不同收获时期对油菜机械收获损失率的影响(over)

1、不同收获时期对油菜机械收获损失率及籽粒品质的影响左青松1,2 黄海东1 曹 石1 杨海燕1 廖庆喜1 冷锁虎2 吴江生1 周广生1，*1华中农业大学，湖北武汉 430070；2扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州 225009摘 要：以华油杂62为材料，在70%油菜角果变黄至变黑并开始炸裂时进行不同时期机械收获试验，测定植株不同部位水分含量、损失量、粒重和籽粒含油量等指标，研究机械收获时期对收获损失率、组成及籽粒品质的影响。结果表明，本试验条件下，机械收获总损失率在7.87%16.22%之间。割台损失占总损失率的比例随收获期推迟逐渐增加，各处理变幅为10.19%39.73%；清选排杂

2、总损失组成的比例最大，随收获期推迟逐渐降低，各处理变幅为49.68%89.81%；清选和排杂总损失与割台总损失呈显著负相关（r= -0.8264*）。总损失率与籽粒、角果皮、主花序分枝水份含量均呈极显著正相关，相关系数分别为0.9785*、0.9827*和0.9604*。籽粒水份含量为16.23%时千粒重和含油率最高，而后，随水份含量的下降，籽粒粒重、油份、全碳含量和C/N值均略有降低。油菜机械化收获时期以籽粒和角果皮水份含量在11%-13%之间为宜，此期的千粒重、油份含量、机械收获产量和产油量均较高。关键词: 油菜；机械化收获；损失率；籽粒品质Effects of Harvest Date

3、on the Loss Percentage of Mechanical Harvesting and Seed Quality in RapeseedZUO Qing-Song1,2, HUANG Hai-Dong1, CAO Shi1, YANG Hai-Yan1, LIAO Qing-Xi1, LENG Suo-Hu2, WU Jiang-Sheng1, ZHOU Guang-Sheng1,* 1Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China；2Key Laboratory of Crop Genetics and Physio

4、logy of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, ChinaAbstract: In this study, Huayouza 62 was planted in 20122013 to study the effects of harvest date on the loss percentage of mechanical harvesting and seed quality from 70% pod yellow to pod shattering. The results showed that the r

5、ange of the total loss percentage was from 7.87% to 16.22% under different harvest dates. The CPL composition range was from 10.19% to 39.73%, and with the harvest date delay the CPL composition increased. The CDL composition range was from 49.68% to 89.81%, and with the harvest date delay the CPL c

6、omposition decreased. The total loss percentage of cutting platform (CPL) had significantly negative correlation with the total loss percentage of cleaning and discharging (CDL) (r =-0.8264*). The total loss percentage had extremely significantly positive correlation with seed moisture content (r= 0

7、.9785*), shell moisture content (r= 0.9827*), and main inflorescence and branches (r= 0.9604*). When the seed moisture content was from 16.23%, the 1000-seed weight and oil content were highest. With decreasing the seed moisture content further, 1000-seed weight, oil content, carbon content and C/N

8、ratio decreased slightly. The period of mechanical harvest with the seed or pod shell moisture content from 11% to13% was suitable, and during this period 1000-seed weight, oil content, -本研究由国家自然科学基金项目(31000685)、国家科技支撑计划项目(2010BAD01B09)和国家油菜现代产业技术体系项目(nycytx-00510)资助。* 通讯作者(Corresponding author): 周广

9、生, E-mail: zhougs第一作者联系方式:E-mail: qszuomechanical harvesting yield and oil yield were relatively high.Keywords: Rapeseed; Mechanical harvesting; Loss percentage; Seed quality我国是油菜生产大国，面积和总产均占世界的30%左右1，菜籽油也是我国自产的第一大食用植物油2；油酸可降低人体血液中低密度脂蛋白胆固醇含量，阻止血管硬化，而“双低”油菜因油酸含量高，故具有较高的营养价值3。随着植物油脂人均摄入量的增加4，油菜生产的重要性

