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品種和土壤特性對油菜機械化直播的影響探析

時間:2020-05-29 來源:農機化研究 本文字數:5017字
作者:胡英 顧建疆 郭健 單位:新疆石河子職業技術學院

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  摘    要: 油菜是我國種植面積最大的油料作物,國內對菜籽油的需求量巨大,因此保證油菜高產穩產對我國的食用油供應具有重要意義。目前,制約我國油菜機械化水平的瓶頸主要在直播、移栽和收獲環節上,生產機械只有與其它的因素相適應,才能充分發揮自身的優勢。為此,選擇合適的農業機械進行了油菜的免耕直播及分段和聯合收獲試驗,結果表明:黃棕壤田塊中的烏魯木齊黃油菜出苗數最多,且產量最高,取得了較好的免耕直播效果;聯合收獲相比分段收獲的含油率較低,損失率較高,但消耗的人工和燃料少,在不同的品種和土壤因素下都能取得更高的種植效益。本研究篩選出了適合油菜機械化生產的兩種因素和收獲方式組合,可以為技術路線的優化提供依據。

  關鍵詞: 油菜; 機械化; 影響因素; 免耕直播; 收獲方式;

  Abstract: Rapeseed is the largest oil crop in China. The domestic demand for rapeseed oil is also huge. Therefore, ensuring the high yield and stable yield of rapeseed is of great significance to the supply of edible oil in China. Mechanization can provide technical support for the sustainable development of agricultural production, especially in the labor-intensive industry of rapeseed production. At present, the bottleneck restricting the mechanization level of rapeseed in China is mainly in the live broadcast, transplanting and harvesting. The production machinery can only give full play to its advantages if it is compatible with other factors. In this paper, the suitable agricultural machinery was selected for the no-tillage live broadcast of rapeseed and the segmentation and combined harvesting experiments. The results showed that the Urumqi butter vegetable in the yellow brown soil field had the highest number of seedlings and the highest yield, and a better no-till live effect was obtained. Compared with the harvest, the combined harvest has lower oil content and higher loss rate, but consumes less labor and fuel, and can achieve higher planting benefits under different varieties and soil factors. This study screened two factors and combinations of harvesting methods suitable for mechanized production of rapeseed, which could provide a basis for optimization of technical routes.

  Keyword: rapeseed; mechanization; influencing factors; no-till live broadcast; harvesting method;

  0 、引言

  油菜在我國有幾千年的種植歷史,目前面積達到0.07億hm2,是種植規模最大的油料作物。油菜種子富含菜籽油,出油后剩余的餅粕中也含有多種營養物質,可以直接用作飼料和肥料。近些年,油菜花還被作為旅游資源進行開發,體現出了更豐富的應用價值[1]。我國油菜的總產量約占世界的三分之一,且國內對菜籽油的消費量巨大,導致油菜的產能相對不足,每年需要通過大量進口大豆來彌補。因此,保證油菜的高產穩產,對我國的食用油供應具有重要意義。
 

品種和土壤特性對油菜機械化直播的影響探析
 

  從20世紀80年代開始,我國油菜栽培以育苗移栽模式為主,并在長江流域等重要的油菜產區普及。這種栽培模式有利于提高油菜的單位面積產量,一定時期內推動了油菜產業的發展[2]。育苗移栽模式屬于勞動密集型,農藝操作較多,對人工的需求量大。隨著農村勞動力的流失,油菜種植收益出現下降趨勢,農民種植油菜的積極性受到影響[3]。依托現代農業科技的進步,改良油菜的種植模式,同時引入農業機械降低勞動強度已經勢在必行。張春雷等在長江流域選擇多個點進行多年的試驗,比較了4種油菜栽培方式的產量水平和收益情況,發現機耕直播具有最高的凈收益,為解決當前油菜生產所面臨的問題提供了指導[2]。

  農業機械的作業效率高,且能大幅降低對勞動力的需求,提高作物的種植收益。油菜的全程機械化生產過程包括機械整地、機械播種、機械移栽、機械收獲及機械加工等,而目前制約我國機械化水平的瓶頸主要在直播、移栽和收獲這3個環節上[4]。

