科创中国

中国热带农业科学院农业机械研究所开展了甘蔗精准深施肥技术与装备攻关研究，重点突破了肥料定比自动混合、深度和运动动态智能监控和有机肥双级发酵等关键技术，研发了6大系列甘蔗生产施肥装备，集成甘蔗种植隔离底肥深施、中耕智能精准施肥以及秸秆、粪便、麻渣和滤泥等多形式还田培肥等施肥技术体系，大大减少了辅助用工，实现高效智能精准深施肥，提高肥料合理利用，构建良好耕层，促进生长，解决现有甘蔗种植施肥浅、辅助用工多，肥料利用率低、成本高等问题。实现提高工效25%，降低作业成本15%，提高肥料利用率8%，构建了从基础理论、技术与机具研制、专业化服务组织建设到技术与机具推广的“深开沟、深施肥、深破垄”甘蔗施肥机械化技术体系，为广东省甘蔗亩产从2010年4.6吨提升至2021年5.3吨做出了积极贡献。近10年，示范推广辐射面积达100万多亩，同时机具已出口印度尼西亚、柬埔寨等“一带一路”国家进行示范应用。

蔗糖是国家重要战略物资，我国是蔗糖生产和消费大国，每年进口食糖500多万吨，进口依存度分别达40%，影响到国家战略安全。甘蔗品质的提高主要依赖于品种改良、科学施肥、病虫害防治等生产技术。目前农村“空心化”越来越严重，劳动力越来越少，而甘蔗种植、施肥管理正处于农忙时节，时间短，用工难，用工成本直线攀升，而甘蔗收购价格则未能上涨，采用机械化作业是最有效的手段之一。成果针对甘蔗生产过程施肥量大、产量低、用工量大以及现有南方蔗区甘蔗施肥手段落后现状进行技术攻关和示范推广应用。

（1）精准施肥高效利用技术：在广东省对甘蔗种植土壤、生长、病虫害等连续长期监测，总结出甘蔗种植深开沟深施25-30cm、宿根破垄开沟施肥15-25cm等措施，可实现比常规施肥甘蔗亩增产100-250㎏、亩节省人工成本15-20元。

（2）隔离底肥深施技术与装备：为了适应甘蔗旱地种植需要，发明隔离式开沟施肥装置，保证了蔗种与肥料隔离，同时结合传感器动态监测快速调整施肥量，创制了1KG系列分层深施肥隔离开沟机、3ZXY系列有机肥施肥机等，装备开沟深度稳定性系数从原来85%提高到90%，施肥均匀度达92%以上。

（3）中耕管理智能精准施肥技术与装备：为配合甘蔗中耕时期实施不同配方混合施肥，设计和优自动混合肥箱、动态智能监控等关键部件，研制的3ZPS系列深松破垄施肥机、3ZSP系列多功能中耕施肥培土机、2CLF系列宿根蔗管理机和ZLH -2/3型行间深沟施肥机等装备，实现肥料定比自动混合、智能监控肥料施用。装载量175～200 kg提高到750 kg，作业工效提高30%以上，施肥深度稳定性系数提高5%、均匀性从原来的88%提高至92%，机具通过广东省科技成果鉴定，技术达国际先进水平。

（4）构建了甘蔗施肥系列技术体系：制定了《甘蔗中耕施肥培土机械作业质量》、《宿根蔗平茬破垄覆膜施肥联合作业机》、《甘蔗中耕施肥培土机》等技术标准，出版了《甘蔗深施肥技术与设备》专著1部。

本成果研发的系列甘蔗施肥技术和装备主要应用于甘蔗种植前开沟、生长期中耕施肥培土以及宿根甘蔗管理施肥、粉碎甘蔗叶、破垄以及培土等作业工序，适用于目前大中小型不同配套动力拖拉机需要，适应我国不同规模甘蔗种植农艺和条件。同时装备通过行距调整，也适用于菠萝、剑麻种植前开沟以及中耕施肥等工序作业。

（1）国内应用前景

我国甘蔗种植面积约1600万亩，主要分布在广东、广西、云南、海南等省区，综合全国约有45%的蔗田适宜机械化中耕管理。按每台甘蔗中耕施肥培土机年作业面积3000亩计，全国约需要2400台甘蔗田间生产施肥装备。

技术装备属中小机型，适应现阶段我国甘蔗生产条件，价格大约是国外同类产品的20%，我国甘蔗种植农场、专业户等均有能力购买。按全国机械化种植推广应用程度30%，约需要1100多装备。

（2）国外应用前景

随着经济的发展和市场竞争的需要，降低甘蔗管理成本，提高甘蔗种植效益，将是所有蔗糖生产国所面临的首要问题，且世界蔗糖市场价格波动剧烈，各国都实行积极保护本国市场的糖业政策，以扶持本国甘蔗生产的发展，这给经济实用、工作可靠、价格优势的甘蔗中耕施肥培土机提供较好的外向型发展空间。特别随着国家“一带一路”政策实施发展，为本项目成果研发的相关装备走出国门，提供强有力支持。

中国热科院农机所甘蔗生产研究团队共11人，团队负责人李明研究员。团队主要围绕甘蔗保护性耕作、高效栽植、智能化精准深施肥等技术与装备研发。至目前已研发9大系列技术设备，6项技术和装备通过技术成果鉴定或评价，其中甘蔗保护性耕作、高效栽植、智能化精准深施肥技术和装备达国际先进水平，获省科技进步奖2项。团队联合广东、广西、海南省农机推广中心、国家（蔗糖）产业体系试验站以及各地市农机推广部门开展等协作推广，实现甘蔗深松（深耕）、种植、管理、收获等作业智能数字化监管，实现服务可追溯，提升农机作业信息化管理水平。“甘蔗机械化深施肥技术”和“甘蔗保护性耕作协同调控技术”2项技术入选广东省农业主导品种和主推技术。近5年推广装备约900台（套），涉及“一带一路”印尼、越南、柬埔寨等6个国家推广应用，150多台，产值500多万元。

团队负责人：李明 研究员

团队骨干成员：韦丽娇 副研究员

团队骨干成员：葛 畅 助理研究员

团队骨干成员：牛钊君 助理研究员

团队骨干成员：黄伟华 助理研究员

团队骨干成员：王 槊 助理研究员

团队成员：杜冬杰 研究实习员

团队成员：刘震星 研究实习员

科研辅助人员：陈小艳

项目成果通过多种形式和途径开展技术研讨、栽培理论、设备的操作规范、安全维护以及关键技术参数选用等进行培训与示范推广应用，取得较好经济和社会效益。

（1）提高工效，降低成本。改变传统的施肥方式，与传统人畜力作业相比，工效提高5倍，减少用工30%，降低作业成本20%，有利于改善劳动力不足的现状，促进2012年人管理面积30亩提高到目前60亩，促进甘蔗产业稳定发展。

（2）肥料精准深施，增强肥效。机械化深施肥技术与传统作业相比，甘蔗根数增加34条，根长增长23cm，根重18.6g；通过种植和宿根时期开展深施肥技术可提高甘蔗萌芽率20-35%、分蘖率25-45%及增加单位有效茎数550-900条，而剑麻增叶达7%-42.9%，叶片增长24%-34.6%，促进甘蔗剑麻根系生长，提高抗倒伏能力，

（3）增产增收，持续发展。技术大面积推广应用，保水保肥，抗旱抗倒伏，降低成本，促进增产增收，为广东省甘蔗、剑麻亩产分别从2010年4.6吨0提升至2021年5.3吨做出了积极贡献。

成果拟通过技术转让、技术合作进行加大应用和推广。