左青松^1,2, 曹石¹, 杨士芬¹, 黄海东¹, 廖庆喜¹, 冷锁虎², 吴江生¹, 周广生^1,*
1华中农业大学植物科学技术学院, 湖北武汉 430070

² 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009

^* 通讯作者(Corresponding author): 周广生, E-mail:zhougs@mail.hzau.edu.cn 第一作者联系方式: E-mail:qszuo@yzu.edu.cn
收稿日期:2014-01-12 基金资助:本研究由国家自然科学基金项目(31000685), 国家“十二五”科技支撑计划项目(2010BAD01B09), 国家公益性行业(农业)科研专项经费项目(201203096)和国家现代农业产业技术体系建设专项(nycytx-00510)资助;

摘要以华油杂62为材料, 采用机械直播的方式, 设置不同氮肥和密度处理, 在油菜籽粒含水量10.86%~13.17%时研究油菜机械收获各部分损失率及损失组成的差异。结果表明, 机械收获总损失率在不同处理间存在差异, 变幅在6.13%~7.82%之间。不同部分的损失占总损失比例差异较大, 其中, 自然脱落损失比例最小, 各处理占总损失的比例在2.41%~3.90%之间; 其次是割台损失, 各处理占总损失的比例为17.99%~21.99%; 清选和脱粒损失比例最大, 占总损失的74.15%~79.52%, 其中主要是夹带损失, 占总损失的65.51%~69.05%, 而未脱粒角果比例损失较小, 占8.64%~ 10.47%。随着氮肥用量和密度的增加, 产量增加; 总损失率与产量、氮肥用量及密度的相关系数分别为0.970^**、0.918^**和0.358。本研究表明, 在油菜机械化生产过程中首先要确定适宜的施氮量和种植密度以获得高产, 在高产的基础上再降低收获损失率。

关键词:油菜; 机械化收获; 损失率; 氮肥; 密度
Effects of Nitrogen Fertilizer and Planting Density on Yield Loss Percentage of Mechanical Harvesting in Rapeseed
ZUO Qing-Song^1,2, CAO Shi¹, YANG Shi-Fen¹, HUANG Hai-Dong¹, LIAO Qing-Xi¹, LENG Suo-Hu², WU Jiang-Sheng¹, ZHOU Guang-Sheng^1,*
1College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China

² Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China

Fund:
AbstractIn this study, Huayouza 62 was planted by direct-seeding with three nitrogen (N) fertilizer levels (120, 180, and 240 kg N ha^-1) and three planting densities (15×10⁴, 30×10⁴, and 45×10⁴ plant ha^-1). The yield loss percentages of mechanical harvesting were investigated when the moisture contents in seeds ranged from 10.86% to13.17%. The results showed the total yield loss percentage was from 6.13% to 7.82% in different treatments. There existed differences in the ratio of the yield loss in different parts to the total yield loss. The ratio of the yield loss caused by shattering (SL) to the total yield loss was the least in different treatments, ranging from 2.41% to 3.90%. The ratio of the yield loss caused by combine header (CHL) to the total yield loss ranged from 17.99% to 21.99%. The ratio of the yield loss caused by cleaning and threshing (CTL) to the total yield loss ranged from 74.15% to 79.52%, among which the yield loss caused by mixed straw and shell (ML) was the main part (from 65.51% to 69.05%), and the yield loss caused by non-threshing pod (NTPL) was low with the range from 8.64% to 10.47%. The plot yield increased with increasing N application rates and planting densities. The total yield loss percentage had extremely significantly positive correlation with plot yield (r = 0.970^**) and N fertilizer (r = 0.918^**), and no significant correction with planting density (r = 0.358). The results of this study indicated that in the rapeseed mechanical production, appropriate N fertilizer and planting density should be applied for high yield, and then the yield loss percentage should be reduced on the basis of high yield.

