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大豆机械收获环节损失调查
——以黑龙江、内蒙古为例

2017-03-28张美艺朱俊峰

中国农业文摘-农业工程 2017年3期
关键词:损失率收割机内蒙古

陈 伟,张美艺,韩 嫣,朱俊峰

(中国农业大学经济管理学院,北京 100083)

1 引言

本文中的大豆收获损失是指大豆在田间收割过程中造成的损失。一般来讲,增加大豆供给有两个途径:一是通过提高亩产量、扩大栽培面积来增加大豆生产供给;二是通过加强对大豆产后减损技术的研究和推广,减少大豆收获、贮藏过程中的损失。一直以来,我国致力于从增加大豆产量的角度增加大豆有效供给,而对减少大豆产后损失的关注较少[1]。尽管已有文献对大豆在机械收获环节的损失进行了研究,但不同研究结果之间的差异较大。闵云山(1982)基于黑龙江嫩北农场1975~1982年的生产调查认为,机械收割损失少于人工收割损失,其中联合机械收割损失率为2.4%、人工收割损失率为6.7%、机械拾禾损失率为10.6%、人工喂入损失率为9.8%[2]。曲贵才(1991)基于对黑龙江省克山农场数年的调查统计得出,大豆平均机械联合收获损失达6%~9%[3]。赵胜雪等(1995)对黑龙江省九三农场管理局下属的红五月、荣军、嫩北、建边四农场进行不同收获方式和不同机型的田间调查,得出机械收获方式平均损失率为1.43%,人工收获方式平均损失率为2.91%[4]。陈世富(1955)基于黑龙江宝泉岭农场历年收获的经验认为,降低割茬高度、适时收割可以降低收获过程中的损失[5]。窦吉军等(2003)以黑龙江省海林市华海小型联合收获机厂为例证,认为人工收获损失率为10%左右,机械收获总损失率约为3%[6]。常青等(2005)基于内蒙古阿荣旗亚东镇联盟村试验认为,通过低茬收获、精确仿形和集堆铺放可以降低损失[7]。史丰(2007)认为正确选择机械联合收割的时期和作业时间非常重要,在豆叶全部脱落,籽粒变硬的完熟期进行联合收获为宜[8]。洪立华等(2008)在吉林省梨树县梨树镇高家村进行的大豆收割机试验得出大豆机械收获损失率大于3%[9]。同时,Anamaria,G等(2014)在对巴西大豆收获损失率进行评估时认为机械条件和机手对收获损失关注度的缺乏也是影响收割损失的重要因素[10]。

以上研究从多个方面对大豆损失情况进行了评估,但在研究方法上,多数基于经验评估和小地块试验,缺乏对收获环节完整科学的实地测量;在研究视角上,多集中于大豆收割机型以及机械操作方面;在研究时间上,多在10年以前进行;研究范围上,多是集中在个别农场,鲜有同时对几个省的收割情况进行研究。事实上,我国大豆育种技术、生产管理、机械作业水平等诸多影响损失的因素已经发生了变化,有必要重新测定损失情况。本文中的试验最大程度地符合当地真实情况,然后对比不同大豆品种、不同收割机驾驶员对大豆收割环节损失的影响程度,旨在为评估大豆损失情况提供实证依据。

2 试验设计

2.1 试验地点选取

黑龙江大豆在栽培规模、产量及机械化程度方面均在全国大豆生产中地位举足轻重,2010年以来内蒙古已经成为全国大豆第二大主产区,特别是2014年启动东北和内蒙古大豆目标价格补贴试点以来,大豆种植面积趋于稳定[11]。因此黑龙江和内蒙古的试验能较好地反映当下我国大豆机械收获期间的损失情况。再结合国家大豆产业技术体系的建议,最终确定在内蒙古阿荣旗莫拐农场、黑龙江省佳木斯市原种场进行试验。

2.2 试验步骤

1)品种选择。内蒙古阿荣旗莫拐农场种植的大豆品种为北豆51和华疆2号,栽培面积分别为1900亩和245亩。因此选择北豆51作为主流栽培品种,选择华疆2号作为对照品种。黑龙江佳木斯市原种场大豆栽培品种分别为垦丰23、垦丰20、合丰55,根据这三个品种栽培面积选择垦丰23作为主流品种,选择垦丰20作为对照品种。

