专利名称：一种高效低耗机械化收获冬油菜的方法
技术领域：
本发明属于作物机械化种植技术领域，具体涉及一种冬油菜机械化收获的方法， 适合长江流域冬油菜的机械化收获，能降低机械收获损失率，提高收获产量和生产效率，生 态环保，有益于农业生产可持续发展。
背景技术：
油菜是我国主要的食用植物油的来源，菜籽油占我国自产植物油的40%以上，长 江流域是冬油菜的主要种植区域。长期以来，冬油菜采取育苗移栽的种植方式，成熟期人工 收获，收获过程为先人工割倒放置田间，5 7天后再人工脱粒、搬运、晾晒，全部工序费时 费力，籽粒损失量大，主要包括脱粒过程中裂角损失，角果中籽粒未脱干净的损失等，一般 总损失量15% 20%。并且散落田间的油菜籽来年发芽形成了自生苗，影响下季油菜的产 量和品质。长江流域冬油菜区主要采用油-稻-稻种植方式，油菜播种和收获都与水稻生产 有季节矛盾。油菜人工收获割倒后放在田块中，不仅影响下季作物的种植，而且油菜收获脱 粒时正是梅雨季节，来不及脱粒的油菜籽粒被雨水淋后在田间容易发芽、变质、腐烂，导致 产量品质下降。因此，探寻高产高效的机械化生产方式是油菜产业发展的重大需求和广大 农民的迫切需要。机械化收获是降低劳动强度，提高劳动生产率的有效手段。国外油菜机械化生产 研究在上世纪六、七十年代就比较多，机械收获水平高。这些国家主要采用春油菜高密度 种植，不存在群体株型优化的问题，且采用一年一熟制，因不受季节矛盾的影响，可根据实 际情况选择联合收获或分段收获，联合收获是国外通用的收获方式。国外报道了几种机 械收获损失率的计算方法(Price et al.，Seed losses on commercial harvesting of oil seed rape. Journal of Agricultural Engineering Research，1996,65 :183-191 ； Domeika et al., Research of rapeseed harvesting losses. Proceedings of the Latvia University of Agriculturel，1999，28—35 ;Hobson et al. ， Seed loss when cutting a standing crop of oilseed rape with two types of combine harvester header，2002， 81 (3) :281-286 ；Domeika et al.，The estimation methods of oilseed rape harvesting losses. Agronomy Research，2008，6 :191-198)，机械收获损失包括自然落粒损失，裂角损 失等，由于损失率计算方法具有差异，导致取样方法也有不同，各种计算方法之间互有优缺 点O我国冬油菜机械化生产研究起步晚，目前我国水稻、小麦等大宗作物普遍实现机 械化收获，用于收获试验示范的机械大都由稻麦收获机改装而来，缺乏油菜收获的专用机 械，油菜收获损失率明显偏高，机械收获损失率过高一直是制约我国油菜生产实现现代化 的瓶颈。油菜品种、种植模式都与国外有较大区别，国外的机械化收获经验不能直接应用于 我国。国内机械收获技术还处于引进、开发、试验阶段，有关机械收获方法及经验还不足，对 机械收获损失率还缺乏精确的估算。还没有明确适合机械化收获的合理群体株型指标及调控技术，机械化收获的最佳时期是降低机械收获损失最重要的指标之一。冬油菜主要表现为植株高大，茎秆粗壮，分枝数有的高达20个/株，一次分枝较 长，容易缠绕机器，降低机械收获效率；油菜熟期不一致，偏早收获主茎和上部分枝已成熟， 下部分枝和二次分枝成熟晚，收获时造成脱不干净，分离、清选困难，损失偏大，籽粒清洁度 下降；收获偏晚，则造成裂角落粒损失，籽粒破碎率加大，收获损失也大。