油菜籽聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)效果綜合測(cè)評(píng)*

馮健，李丹陽(yáng)，吳傳云，朱路陽(yáng)，盧燦炯，宋承琦，杜錚

(1. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化總站，北京市，100122； 2. 湖北省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站，武漢市，430000；3. 湖北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站，武漢市，430000； 4. 武漢市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣指導(dǎo)中心，武漢市，430000；5. 武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，武漢市，430000)

0 引言

當(dāng)前，農(nóng)民種植油菜積極性不高的一個(gè)重要原因是油菜難收，機(jī)收損失率過(guò)高。根據(jù)2022年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油菜生產(chǎn)全程機(jī)械化專家指導(dǎo)組對(duì)全國(guó)棉油糖全程機(jī)械化監(jiān)測(cè)點(diǎn)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，油菜聯(lián)合收獲平均損失率為18.93%，分段收獲平均損失率為13.57%，遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(油菜聯(lián)合收獲總損失率≤8%、分段收獲總損失率≤6.5%)[1]的要求。由于油菜籽平均單產(chǎn)2 250 kg/hm2，機(jī)械收獲環(huán)節(jié)損失300～400 kg/hm2，農(nóng)民難以接受。因此，與我國(guó)主要糧食作物機(jī)械化收獲水平(78%～97%)相比，我國(guó)油菜機(jī)械化收獲水平不高，根據(jù)全國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化統(tǒng)計(jì)年報(bào)，2021年全國(guó)油菜生產(chǎn)綜合機(jī)械化率為61.92%，其中機(jī)耕率為87.46%、機(jī)種率為38.81%、機(jī)收率為50.97%，油菜機(jī)械化收獲水平剛過(guò)50%。

我國(guó)油菜機(jī)械收獲損失率過(guò)高的一個(gè)重要原因是，在實(shí)際生產(chǎn)中多用谷物聯(lián)合收割機(jī)兼收油菜。油菜角果、籽粒與小麥水稻等谷物相比，在物理性狀上有很大不同。油菜角果受成熟度、溫度、濕度、撞擊力度等多種因素影響，易炸莢落粒；油菜籽粒細(xì)小，易破碎，比重輕，難分離清選。采用谷物聯(lián)合收割機(jī)兼收油菜時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整割臺(tái)、滾筒、篩板、風(fēng)機(jī)等就直接收獲油菜籽，收獲損失難以精準(zhǔn)把控，割臺(tái)損失率、脫粒清選損失率、破碎率都過(guò)高，總損失率難以達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。亟待加大專用油菜收獲機(jī)推廣應(yīng)用，助力解決油菜收獲人工貴、作業(yè)累、環(huán)境差等難題，推動(dòng)補(bǔ)齊油菜機(jī)收短板，為油料作物生產(chǎn)提質(zhì)增效提供有力裝備支撐。

為此，2022年5月16日—18日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化總站組織湖北省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站、湖北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站、武漢市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣指導(dǎo)中心，在湖北省武漢市漢南區(qū)恒大漢南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地，對(duì)國(guó)內(nèi)三家重點(diǎn)企業(yè)推出的3款履帶自走式全喂入油菜籽聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行了田間實(shí)際生產(chǎn)的作業(yè)性能和經(jīng)濟(jì)性能兩方面測(cè)試，提出了大力發(fā)展高效低損油菜籽收獲機(jī)具裝備的措施建議。

1 測(cè)試基本情況

1.1 機(jī)具情況

3款機(jī)具均是經(jīng)過(guò)農(nóng)機(jī)推廣鑒定的油菜籽專用聯(lián)合收獲機(jī)主流機(jī)型(表1)，其中濰柴雷沃4LZY-5GA型和江蘇沃得4LZY-5.0Z型喂入量均為5 kg/s，采用普通式駕駛室，星光農(nóng)機(jī)4LZY-4.0Z型喂入量為4 kg/s，無(wú)駕駛室。3款機(jī)型均采用縱軸流脫粒滾筒、雙層振動(dòng)篩、柵格式凹板篩，在脫粒、清選、分離部件結(jié)構(gòu)型式基本相同。

