不同收获方式对燕麦收获质量的影响.pdf

引用本文格式刘芸，郑德聪，卢琦，等不同收获方式对燕麦收获质量的影响 J农业工程，2023，13（5）：5-9 DOI：10.19998/ki.2095-1795.2023.05.001 LIU Yun，ZHENG Decong，LU Qi，et alEffect of different harvesting methods on oat harvesting qualityJAgricultural Engineering，2023，13（5）：5-9不同收获方式对燕麦收获质量的影响刘芸1,2，郑德聪1,2，卢琦3，刘钊珲1,2（1.山西农业大学农业工程学院，山西 晋中 030801；2.旱作农业机械关键技术与装备山西省重点实验室，山西 晋中 030801；3.中国农业机械化科学研究院集团有限公司，北京 100083）摘要：收获是燕麦生产关键环节之一，不同收获方式对燕麦损失及籽粒质量产生不同影响。分别采用联合收获、人工收获、人工收割+机械脱粒和机械收割+机械脱粒 4 种方式开展燕麦田间收获作业，试验以总损失率、含杂率、破碎率和种子发芽率为指标，对比分析了不同收获方式对燕麦收获质量的影响。结果表明，不同收获方式对燕麦总损失率、含杂率和破碎率影响显著，各组种子发芽率均在 85%以上，满足国家标准要求，组间无显著差异。该研究为燕麦收获方式选择与收获技术推广提供了理论依据。关键词：燕麦；收获方式；损失率；含杂率；破碎率；种子发芽率中图分类号：S371文献标识码：A文章编号：2095-1795（2023）05-0005-05DOI：10.19998/ki.2095-1795.2023.05.001Effect of Different Harvesting Methods on Oat Harvesting QualityLIU Yun1,2，ZHENG Decong1,2，LU Qi3，LIU Zhaohui1,2（1College of Agricultural Engineering，Shanxi Agricultural University，Jinzhong Shanxi 030801，China；2Dryland FarmMachinery Key Technology and Equipment Key Laboratory of Shanxi Province，Jinzhong Shanxi 030801，China；3ChineseAcademy of Agricultural Mechanization Sciences Group Co.，Ltd.，Beijing 100083，China）Abstract：Harvesting is one of key links in oat productionDifferent harvesting methods have different effects on oat loss and grainqualityCombined harvest，artificial harvest，artificial harvest+mechanical threshing and mechanical harvest+mechanical threshingwere used to harvest oat in the fieldWith total loss rate，impurity rate，broken rate and seed germination rate as indicators，effects ofdifferent harvesting methods on harvest quality of oat were compared and analyzedResults showed that different harvesting methods hadsignificant effects on total loss rate，impurity rate and broken rateGermination rate of seeds in each group was above 85%，which metrequirements of national standard，and there was no significant difference between groupsThis study provided a theoretical basis for se-lecting rational harvesting methods and promoting harvesting techniques for oatsKeywords：oat，harvesting method，loss rate，impurity rate，broken rate，seed germination rate 0引言燕麦是禾本科燕麦属（Avena L.）