1、我國油菜生產全程機械化發展的瓶頸與對策1我國油菜產業概況我國是油菜生產大國，油菜常年種植面積和產量均占世界的 1/3左右，主要 集中在長江流域各省的冬油菜產區和北方高緯度地區與西部高海拔地區的春油 菜產區，其中，長江流域冬油菜產區的油菜播種面積、 產量均占全國的85%Z上。 目前，我國油菜生產活勞動力投入較大， 機械化水平低下，全國平均機械直播比 例不足50%機械收獲比例不足10%在國際市場的沖擊下，因生產效率和比較 效益低、生產成本較高等原因導致我國油菜國際市場競爭力弱，從而嚴重影響了 農民從事油菜生產的積極性。隨著我國油菜生產的迅速發展和品質改良成效愈加 凸顯，農民對實現油菜生產機械化的要

2、求愈加迫切。近年來，我國油菜生產機械化水平有了一定的提高。油菜生產在耕整、開溝、 植保、施肥等環節基本實現機械化，油菜直播、收獲機械化技術取得了重要突破， 但是總體來看，油菜生產機械化發展還比較緩慢，水平還較低，尚處于起步時期。 而加拿大、法國、德國等國早在 20世紀就實現了全程機械化，其在生產中普遍 采用機械化種植和收獲。我國的油菜生產全程機械化試驗示范處于起步階段，發展態勢良好。但是當前由于我國油菜產業的特殊性， 油菜生產機械化發展存在諸 多制約因素：分散小規模生產為主，農藝與農機相脫節，油菜品種機械適應性差 等，這嚴重影響著我國油菜生產全程機械化進程的推進。實現機械化必須有相關 的配套技

3、術作為支撐，因此，找準制約油菜全程機械化種植的瓶頸環節， 分析影 響這些環節的關鍵技術，解決如播栽、收獲和干燥等方面的機械化生產技術和裝 備問題，對促進油菜高產高效種植、提高油菜產業總體經濟效益具有重要意義。2我國油菜生產全程機械化瓶頸環節的現狀與問題油菜生產全程機械化技術包括機械整地、機械播種、機械開溝、機械化育苗 移栽、機械植保、機械收獲、秸稈還田、機械脫粒、機械加工等環節，核心內容 是機械化播種、機械化育苗移栽和收獲。我國油菜生產機械化相對于小麥、水稻 等主要糧食作物起步較晚、基礎差、發展緩慢，缺乏現實可行的技術支撐，導致 油菜生產機械化水平遠遠低于小麥、 水稻，長期以來，油菜生產的人工

4、作業投入 巨大。目前國內在油菜生產的機械整地、機械播種、機械制缽育苗、機械植保、 秸稈還田、機械脫粒、機械加工等環節的技術較為成熟， 但在機械移栽和收獲方 面還基本處于開發試驗階段，種植環節和收獲環節已成為實現我國油菜生產全程 機械化的瓶頸環節。目前油菜種植機械與收獲機械裝備存在的問題與不足主要有： 2.1油菜種植機械油菜的機械化種植有育苗移栽和直播兩種。育苗移栽的主要育苗方式有苗床 育苗、營養缽育苗和穴盤育苗三種。育苗移栽可以解決稻油輪作的季節矛盾沖突， 但是勞動工作量大，且很難實現全自動化。油菜的直播種植可分為條播、點播和 撒播。撒播是比較粗獷的人工種植方式，播量較大，播種密度和均勻性難以

5、控制。 目前條播、點播均已實現機械化播種，但是直播油菜出苗后，需要及時間苗定苗。 問苗需要根據種植密度、幼苗的長勢來處理，很難實現機械化作業，目前完全依 賴人工，工作量大且效率低，容易造成優良種子的浪費。育苗移栽機械我國育苗移栽機械起步較晚，雖然通過引進、借鑒開發了相關的機具，但還 存在著一定的技術和經濟性難題，仍處于實驗研究階段。日本早在 20世紀70 年代就已研制出TP/V1型全自動栽植機，用于缽苗栽植，大大提高了生產效率。 目前國內主要在借鑒國外機型的基礎上開發了一系列半自動移栽機，通過人工將移栽苗喂入移栽機構，再由機具完成開溝、放苗、扶苗、覆土、鎮壓等作業。該 類移栽機結構相對簡單，成