  人工灑播相比機械直播要耗費更多的人力,且給后續的間苗和雜草防治帶來麻煩,劣勢較為明顯[5]。對此,吳明亮等設計了一種2BYF-6型油菜免耕聯合播種機,能一次完成開溝、播種、施肥和覆土的作業。試驗表明:該型機械能夠大幅降低油菜播種環節的成本[6]。田波平等研制了2BFQ-6型油菜精量聯合直播機,在實現油菜籽精量播種的同時,還能完成與2BYF-6型相似的一系列作業,播種的質量較高,為油菜生產者提供了更多的播種機型號[7]。

  根據我國的具體國情,金誠謙提出油菜移栽機械的發展方向是田間育苗為主要技術模式,中小型和多功能為主要機型[8]。相比于直播和收獲,油菜移栽可用的成熟機械相對較少,江蘇、湖北和湖南等地在該方面的試驗獲得了技術上的突破,但自動化水平不高,操作過程對人工較為依賴,移栽質量不太理想,需要進行較大的改進后才能推廣應用[9]。

  收獲是油菜機械化生產的重要環節,作業水平對油菜的種植效益有著明顯的影響。油菜的機械收獲方式有分段收獲和聯合收獲兩種,與人工收獲相比它們造成的總損失率較大,但是種植效益更高[10]。兩種機械收獲方式對油菜品質的影響不同,適用的栽培模式各異,需要根據實際情況進行選擇[11,12]。

  我國南方的油菜主栽品種為甘藍型,植株高大且分支分叉多,增加了機械收割時的分行和切割難度[13]。研究表明,抗裂角和抗倒伏是機械化生產對油菜品種最主要的特性要求。抗裂角可以減少油菜機械收獲時因裂角落粒而造成的損失,而抗倒伏可以保證機械收獲的順利進行。此外,油菜品種還具有萌發力強、早熟、半矮稈等特性,則更適合于機械化生產。

  油菜的機械化生產效益除了與機械和油菜品種這兩個主體有關外,還受到其它多種因素的影響,可以歸納為農業資源與體制、經濟環境和社會環境這幾大類[14]。田間土壤特性是其中的一種重要因素,具體指標包括土壤含水量及力學性質等,它們對油菜的機械直播和移栽效果都會產生影響[15]。為此,針對品種特性和土壤特性這兩種因素,分析它們對油菜機械化直播的影響,同時設置不同的收獲方式評價種植效益,以便為技術路線的選擇提供依據。

  1、 摘植及收獲機械

  試驗所用的機械包括油菜免耕直播機、分段收割機和聯合收割機。免耕直播機為武漢的黃鶴牌2BFQ-6型油菜精量聯合直播機,原型機由華中農業大學研制。該直播機由雷沃M604L-E型輪式拖拉機牽引并提供動力,作業幅寬200mm,一次播種6行,同時完成開溝、破茬、播種、施肥和覆土等作業。播種機采用正負氣壓組合式的排種器,具有較好的播種均勻性,能夠實現油菜的精量播種。機械的播種量在2.25~3.00kg/hm2之間可調,最高工作效率達到0.6hm2/h。

  油菜的分段收獲由割曬機和撿拾脫粒機完成。割曬機采用星光至尊4SY-2.0型油菜割曬機,原型機由農業部南京農業機械化研究所和星光農機股份有限公司共同研制。機械的配套動力為50kW,作業幅寬2.5m,作業效率可以達到0.4hm2/h,割曬的總損失率較小。撿拾脫粒機采用4SJ-1.8型履帶式油菜撿拾脫粒機,由農業部南京農業機械化研究所和湖州星光農機制造有限公司共同設計。機械的組成部分包括撿拾裝置、割臺裝置、輸送裝置、脫粒裝置、行走裝置和清選裝置6個部分,具有自走能力,也能完成稻麥的收獲。撿拾脫粒機的動力為45kW,作業幅寬1.8m,最大生產效率可以達到0.5 hm2/h,油菜的總損失率小于5%,且具有較高的可靠性。

  油菜的聯合收獲用碧浪4LZ-1.8型全喂入履帶式聯合收割機完成。該型機械由中機南方機械股份有限公司生產,采用油菜專用割臺,鏈條輸送,雙層篩清選。聯合收割機的動力為36.7kW,割幅寬度1.8m,喂入量1.8kg/s,最高生產效率達到0.4 hm2/h。整機設計合理,結構緊湊,操作簡單,收割油菜的總損失率小于10%。