草本植物，一般分为带稃型和裸粒型两大类。带稃型燕麦籽粒带壳，称为皮燕麦，大多为饲用，少量食用；裸粒型燕麦籽粒不带壳，称为裸燕麦，多为食用，少量饲用。世界上以皮燕麦为主，我国燕麦种植以裸燕麦为主，其营养价值高，经济效益好，是重要保健食品之一，也是土地贫瘠地区的重要经济作物1-3。但目前裸燕麦生产水平落后于大宗作物，专用机型较少、机械化水平较低和劳动强度大，特别是收获环节4-5。生产中采用稻麦作物联合收获机进行收获作业与人工收获等多种收获方式并存，不同收获方式会对燕麦损失及籽粒质量产生不同影响。针对农作物收获过程中的问题，国内外学者对玉米、小麦、水稻和油菜等作物均开展了相关研究。李轩复等6研究了不同收获方式对小麦、水稻和玉米 3种主要粮食作物收获损失的影响，指出与全人工收获 收稿日期：2023-02-24修回日期：2023-04-20基金项目：山西省基础研究计划项目（202103021223146）；山西农业大学青年科技创新项目（2020QC05）作者简介：刘芸，讲师，主要从事农业机械化工程研究E-mail：郑德聪，通信作者，教授，主要从事现代农业装备研究E-mail：第 13 卷 第 5 期农业工程Vol.13No.52023 年 5 月AGRICULTURAL ENGINEERINGMay 2023方式相比，全程机械化收获方式提高了收获损失，机械化程度对各品种的影响存在差异。王文静7研究了收获方式对小麦种子活力的调控作用，结果显示，收获方式和收获时期对小麦种子活力有显著影响，并提出收获建议。白晨阳等8研究了机械收获方式对油菜籽粒关键性状的影响，确定了最佳收获条件和收获方式。刘德军等9研究了不同收获方式含水率对油菜收获物流损失的影响，建立了含水率与收获损失之间的数学函数，指出在不同含水率情况下，分段收获的损失率高于联合收获。蔡克桐等10也采用不同收获方式对机播油菜品质和产量的影响进行了详细分析。邱述金等11研究了成熟时期与收获方式对谷子收获效果的影响，指出收获方式对总损失率、破碎率和含杂率等指标有显著影响。这些研究为选择燕麦收获方式、提高收获质量提供了参考。本文比较了联合收获、人工收获、人工收割+机械脱粒和机械收割+机械脱粒 4 种收获方式对燕麦收获总损失率、含杂率、破碎率及种子发芽率等的影响，旨在为选择合理的收获方式、提升收获技术及探索生产模式提供理论依据。1材料与方法 1.1试验条件试验于 2022 年 7 月 2228 日，在山西省晋中市太谷区申奉村试验基地进行。试验土壤为砂壤土，肥力中等水平，收获时土壤含水率为 3.9%，前茬作物为荞麦。以燕麦品燕 4 号为试验材料，种植方法为机械条播，行距为 250 mm，收获时无明显倒伏情况，植株自然高度 9001 250 mm，籽粒含水率为 21.27%，茎秆含水率为 67.28%，田间无杂草，基本无自然落粒。试验设备：4LZ-4.0S 型全喂入联合收割机、4SZ-1.5 型自动仿形割晒机、杂粮作物小区脱粒机、运输车、电子秤、卷尺、标杆、样品袋、铝盒、干燥箱、簸箕及清选筛等。1.2试验方案在实际生产中，燕麦收获方式主要有联合收获、人工收获和分段收获。其中分段收获又包括人工收割+机械脱粒和机械收割+机械脱粒两种类型。试验设大田随机区组试验，每个小区面积为 2 m30 m，以上述 4种不同收获方式作为 4 个处理，各处理重复 3 次，试验设计如表 1 所示。1.3试验指标试验测试指标主要有燕麦损失率、含杂率、破碎率及种子发芽率。1.3.1损失率（1）联合收获 A1总损失率 S1包括割台损失率、夹带损失率和清选损失率。割台损失率 Sg按式（1）计算。Sg=WgW100%（1）式中Sg割台损失率，%Wg割台损失量，指联合收获机作业后收集测区内掉落在地的损失籽粒质量，gW籽粒总质量，g夹带损失率 Sj按式（2）计算。Sj=WjW100%（2）式中Sj夹带损失率，%Wj夹带损失量，指收集联合收获机脱粒装置排出物，包括秸秆、杂余和夹带籽粒等分离出的未脱净和夹带籽粒质量，g清选损失率 Sq按式（3）计算。Sq=WqW100%（3）式中Sq清选损失率，%Wq清选损失量，指收集联合收获机清选装置排出物分离出的籽粒质量，g联合收获 A1总损失率 S1按式（4）计算。S1=Sg+Sj+Sq（4）（2）人工收获 A2总损失率 S2、人工收割+机械脱粒 A3总损失率 S3和机械收割+机械脱粒 A4总损失率 S4均包括落粒损失率、运输损失率和脱粒损失率。落粒损失率 Sl按式（5）计算。