6、本低，但是移栽速度受到人工喂苗速度的限制，一般在40-50株/min。全自動移栽機由人工或機械喂入一組秧苗， 由移栽機自動完成 分苗和栽植工作，效率較半自動化移栽機有很大的提高， 但是結構比較復雜，造 價高。目前該種機型尚處在研究起步階段，還沒有在油菜移栽中應用，代表機型 有北京易潤佳灌溉設備有限公司的 Futura型全自動育苗移栽機。該機直接使用 溫室方形苗缽，全自動穴盤成排取苗，行距 45-75 cm,最小株距6cm,且連續可 調，栽植速度可達8000株/小時/行。目前國內移栽機育苗移栽相配套的機具和設施薄弱，特別是缺乏工廠化的育苗設施。止匕外，育苗缺乏統一技術規范，難以形成標準化、系列化

7、和規格化。這 導致移栽機的參數輸入難以標準化， 使移栽機具研發無標準可循，適應性差，與 農藝難以協調。移栽機具研發缺乏基礎技術創新， 大多為仿制國外機型，且低水平重復研究問題突出。我國移栽機栽植機構的類型主要有鉗夾式、撓性圓盤式、 吊籃式、帶式、導苗管式和回轉杯式等，代表機型有中國農業大學研制的2ZDF型導苗管式移栽機、吉林延邊自治州農機所的2ZL-2型吊籃式聯合栽植機等。這 些機型一般由地輪驅動，機械結構和運動復雜，且栽植效率低，機具造價高。由 于采用人工喂入，喂入速度不能太高，否則易造成漏栽，因此其應用受到了限制， 作業速度為30-70株/min。盡管我國在栽植機構研發上取得了一定的成果，

8、但是分苗、放苗機構的研究相對薄弱，而這正是實現全自動化移栽的關鍵技術之一。目前，我國移栽機具普遍存在的問題是機具穩定性差，直立度、株距和深度很難精確控制，而且機具機械性能和功能亟待完善，且新技術應用較少，缺乏注水、 起壟和鋪膜以及免耕作業等一體化功能的研發。直播種植機械精量化播種是高效、經濟的播種方式，可以使油菜籽粒分布均勻，通過合理 密植，利于幼苗生長，節約種子，利于良種化，已經成為油菜直播機械研究的趨 勢。目前我國油菜直播種植基本上實現了機械化，但大部分仍然是采用傳統的條 播方式，具排種器則多采用窩眼輪式，由于油菜籽粒特性，易發生粘連堵塞，播 量不能得到精確控制，不利于實現精少量化播種。播

9、種效率和質量是影響油菜直播作業機械效率和效益的關鍵技術，而起決定性作用的是核心部件排種器。油菜精量排種器按機理分為機械式和氣力式。機械 式精量排種器是依據種子類型和大小，通過排種器孔型來篩選分離油菜籽粒，并 靠籽粒自重或者機械裝置來完成沖種、清種、卸種。機械式排種器結構相對簡單、 作業可靠性好、造價較低，制造工藝要求不高，目前應用較為廣泛，應用的代表 機型有上海市農業機械研究所設計制造的 2BGKF-6型油菜施肥播種機、碧浪牌 2BYF-6型油菜免耕直播聯合播種機。但是該類直播機過于依賴油菜特性，對籽 粒一致性要求高。由于油菜籽粒小、流動性強，小窩眼極易堵塞，應用過程中需 要克服籽粒堵塞、損傷

10、、破碎等問題。氣力式排種器工作原理是依靠風機產生真 空或空氣壓力，使籽粒吸附在型孔上，充種或清種依靠自重或氣力完成。 該種排 種器是以氣流輔助充種、清種，對籽粒大小要求不嚴格，對籽粒無損傷，且通用 性好，只需調整型孔大小和孔數便可適應不同大小籽粒和株距的要求，應用代表機型有黃鶴牌2BFQS列油菜精量聯合直播機。但是該類播種機動力消耗大、機器噪聲大，且結構復雜，成本高，保養要求高。目前國外正利用一些新的播種原 理研制一系列精量播種機械，比如日本提出的靜電播種、英國提出的液體播種。 而國內關于精量直播的研究關注重點主要在排種器上，很少有關于播種原理的研究，基礎技術創新不足，發展持續性差，深度不夠。