10、亦随之增加。但传统的油菜生产方式用工多、效益低，农户种植油菜积极性不高，只有采用机械化生产才能提高油菜生产效益。目前，油菜机械播种的研究及应用较多5-7，而机械化收获技术的应用仍较缓慢，2011年全国油菜机收面积仅有52.1万hm28，尚不及全国油菜种植面积的十分之一。因此加速我国油菜机械化收获进程势在必行。近几年关于适合油菜机械化收获的农艺性状9-14及农机设备的改进方面15、16有较多报道。但有关油菜不同机械收获时期对损失率及菜籽品质的研究尚未见报道。各地的油菜机械化收获现场均表明，掌握适宜的收获时期对降低损失率有着极其重要的作用，如收获过早，种子不能完全充实而影响产量，且未成熟种子比例高

11、、品质差；如收获过迟，由于成熟种子的自然脱落及收获时的碰撞损失显著增加导致产量下降，如遇大风阴雨，损失则更为严重。基于此，本研究以华油杂62为试验材料，采用机械直播的高产种植模式，研究不同收获时期的油菜机械化收获的损失率、产量及品质差异，从而为确定适宜的油菜机械化收获时期提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验材料及地点试验以油菜杂交种华油杂62为材料，于20122013年度在华中农业大学试验场进行。试验地前茬为水稻，9月中旬收获。油菜播种前取土壤样品测定养分状况为土壤碱解氮为108.32 mg kg-1、速效磷为14.61 mg kg-1、速效钾为152.76 mg kg-1。1.2 试验设

12、计采用机械直播的种植方式，2012年9月23日播种（型号为2BFQ-6型油菜联合播种机）。田间小区厢宽2 m，每厢播6行。油菜出苗后及时间丛子苗，1叶期间苗，3叶期定苗，每公顷留苗45万株。播种时施用N、P、K（15%-15%-15%）复合肥900 hm-2、硼砂15 hm-2作底肥。越冬期施用纯氮135 hm-2，以尿素为氮源。其他管理同常规。在角果发育成熟期，根据天气状况设置六个机械收获时期，分别5月5日（D1）、5月10日（D2）、5月12日（D3）、5月14日（D4）、5月17日（D5）、5月19日（D6），采用随机区组设计，3个重复。1.3 测定内容与方法1.3.1 机械收获时小区实

13、际产量测定 2013年5月5日，当角果七成熟（人工收获时期）时进行人工收获，各小区人工收获长度为8 m，收获面积为16 m2。收获后装袋，晾晒5-7天后脱粒、扬净、晒干后称重，得出小区人工收获产量。各处理机械收获时的小区实际产量用人工收获产量及机械收获时的千粒重换算得出，即：机械收获时小区实际产量=人工收获产量机械收获时拷种所得千粒重/人工收获时拷种所得千粒重。1.3.2 水分含量测定 机械收获时个小区连续取样10株，将主茎基部（距地表30 cm）、主茎上部、主花序和分枝、角果壳和籽粒五部分分开，将植株各部分称鲜重后至80 恒温条件下烘干至恒重（72 h）后称取各部分干重。1.3.3 机械收获

14、损失测定 每小区收获长度为36 m，收获面积为72 m2。收割机型号为4LL-2.0D（星光至尊），收割时留茬高度为30 cm。分别测定下述指标。 自然脱落损失（Loss of natural dropping，NDL） 全田角果2/3变黄时(人工收获时期)于各小区中均匀摆放10个规格为25cm15cm5cm的塑料盒，在机械收获前收取塑料盒，用于测定自然脱落的籽粒重。割台损失（Loss of cutting platform，CPL） 油菜植株进入脱粒室之前的引起的籽粒损失称为割台损失。包括三个部分：一是拨禾轮拨动植株以及切割引起的脱落在地上的籽粒损失（Loss of cutting plat

15、form according to the seeds in the field，CPL1），这部分通过收割前在每小区机械收获的前8m摆放10个塑料盒进行测定（塑料盒规格同上）；二是拨禾轮拨动植株以及切割引起的脱落在地上的分枝损失（Loss of cutting platform according to the branches in the field，CPL2），这部分通过捡拾后28米田间脱落分枝脱粒计算；三是拨禾轮拨动植株以及切割引起的脱落在割台上籽粒损失、拨禾轮将植株推向搅龙和搅龙将植株拨向倾斜输送器过程中引起的脱落在割台上籽粒损失、以及在输送器上脱落还会落到割台上的籽粒损失（Los