降低机械收获的 途径之一是在油菜机械化收获前采用化学催熟技术，促进油菜角果成熟一致，减少茎秆和 角果含水量，有利于降低机械收割油菜损失率，减轻机械收获时的负荷和机具的堵塞，提高 作业效率，并对提高油菜籽产量和品质具有积极作用。目前用于农作物催熟和脱水的催熟 剂主要是外源激素和部分除草剂(周可金等.作物学报，2009，35 (7) :1369-1373)，近年来 我们已研制出催熟剂混合配方。在油菜机械收获损失率研究方面，冷锁虎等(中国油料作 物学报，2009,31 ) :470-473)对几个油菜品种进行了机械收获，报道了油菜机械收获损 失率计算方法，对冬油菜的机械化生产具有一定的指导意义。该方法需要自然落粒数、割台 损失、脱粒损失、清选损失等多项数据支持，计算过程中多项数据的统计不可避免会引起误 差，仍然还需要对适合机械化收获时期做进一步研究。作物秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种多用途的可再生的生物资源。 作物秸秆提供的养分约占我国有机肥总养分的13% 19%，是农业生产重要的有机肥源， 可以改良土壤结构，提高作物产量(申源源，2009，25 (19) :291-294)。也有报道认为，根茬 中的硫甙等化学物质具有生物防治的效果，可杀灭土壤中的有害病菌及微生物(李锋等， 中国油料作物学报，2006，28 (1) :97-103)，有利于下季作物生产。油菜收获后秸秆的利用以 往未引起足够的重视，秸秆大都采用焚烧的方式，严重污染环境。本技术根据油菜全程机械化的要求，经过多年的试验示范，以建立适合机械化生 产的合理群体株型为基础，确保高产和降低收获损失率；以角果颜色、籽粒颜色和含水量 这些简单、易观察测定的形态生理指标为标准，其测定方法较成熟(^50kas et al.，2004， Optimierung des Erntezeitpunktes von Sommerraps durch die Sortenwhahl.Die Bodenkultur,55(3) :113-120)；建立了新的计算油菜机械收获损失率的方法，为适合机械 化生产的油菜品种选育和栽培技术研究提供理论依据；收获秸秆及时腐烂，从而达到缓解 季节矛盾，增加肥效，增产增收的目的。经文献查询，国内外尚没有相关冬油菜机械收获农 艺专利技术或非专利文献公开或使用。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种高效低耗机械化收获冬油菜的方法，方法易行， 操作简便，提高了一次有效分枝高度，减少了一次分枝数，降低了结角层厚度，便于机械操 作；在成熟期收获前喷施催熟剂，通过观察和测定角果和籽粒颜色，籽粒和茎秆含水量，优 化了适合收获的时期，选用专用的油菜收获机械进行收获，较好地解决了收获损失率高的 难题，提高了产量；改进收获损失率的计算方法，有效降低了取样及计算误差，在收获后秸 秆还田，增加土壤肥力，对促进我国油菜机械化生产和产业结构的调整具有重要意义，为油 菜生产的节本增效和生态环保、农业生产可持续发展提供了理论依据及技术支撑。本发明通过以下技术方案实现冬油菜机械化收获方法包括通过机械播种、平衡施肥、病虫草害防治等过程的标准化操作，构建适合机械化生产的合理群体和株型；如需提前收获，可在收获前2 3天喷 施以乙烯利为主要成分的混合催熟剂；在正常情况下，通过观察和测定角果颜色、籽粒颜 色、籽粒含水量、茎秆含水量等指标，确定适合机械化收获的时期；改进机械收获损失率的 计算方法，提出测定群体理论产量、收获前自然落粒率和实际机械收获产量三项指标来计 算损失率；油菜收获后秸秆粉碎还田，避免焚烧引起的环境污染，油菜籽和粉碎秸秆灌水后 腐烂成为肥料，降低了次年出现自生苗的风险，降低病害的发生，达到节本增效、提高油菜 收获产量、降低收获损失率及实现资源可持续利用的目的，冬油菜机械化收获方法的优化 和实施有利于推进我国油菜全程机械化的进程。