一、甘蔗机械化生产现状
我国是世界产糖大国，甘蔗是我国制糖工业的主要原料，蔗糖产量占总产糖量的90%以上。甘蔗种植区域主要分布在广西、云南、广东、海南等省区，常年种植约2400万亩，四省区种植面积分别约为1500万亩、500万亩、250万亩、120万亩。随着改革深入和经济发展，我国农村劳动力结构发生深刻变化，机械化已成为甘蔗产业的迫切需求，机械化更是提高劳动生产率、降低生产成本、减轻农民劳动强度、促进我国糖业发展的关键。
甘蔗机械化生产包括耕整地(深耕、深松、整地)、开行种植、中耕施肥、植保、灌溉(喷灌、滴灌等)、收获、装载运输、以及宿根蔗的破垄平茬和蔗叶粉碎还田等各个生产环节的机械化作业。甘蔗深耕深松及整地、开沟种植、中耕培土、植保灌溉及运输等方面的机具机型已基本成熟，并已在大面积的推广使用，在广西甘蔗主产区，甘蔗机械化深耕深松及整地、开沟种植、中耕培土、植保灌溉及运输的水平均超过了60%以上。
目前的难点是机械收获，机械化收获甘蔗都处在零星试验示范阶段。而甘蔗收获环节要经过砍倒、除叶、集捆、装运等工序，是劳动强度最大，费工费时最多，成本最高的一个作业环节。机械化收获是制约我国甘蔗生产机械化的瓶颈，已成为甘蔗生产中迫切需要解决的问题。
甘蔗机械化收获技术是指使用甘蔗联合或分段式收获机械进行甘蔗收获作业的技术。分段收获机械包括割铺机、剥叶机;甘蔗联合收获机械包括切段式联合收割机和整秆式联合收割机，甘蔗联合收获机可一次性完成伏倒、切梢、切割、喂入、输送、(切段、)蔗叶分离和升运装车等联合作业，适合大面积、地势平坦、规范种植的蔗田收获。采用甘蔗收获机械化技术可以大幅度减轻劳动强度，节省劳动力，提高工效，降低生产成本;用机械收获蔗头留茬低，有利于宿根蔗低位分蘖，萌发和分蘖多，蔗芽整齐粗壮，提高甘蔗产量;有利于促进甘蔗规模化经营和农业产业化的发展。
机械化收获与人工收获对比研究。使用中小型切段式甘蔗联合收割机与人工收获进行对比，比较采用不同收割方式对甘蔗产量损失率、破头率、工作效率的影响，通过试验对比，探讨甘蔗收获如何降低成本，减少损失，提高效率，探明机械收割对宿根蔗农艺性状的影响。广西农机部门在武鸣县组织了广州科利亚4GZ-56型切段式甘蔗联合收割机收割示范区85亩，与人工收获进行了试验对比表明。机械化收割工作效率为0.122hm2/h，相对人工收获0.002hm2/h，提高工效约61倍，机收成本为1350元/hm2，相对人工收获1650/hm2，降低300元/公顷。机收损失率3.1% ，人工收割损失很少，可略计;机收甘蔗宿根平均破头率为甘蔗宿根机收平均破头率为22.5%,人工收获平均破头率4.1%。
机械化收割对甘蔗生长性状影响的试验研究。在甘蔗机械收割后，使用甘蔗收获机及时破垄松兜，改善水、肥、气、热状况，促进地下蔗芽迅速萌发出土，多发下位芽，提高发芽率，增加有效茎。机械化收割对甘蔗生长性状影响试验是采用广州科利亚4GZ-56型切段式甘蔗联合收割机收获，其后即进行宿根蔗破垄施肥、施农药、覆垄培土、喷施除草剂等作业，然后根据试验方案对各个小区进行覆膜处理。2013年1月，广西农机部门与南宁市科技局组织专家在南宁进行试验，机械盖膜处理的甘蔗亩产量为4784.2kg，人工盖膜处理的甘蔗亩产量为4474.5kg，不盖膜处理产量为3556.6kg。通过对比试验表明，机械盖膜可以大幅度提高甘蔗产量。