表1 3款履帶自走式全喂入油菜籽聯(lián)合收獲機(jī)Tab. 1 Three types of crawler self-propelled whole-feed rapeseed combine harvester

1.2 田間情況

測(cè)試田塊油菜品種為T(mén)2159高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交油菜品種，具有當(dāng)?shù)卮硇裕捎萌斯と霾シN植，種植密度為1 076 053 株/hm2，平均產(chǎn)量為2 389.5 kg/hm2。測(cè)評(píng)所在田塊6.67 hm2以上規(guī)模連片，地勢(shì)平坦，不陷腳、無(wú)積水。油菜植株切割線以上直立、無(wú)倒伏，成熟度處于完熟期且基本一致，籽粒含水率為18.6%，植株自然高度為1 452.0 mm，底莢高度為899.0 mm，根部直徑為13.0 mm，冠狀直徑為556.0 mm。測(cè)試作業(yè)時(shí)間選在上午和傍晚期間，田塊環(huán)境溫度為23.9 ℃～27.3 ℃，環(huán)境濕度為42.2%RH～63.9%RH。

1.3 測(cè)評(píng)方法

依據(jù)DG/T 057—2019《油菜籽收獲機(jī)》、JB/T 12449—2015《油菜籽聯(lián)合收獲機(jī)》、NY/T 2199—2012《油菜聯(lián)合收割機(jī) 作業(yè)質(zhì)量》、GB/T 5667—2008《農(nóng)業(yè)機(jī)械 生產(chǎn)試驗(yàn)方法》，考慮實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)情況下同一場(chǎng)景多種機(jī)型對(duì)比測(cè)試，制定了《油菜籽收獲機(jī)作業(yè)效果綜合測(cè)評(píng)方法》，內(nèi)容包括作業(yè)性能測(cè)試和經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試兩方面內(nèi)容。該方法中有關(guān)作業(yè)性能測(cè)試的部分已作為《油菜籽聯(lián)合收獲機(jī)收獲損失率簡(jiǎn)易測(cè)定方法》在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理司發(fā)布的《油菜機(jī)械化收獲減損技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)》[2]中采用，用于各地農(nóng)業(yè)部門(mén)快速簡(jiǎn)便開(kāi)展油菜機(jī)收損失監(jiān)測(cè)調(diào)查。

測(cè)評(píng)中，3臺(tái)機(jī)具與3組測(cè)評(píng)人員分組在同一塊油菜田的不同區(qū)域同時(shí)開(kāi)展工作。作業(yè)性能測(cè)試時(shí)，機(jī)具在正常作業(yè)速度和額定喂入量狀態(tài)下進(jìn)行不停機(jī)滿割幅作業(yè)，在20 m長(zhǎng)度測(cè)區(qū)內(nèi)，通過(guò)預(yù)先等間距埋置的3個(gè)接樣槽接取割臺(tái)撒落物料，通過(guò)接樣布接取機(jī)具拋撒口物料，在一次卸糧時(shí)接取出糧口物料。通過(guò)3次物料接取，一次測(cè)定含雜率、破碎率、割臺(tái)損失率、脫粒機(jī)體損失率、總損失率等作業(yè)性能指標(biāo)，同時(shí)測(cè)得割茬高度、作業(yè)速度、喂入量、田塊平均產(chǎn)量等參考數(shù)據(jù)。經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試時(shí)，機(jī)具在正常作業(yè)速度和滿足作業(yè)性能條件下，連續(xù)作業(yè)不少于1 hm2面積開(kāi)展生產(chǎn)考核，測(cè)得作業(yè)時(shí)間、作業(yè)面積、燃油消耗量，測(cè)定單位人工成本、單位能耗成本、單位機(jī)具折舊成本、單位作業(yè)總成本等經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)。其中，人工成本包括駕駛?cè)藛T、輔助人員的用工費(fèi)等，按照武漢市當(dāng)?shù)剞r(nóng)村人均日工資150元、每日8 h進(jìn)行折算；能耗成本指燃油費(fèi)，按8元/kg柴油價(jià)格進(jìn)行折算；機(jī)具折舊成本按機(jī)具銷售價(jià)格5年折舊，每年30天作業(yè)季、每日8 h進(jìn)行折算。