Sl=WlW100%（5）式中Sl 落粒损失率，%表 1试验设计Tab.1 Experimental design处理收获方法联合收获 A1利用山西省燕麦机械化收获典型机具星光农机 4LZ-4.0S 型全喂入联合收割机，一次性完成田间切割、脱粒、分离和清选等作业人工收获 A2人工将测区内燕麦割倒，由运输车运送到场上，经过 5 d 充分晾晒后熟后，由人工进行脱粒、清选人工收割+机械脱粒 A3人工将测区内燕麦割倒，由运输车运送到场上，经过 5 d 充分晾晒后熟后，利用自主研发的杂粮作物小区脱粒机进行脱粒、清选机械收割+机械脱粒 A4利用山西飞象农机制造有限公司研制的 4SZ-1.5 型自动仿形割晒机将测区内燕麦割倒，由运输车运送到场上，经过 5 d 充分晾晒后熟后，利用自主研发的杂粮作物小区脱粒机进行脱粒、清选 6 农业工程装备与机械化 Wl 落粒损失量，指人工或机械收割作业后，收集测区内掉落在地的损失籽粒质量，g运输损失率 Sy按式（6）计算。Sy=WyW100%（6）式中Sy运输损失率，%Wy运输损失量，指在田间利用人工或机械收割作业后，运输到场内的过程中搬运、装卸和集中堆存掉落的籽粒质量，g脱粒损失率 St按式（7）计算。St=WtW100%（7）式中St脱粒损失率，%Wt脱粒损失量，指利用人工或脱粒机进行脱粒作业后，收集的排出物中未脱净和夹带的籽粒质量，g 1.3.2含杂率从收获物中随机抽取 3 份样品，每份 1 000 g，对样品进行清选处理，将其中的杂质清除后称质量，处理前后样品的质量之差即为样品中杂质质量，取 3 份样品含杂率的平均值。Zz=WzWzy100%（8）式中Zz样品含杂率，%Wz样品中杂质质量，gWzy样品质量，g 1.3.3破碎率将去掉杂质的籽粒样品混合后，用四分法从中取出样品 3 份，每份 100 g，挑选出其中的破碎籽粒并称量，取 3 份样品破碎率的平均值。ZP=WPWPy100%（9）式中Zp样品破碎率，%Wp样品中破碎籽粒质量，gWpy样品质量，g 1.3.4种子发芽率按照 GB/T 3543.41995农作物种子检验规程发芽试验规定进行12。发芽率=第7天正常发芽种子数供试种子总数100%（10）2结果与分析 2.1不同收获方式对燕麦总损失率的影响不同收获方式对燕麦收获总损失的影响如图 1 所示，A1A2A4A3。不同收获方式对燕麦总损失率影响显著（P0.05）。联合收获总损失率较低为 1.49%，人工收获和分段收获总损失率较高，均在 11%以上，其中 A3总损失率最高为 13.89%，约为联合收获的 9 倍。两种分段收获方式 A3与 A4间无显著差异。注：不同字母表明不同收获方式在 P脱粒损失率落粒损失率。运输损失率最高，分别为9.65%和9.24%，占总损失率的69.47%和72.99%；脱粒机脱粒损失率分别为 2.73%和 2.00%，占总损失率的 19.65%和 15.80%；人工收割的落粒损失率略高于机械收割，分别为 1.51%和 1.42%。2.2不同收获方式对燕麦含杂率的影响不同收获方式对燕麦含杂率的影响如图 3 所示。对于含杂率而言，A1A4A3A2。联合收获时燕麦籽粒 刘芸等：不同收获方式对燕麦收获质量的影响 7 和茎秆含水率较高，对收获质量造成一定影响，导致含杂率较高，为 6.50%。采用分段收获方式含杂率相对较低，采用人工方式进行脱粒清选后含杂率最低，仅为 1.03%。不同收获方式对燕麦含杂率影响显著（P0.05），但 A3、A4均属于分段收获方式，组间差异不显著。图 3不同收获方式含杂率对比Fig.3 Comparison of impurity rate in different harvesting methods 2.3不同收获方式对燕麦籽粒破碎率的影响不同收获方式对燕麦破碎率的影响如图 4 所示。在燕麦收获过程中，籽粒破碎率普遍较低，4 种收获方式燕麦破碎率均1.5%。不同收获方式对燕麦破碎率影响显著（PA4A3A2。燕麦联合收获时籽粒和茎秆含水率较高，使得其含杂率高于分段收获。就破碎率而言，燕麦收获过程中破碎率较低，不同收获方式的破碎率均低于 1.5%。人工收获方式破碎率最高为1.21%，显著高于其他方式。（3）不同收获方式下燕麦种子发芽率均在 85%以上，符合国家标准 GB 4404.42010粮食作物种子第 4 部分：燕麦要求，分段收获种子发芽率略高于联合收获，各组间无显著差异。（4）综合考虑各项指标，联合收获方式作业效率高，总损失率可大幅度降低，但受含水率的影响，含杂率偏高。下一步可结合收获时期开展燕麦收获质量影响的研究，同时改进谷物联合收获机结构，提高机器适用性，进一步提高燕麦机械化收获技术。