一种高效低耗机械化收获冬油菜的方法，其步骤是(1)适合机械化收获的群体建立播种前准备包括田块准备、种子前处理、播种机具准备、机械试播等步骤。机械精量直播采用2BFQ-6型油菜精量直播机(田波平等，农业机械学报，2008， 39(10) :211-213)，一次性完成灭茬、旋耕、开沟、施肥(按每亩施复合肥35 40公斤，含 WK各为16% )、播种、覆土等步骤，省去间苗、定苗等工序。油菜生长期管理根据油菜生长情况，加强肥水管理和病虫草害防治，保证成株 数，构建适合机械化收获的群体株型。(2)调节成熟期在有季节矛盾的地方，油菜收获前2 3天喷施催熟剂，降低机 械收获损失率，缓解季节矛盾。(3)群体形态生理指标和最适合机械化收获时期的确定在油菜成熟期后观察植 株形态、测定植株的生理指标，如主茎和分枝角果的颜色，籽粒颜色和含水量，茎秆含水量， 优化出最适合的收获时期。(4)机械收获及损失率测定规定了机械收获的机型和主要操作要领，机械化收 获主要的技术参数，通过测定收获前自然落粒数、单位面积理论产量和机械收获产量，计算 机械收获损失率。该技术为准确评价品种和机械的收获性能提供了依据。(5)收获后秸秆利用油菜收获后粉碎的秸秆还田，灌水处理，使秸秆和落粒菜籽 腐烂，增加肥效。在本发明技术中，油菜品种为具有耐密植、高产、优质特性，株型紧凑，抗倒伏，株 高适中的适合机械化生产品种，播种机械为华中农业大学发明的2BFQ-6型油菜精量直播 机，能有效控制油菜播种量；油菜成熟期籽粒含水量用烘干法，收获后立即取样(0. 25kg) 测定籽粒重量(G1)，在烘箱中105 °C烘干至恒重(G2)，籽粒含水量(％) = (G1-G2)/ Gl X 100% ；测定油菜自然落粒时，采用5点取样法，用200cmX50cm的铁框，套在宽2. Om的 厢面上(油菜收获机械的幅宽)，取出表层至深5cm处土壤，统计籽粒数；油菜收获机械用 湖州星光至尊4LL-2. OD型。本发明的积极效果是(1)本发明通过在适宜的田间土壤含水量条件下，依靠机械精量直播控制播量保 证油菜群体密度，既能保证一播全苗，也节省了间苗、定苗所花费的劳动力成本，有利于节 本增效。(2)本发明中所用的催熟剂、适合机械化收获的油菜角果颜色，籽粒颜色和含水量 判断方法直观，便于操作，能有效指导机械收获。机械收获损失率的计算方法简单易行，减少了取样过程中的误差。机械收获损失率的精确测定为品种选育和栽培技术的改进提供了 理论依据。(3)本发明能大幅度提高机械化收获冬油菜的效率，提高收获产量，降低损失率， 对油菜品质没有不利影响，收获效率为人工收获的50倍以上，提高了产投比，增加了经济 效益(表1，表2)。(4)本发明注重机械收获后秸秆的处理，秸秆腐烂后能培肥地力，起到生防的效 果，提高水稻产量。因此，该技术不仅确保油菜高产、高效生产，而且有利于保护生态环境， 有效利用资源，实现农业生产的可持续发展。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面以中双11号和中油杂11油菜品种为实施例对本发 明专利做进一步的说明。由于适合机械化生产的品种具有相近的农艺性状，因此本发明提 供的方法对其他适合机械化生产的甘蓝型冬油菜品种也同样有效(如大地55、浙油18等品 种)。