2 結(jié)果與分析

專家組根據(jù)測(cè)試結(jié)果，將每臺(tái)機(jī)具的作業(yè)性能、經(jīng)濟(jì)性能各個(gè)指標(biāo)數(shù)值全部列出，分別對(duì)照進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)出機(jī)具綜合性能。

2.1 作業(yè)性能

從表2可以看出，3臺(tái)機(jī)具的喂入量未達(dá)到額定要求，且割臺(tái)損失率均高于脫粒機(jī)體損失率，主要原因是測(cè)試作業(yè)時(shí)間為5月中旬，當(dāng)?shù)赜筒艘堰M(jìn)入完熟期，晚于最佳收獲期，且持續(xù)高溫，油菜秸稈和角果含水率低，機(jī)具作業(yè)喂入物料質(zhì)量不足，割臺(tái)撥禾輪接觸到油菜植株時(shí)容易造成角果開(kāi)裂掉粒，導(dǎo)致?lián)p失偏大。但總體來(lái)看，3款機(jī)具的含雜率均小于4%，破碎率均小于等于0.5%，總損失率均小于8%，作業(yè)性能均能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足生產(chǎn)需要，充分說(shuō)明了油菜籽專用聯(lián)合收獲機(jī)的作業(yè)性能比兼用收獲機(jī)更為可靠。

表2 油菜籽聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)性能測(cè)試結(jié)果Tab. 2 Test results of working performance of rapeseed combine harvesters

2.2 經(jīng)濟(jì)性能

在油菜田面積1 hm2以上的生產(chǎn)考核中，3臺(tái)機(jī)具均由1人獨(dú)自完成駕駛、收割、集箱、卸糧等操作過(guò)程，均能正常連續(xù)作業(yè)，未出現(xiàn)故障。從表3可以看出，人工成本與作業(yè)效率成反比，濰柴雷沃4LZY-5GA作業(yè)效率最高，人工成本最低；能耗成本在作業(yè)效率接近時(shí)受機(jī)器總質(zhì)量影響較大，星光農(nóng)機(jī)4LZY-4.0Z無(wú)駕駛室，機(jī)器總質(zhì)量最小，能耗成本最低；機(jī)具折舊成本在作業(yè)效率接近時(shí)受機(jī)器價(jià)格影響較大，星光農(nóng)機(jī)價(jià)格最低，機(jī)具折舊成本最低?？傮w來(lái)說(shuō)，3臺(tái)機(jī)具作業(yè)效率在0.445～0.458 hm2/h，是人工收割油菜的100倍以上；包括人工、機(jī)具折舊、燃油在內(nèi)的作業(yè)總成本在421.80～498.45元/hm2，遠(yuǎn)低于人工收割油菜4 500元/hm2的作業(yè)成本，只有人工的1/10，充分說(shuō)明了油菜籽專用聯(lián)合收獲機(jī)經(jīng)濟(jì)性能顯著，推進(jìn)油菜收獲機(jī)械化，實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人，勢(shì)在必行。

表3 油菜籽聯(lián)合收獲機(jī)經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試結(jié)果Tab. 3 Test results of economic performance of rapeseed combine harvesters