16、s of cutting platform according to the seeds on the cutting platform，CPL3），这部分损失是根据小区产量减去机收和其余损失产量而得出。清选和排杂损失（Loss of cleaning and discharging，CDL） 油菜植株在钉齿滚筒和上盖导草板作用下从左向右螺旋运动，同时在钉齿作用下完成油菜籽粒脱粒和分离，并且茎秆被滚筒右段钉齿抛出脱粒室，再由排草轮抛撒到机体后面。这部分损失称为排杂损失，包括未脱粒角果，茎枝和部分果壳中夹带的籽粒。清选装置通过振动筛和风力作用把杂物（茎秆、果壳）以及夹带籽粒排出机外，这部分损失称

17、为清选损失。机械收获的前8m用宽3m的塑料布在收割机尾部收集机器排出物，考察排出物中籽粒损失。试验操作过程中排杂损失和清选损失难以分开。根据观察，未脱粒角果都是由排草轮排出，本试验将排出物中损失总体分为夹带损失（Loss of mixed by straw and shell，ML）和未脱粒角果损失（Loss of non-threshing pod，NTPL）。1.3.4 绿籽率的测定 从机械收获的籽粒中随机取20 g 籽粒，调查绿色的籽粒占总籽粒数的比例。1.3.5 碳、氮元素含量 采用元素分析仪（Vario MAX CN，Elementar Co.，Germany）测定籽粒全碳和全氮含量

18、。1.4 数据处理文中各部分损失量是烘干称量的干重，小区产量、机械收获产量通过水份含量测定换算成干重。数据均用SPSS 10.0软件进行统计分析，Excel进行图表绘制。处理间比较采用最小显著差法（LSD）。2 结果与分析2.1 不同处理机械收获产量和总损失率差异不同处理产量和总损失率差异如表1。由表1可以看出，随着生育期的推迟小区产量和机收产量均呈先增加后减小的趋势。D4处理的小区产量显著高于D1和D2处理，增加幅度分别为10.61%和3.34%；除了与D5处理无显著差异外，D4处理机收产量和产油量均显著高于其他处理。不同收获时期的籽粒总损失率的差异较大。其中，D1处理最高，为16.22%，

19、D5处理最低，为7.87%，D1处理为D5处理的1.85倍；从D1处理到D5处理，随着生育期推迟，机械收获的总损失率逐渐减低，而最后一个收获时期D6处理的总损失率又有所增加，为8.77%，显著高于D5处理。表1 不同处理产量和总损失率差异Table 1 Differences of yield and total loss percentage under different treatments收获时期Harvest date小区产量Plot yield(kg hm2)机收产量Mechanical harvesting yield(kg hm2)产油量Oil yield(kg hm2)产量总

20、损失率Total loss percentage of yield(%)D13092.0739.93c2590.4931.06d1025.5318.17d16.220.45aD23309.6951.08b2871.4948.46c1202.0117.51c13.240.13bD33338.7934.36ab2983.5836.73b1266.3922.76b10.640.25cD43420.1230.31a3129.4831.54a1321.5219.02a8.500.14deD53321.4642.18ab3060.1330.91ab1290.6018.85ab7.870.25eD63317

21、.9923.10ab3027.0621.04b1277.1418.30b8.770.18d类型间差异比较采用LSD法，表中数值后不同字母表示差异达5%显著水平。Values followed by different letters are significantly different at P0.05 probability level according to LSD test. 2.2 不同部位收获损失率和损失组成差异由表2可以看出，随着收获时期推迟，D1及D2处理无田间自然脱落籽粒；从D3到D6处理自然脱落损失率逐渐增加，其中D6处理为0.93%，显著高于其他处理。随着收获时期推迟，

