲機并舉，逐漸過渡到以切段式甘蔗聯(lián)合收獲機為主體。目前，國外應用多數(shù)是切段式甘蔗聯(lián)合收獲機。其優(yōu)點是無論植株彎曲或倒伏，均能較好地完成收獲作業(yè)。我國目前農業(yè)生產力相對落后，蔗農收入普遍較低，以分段式中、小型作業(yè)和甘蔗聯(lián)合收獲機并舉的模式仍將會持續(xù)一段時間。甘蔗收獲機械化未來將會以率、適應性強的切段式甘蔗聯(lián)合收獲機為主體，整桿式中、小型分段式收獲機為輔。目前，甘蔗收獲機械化技術攻關重點是：改進與中型輪式拖拉機配套的整稈收獲機結構，開發(fā)由割鋪機、剝葉機、小型提升裝載機等組成的小型甘蔗收獲機體系，發(fā)展大中型切段甘蔗聯(lián)合收獲機，重點是開發(fā)研究收獲倒伏甘蔗的機械化技術。

　　改造制糖前處理技術與設備，推行計劃收獲。制糖企業(yè)現(xiàn)有制糖前處理設備均采用平帶輸送，只適應整條甘蔗的輸送和喂入。必須改造原料輸送系統(tǒng)，并增加水洗除雜設備等，以適應切段式甘蔗收獲的需要。目前，甘蔗到達糖廠后幾天甚至幾十天才進行壓榨。若切段式收獲，則會造成甘蔗原料變質和含糖量損失。所以，糖廠多適宜采用整桿收獲，且要求甘蔗含雜率要求過高，僅為0.8%。國外各類甘蔗收獲機械，其損失率和含雜率共為14%，余下作業(yè)工序則由糖廠原料前處理系統(tǒng)來完成，這為甘蔗收獲機械的應用提供了較好的條件。

　　建立健全的社會化服務體系，推行流動作業(yè)方式。目前我國農戶擁有大型甘蔗聯(lián)合收獲機械，太不現(xiàn)實。可行的方法是提供農機作業(yè)報務，可以以農機專業(yè)戶的形式或互相合作形式推廣應用甘蔗收獲機械。如小麥、玉米等收獲機具一樣，實行流動作業(yè)，甚至是跨區(qū)作業(yè)。也可以建立制糖企業(yè)與農戶相結合形式，由制糖企業(yè)提供機具服務，達到統(tǒng)一種植與統(tǒng)一收獲。