2)收割机械选择。选取当地主要收割机机型进行试验,在内蒙古阿荣旗莫拐农场选取YD3316联合收割机,在黑龙江省佳木斯市原种场选取YD3080联合收割机。其中YD3316联合收割机配套YD发动机,收割幅为4.57m、发动机型号为4045PTE、行走速度为1.05~19.7km/h(前进挡)、2.40~5.55km/h(倒退挡)。YD3080联合收割机发动机功率80马力、割幅为2.5m、行走速度为1.49~20.32km/h(前进挡)、2.86~7.92km/h(倒退挡)。

3)收割机驾驶员选择。在内蒙古阿荣旗莫拐农场试验中选取当地作业水平有差异的甲乙两名收割机驾驶员使用同一机器收割长势相同的同一片大豆。分别将工作年限、2016年已收获的面积、当地农户对其评价作为选取依据,选取甲作为一般作业水平的驾驶员,选取乙作为新进的驾驶员。在黑龙江省佳木斯市原种场选取当地一名作业水平熟练的收割机驾驶员丙进行试验。

4)地块选择。在内蒙古阿荣旗莫拐农场同一片地块上依次选取A和B两个试验地块,大豆栽培品种为北豆51;选取与A、B地块地形条件相似的另一试验地块C,大豆栽培品种为华疆2号。北豆51和华疆2号在该地区栽培面积较广。各地块具体收割条件如下:A地块作为参照地块,选择当地主流的品种和一般作业水平的驾驶员进行收割;B地块选择主流品种和驾驶时间较短的新手进行收割;C地块大豆品种与其他地块有区别,其他收割环境和条件与A试验相同。

表1 机械收割试验安排

在黑龙江省佳木斯市原种场分别选取地形条件相同、栽培品种不同的两个试验地块D、E,其中垦丰23在当地栽培面积较广,垦丰20相对较少。分别让作业水平一般的同一机器操作员对试验地块D和E在同一天内进行收割,D和E唯一的区别是栽培品种不同。

5)损失测量。本试验环节的损失是指机械收割后掉落在地表未捡拾的部分。具体操作是在已收割完毕的地块上随机地选取1m×1m样本框若干,然后捡拾框内的大豆(除去豆荚),去杂、称重后得出损失量。依据《农业机械试验条件测定方法的一般规定》12008年中国国家标准化管理委员会发布的《农业机械实验条件测定方法的一般规定》(GB/T5262—2008)的五点法进行选样,选点方法如图1和图2所示。内蒙古试验地块较为开阔,边缘地块对于收割损失影响甚微,因此在选点上没有刻意区分边缘和中间地区,具体步骤:在地块正中央选择样本点Z1,距四个顶点距离约为对角线长的三分之一处选样本点Z2~Z5;而在黑龙江的试验地块一方面相对比较狭长,另一方面该地区2016年遭遇台风,大豆倒伏较为严重,同一地块的不同位置倒伏情况又不尽相同,因此为减少误差,适当的将选点增加到10个,并区分中间地块和边缘地块(左右两侧)。

图1 内蒙古地块选样图示

图2 黑龙江地块选样图示

6)损失率计算。在收获前用测亩仪测量试验地块面积,在地块中不同位置随机选取若干株大豆,测量其行株距、底荚高度并数整株大豆豆荚数和炸荚数等。待收获结束后测量大豆割茬高度、总产量、样本框内的大豆数,然后从收获的大豆中随机抽取约0.5kg的样本若干次用天平精确称量,除去杂质后再称重算出含杂率。最后从除杂后的大豆中随机选取100粒大豆称重,连续5次计算百粒重。算出各地块的机械收获环节损失率为(Mechanical Harvesting Loss Rate):

式中:下标k=A、B、C、D、E表示第k个试验地块;Aver_Sk表第 k 块地样本框内的平均损失量,因为样本框的面积是1m2,所以它反映了单位面积内大豆的损失数量;Yk表示第 k 块地大豆的总产量(含杂质);Wk是含杂率,反映第 k 块地所收获大豆中含有杂质的比例;Sk是第 k 块地的面积。