广西农机部门在多个市县布点进行了试验证明。人工砍蔗每吨费用需120～150 元，作业效率0.8t/人·天左右。而机械收获的成本是每吨40～50 元，比人工减少成本60%以上，联合收获机每天可收300～500t，分段收获的可收100～200t。纯人工收割与机械收割比,一般蔗头要高出3～5cm, 加上漏捡等其他损失,总损失约为0.12t/亩,机械化收获的平均总损失量为0.1t/亩,每亩可减少收获损失0.02t。
二、甘蔗机械化生产存在的主要问题
目前，经过10多年的甘蔗机械化生产试验示范推广和农机具的研发，我国甘蔗机械化耕种技术体系和机型已基本成熟。关键是机械收获存在以下问题。
(一)缺乏先进适用的甘蔗收获机械。
国外的甘蔗收获机械价格昂贵，体型庞大，只能在地势平坦的部分蔗区使用。国内自主研发的机械技术性能还不能满足生产实际需要，适应性、可靠性有待提高，技术性能有待进一步改进、完善。如整杆式甘蔗联合收获机工作性能不稳定，对倒伏严重甘蔗效果较差，含杂率较高等;切段式甘蔗联合收割机虽然能收割倒伏的甘蔗，但其收割的甘蔗含杂率高，且需在24h内进厂压榨，而目前我国糖蔗加工企业的生产能力一般不能完全满足此要求，同时也存在宿根破头率高的缺点。这些都是我国甘蔗机收作业全面推广所要解决的技术难点。
(二)农机与农艺相互融合不够
蔗区自然条件及农民传统种植习惯不适应甘蔗收获机械化作业的要求。单家独户种植甘蔗，种植规模化程度低，蔗地不规则、坡地多、地块小，机耕道路欠完善，种植行距多在0.8～1 m，不适应甘蔗联合收割机作业需要。目前，效率高稳定性好的甘蔗联合收割机一般所要求 1-1.5 m 的宽行距。另外又缺少正确的科学管理和技术指导以及自然条件的影响，经常会大面积倒伏;适合机械化生产的高糖高产、宿根性好、抗倒伏、易脱叶的品种少。农艺不适合机械生产，无法发挥机械化作业规模化优势。
(三)地理条件和生产体制的限制
我国的甘蔗种植除了为数不多的国营大型农场外，其余大部分都是种植在水肥条件较差、坡度较大、地块大小不一的地面，适合机械化收获的地理条件较差;地块规模小，一地多户，户均种蔗大多为 0.267～0.4hm2，不适合大型机械联合机进行收获作业;农户、糖厂、机械化专业服务队各自的利润分配难平衡，蔗糖收获产业链的生产体制难协调发展，地理条件和生产体制的限制给全面大规模推行甘蔗收获机械化技术带来很大阻力。
(四)机械收获与制糖企业现行收购甘蔗质量标准和砍收制度之间不协调。甘蔗联合收割机收获的甘蔗含杂率在5%～10%之间，达不到现行原料蔗质量标准要求。目前，制糖企业要求入厂的原料蔗含杂率在3%以内，机收甘蔗含杂率难以满足制糖企业要求，同时，制糖企业实行区域和定量收运制度，也制约了甘蔗联合收割机的应用。
三、甘蔗收割机械发展及推广情况
(一)国外甘蔗收获机械化发展情况
1、国外研制甘蔗收获机械企业及产品性能情况
当今，国外研究生产甘蔗联合收割机的主要有美国凯斯公司和美国约翰迪尔公司。美国凯斯公司生产的机型为：CASE7000、CASE4000、CASE8000。美国约翰迪尔公司生产的机型为：CH3510、CH3520。该两公司生产的甘蔗收割机均为切段式甘蔗联合收割机，可一次完成扶倒、切割、切梢、切段、清选、装载、蔗叶切碎还田作业，适应坡度小于15°的地块，其共同特点是技术成熟先进、人性化设计、配套动力大、工作效率高、可靠性强、自动化程度高。