一种高效低耗机械化收获冬油菜的方法，其步骤是(1)适合机械化收获的冬油菜群体建立A 油菜机械播种前准备选择地势较高、地下水位较低的稻田，在水稻收割前10 天时排水晒田，播种前两天，每667m2用克无踪250ml对水50kg喷雾除草，土壤含水量为 30-40%时为机械播种时期，选择产量高、熟期偏早、抗倒伏、抗病的双低油菜品种，对种子 进行处理和发芽试验，种子含水率不高于9%，纯度不低于95%，净度97%，发芽率达到 90%，播种前首先晒种4 6小时，再将种子表面用水喷湿，按每公斤种子用50%多菌灵粉 剂或50%速克灵粉剂20 30g拌种，杀死附在种子表面的病菌；B 机械精量播种最适播种期在9月中下旬至10月上旬，选用油菜直播机或油菜 联合播种机，播种机能同时完成灭茬、旋耕、开沟、施肥、播种、覆土工序，按机具使用说明书 要求，进行空车试运转，将机具调整到正常状态；按用种量200 250g/667m2，油菜专用配 方肥35 40kg/667m2在播种机中装入种子和肥料，正式作业前，调试各行播种肥量的均勻 性，在地头试播10 20m，行距30cm，作业中严禁用手或工具去除排种肥器和开沟器上的泥 土及杂物，播种后检查播种质量，看有无漏播情况，对播种机不能开沟或播种的地方，用人 工开沟，保持厢沟、围沟、腰沟畅通；C 油菜生育期管理播种后遇干旱，灌水确保出苗整齐，油菜生长期间，每年1月 份灌1次水防冻；5叶期之后即每亩喷施多效唑50g，油菜苗期每亩用好实多50ml防除阔叶 类杂草或用盖草能60 90ml防除禾本科杂草，根据油菜生长情况补施苗肥，根据虫害发生 情况，防治蚜虫、菜青虫，春后清沟排渍，使流水通畅，田间无渍水，花期重点防治菌核病，初 花期、盛花期进行药肥混喷，用电动喷雾器或静电喷雾装置施药；所述的蚜虫防治药剂2. 5%溴菊酯10mg/kg;20%杀灭菊酯乳剂50mg/kg及 2. 5%敌百虫粉；20%氧化乐果乳油1000 2000倍药液；70%灭蚜松1000 1500倍药液；所述的菜青虫防治药剂50%敌敌畏乳液1000倍药液；或90%晶体敌百虫1000 倍药液；或20%杀灭菊酯乳剂50mg/kg或2. 5%敌百虫粉；所述的菌核病防治药剂40%菌核净可湿性粉剂300 500倍药液；70%甲基托
7布津500 1000倍药液；50%多菌灵可湿性粉剂300 500倍药液；成熟期群体株型指标株高165cm，一次有效分枝数6 7个，根颈粗1. 5cm, 一次 分枝高度75cm，一次分枝与主茎夹角；35度，结角层厚度55-60cm ；(2)调节成熟期在有季节矛盾地区，采用植物生长调节剂调控油菜成熟期，提高成熟度，方便机械 收获，减少收获损失，在油菜种子蜡熟期喷施催熟剂，促进油菜达到一次收获的目的。(3)根据植株形态生理指标选择适合收获时期采用中双11号和中油杂11油菜品种，(两品种为中国农业科学院油料所选育的 高产优质常规和杂交油菜品种，含油量高达46%以上，目前已在长江中下游区推广种植) 株型较好、成熟一致。以中油杂11为例，成熟期对植株形态，角果和籽粒颜色，籽粒含水量 进行观察和测定，人工收获时间早于联合收获，成熟期观察全天植株冠层形态，角果颜色， 采用5点取样方法(每个小区按梅花形取5个Im2样方)，每个样方内连续取5 10株，分 别随机取主茎角果100个，上、中、下部一次分枝角果共100个，脱粒后分别观察籽粒颜色， 主茎角果全部变为枇杷黄，分枝角果由绿变黄，主茎籽粒黑色，50%分枝籽粒变成红褐色， 50%分枝籽粒褐绿色，主茎和分枝籽粒混合测定含水量30 35%，为人工收获的时期，人 工割倒植株，割倒时茎秆含水量高于80%，在太阳下晒5 7天后脱粒，籽粒含水量12%， 联合收获时期为植株冠层翘起，主茎角果黄褐色，80%颜色为枇杷黄，主茎籽粒全部黑色， 分枝籽粒有80 %黑色，20 %褐绿色，或下部2 3个分枝籽粒褐绿色，其余分枝上籽粒全黑， 茎秆含水量70%，籽粒含水量15% 20% ；(4)机械收获及损失率测定采用油菜专用联合收获机收获，收获机械主要技术参数为割幅1. 8 2. Om宽，功 率45kw，履带接地压力18. 