22、割台总损失率和不同部分的损失率都逐渐增加，割台总损失率由1.65%增加到3.48%，最后两个相邻收获时期D6和D5相比增加幅度较大，为35.94%，这主要是由于割台脱落籽粒损失率增加幅度较大，D6处理与D5处理相比增加幅度为73.12%。清选和排杂总损失率变幅较大，不同处理变幅为4.36%14.57%，随着收获时期推迟，清选和排杂总损失以及不同部分损失都逐渐降低，其中未脱粒角果损失率下降幅度较大，D6与D1处理相比下降幅度为98.91%。相关分析显示割台残留籽粒损失率与收获损失率呈显著负相关，相关系数为-0.8666*，清选排杂总损失、夹带损失和未脱粒损失率与总损失率呈显著或极显著正相关，相关

23、系数分别为0.9835*、0.8985*和0.9890*。表2 不同处理各部分损失率差异（%）Table 2 Differences of loss percentage in different parts under different treatments (%)收获时期Harvest dateNDLCPLCPL1CPL2CPL3CDLMLNTPLD1-1.650.04e0.410.03e0.820.05ab0.420.03e14.570.46a7.260.20a7.310.11aD2-1.980.12d0.520.03de0.910.06a0.550.01d11.260.15b6.66

24、0.31b4.560.19bD30.140.01c2.120.13cd0.630.04cd0.780.05ab0.710.04c8.380.32c6.430.15b1.950.09cD40.210.01bc2.260.07c0.730.05c0.730.09b0.790.02bc6.030.21d5.310.18c0.720.03dD50.270.01b2.560.09b0.930.04b0.770.05ab0.870.01b5.030.21e4.590.20d0.450.02deD60.930.05a3.480.07a1.610.05a0.760.05ab1.110.09a4.360.19e

25、4.280.19d0.080.01er-0.7111-0.65590.6873-0.8666*0.9835*0.8985*0.9890*类型间差异比较采用LSD法，表中数值后不同字母表示差异达5%显著水平。NDL：自然脱落损失；CPL：割台损失；CPL1：收割脱落籽粒损失；CPL2：未脱粒分枝损失；CPL3：割台残留籽粒损失；CDL：清选和排杂损失；ML：夹带损失；NTPL：未脱粒角果损失。“-”表示未测出。r表示不同部位损失率与总损失率的相关系数。Values followed by different letters are significantly different at P0.05

26、 probability level according to LSD test. NDL: Loss of natural dropping; CPL: Loss of cutting platform; CPL1: Loss of cutting platform according to the seeds in the field; CPL2: Loss of cutting platform according to the branches in the field; CPL3: Loss of cutting platform according to the seeds on

27、the cutting platform; CDL: Loss of cleaning and discharging; ML: Loss of mixed by straw and shell; NTPL: Loss of non-threshing pod. - standed for no determination. R standed for correlation coefficients between loss percentage in different parts and total loss percentage.图1 不同处理损失率组成比例差异（缩写同表2）Fig.1

28、 Composition of loss percentage in different parts to total loss percentage(Abbreviations as in Table 2)2.3 不同机械收获时期水分含量差异不同部位的籽粒收获损失率占总损失率的比例见图1。由图1可以看出，从D3到D5处理，籽粒自然脱落损失比例较小，但是D6处理自然脱落比例明显增加，占到总损失率的10.59%；割台总损失率比例变幅为10.19%39.73%，割台总损失、割台脱落籽粒损失和割台残留籽粒损失的组成比例随收获时期的推迟而逐渐增加。清选排杂总损失组成比例最大，不同处理变幅为49.68%

29、89.81%，其中夹带损失比例的变幅为44.74%62.46%，未脱粒损失比例的变幅为0.92%45.06%，随着收获时期的推迟，清选和排杂总损失与未脱粒损失比例则逐渐降低。籽粒充实后期，在植株不同部位中，籽粒水份含量均相对较低，不同处理的变幅为9.13%35.82%（表3）；主茎基部水份含量较高，不同处理变幅为66.51%85.84%。随着收获时期的推迟，植株不同部位的水份含量均逐渐降低，其中角果皮的水份含量下降幅度最大，D6处理与D1处理相比下降幅度为87.17%；其次是籽粒、主花序和分枝，两部分的水份含量下降幅度分别为74.51%和74.68%；主茎基部水份含量下降幅度最小，D6处理与D