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

1) 在同一塊油菜田的不同區(qū)域，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機(jī)械化總站對(duì)濰柴雷沃4LZY-5GA型、江蘇沃得4LZY-5.0Z型和星光農(nóng)機(jī)4LZY-4.0Z型三款主流油菜籽專用聯(lián)合收獲機(jī)同時(shí)開(kāi)展了作業(yè)效果綜合測(cè)評(píng)。作業(yè)性能方面，測(cè)定了機(jī)具的含雜率、破碎率、割臺(tái)損失率、脫粒機(jī)體損失率、總損失率等作業(yè)性能指標(biāo)，同時(shí)測(cè)得割茬高度、作業(yè)速度、喂入量、田塊平均產(chǎn)量等參考數(shù)據(jù)。經(jīng)濟(jì)性能方面，在正常作業(yè)速度和滿足作業(yè)性能條件下，機(jī)具連續(xù)作業(yè)不少于1 hm2面積開(kāi)展生產(chǎn)考核，測(cè)得作業(yè)時(shí)間、作業(yè)面積、燃油消耗量，測(cè)定單位人工成本、單位能耗成本、單位機(jī)具折舊成本、單位作業(yè)總成本等經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)。

2) 通過(guò)測(cè)試表明，因錯(cuò)過(guò)最佳收獲期，3臺(tái)機(jī)具的喂入量均未達(dá)到額定要求，且割臺(tái)損失率均高于脫粒機(jī)體損失率。3款機(jī)具的含雜率、破碎率、總損失率等作業(yè)性能指標(biāo)均達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足生產(chǎn)需要，充分說(shuō)明了油菜籽專用聯(lián)合收獲機(jī)的作業(yè)性能比兼用收獲機(jī)更為可靠。3款機(jī)具的作業(yè)效率均是人工收割油菜的100倍以上，包括人工、機(jī)具折舊、燃油在內(nèi)的作業(yè)總成本只有人工的1/10，經(jīng)濟(jì)效果顯著。

3.2 建議

1) 以收定種、耕種收一體推進(jìn)油菜機(jī)收。此次測(cè)試田塊采用人工撒播密植，未開(kāi)溝作畦，種植密度高達(dá)1 076 053株/hm2，但平均產(chǎn)量只有2 389.5 kg/hm2，屬于無(wú)行株距的無(wú)序種植，植株纖細(xì)，通風(fēng)透光差，個(gè)體優(yōu)勢(shì)未充分發(fā)揮，優(yōu)質(zhì)品種卻未實(shí)現(xiàn)省種與高產(chǎn)，機(jī)械收獲作業(yè)時(shí)，割幅內(nèi)外交叉植株枝杈間牽扯與碰撞炸莢落粒損失大，不利于機(jī)收。因此，要實(shí)現(xiàn)油菜機(jī)械化高質(zhì)高效收獲，必須堅(jiān)持農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，采取“以收定種、耕種收一體”的思路，在品種上，選擇生育期短、抗倒伏、株型緊湊、成熟期相對(duì)一致、抗裂角的宜機(jī)化油菜品種；在種植上，根據(jù)稻油茬口銜接等實(shí)際情況，因地制宜推行旋耕、開(kāi)溝、作畦、直播一體化油菜機(jī)械化聯(lián)合直播模式，或推行無(wú)人機(jī)飛播、機(jī)械旋耕開(kāi)溝作畦油菜飛播模式，或推行旋耕、開(kāi)溝、作畦、移栽一體化油菜機(jī)械化育苗移栽模式，達(dá)到省種、省工、節(jié)本、高產(chǎn)、宜機(jī)收、低損失的多重效果，為高效低損油菜籽收獲機(jī)具裝備推廣應(yīng)用創(chuàng)造適宜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。