表2 地块面积、产量、含杂率、亩产基本情况

表3 大豆品种特征特性

表4 样本框内损失大豆粒重量

表5 不同地块的平均损失量、损失率

3 试验结果与分析

3.1 试验结果

各试验地块面积在667.22m2~1 576.65m2之间,收获大豆的含杂率在1.35%~2.06%之间。大豆品种特征特性、各试验地块的面积、收获大豆重量、含杂率、净重和单产结果如表2、表3所示。样本框内的损失量及地块损失率结果如表4、表5所示。

3.2 内蒙古试验结果分析

试验结果显示,内蒙古阿荣旗莫拐农场地块A机械收获损失率最低为5.55%,B地块大豆机械收获损失率为5.61%,比参照地块A损失率高了0.06个百分点。A地块驾驶员操作时间接近20年,2016年累计收获大豆32 000kg,而B地块驾驶员在操作时间、2016年累计大豆收获量都远低于地块A驾驶员,这表明在其他条件相同的情况下,收割机驾驶员作业水平影响大豆在收割环节的损失率,但减少幅度并不十分明显。与地块A仅有栽培品种不同的地块C机械收获损失率为5.77%,比参照地块A多了0.22个百分点,表明不同的大豆品种在收获环节损失量不同。根据表3的数据显示北豆51和华疆2号植株平均高度分别为68.20cm、66.45cm,底荚平均高度分别为14.03cm、12.73cm,北豆51相比华疆2号在机械收割中不容易漏割,损失相对较少。

3.3 黑龙江试验结果分析

黑龙江佳木斯市原种场试验地块D的机械收获损失率为8.06%,而与地块D仅有品种差异的地块E机械收获损失率为10.23%,高出参照地块D约2.17个百分点。地块E大豆品种为垦丰20,其植株平均高度和底荚平均高度分别为84.12cm、16.01cm,均高于地块D大豆品种垦丰23的植株平均高度和底荚平均高度,这样垦丰20在同一割茬高度下漏割较少,损失也随之减少。2016年东北地区遭遇台风,导致大豆大范围的倒伏,给收割机收获带来了困难,如果割茬调整较低,大豆很容易“泥花脸”,稍微高一些又会造成漏割,因此黑龙江大豆机械收获过程中的损失量大大被提高。

4 结论与讨论

本文通过实地试验测量发现,内蒙古大豆机械收获环节的损失率约为5.55%~5.77%;黑龙江大豆机械收获环节的损失率约为8.06%~10.23%。并且通过对照不同大豆品种、不同驾驶员在同一收获条件下大豆的损失情况,得出两个地区选择底荚和植株高度较高的大豆品种明显能降低收获环节的损失率;选择作业水平较好的驾驶员能降低机械收获过程的损失率,但只有0.06个百分点,影响甚微。黑龙江大豆机械收获环节损失率高出内蒙古约3~5个百分点的原因有很多,除了有栽培制度、土地情况、收获机械、驾驶员等因素之外,还归因于该地区遭遇台风的原因,正常大豆收获时间在10月5日前后,台风致使大豆大面积倒伏,地面较湿,机器无法下地,推迟到10月15日才勉强进行收获。

农业生产绝大部分在露天条件下进行,因此深受气候和环境条件的约束[12]。黑龙江在2016年遭遇极端天气,导致实测损失率偏高,没能准确地反映平年大豆在收获环节的损失情况,因此本文认为针对某一地区的损耗评估应该持续测量才能解决恶劣天气所造成的误差。大豆在收获环节的损失是自然因素、技术因素和经济因素共同作用的结果,不能单单归因于技术层面,笼统地归在一起就缺少针对性,不能有的放矢[13]。因此,基于损失结果定量评估自然因素、技术因素、经济因素的影响程度将对大豆减损工作意义更大。

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[3]曲贵才,刘德玉,王忠奎.抓常规措施减少大豆收获损失[J].现代化农业,1991(10):17-18.

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[5]陳世富.宝泉岭农场在大豆收获中减少损失的办法[J].中国农垦,1955(12):25.

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