我國是世界油菜生產(chǎn)大國，常年種植面積占世界四分之一強。隨著我國產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整，近幾年全國油菜的種植面積迅速增加，2002年的種植面積已超過1．1億畝，總產(chǎn)量超過1055萬噸。然而油菜籽粒細小，果莢容易炸裂，在大面積機械化生產(chǎn)中，收獲是一個重要的環(huán)節(jié)。收獲不當，損失嚴重，高產(chǎn)不豐收。現(xiàn)在各地對油菜生產(chǎn)全過程的機械化問題相當重視，尤其是油菜聯(lián)合收割機已列為國家“十五”重點攻關項目。目前主要機型以傳統(tǒng)的全喂入式聯(lián)合收割機改型機為主，但存在的問題較多。如：總損失率高(15％)，含雜率高(10％)，且適應性差。如何開發(fā)出適合我國國情的油菜聯(lián)合收割機是當務之急。 油菜種植方式對機收的影響 我國油菜種植地域分布廣，各地氣候、土壤等自然條件及種植制度相差很大，但從總體上可分為二個類型油菜種植區(qū)：即北方區(qū)和南方區(qū)。北方區(qū)油菜種植方式比較單一，主要以人工撒播以及近年來才推廣的用小麥播種機進行條播等種植方式。南方區(qū)油某種植主要以人工移栽為主，人工撒播為輔。隨著國家將長江以南的小麥收購退出保護價收購范圍之內(nèi)，勢必會使長江以南及江淮大部分地區(qū)油菜種植面積進一步擴大。 油菜某些生物特性很不利于機械化收獲：油菜植株下部(大約50cm以下)莖稈粗壯且堅韌，不易切割；油菜株體上部(大約60cm以上)分枝密布縱橫交錯，分禾困難，而且含水率高對后續(xù)的分離、清選十分不利；成熟的果莢在受到撥禾輪、分禾板的撥動、牽拉后極容易開裂，造成落粒損失；油菜各個部位的果莢成熟很不一致，過熟的果莢在機械化收獲時會開裂落粒，未成熟的青果莢又會產(chǎn)生脫不盡的現(xiàn)象，也會造成損失；可見，油菜的農(nóng)藝、生物特性對其機械化收獲有著重要影響。 油菜收獲機械化技術現(xiàn)狀 由于油菜收獲季節(jié)較緊，勞動強度大，再如遇陰天下雨，油菜極易霉爛變質(zhì)，這就對油菜實現(xiàn)機械化收獲有了迫切需要。 油菜的機械化收獲主要有兩種方式：分段收獲和聯(lián)合收獲。 1、分段收獲 即先割曬再撿拾、脫粒的分段收獲方式。采用分段收獲法，充分利用作物的后熟作用，可提前收割，延長了收割期，籽粒飽滿，產(chǎn)量有所提高，缺點是生產(chǎn)率較低，勞動強度大。采用分段收獲油菜時還應注意一下兩點：一是油菜晾曬不可過干，否則暴殼多，損失大；二是喂入要均勻、適量，喂入過多容易堵塞，過小則影響工效。 2、聯(lián)合收獲 即收割、脫粒、清選作業(yè)一次完成的聯(lián)合收獲方式。在油菜的角果成熟后期，用聯(lián)合收割機一次完成所有的收獲作業(yè)環(huán)節(jié)。其特點是效率高，省工省時，尤其在氣候條件不好的情況下，有利于進行搶收。但這種方式對收獲時機要求較嚴，既不能偏早，也不能偏晚。收獲過早，籽粒含水量高，品質(zhì)差，出油率低；收獲過遲，因過于成熟，菜籽易炸裂脫落，造成損失，影響產(chǎn)量。油菜機械化收獲最佳的收獲期是在菜籽到八成熟，即接近完熟期。 長期以來，我國油菜生產(chǎn)基本上是傳統(tǒng)的手工作業(yè)，勞動強度大，生產(chǎn)成本偏高，效率低。各級政府和廣大農(nóng)民迫切需要發(fā)展油菜生產(chǎn)機械化技術。為此，各地做了不少嘗試：如近幾年北方少數(shù)油菜種植地區(qū)，對大型谷物聯(lián)合收割機稍加改裝用來收獲油菜，投資雖少，但收獲損失嚴重，總損失率達15-20％；無錫市惠山區(qū)農(nóng)機化推廣中心對桂林3號聯(lián)合收割機的割臺、脫粒、清選、分離等部分進行了改進設計，并開發(fā)研制適合油菜收割的豎式切割分禾裝置，解決了油菜生長茂盛、莖稈高、枝節(jié)交錯切割難的問題。改進后的桂林—ⅢU型油菜聯(lián)合收割機的使用條件為：套直播種植的油菜，成熟度>85％，籽粒含水率<40％。其性能參數(shù)為：生產(chǎn)率0．2-0．34hm2／h，總損失率12％，總含雜率35％，割幅2．15m，油耗0．8-1．2kg／h。蘇州市對改制的新疆—2號進行油菜收割試驗，其收割總損失率平均為8．