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(qiáng)。隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(xì)小，果莢容易炸裂，在大面積機(jī)械化生產(chǎn)中，收獲是一個重要的環(huán)節(jié)。收獲不當(dāng)，損失嚴(yán)重，高產(chǎn)不豐收?，F(xiàn)在各地對油菜生產(chǎn)全過程的機(jī)械化問題相當(dāng)重視，尤其是油菜聯(lián)合收割機(jī)已列為國家“十五”重點攻關(guān)項目。目前主要機(jī)型以傳統(tǒng)的全喂入式聯(lián)合收割機(jī)改型機(jī)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(yīng)性差。如何開發(fā)出適合我國國情的油菜聯(lián)合收割機(jī)是當(dāng)務(wù)之急。 油菜種植方式對機(jī)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(jī)進(jìn)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?zhǔn)召復(fù)顺霰Ｗo(hù)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(jìn)一步擴(kuò)大。 油菜某些生物特性很不利于機(jī)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(jī)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(jī)械化收獲有著重要影響。 油菜收獲機(jī)械化技術(shù)現(xiàn)狀 由于油菜收獲季節(jié)較緊，勞動強(qiáng)度大，再如遇陰天下雨，油菜極易霉?fàn)€變質(zhì)，這就對油菜實現(xiàn)機(jī)械化收獲有了迫切需要。 油菜的機(jī)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(qiáng)度大。采用分段收獲油菜時還應(yīng)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(jī)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(jìn)行搶收。但這種方式對收獲時機(jī)要求較嚴(yán)，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(jī)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(qiáng)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(jī)械化技術(shù)。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(jī)稍加改裝用來收獲油菜，投資雖少，但收獲損失嚴(yán)重，總損失率達(dá)15-20％；無錫市惠山區(qū)農(nóng)機(jī)化推廣中心對桂林3號聯(lián)合收割機(jī)的割臺、脫粒、清選、分離等部分進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)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(jìn)后的桂林—ⅢU型油菜聯(lián)合收割機(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)型，對割臺、脫粒、清選部分都作了改進(jìn)設(shè)計，但損失率和清潔率不太理想?？偟膩碚f，我國油菜收獲機(jī)械化技術(shù)還處于技術(shù)引進(jìn)、開發(fā)、試驗階段。 形成這一現(xiàn)狀的主要原因有： 1、機(jī)械收獲油萊技術(shù)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(jī)或聯(lián)合收割機(jī)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(cè)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(jī)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(jī)械化收獲不適應(yīng)。不少國家以直播油菜為主，莖稈較細(xì)，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(yīng)機(jī)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(jī)械化收獲。 4、受財力限制?？蒲性核?、企業(yè)等將主要力量集中在技術(shù)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(jī)的開發(fā)和生產(chǎn)上。 油菜收獲機(jī)械化技術(shù)展望 油菜收獲機(jī)械化技術(shù)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(jī)中的成熟技術(shù)和有關(guān)經(jīng)驗，在引進(jìn)、試驗、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，靈活地將國外技術(shù)與本國相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，把開發(fā)油菜收獲機(jī)械化技術(shù)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(jī)械化技術(shù)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(shù)，如功能件的采用、結(jié)構(gòu)、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(jī)與國內(nèi)稻麥聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行對比、試驗，以改進(jìn)、改造已有的稻麥聯(lián)合收割機(jī)相應(yīng)的裝置為主；第三部分是底盤部分，這部分國內(nèi)技術(shù)相對成熟，可直接采用或適當(dāng)改進(jìn)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(jī)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(jī)底盤，重新設(shè)計油菜聯(lián)合收割機(jī)。