8kPa，收获作业要求阴天、多云天气或晴天早上9 11点钟或 下午3 5点钟收获，避开中午高温；收割前在田块右角人工割出:3m>am的空地，方便机械 进入作业，机械沿田块右边割至地头开出收获道，然后后退IOm 15m斜割两三次，转90° 弯，接着用上述斜割两三次的方法，再转90°弯，然后沿田块另一边割至地头，用同样方法 开出另一端的横向割道，最后按照逆时针方向完成收割；拨禾轮转速21 25转/分钟，留 茬高度15 30cm，收获时应收割干净、不漏割，割茬高度符合当地农艺要求，收割茎秆应打 碎后均勻撒在田中；收获损失率< 8% ；损失率测定及计算方法油菜成熟期机械收获前用200CmX50Cm的铁框，套在厢 面上，采用上述5点取样法，取表层土壤，统计籽粒数，晒干称重，计算平均数；采用5点取样 法，取Im2范围内的植株角果，脱粒晒干后称籽粒重量，计算平均数；机械收获后，籽粒晒干 称重，统一将籽粒重量换算成标准含水量为9%时的重量，折合成单位面积产量，机械收获 损失率％=(理论产量-机械收获产量-自然落粒重)/理论产量X 100%。(5)油菜收获后秸秆还田油菜收获后整地灌水，秸秆翻耕覆盖还田，随后播插水 稻，比秸秆焚烧后种植水稻，水稻产量提高8%。本发明的积极效果是节约劳动力，降低机械收获损失率，增加作物产量，保护生态 环境，实现农业生产可持续发展。表1机械收获和人工收获效率对比(中双11号，2009-2010)
权利要求
1. 一种高效低耗机械化收获冬油菜的方法，其步骤是 (1)适合机械化收获的冬油菜群体建立A 油菜机械播种前准备选择地势较高、地下水位较低的稻田，在水稻收割前10 天时排水晒田，播种前两天，每667m2用克无踪250ml对水50kg喷雾除草，土壤含水量为 30 40%时为机械播种时期，选择产量高、熟期偏早、抗倒伏、抗病的双低油菜品种，对种 子进行处理和发芽试验，种子含水率不高于9 %，纯度不低于95 %，净度97%，发芽率达到 90%，播种前首先晒种4 6小时，再将种子表面用水喷湿，按每公斤种子用50%多菌灵粉 剂或50%速克灵粉剂20 30g拌种，杀死附在种子表面的病菌；B 机械精量播种最适播种期在9月中下旬至10月上旬，选用油菜直播机或油菜联 合播种机，播种机能同时完成灭茬、旋耕、开沟、施肥、播种、覆土工序，按机具使用说明书要 求，进行空车试运转，将机具调整到正常状态；按用种量200 250g/667m2，油菜专用配方 肥35 40kg/667m2在播种机中装入种子和肥料，正式作业前，调试各行播种肥量的均勻 性，在地头试播10 20m，行距30cm，作业中严禁用手或工具去除排种肥器和开沟器上的泥 土及杂物，播种后检查播种质量，看有无漏播情况，对播种机不能开沟或播种的地方，用人 工开沟，保持厢沟、围沟、腰沟畅通；C 油菜生育期管理播种后遇干旱，灌水确保出苗整齐，油菜生长期间，每年1月 份灌1次水防冻；5叶期之后即每亩喷施多效唑50g，油菜苗期每亩用好实多50ml防除阔叶 类杂草或用盖草能60 90ml防除禾本科杂草，根据油菜生长情况补施苗肥，根据虫害发生 情况，防治蚜虫、菜青虫，春后清沟排渍，使流水通畅，田间无渍水，花期重点防治菌核病，初 花期、盛花期进行药肥混喷，用电动喷雾器或静电喷雾装置施药；所述的蚜虫防治药剂2. 5%溴菊酯10mg/kg ；20%杀灭菊酯乳剂50mg/kg及2. 5%敌 百虫粉；20%氧化乐果乳油1000 2000倍药液；70%灭蚜松1000 1500倍药液；所述的菜青虫防治药剂50%敌敌畏乳液1000倍药液；或90%晶体敌百虫1000倍药 液；或20%杀灭菊酯乳剂50mg/kg或2. 5%敌百虫粉；所述的菌核病防治药剂40%菌核净可湿性粉剂300 500倍药液；70%甲基托布津 500 1000倍药液；50%多菌灵可湿性粉剂300 500倍药液；成熟期群体株型指标株高165cm，一次有效分枝数6 7个，根颈粗1. 