参考文献 任长忠，杨才中国燕麦品种志M北京：中国农业出版社，20181 张向前，刘景辉，齐冰洁，等燕麦种质资源主要农艺性状的遗传多样性分析J植物遗传资源学报，2010，11（2）：168-174ZHANG Xiangqian，LIU Jinghui，QI Bingjie，et al Cluster di-versity analysis of the main agronomic traits in oat germplasmJJournal of Plant Genetic Resources，2010，11（2）：168-1742 马玉哲钉齿式裸燕麦单轴流脱粒与分离装置设计与试验D大庆：黑龙江八一农垦大学，20213 姬江涛，李心平，金鑫，等特色杂粮收获机械化现状、技术分4 8 农业工程装备与机械化 析及装备需求J农业工程，2016，6（6）：1-3JI Jiangtao，LI Xinping，JIN Xin，et alPresent situation，technicalanalysis and equipment demand of harvesting mechanization for charac-teristic coarse cerealsJ Agricultural Engineering，2016，6（6）：1-3卢琦，刘立晶，郑德聪，等燕麦生产全程机械化技术与装备研究进展J农业机械学报，2022，53（S1）：118-139LU Qi，LIU Lijing，ZHENG Decong，et al Research progress ofmechanization technology and equipment in whole process of oat produc-tionJTransactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2022，53（S1）：118-1395李轩复，黄东，屈雪，等不同收获方式对粮食损失的影响：基于全国 3 251 个农户粮食收获的实地调研J自然资源学报，2020，35（5）：1 043-1 054LI Xuanfu，HUANG Dong，QU Xue，et alEffects of different har-vesting ways on grain loss：based on the field survey of 3 251 ruralhouseholds in ChinaJJournal of Natural Resources，2020，35（5）：1 043-1 0546王文静脱水剂和收获方式对小麦种子活力的调控作用D泰安：山东农业大学，2020WANG WenjingEffect of dehydrating agent and harvesting modes onseed vigor of wheatD Taian：Shandong Agricultural University，20207白晨阳，何菡子，贾才华，等机械收获方式对油菜籽粒关键性状的影响J中国农业科学，2021，54（14）：2 991-3 003BAI Chenyang，HE Hanzi，JIA Caihua，et alEffect of the mechan-ical harvesting methods on the key traits of rapeseedJScientia Agri-cultura Sinica，2021，54（14）：2 991-3 0038刘德军，赵秀荣，高连兴，等不同收获方式含水率对油菜收获物流损失的影响J农业工程学报，2011，27（10）：339-342LIU Dejun，ZHAO Xiurong，GAO Lianxing，et alEffect of mois-ture content on rape harvest logistics losses under different harvest meth-odsJTransactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2011，27（10）：339-3429蔡克桐，段凯，瞿和平，等不同收获方式对机播油菜品质和产量分析J湖北农机化，2019（23）：11-1210邱述金，原向阳，张泽乾，等成熟时期与收获方式对谷子收获效果的影响J山西农业大学学报（自然科学版），2021，41（6）：108-114QIU Shujin，YUAN Xiangyang，ZHANG Zeqian，et alThe effectsof maturity period and harvesting methods on the harvesting performanceof milletJJournal of Shanxi Agricultural University（Natural ScienceEdition），2021，41（6）：108-11411农作物种子检验规程发芽试验：GB/T 3543.41995S12卜 颖 水 稻 播 种 前 进 行 种 子 处 理 技 术 J 农 村 科 学 实 验，2016（1）：19-2013刘芸等：不同收获方式对燕麦收获质量的影响 9