3％，含雜率為10．6％，未脫凈率為3．21％；南通五山牌4LZY-1．5型油菜聯(lián)合收割機收割油菜時總損失率8％，出糧口含雜率8％，破碎率0．5％。上海、江蘇的一些科研、推廣部門及企業(yè)對幾種不同的機型，對割臺、脫粒、清選部分都作了改進設計，但損失率和清潔率不太理想。總的來說，我國油菜收獲機械化技術還處于技術引進、開發(fā)、試驗階段。 形成這一現(xiàn)狀的主要原因有： 1、機械收獲油萊技術上有一定難度。由于油菜植株高大，分枝數(shù)多，植株間相互交織在一起，割曬機或聯(lián)合收割機上的外分禾器難以將植株分開，所以操作時經(jīng)常將分禾器兩側的植株連根拔起而發(fā)生堵塞，工作效率很低。分禾困難成為油菜機械化收獲過程中的一大困難。 2、油菜種植農(nóng)藝和油菜品種對機械化收獲不適應。不少國家以直播油菜為主，莖稈較細，分叉較短、不相互纏繞，歐洲及北美等油菜種植地區(qū)，農(nóng)業(yè)專家培育的油菜品種除高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)外，同時也適應機械化收獲，如一些品種短稈、分枝交叉少，果莢成熟一致，且不易開裂。 3、油菜種植田塊較小。尤其是南方地區(qū)，很多在田邊、地頭、坡地上種植，大田種植又存在夾種套種現(xiàn)象，不易實現(xiàn)機械化收獲。 4、受財力限制。科研院所、企業(yè)等將主要力量集中在技術比較成熟、難度相對較小、易于產(chǎn)生效益、農(nóng)民更為迫切的稻麥聯(lián)合收割機的開發(fā)和生產(chǎn)上。 油菜收獲機械化技術展望 油菜收獲機械化技術的研究開發(fā)必須充分考慮到國情，注意運用稻麥聯(lián)合收割機中的成熟技術和有關經(jīng)驗，在引進、試驗、消化、吸收國外先進技術的基礎上，靈活地將國外技術與本國相關技術相結合，把開發(fā)油菜收獲機械化技術作為主攻方向，尋求突破。具體實施時，可把油菜聯(lián)合收獲機械化技術的開發(fā)分為四個部分，采用兩種模式。 這四個部分是：第一部分為專用工作部件——油菜收割臺。這部分，國內(nèi)研究的不多、不深，可通過試驗，直接吸收國外技術，如功能件的采用、結構、尺寸、參數(shù)等；第二部分是主要工作部件，除脫粒、分離、清選裝置外，還有輸送、秸稈切碎、拋撒裝置等，可將國外機與國內(nèi)稻麥聯(lián)合收割機進行對比、試驗，以改進、改造已有的稻麥聯(lián)合收割機相應的裝置為主；第三部分是底盤部分，這部分國內(nèi)技術相對成熟，可直接采用或適當改進采用；第四部分為監(jiān)控系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等，視需要情況，可直接借用現(xiàn)有成熟裝置。 兩種模式是：一以國外機型為參考，最多借用并改制國內(nèi)已有的稻麥聯(lián)合收割機底盤，重新設計油菜聯(lián)合收割機。二以改造設計為主。國內(nèi)履帶自走式全喂入聯(lián)合收割機及背負式機型均可采用。主要著力解決以下幾個技術： 1、割臺部分，加長割臺，降低撥禾輪轉(zhuǎn)速，增大直徑，增加側邊縱向切割裝置。 2、采用復脫形式，以減少未脫凈損失。 3、對脫粒機滾筒、凹板、風扇及篩子等結構參數(shù)和運動參數(shù)，根據(jù)油菜特性重新選擇、設計。 4、動力負荷允許的情況下，增加切碎拋撒裝置。 目前研制出的大多數(shù)機具，就是按照改造設計這一思路進行的。這種思路把油菜聯(lián)合收割機的開發(fā)建立在技術較為成熟的稻麥聯(lián)合收割機平臺之上，使得開發(fā)難度和成本降低，周期縮短，也符合農(nóng)民的購買能力。但普遍存在著改制過于粗淺，技術含量不高等問題，以致于收獲效果不很理想。故而在改制油菜收獲機械時必須對具體問題做具體分析，把研制油菜收獲專用部件作為主攻方向。油菜畢竟不同于稻麥，有其特殊的生物性狀，而且有些性狀極不利于機收，在這樣的條件下，僅僅通過對稻麥聯(lián)合收割機的局部改裝，更換幾種部件來實現(xiàn)對油萊的機械化收獲顯然是不夠的。