30、1处理相比下降幅度为22.52%。相关分析表明，籽粒、角果皮以及主花序和分枝水份含量与总损失率均呈极显著正相关，相关系数分别为0.9785*、0.9827*和0.9604*。表3 不同部位水份含量差异（%）Table 3 Differences of moisture content in different parts under different treatments (%)收获时期Harvest date籽粒Seed角果皮Shell主花序和分枝Main inflorescenceand branches主茎上部Upper stem主茎基部Lower stemD135.820.69a69

31、.681.10a72.170.85a81.990.73a85.840.67aD224.140.83b40.290.71b58.990.63b79.520.85b83.901.23abD316.230.31c21.060.65c43.891.28c77.831.35b82.320.62bcD413.280.40d13.190.39d32.391.09d74.501.27c80.610.80cD511.120.24e10.700.29e24.880.65e62.280.80d75.300.74dD69.130.27f8.940.25f18.270.63f47.031.15e66.511.08er0

32、.9785*0.9827*0.9604*0.66420.6956类型间差异比较采用LSD法，表中数值后不同字母表示差异达5%显著水平。r表示不同部位水份含量与总损失率的相关系数。Values followed by different letters are significantly different at P0.05 probability level according to LSD test. R standed for correlation coefficents between moisture content in different parts and total loss

33、 percentage.2.4 不同收获时期千粒重及品质的差异油菜不同机械收获时期籽粒重和籽粒品质的变化如表4。表4可以看出，随着收获时期推迟，千粒重呈先增加后减小趋势，其中D1处理千粒重最低，为3.38g，显著低于其他处理，D2到D6处理间无显著差异。随着收获时间的推迟，籽粒绿籽率下降。D1到D3处理随着收获时期的推迟绿籽率显著降低，D4到D6处理的绿籽极少，未进行测定。各处理含油率的平均值为41.75%，D1处理显著低于其他处理，随收获时期的推迟含油率与千粒重的变化趋势基本一致。不同收获时期籽粒氮素含量的变幅为3.76%3.84%，不同处理间变化幅度较小。D1处理碳素含量较低，为56.53

34、%，D2到D6处理碳素含量差异较小。不同处理碳氮比平均值随着收获时期的推迟总体上有先增加后减小趋势，但处理间均无显著差异。表4 不同处理千粒重和籽粒品质差异Table 4 Differences of 1000-seed weight and seed quality under different treatments收获时期Harvest date千粒重1000-seed weight(g)绿籽率Green seed percentage(%)含油率Oil content(%)氮含量Nitrogen content (%)碳含量Carbon content (%)碳氮比C /ND13.38

35、0.04b35.330.52a39.590.26b3.840.06a56.530.38b14.740.30aD23.570.08a13.751.89b41.860.54a3.760.05a58.070.58ab15.470.36aD33.670.06a3.310.38c42.440.25a3.780.03a58.770.65a15.550.30aD43.640.05a-42.230.32a3.800.05a58.130.50a15.310.31aD53.610.04a-42.170.43a3.810.05a57.930.63ab15.200.13aD63.610.05a-42.190.33a3

36、.820.05a58.100.44a15.220.30a类型间差异比较采用LSD法，表中数值后不同字母表示差异达5%显著水平。“-”表示未测定。Values followed by different letters are significantly different at P0.05 probability level according to LSD test. - standed for no determination. 3 讨论3.1 不同收获时期损失率的变化及植株形态特征关于油菜适宜的机械收获时期一直不明确，但一般认为收获时期过早，清选和排杂损失大，收获太迟自然脱落和割台损失大

37、。本文结果中清选和排杂损失与割台损失之间也呈显著负相关（r= -0.8264*），因此，如何协调两者损失，通过适宜的收获时期选择降低总损失率就显得非常关键。本研究中不同收获时期的总损失率的变幅为7.87%16.22%，从5月5日（D1处理）到5月17日（D5处理）随着收获时期的推迟总损失率逐渐降低，5月19日（D6处理）总损失率与5月17日相比由于田间自然脱落和割台总损失率增加值（1.58%）要高于清选和排杂总损失率的下降值（0.67%），所以收获总损失率增加。从损失组成比例看，田间自然脱落损失组成比例除了5月19日（D6处理为10.59%）收获组成比例较大外，从D3到D5处理自然脱落损失的组