2) 大力發(fā)展高效低損油菜收獲機(jī)具裝備。此次測(cè)試包括油菜種植戶普遍關(guān)注的機(jī)具作業(yè)性能和經(jīng)濟(jì)性能兩個(gè)方面，通過(guò)測(cè)試結(jié)果分析與評(píng)價(jià)，比較全面地反映出了油菜機(jī)收損失要小、作業(yè)效率要高、綜合成本要低三者之間的平衡點(diǎn)。測(cè)評(píng)結(jié)果顯示，在農(nóng)藝條件基本滿足機(jī)收要求的條件下，濰柴雷沃、星光農(nóng)機(jī)、江蘇沃得等國(guó)內(nèi)大型農(nóng)機(jī)企業(yè)生產(chǎn)的市場(chǎng)主流專用油菜籽聯(lián)合收獲機(jī)表現(xiàn)出了低含雜率、低損失率專用機(jī)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)作業(yè)效率高、作業(yè)成本低，展現(xiàn)了我國(guó)油菜籽專用聯(lián)合收獲機(jī)制造和應(yīng)用水平，產(chǎn)品技術(shù)成熟，具備推廣條件。建議進(jìn)一步推動(dòng)政府和行業(yè)對(duì)我國(guó)油菜籽專用收獲機(jī)具質(zhì)量提升和裝備發(fā)展的重視，大力發(fā)展高效低損油菜收獲機(jī)具裝備；同時(shí)，兼顧實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)減少機(jī)具重復(fù)購(gòu)置，提高機(jī)具利用率的切實(shí)需求，推廣稻麥油聯(lián)合收獲共用底盤(pán)、互換割臺(tái)和專用部件的適用中國(guó)國(guó)情農(nóng)情的組合收獲技術(shù)方案，提高機(jī)具利用率，降低機(jī)具購(gòu)置成本，實(shí)現(xiàn)我國(guó)主要糧油作物廣適、低損、高效、高質(zhì)機(jī)械化收獲，為高效低損油菜籽收獲機(jī)具裝備推廣應(yīng)用創(chuàng)造良好的政策扶持與研發(fā)制造條件。

3) 加大機(jī)手培訓(xùn)指導(dǎo)減少機(jī)收損失。此次測(cè)試要求參與企業(yè)選派熟悉機(jī)器產(chǎn)品且駕駛操作熟練的技術(shù)人員。從測(cè)評(píng)情況來(lái)看，無(wú)論是在作業(yè)性能測(cè)試環(huán)節(jié)還是在經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試環(huán)節(jié)，企業(yè)技術(shù)人員都能將機(jī)具調(diào)整到最佳狀態(tài)，包括拔禾輪的前后位置、高度和轉(zhuǎn)速，滾筒轉(zhuǎn)速和凹板篩脫粒間隙，清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與風(fēng)向，清選組合篩開(kāi)度等等，通過(guò)對(duì)待收田塊油菜植株倒伏情況和含水率、角果成熟度、天氣溫度、空氣濕度等作業(yè)條件的經(jīng)驗(yàn)判斷，進(jìn)行了合理調(diào)整，同時(shí)根據(jù)田塊大小和邊溝情況進(jìn)行了作業(yè)速度和作業(yè)路徑的合理規(guī)劃。可以說(shuō)，熟練機(jī)手加上專用機(jī)具，確保了油菜機(jī)收低損高質(zhì)高效。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，建議加大對(duì)機(jī)手的培訓(xùn)，加強(qiáng)油菜機(jī)收減損技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)和油菜機(jī)收作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的宣貫[3]，廣泛開(kāi)展大比武活動(dòng)，引導(dǎo)廣大農(nóng)機(jī)手樹(shù)立“減損就是增產(chǎn)”意識(shí)，提升低損、高效、高質(zhì)收獲操作技能；同時(shí)，鼓勵(lì)種植戶與機(jī)手簽訂收獲作業(yè)損失協(xié)議，農(nóng)業(yè)農(nóng)村主管部門(mén)要及時(shí)開(kāi)展機(jī)收減損效果評(píng)估，組織開(kāi)展第三方抽測(cè)，巡回檢查監(jiān)督機(jī)收作業(yè)損失落實(shí)情況，為高效低損油菜籽收獲機(jī)具裝備推廣應(yīng)用培養(yǎng)一批熟練、專業(yè)的高素質(zhì)機(jī)手。