11、2.2油菜收獲機械人工收獲油菜用工量大、勞動強度大、收獲損失大，但目前我國油菜機械化 收獲的水平不足10%油菜收獲方式有聯合收獲和分段收獲兩種。聯合收獲主要 通過油菜聯合收割機一次完成，對收期要求嚴格，且收獲損失率不易控制。分段 收獲分為收割晾曬和清選脫粒兩個獨立的過程，主要通過割曬機和撿拾脫粒機來 實現，增加了適收期，損失率可控性強，且組合方式多樣。聯合收獲機械聯合收割機能完成油菜植株的切割、喂入、輸送和脫粒分離，最終進入清選 環節。目前我國的油菜聯合收割機基本是通過局部改裝谷物聯合收割機或采用稻 麥聯合收割機兼用機型，市場上具有代表性的如上海向明機械有限公司生產的可 以兼收稻麥的4LYZ-

12、1.5B型油菜聯合收割機，而針對油菜研制的專用機型較少。 改裝機型和兼用機型導致油菜收獲適應性差，損失率、破損率和含雜率均較高。 部分地區使用進口的國外先進的黑格油菜收割機、 紐荷蘭油菜收割機進行油菜收 獲，但是其對我國油菜植株特性適應性差，損失率高，機收效果不理想，且價格 昂貴。改裝機型主要是以改裝分禾器、改進切割裝置、研制清選裝置為主，主要 措施包括：（1）加裝豎側切割器，以減少側向分禾損失；（2）加長割臺，增大撥 禾輪直徑，降低轉速，以減少擊打落粒次數，減少橫向分禾損失。目前豎側切割 器主要采用單側豎切、雙動刀往復切割。豎切割器和主切割器在往復運動中， 由 于慣性力的存在，易造成割臺的沖

13、擊和振動。止匕外，割臺支撐框架結構以及整機 基于振動特性的分析不夠全面、深入，造成割臺實際工作中振動較大，產生裂角， 損失率較難控制。脫粒分離裝置主要結構型式有釘齒、短紋桿和紋桿-板齒式軸流脫粒滾筒。清選裝置主要是針對油菜籽粒細小的特性采用加密篩。國內小型收割機主要采用風機加振動篩和風機加圓筒篩兩種型式的清選機構。為了達到更好的清選效果，國內部分機型采用雙風機加雙振動篩結構。 如中機南方機械股份有 限公司的碧浪4LZ（Y）-2.0型。該機采用釘齒縱軸流滾筒，雙魚鱗狀振動篩，風4 量不可調，并采用回轉擊打式復脫器進行復脫，其總損失率0 8%0目前國內研 究主要是針對結構和工作參數的優化，對基于油

14、菜特性的脫粒分離、清選機理研 究不夠深入，使聯合收獲機械的損失率、破損率和含雜率無法進一步降低。國外專用的油菜聯合收割機目前已廣泛采用先進的電液氣自動控制技術，具備在線檢測、GPS球定位和監控報警等功能，具有數字化、智能化等特點。而 國內機型研究重點大多停留在機械結構和工作參數上，電液氣自動控制等技術應用較少。如采用液壓缸可以進行割臺上方的撥禾輪的高度調節，安裝液壓馬達驅 動撥禾輪，對其轉速實現無級調速，可以保證與油菜生長高度相匹配。電機或者 液壓馬達等技術的應用可以有效解決機械傳動帶來的振動和收獲適應性問題，進一步降低損失率。分段收獲機械油菜割曬機的切割系統與聯合收割機基本一致， 但另外要完

15、成輸送通暢和中 間縱向放鋪均勻的功能。國內外割曬機各種常見的輸送形式有立式和臥式兩種。國內輸送機構多采用鏈傳動，運行過程中存在沖擊和振動，而輸送過程中的振動 會引起炸莢損失。止匕外，切割系統向輸送系統過渡過程中， 油菜植株的運動分析 欠缺，造成部分機型因植株轉移到輸送系統時存在撞擊，產生炸角，使損失率提高。另外，鋪放均勻性和角度對后續撿拾脫粒環節非常重要。部分機型對鋪放板的摩擦特性和面型的分析設計不夠全面，造成鋪放效果不佳。撿拾脫粒機主要工 作部件有撿拾裝置、輸送裝置、脫粒分離裝置和清選裝置，代表機型有南京農業 機械化研究所的4JY-1.8型油菜撿拾收獲機。我國撿拾脫粒機的撿拾器主要由撿 拾器