美国凯斯公司针对中国等市场研发了CASE4000系列小型化的切段式甘蔗联合收割机，在哈尔滨投厂生产。美国约翰迪尔公司亦瞄准了我国的市场需求，针对中国、东南亚等市场，对3510机型进行瘦身设计，并进行了较大改进，研制了配套动力为200马力的“眼镜蛇”切段式甘蔗联合收割机。该机型的特点有：折腰转向，转弯半径小，因而掉头转向较方便;升运器采用铝合金材质且为两节式结构，通过油缸可以调节角度，因而整机具有较好的稳定性，并且能适应不同高度的甘蔗收集机配套使用。该机可适应行距大于1.2m的蔗地使用。
此外，巴西、泰国也纷纷研制本土的甘蔗收割机。如巴西的SAHTAL公司生产的切段式甘蔗联合收割机约占该国市场份额的10%。泰国第一大糖业集团泰伦亮集团仿CASE4000研制出了M6型切段式甘蔗联合收割机，并在CASE4000型基础上做了一些改进。日本文明农机株式会社，针对该国地形地貌，研制生产了NB-11型小型甘蔗割铺机和HC-50NN小型履带式甘蔗联合收割机。广西南宁五菱桂花车辆有限公司研发的4GZ-9型甘蔗割铺机和广州科利亚农业装备公司研发的GZ-56、GZ-91型收割机就是分别引进、借鉴这两款机型的技术研制而成的。
2、国外主要产糖国甘蔗收获机械化简况
世界蔗糖主产区的澳大利亚、美国甘蔗收获已实现机械化，巴西、古巴糖料蔗收获已基本实现机械化，泰国近年来大力推进甘蔗收获机械化，甘蔗机收水平显著提升。这些国家，甘蔗连片种植面积大、蔗地平整，农机农艺深度融合，便于机械化作业，甘蔗生产机械化水平高，主要用的是切段式甘蔗联合收割机，具有生产效率高、作业成本低、作业质量符合农艺技术和原料蔗质量要求。此类型甘蔗联合收割机与甘蔗田间收集机配套作业，原料蔗由甘蔗田间收集机运输到公路边，转由汽车或火车运输到制糖企业。
(二)国内蔗收割机械研发情况
1、国内研发甘蔗收获机械概况
我国从20世纪70年代开始引进国外甘蔗收获机械技术及样机，试验、研发甘蔗收获机械，多处于试验探索阶段。2004年以来，国内兴起新的一轮甘蔗收获机械研发热潮，先后研制出甘蔗割铺机、甘蔗剥叶机、整杆式甘蔗联合收割机、切段式甘蔗联合收割机。
生产甘蔗割铺机、甘蔗剥叶机主要有南宁五菱桂花车辆有限公司、柳州飞燕械制造有限公司等2家。生产整秆甘蔗收割机主要有广西柳州市汉森机械制造有限公司、柳州市翔越农业机械有限公司、河南省坤达农业机械设备有限公司、浙江省三佳农业机械装备有限公司、浙江省温岭市宏顺机器有限公司、浙江省临海市恒丰机械有限公司等6家。生产切段式甘蔗联合收割机主要有广东科利亚现代农业装备有限公司、广西柳州市云马泰缘机械制造股份有限公司、凯斯纽荷兰机械(哈尔滨)有限公司、约翰迪尔(宁波)农业机械有限公司等5家。目前，广东科利亚现代农业装备有限公司研发的4GZ-56型、4GZ-91型切段式甘蔗联合收割机已小批量试产，凯斯纽荷兰机械(哈尔滨)有限公司研发的A4000型切段式甘蔗联合收割机已列入《国家支持的农业机械产品目录》，约翰迪尔(宁波)农业机械有限公司研发的4ZLQ-1型切段式甘蔗联合收割机正在进行产品技术鉴定检测，其余企业研发的整杆式甘蔗联合收割机、切段式甘蔗联合收割机均已通过省级技术鉴定，绝大多数产品仍处于适应性、可靠性、经济性试验或生产应用示范阶段，产品技术性能有待进一步改进。
2、国内研发生产的典型甘蔗收获机械
(1)广西农机院研制的4GZQ-260型切段式甘蔗联合收割机(图1)。该机配套动力190kw，采用全液压驱动行走和作业系统及PLC控制等先进技术，可连续完成切稍、砍切、输送、切段、清理分离和升运装车联合收获作业，适合大面积、地势平缓、规范种植的蔗田收获，可收获倒伏较严重的甘蔗，设计生产率为30吨/时，适应行距1.2米以上。