5cm, 一次 分枝高度75 cm, 一次分枝与主茎夹角35度，结角层厚度55 60cm ；(2)调节成熟期在有季节矛盾地区，采用植物生长调节剂调控油菜成熟期，提高成熟度，方便机械收 获，减少收获损失，在油菜种子蜡熟期喷施催熟剂，促进油菜达到一次收获的目的；(3)根据植株形态生理指标选择适合收获时期采用中双11号和中油杂11油菜品种，成熟期对植株形态，角果和籽粒颜色，籽粒含 水量进行观察和测定，人工收获时间早于联合收获，成熟期观察全天植株冠层形态，角果颜 色，采用5点取样方法，每个小区按梅花形取5个Im2样方，每个样方内连续取5 10株，分 别随机取主茎角果100个，上、中、下部一次分枝角果共100个，脱粒后分别观察籽粒颜色， 主茎角果全部变为枇杷黄，分枝角果由绿变黄，主茎籽粒黑色，50%分枝籽粒变成红褐色， 50%分枝籽粒褐绿色，主茎和分枝籽粒混合测定含水量30 35%，为人工收获的时期，人工 割倒植株，割倒时茎秆含水量高于80%，在太阳下晒5 7天后脱粒，籽粒含水量12%，联合收获时期为植株冠层翘起，主茎角果黄褐色，80%颜色为枇杷黄，主茎籽粒全部黑色，分枝籽 粒80%黑色，20%褐绿色，或下部2 3个分枝籽粒褐绿色，其余分枝上籽粒全黑，茎秆含水 量70%，籽粒含水量15% 20% ；(4)机械收获及损失率测定 采用油菜专用联合收获机收获，收获机械主要技术参数为割幅1. 8 2. Om宽，功率 45kw，履带接地压力18. 8kPa，收获作业要求阴天、多云天气或晴天早上9 11点钟或下 午3 5点钟收获，避开中午高温；收割前在田块右角人工割出:3m>am的空地，方便机械进 入作业，机械沿田块右边割至地头开出收获道，然后后退IOm 15m斜割两三次，转90°弯， 接着用上述斜割两三次的方法，再转90°弯，然后沿田块另一边割至地头，用同样方法开出 另一端的横向割道，最后按照逆时针方向完成收割；拨禾轮转速21 25转/分钟，留茬高 度15 30cm，收获时应收割干净、不漏割，割茬高度符合当地农艺要求，收割茎秆应打碎后 均勻撒在田中；收获损失率< 8% ；损失率测定及计算方法油菜成熟期机械收获前用200CmX50Cm的铁框，套在厢面上， 采用上述5点取样法，取表层土壤，统计籽粒数，晒干称重，计算平均数；采用5点取样法， 取Im2范围内的植株角果，脱粒晒干后称籽粒重量，计算平均数；机械收获后，籽粒晒干称 重，统一将籽粒重量换算成标准含水量为9%时的重量，折合成单位面积产量，机械收获损 失率％=(理论产量-机械收获产量-自然落粒重)/理论产量X 100% ；(5)油菜收获后秸秆还田油菜收获后整地灌水，秸秆翻耕覆盖还田，随后播插水稻， 比秸秆焚烧后种植水稻，水稻产量提高8%。
全文摘要
本发明公开了一种高效低耗机械化收获冬油菜的方法，其步骤A、适合机械化收获的油菜群体构建选择适合机械化生产的品种，在土壤含水量30～40%时机械精量直播，通过肥水运筹和病虫草害防治，构建理想群体和株型；B、调节成熟期在有季节矛盾的地区，油菜种子蜡熟期收获前2～3天喷施催熟剂；C、适时收获油菜收获前观察和测定植株形态生理指标，全田95%以上角果枇杷黄适宜机械收获。D、机械收获及损失率测定在适收期用专用油菜收获机械联合收获；E、油菜秸秆粉碎还田油菜收获后秸秆立即用水淹没腐烂还田。该方法操作简便，提高一次有效分枝高度，减少了分枝数，降低了结角层厚度，解决了收获损失率高的难题，提高了产量。
文档编号A01C1/00GK102124898SQ20111003478
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者廖星, 张春雷, 李云昌, 李俊, 李光明, 胡琼, 马霓 申请人:中国农业科学院油料作物研究所