38、成比例范围只有1.29%3.41%，割台总损失组成比例在10.19%39.73%，清选排杂总损失组成比例最大，不同处理变幅为49.68%89.81%，其中夹带损失比例的变幅为44.74%62.46%，未脱粒损失比例的变幅为0.92%45.06%。随着收获时期推迟，植株水分含量降低。相关分析表明总损失率与籽粒、角果皮以及主花序和分枝水份含量都呈极显著正相关，相关系数分别为0.9785*、0.9827*和0.9604*。故而，在生产上可以根据植株形态特征估算其水份含量从而确定其适宜的机械收获时期。通过本试验的观察，5月5日（D1处理）收获时，植株有70%角果呈黄色，主花序角果籽粒变色；5月10日（

39、D2处理）收获时，有85%角果呈黄色；5月12日（D3处理）收获时，植株95%角果已完全变黄，主花序中下部角果脱水变枯；5月14日（D4处理）收获时，全株角果基本完全变黄，主花序角果全部脱水变枯，主花序上部约3/4已完全褪绿，基部1/4呈浅绿色，下部分枝褪绿的比例减小；5月17日（D5处理）及5月19日（D6处理）收获时，角果开始变黑，茎枝褪绿的比例增加，5月19日收获时田间炸角籽粒脱落明显。3.2 不同收获时期粒重和品质性状人工收获油菜在70%角果黄熟时进行割倒，收割以后的绿熟角果需要一段后熟过程再进行脱粒，后熟的过程对于油菜籽粒产量和质量有一定的影响17-19。本研究通过不同时期的机械化收

40、获直接获得籽粒产量，同时也配合不同时期的人工收获经过后熟脱粒的产量进行对比，从研究结果看5月5日（D1处理）的人工后熟过程粒重为3.52g，与机械收获千粒重3.38g（表4）相比增加幅度为4.12%，随着收获时期推迟，籽粒水份含量降低，绿籽率明显降低，人工收获后熟脱粒与机械收获的千粒重差异更小。王余龙等20以14C为标记，研究表明，水稻籽粒的含水量与灌浆速率、籽粒受容光合产物能力、籽粒内淀粉合成能力等关系密切，当含水量下降到20%时，籽粒就失去了受容14C的能力，只有高于20%时的籽粒水分对灌浆才起作用；陈娟等21在水稻上也有相同的结论。本研究结果中当油菜籽粒含水量为16.23%，此时机械收获

41、粒重最大为3.67g，油份含量也最高为42.44%。再推迟收获时期，粒重略有下降，这主要是籽粒停止灌浆充实后，籽粒后熟过程的呼吸作用仍需要消耗养分，从试验结果看，主要是消耗了更多的碳水化合物，从而使得全碳含量和C/N比略有降低。4 结论 本文通过不同收获时期研究油菜机械收获产量、损失率以及籽粒品质差异。研究结果显示不同收获时期总损失率的变化范围在7.87%16.22%，随着收获时期推迟，总损失率先减小后增加。从损失组成看清选和排杂总损失组成比例在49.86%89.81%，针对现有的机型其重点是改进清选和排杂装置降低损失。总损失率与籽粒、角果皮以及主花序和分枝水份含量都呈极显著正相关，相关系数分

42、别为0.9785*、0.9827*和0.9604*。当植株95%角果已完全变黄，主花序中下部角果脱水变枯，籽粒水份含量为16.23%时千粒重和含油率最高，但此时损失率相对较高，为10.64%。油菜机械化收获时期可能在籽粒和角果皮水份含量在11%13%收获为宜，千粒重和油份含量较高，机械收获产量和产油量也较高；从植株形态上看从全株角果基本完全变黄，主花序角果大部分脱水变枯，到角果开始变黑之前，生产上大约可以持续34天时间。进一步推迟收获时期，水份含量降低，如遇后期大风影响，自然脱落和割台损失率进一步加大，抗灾能力差。参考文献1 王汉中. 我国油菜产需形势分析及产业发展对策. 中国油料作物学报,

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