二以改造設(shè)計為主。國內(nèi)履帶自走式全喂入聯(lián)合收割機(jī)及背負(fù)式機(jī)型均可采用。主要著力解決以下幾個技術(shù)： 1、割臺部分，加長割臺，降低撥禾輪轉(zhuǎn)速，增大直徑，增加側(cè)邊縱向切割裝置。 2、采用復(fù)脫形式，以減少未脫凈損失。 3、對脫粒機(jī)滾筒、凹板、風(fēng)扇及篩子等結(jié)構(gòu)參數(shù)和運動參數(shù)，根據(jù)油菜特性重新選擇、設(shè)計。 4、動力負(fù)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(jī)具，就是按照改造設(shè)計這一思路進(jìn)行的。這種思路把油菜聯(lián)合收割機(jī)的開發(fā)建立在技術(shù)較為成熟的稻麥聯(lián)合收割機(jī)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(shù)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(jī)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(jī)收，在這樣的條件下，僅僅通過對稻麥聯(lián)合收割機(jī)的局部改裝，更換幾種部件來實現(xiàn)對油萊的機(jī)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(jìn)行全面、細(xì)致的物料性狀分析、機(jī)構(gòu)以及物料的運動與動力分析，進(jìn)而對機(jī)構(gòu)做出改進(jìn)，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(jī)收中的問題就必須進(jìn)行聯(lián)合收割機(jī)油菜收割專用部件的研制與開發(fā)，使之適應(yīng)油菜的生長特點，滿足收獲油菜的需要。隨著設(shè)計方法、計算數(shù)學(xué)和計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，我們現(xiàn)在已經(jīng)具備了更好的設(shè)計條件，在對油菜的各種特性充分了解的基礎(chǔ)上，設(shè)計、研制出精良的油菜收割專用部件應(yīng)該是可以實現(xiàn)的。 近年來，各農(nóng)機(jī)部門為實現(xiàn)油菜收獲機(jī)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(jī)具，大多是以全喂入式的稻麥聯(lián)合收割機(jī)改裝或改制為主，具體來說，在農(nóng)機(jī)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(jī)械研究所研制的ⅢU型油菜聯(lián)合收割機(jī)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(jī)械總廠研制的4LD-2Y,型油萊聯(lián)合收割機(jī)，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(jìn)：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(jī)型(如前所述的上海ⅢU型油菜聯(lián)合收割機(jī))的割刀傳動采用擺環(huán)機(jī)構(gòu)代替曲柄連桿機(jī)構(gòu)，以增加動刀桿驅(qū)動強(qiáng)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(yán)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(jī)具換的是油萊專用篩；有的機(jī)具是把原來的魚鱗篩換為加密圓孔篩。 4、其它改進(jìn)：有的機(jī)型為減少損失增加了二次回收設(shè)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(jī)具采用了加密柵格式凹板篩；為減少脫粒損失，有的機(jī)具還將脫粒滾筒與凹板的間隙作了適當(dāng)調(diào)整。 根據(jù)有關(guān)試驗研究資料顯示，改制出的油菜聯(lián)合收獲機(jī)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(jī)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(jī)械仍處于研制、試驗階段，成熟的機(jī)型及批量生產(chǎn)的幾乎沒有，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于種植業(yè)的發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際生產(chǎn)的需要，油萊機(jī)械化收獲的市場還沒有真正啟動。加入WTO以后，油菜收獲機(jī)械行業(yè)必將受到世界各國的強(qiáng)有力挑戰(zhàn)。發(fā)展我國的油菜聯(lián)合收獲機(jī)械真是任重而道遠(yuǎn)。 當(dāng)然，解決油菜收獲的機(jī)械化問題不僅要從收獲機(jī)械方面考慮，還應(yīng)從收獲對象——油菜的品種選育和農(nóng)藝措施方面來考慮?？梢哉f國內(nèi)現(xiàn)有的大多數(shù)的油菜品種不太適合于機(jī)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(jī)械化收獲。 從農(nóng)藝上具體來說可從以下幾方面改進(jìn)： 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(dāng)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(jī)收相適應(yīng)。 實現(xiàn)油菜收獲的機(jī)械化是一項系統(tǒng)工程，不僅要從收獲機(jī)械方面著手，也要從育種和農(nóng)藝方面著眼，走農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合的道路，走技術(shù)創(chuàng)新的道路，那么油菜收獲的機(jī)械化一定可以實現(xiàn)。