  2 、油菜品種和土壤類型

  試驗在本單位的試驗基地中進行,設置品種特性和土壤特性這兩種影響因素。油菜品種是烏魯木齊黑油菜和烏魯木齊黃油菜,分別屬于白菜型和芥菜型,具有耐貧瘠、耐干旱和抗寒的特性,在西北各省區具有一定的種植規模。選擇兩個試驗田塊:一種為黃棕壤,自然肥力較高,試驗過程中的總平均含水率為23.2%,總平均貫入阻力為157N;另一種土為栗鈣土,自然肥力較低,試驗過程中的總平均含水率為18.5%,總平均貫入阻力為134N。

  3、 試驗設計

  單個試驗田塊的面積約為0.5hm2,分為相同的4個大區,每個油菜品種種植2個大區,各大區用種量相同。油菜種植采用免耕直播的方式,記錄直播機作業的燃料消耗量。直播過程中統計種子破損率,出苗后統計出苗數。進行常規的高產栽培管理,成熟后從每個大區中均勻選擇6個5m×5m的區域考察油菜的生育期、千粒質量并測產,以反映該大區油菜的實際產量;然后,對相同品種的兩個大區分別進行機械分段收獲和機械聯合收獲,比較不同機械收獲方式的含油率、油菜損失率和種植效益。

  4、 試驗結果與分析

  采用免耕直播的種植方式,直播機在黃棕壤田塊中消耗的燃料成本高于栗鈣土田塊,沒有受到油菜品種的影響。其原因是黃棕壤田塊的貫入阻力更大,導致機械行進時需要更強的動力。直播的種子破損率僅與油菜品種有關,烏魯木齊黃油菜品種高于烏魯木齊黑油菜品種,可能是由種子的大小和形態決定。直播的出苗數同時受油菜品種和土壤類型的影響,黃棕壤田塊中的烏魯木齊黃油菜出苗數最多,如表1所示。

  免耕直播的油菜品種在不同土壤中的生育期不同,相差9~12天。土壤的含水率因類型而異,油菜種子在低含水率的土壤中萌發較慢,生長發育相應的延遲,會給后續的機械化作業帶來影響,這一問題需要在播種時給予考慮。油菜籽的千粒質量在不同土壤中沒有較大差異,主要由品種的特性決定。免耕直播的油菜實際產量與生育期一樣,同時受到品種和土壤類型的影響,黃棕壤田塊中的烏魯木齊黃油菜產量最高,取得了較好的免耕直播效果,如表2所示。

  表1 品種和土壤特性對免耕直播效果的影響
表1 品種和土壤特性對免耕直播效果的影響

  表2 免耕直播的油菜農藝性狀
表2 免耕直播的油菜農藝性狀

  分析不同收獲方式的相關指標發現:聯合收獲相比分段收獲的含油率較低,且損失率較高,這與之前的研究報道結果是一致的。但是,由于聯合收獲方式消耗的人工和燃料較少,因此在不同的品種和土壤因素下都能取得更高的種植效益,如表3所示。

  表3 不同收獲方式下的油菜種植效益
表3 不同收獲方式下的油菜種植效益

  續表3
續表3

  5、 結論

  選擇合適的農業機械對油菜進行免耕直播,以及分段和聯合收獲試驗,分析品種和土壤特性對油菜機械化直播效果的影響。試驗結果表明:黃棕壤田塊中的烏魯木齊黃油菜出苗數最多,且產量最高,取得了較好的免耕直播效果。設置不同的收獲方式評價種植效益,結果表明:聯合收獲相比分段收獲的含油率較低,損失率較高,但消耗的人工和燃料較少,因此在不同的品種和土壤因素下都能取得更高的種植效益。本研究篩選出了適合油菜機械化生產的兩種因素和收獲方式組合,可以為技術路線的優化提供依據。

  參考文獻

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  原文出處:胡英,顧建疆,郭健.油菜機械化生產影響因素及收獲方式研究[J].農機化研究,2020,42(11):179-182.
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