图1
(2)广东科利亚现代农业装备有限公司研发的4GZ-91型切段式甘蔗联合收割机(图2)。该机配套动力91kw ，行走机构为履带式，适应行距0.9～1.2m，工作小时生产率0.1～0.26hm2/h，适应倒伏甘蔗的收获作业。该机特点是配有甘蔗收集装袋装置，采用网袋收集切成段后的甘蔗(每袋约l吨)，网袋装满后可卸下暂放于地头机耕道集中，由吊车装车运到糖厂。
图2
(3)广西云马汉升机械制造有限公司研制的HSSZ-2600型整秆式甘蔗联合收获机(图3)。该机配套动力194kw，适应行距≥1.1 m，理论生产效率为20t/h，集切稍、砍蔗、输送、剥叶、蔗叶分离等功能于一体，甘蔗整秆输出，由田间收集机跟机收集运到地边机耕道集中存放。
图3
(4)浙江省临海市恒丰机械有限公司研发的LHFJ-4ZL1型整杆式甘蔗联合收割机(图4)。该机配套动力81kw，行走机构为履带式，适应行距0.9～1.2m，理论生产效率为1-2亩/h。该机集切稍、砍蔗、输送、剥叶、蔗叶分离等功能于一体，甘蔗整秆输出，由田间收集机跟机收集运到地边机耕道集中存放。
图4
(5)凯斯纽荷兰机械(哈尔滨)有限公司生产的A4000型切段式甘蔗联合收割机(图5)。该机引进国外先进技术生产，机型成熟，可靠性强，配套动力128kw，可连续完成切稍、砍切、输送、切段、清理分离和升运装车联合收获作业，适合大面积、地势平缓、规范种植、行距0.9-1.35m的蔗田收获，可收获倒伏较严重的甘蔗，设计生产率≥15t/h。
图5
(6)约翰迪尔(宁波)农业机械有限公司研发的4ZLQ-1型切段式甘蔗联合收割机(图6)。该机是引进国外先进技术、针对国内市场需求研发的机型，配套动力148kw，可连续完成切稍、砍切、输送、切段、清理分离和升运装车联合收获作业，适合大面积、地势平缓、规范种植、行距≥1.2m的蔗田收获，可收获倒伏较严重的甘蔗，设计生产率≥15t/h。
图6
(7)南宁五菱桂花车辆有限责任公司研发的甘蔗割铺机和剥叶机(图7、图8)
甘蔗割铺机与甘蔗剥叶机配套作业，属分段式甘蔗收获机械。桂花6BZ-5甘蔗割铺机在引进日本技术的基础上改进、研制，配套动力11.03KW，可将甘蔗割倒并有序排列铺放地面，适应割铺倒伏不严重的蔗地，生产效率≥1.5亩/h。桂花牌6BZ-5甘蔗剥叶机由手扶拖拉机牵引，配套动力14.7kW，适应行距0.7—1.2m，可代替人工剥叶，一次可同时喂入4～5根甘蔗，生产效率≥5吨/小时。
图7
图8
四、甘蔗机械化收获发展主要对策
通过对甘蔗机械化生产现状、收获机械研发应用情况分析，甘蔗主产区迫切需要机械化，甘蔗机械化的难点是机械收获，机械化收获甘蔗仍处在零星试验示范阶段。国内自主研发的收获机械技术性能还不能完全满足生产实际需要，收获机械的可靠性、适应性、经济性、先进性、安全性有待进一步改进、完善、提高。这正是《农业技术推广法》第二十一条明确规定农业技术推广机构的职能和推广的程序，“向农业劳动者和农业生产经营组织推广的农业技术，必须在推广地区经过试验证明具有先进性、适用性和安全性”。
分析总结当前农机系统承担实施国家的政策及项目提出如下建议及对策：一是成熟机具的推广应用依靠国家农机购置补贴政策;二是农机化先进适用技术的推广普及依靠农业技术试验示范项目的引导;关键机具的突破依靠农业基本建设项目。