拿清選部分來說，只更換篩面而不進行全面、細致的物料性狀分析、機構以及物料的運動與動力分析，進而對機構做出改進，就難以得到一個令人滿意的分離效果，因為油菜籽、穎殼、碎秸稈的混雜物料與稻麥籽粒、穎殼、碎秸稈的混雜物料的各種特性不可能完全相同，必須對具體問題做具體分析，而不是只做簡單的類比。再比如分禾器的改裝，單單把分禾器改為分禾板，分禾效果仍不理想，而如果用垂直切割器代替左分禾器，不僅可以基本解決分禾問題，而且還能降低割臺損失，效果明顯改善。故此要解決油菜機收中的問題就必須進行聯(lián)合收割機油菜收割專用部件的研制與開發(fā)，使之適應油菜的生長特點，滿足收獲油菜的需要。隨著設計方法、計算數(shù)學和計算機應用技術的飛速發(fā)展，我們現(xiàn)在已經(jīng)具備了更好的設計條件，在對油菜的各種特性充分了解的基礎上，設計、研制出精良的油菜收割專用部件應該是可以實現(xiàn)的。 近年來，各農(nóng)機部門為實現(xiàn)油菜收獲機械化做了不少嘗試和探索，研制出了一些油菜聯(lián)合收獲機具，大多是以全喂入式的稻麥聯(lián)合收割機改裝或改制為主，具體來說，在農(nóng)機方面主要做了以下幾方面的工作： 1、分禾器的改裝：如上海市奉賢縣農(nóng)業(yè)機械研究所研制的ⅢU型油菜聯(lián)合收割機把原來的左分禾器拆除，換為左分禾板，以改善分禾質(zhì)量。南通農(nóng)業(yè)機械總廠研制的4LD-2Y,型油萊聯(lián)合收割機，還裝有前擋板，目的是為了減少割臺損失。 2、切割裝置的改進：油菜的莖稈比小麥水稻的莖稈粗且堅韌，所需切割力較大，故有些機型(如前所述的上海ⅢU型油菜聯(lián)合收割機)的割刀傳動采用擺環(huán)機構代替曲柄連桿機構，以增加動刀桿驅(qū)動強度，減小震動。或安裝圓盤切刀：在外分禾器處增加圓盤切刀，將交織的枝序切斷，對收割分枝較多、交錯嚴重的油菜較理想，但在切割時要損失一部分果角。 3、篩面的更換：油菜籽的尺寸要比稻麥籽粒的尺寸小得多，因此必須把篩面更換為適合于篩分油菜籽的篩子。有的機具換的是油萊專用篩；有的機具是把原來的魚鱗篩換為加密圓孔篩。 4、其它改進：有的機型為減少損失增加了二次回收設置了雜余回收裝置及雜物余收集箱；為增大分離面積，有的機具采用了加密柵格式凹板篩；為減少脫粒損失，有的機具還將脫粒滾筒與凹板的間隙作了適當調(diào)整。 根據(jù)有關試驗研究資料顯示，改制出的油菜聯(lián)合收獲機械從平均水平上講，總損失率約為15％-20％，破損率約為2%-3%，出口糧含雜率約為20％-30%。普遍存在著的分禾困難、損失率及含雜率高等問題，廣大農(nóng)民難以接受，整機質(zhì)量急待提高。正因為上述原因，直到現(xiàn)在油菜聯(lián)合收獲機械仍處于研制、試驗階段，成熟的機型及批量生產(chǎn)的幾乎沒有，遠遠落后于種植業(yè)的發(fā)展，遠遠不能滿足實際生產(chǎn)的需要，油萊機械化收獲的市場還沒有真正啟動。加入WTO以后，油菜收獲機械行業(yè)必將受到世界各國的強有力挑戰(zhàn)。發(fā)展我國的油菜聯(lián)合收獲機械真是任重而道遠。 當然，解決油菜收獲的機械化問題不僅要從收獲機械方面考慮，還應從收獲對象——油菜的品種選育和農(nóng)藝措施方面來考慮。可以說國內(nèi)現(xiàn)有的大多數(shù)的油菜品種不太適合于機械化收獲。國外在這點上做的也比較好，歐洲和北美等地的農(nóng)業(yè)專家所培育的油菜品種除高產(chǎn)外也適于機械化收獲。 從農(nóng)藝上具體來說可從以下幾方面改進： 1、采用改良品種。有些品種分枝數(shù)較少，分枝較短且上舉，有利于收獲。 2、適當密植。從調(diào)研中可得出：密度控制在4-8萬株/畝，產(chǎn)量最高，而分枝數(shù)在其密度范圍內(nèi)是隨密度而減少的，因此可以植，使密度控制在7-8萬株/畝左右，以抑制單株的生長，減分枝數(shù)。在這種情況下，單只有上部的3個分枝左右，對分禾不會產(chǎn)生多大困難。 3、噴施生長調(diào)節(jié)劑，使油萊成熟度一致，果莢不易開裂。 4、采用條直播種植，使菜畦寬度與機收相適應。 實現(xiàn)油菜收獲的機械化是一項系統(tǒng)工程，不僅要從收獲機械方面著手，也要從育種和農(nóng)藝方面著眼，走農(nóng)機與農(nóng)藝相結合的道路，走技術創(chuàng)新的道路，那么油菜收獲的機械化一定可以實現(xiàn)。