16、架、傳動機構及撿拾機構組成，工作時，撿拾器上帶有撥指的撿拾帶轉動拾 起作物送入割臺，后續環節原理跟聯合收割機大致相同。應用于分段收獲的部分 機型存在的問題主要是機構的振動、撿拾器動力學和力學分析不夠深入，輸送、 脫粒分離和清選環節需要進一步改進，以降低損失率。3加快推進油菜生產全程機械化的對策大力推進基于機械化生產的品種選育當前油菜品種的選育，在指標設計上主要追求“雙高”和“雙低”，即高油酸和亞油酸含量，低芥酸和硫代葡萄糖花（簡稱硫花）含量，卻忽略了對機械化 作業的適應性。加拿大、法國等油菜生產大國選育的適合全程機械化生產的品種 普遍具有矮桿、株型緊湊、分支較少、結角相對集中、成熟期基本一致、

17、果角不 易炸裂等特點，機械適應性強。借鑒這些國家的經驗，我國應在兼顧優質、高產、 高含油率的基礎上，從多方面綜合考慮，選育具有矮桿、抗倒伏、株型緊湊、抗 裂角、早熟、耐遲播性狀的油菜品種。構建與農藝相協調的生產機械化技術路線針對我國油菜生產的特殊性，應從種植密度、播種（移栽）、適收期等方面 綜合考慮，制定適合油菜全程機械化生產的標準化農藝。在借鑒國外油菜全程機 械化生產經驗的基礎上，結合地域自然、社會和經濟條件，依據標準的農藝，構 建適合我國國情的油菜全程機械化路線。根據耕地條件，優先選用直播技術，研發應用開溝、滅荏、播種、覆土等各 項功能一體化的精量化播種機，實現油菜種植的精少量播種。結合免

18、耕技術，可 以采用輕型簡化栽培技術，以提高栽植效率。針對南方濕重地塊，可以采用機械 化移栽的種植模式。移栽前應盡量采用工廠化育苗，促進育苗的標準化，為進行 標準化的機械化移栽作業奠定基礎。 在有條件的油菜大面積移栽地區，可以應用 全自動化機械化移栽機，實現油菜的規模化、高效化的移栽種植。油菜的機械化收獲應因地制宜。聯合收獲有效率高的優勢，但是針對油菜收 期短的特點，該收獲模式又具有適應性差的劣勢，且收獲損失率不易控制。分段 收獲適應性強、適收期長、損失率可控性強、組合方式多樣，但是具有兩次作業、 作業時間跨度大等缺點。油菜收獲可以綜合兩種收獲模式的優點，結合當地的氣 候、耕地、品種特性和裝備基

19、礎等情況，針對適收期制定合理的收獲方案，發展 聯合收獲和分段收獲并存的收獲模式。 南方收期氣溫較高，適收期短，且地形多 丘陵，地塊較小，機械收獲性差，因此在較長時間內南方油菜還將主要以分段收 獲為主，逐步向聯合收獲過渡。在機械設備相對缺乏、耕地條件不好、適收期較 短的地區，可以考慮靈活采用人工和機械化分段收獲相結合的模式，以提高生產效率。在比較適合聯合收獲的北方種植區， 基于油菜的成熟期的差異，可以進行 跨區域、大面積收獲作業；也可采用分段收獲模式，以延長油菜適收期，降低損 失率。加強性能優良、功能完備、適用的油菜全程機械化裝備的研制目前科技發展日新月異，應不斷推動新的科學技術應用于農業。 針對我國品 種、栽培制度和栽培技術多樣性的特點，應有針對性地研制系列化、功能化的油 菜生產農機具，以滿足以精細、精準和綠色為特征的現代農業的新要求。 針對油 菜生產中最關鍵的收獲、種植環節，通過機構創新和優化、工作參數優化等手段， 開發穩定適用的油菜專用機械裝備。通過在油菜機械上采用渦輪增壓等發動機技 術，以滿足大規模機械化生產增大功率和馬力的要求。 加裝液壓傳動、電子監控、 自動控制等機電一體化裝置，解決純機械傳動結構帶來的振動和穩定