Keyword:Rapeseed; Mechanical harvesting; Yield loss percentage; Nitrogen fertilizer; Planting density
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0 引言我国油菜种植面积和总产均占世界油菜面积和总产的30%左右^{[ 1]}。菜籽油是我国自产的第一大食用植物油, 每年生产约450万吨, 占国产食用植物油总量的41%以上^{[ 2]}。而油菜传统的生产方式用工较多, 劳动力成本高, 油菜生产效益低下。油菜生产机械化可显著减少用工, 提高油菜综合生产力, 是保障我国食用油安全供给的必经之路。
油菜机械化生产的重点一是播种, 二是收获。关于油菜机械播种的研究较多^{[ 3, 4, 5]}, 目前机械播种技术正逐步推广应用。但油菜机械收获技术的应用比例仍较低。农业部调查数据显示, 2007—2011年间北方春油菜优势区机收面积每年为13.01万公顷, 占全国机收面积的46.82%, 占全国油菜面积80%以上的冬油菜主产区(长江上游优势区、长江中游优势区、长江下游优势区)机收的面积非常少^{[ 6]}。油菜收获正值夏收夏种双抢季节, 传统的人工收获方式包括割、晒、捆、运、堆、脱、清等诸多繁琐作业环节, 费工费时, 累计损失比较严重, 且油菜秸秆也未能或不能及时还田利用, 造成了资源严重浪费和环境污染。在油菜机械化生产过程中, 收获是瓶颈环节^{[ 7]}。因此, 油菜收获机械化技术势在必行, 它是实现油菜轻简化栽培的关键技术措施之一, 是促进油菜增效、农民增收的重要途径, 也是提高油菜国际市场竞争力的重要举措。
近几年关于油菜机械化收获的相关农艺性状如抗裂角^{[ 8, 9, 10, 11]}、抗倒伏^{[ 12, 13, 14]}研究以及农机设备的改进方面^{[ 15, 16, 17]}有较多报道, 而针对冬油菜不同栽培措施对机械收获损失率及损失途径的影响研究尚未见报道。本试验采用机械直播的种植方式, 研究油菜机械化收获的损失率及不同部分的损失组成差异, 以期为生产中提高油菜机械化收获效益提供理论参考。
1 材料与方法1.1 试验材料、试验地点及土壤状况以油菜杂交种华油杂62为材料, 于2012—2013年度在华中农业大学试验场设置试验。试验地前茬为水稻, 9月中旬收获。油菜播种前取土壤样品测定养分状况, 土壤含碱解氮98.51 mg kg^-1、速效磷 12.61 mg kg^-1、速效钾136.42 mg kg^-1。
1.2 试验设计小区长50 m、宽2 m, 采用2BFQ-6型油菜联合播种机于2012年9月28日直播, 每厢播6行。采用裂区设计, 3次重复。以氮肥为主区, 以尿素为氮源, 设置纯氮120 kg hm^-2(N1)、180 kg hm^-2(N2)和240 kg hm^-2(N3) 3个处理, 氮肥运筹为基肥∶苗肥∶薹肥的比例为5∶3∶2; 密度为副区, 油菜出苗后间去丛子苗, 一叶期间苗, 三叶期定苗, 设每公顷15万(D1)、30万(D2)和45万(D3) 3个处理。各小区磷肥(P₂O₅)和钾肥(K₂O)用量均为150 kg hm^-2, 分别用过磷酸钙(12%)及氯化钾(60%)提供; 硼沙用量为 7.5 kg hm^-2。磷、钾、硼均用作基肥。
1.3 测定内容与方法1.3.1 农艺性状考察 从每小区中连续取10株样, 考察株高、分枝数和角果数、千粒重。由单株产量、角果数及千粒重换算出每角粒数。
1.3.2 小区实际产量 各部分损失产量与机械收获产量之和。
1.3.3 水分含量测定 收获前取样5株, 按主茎基部(30 cm)、主茎上部、主花序和分枝、角果壳和籽粒分开, 称鲜重后在80℃恒温条件下烘至恒重 (72 h)称取各部分干物质重。
1.3.4 机械收获损失测定 2013年5月12日用4LL- 2.0D (星光至尊)型油菜联合收割机收获, 每小区收获长度36 m, 收获面积72 m², 油菜留茬高度30 cm。
全田角果2/3变黄时(人工收获时期)开始在田间摆放盒子(25 cm×15 cm×5 cm), 每小区摆放10个, 机械收获前收取盒子测量籽粒重即为自然脱粒损失(yield loss caused by shattering, SL)。
割台损失(yield loss caused by combine header, CHL)分为两部分, 一是割台引起的田间脱落籽粒损失(yield loss from seeds in the field caused by combine header, CHL1), 这部分通过收割前在每小区机械收获的前8 m摆放10个塑料盒子收取; 二是割台引起的分枝损失(yield loss from branches in the field caused by combine header, CHL2), 这部分通过捡拾28 m田间脱落分枝脱粒计算。
清选和脱粒损失(yield loss caused by cleaning and threshing, CTL), 清选装置通过振动筛和风力作用把杂物(茎秆、果壳)以及夹带籽粒排出机外, 这部分损失称为清选损失。油菜植株在钉齿滚筒和上盖导草板作用下从左向右螺旋运动, 同时在钉齿作用下完成油菜籽粒脱粒和分离, 并且茎秆被滚筒右段钉齿抛出脱粒室, 再由排草轮抛撒到机体后面。这部分损失称为脱粒损失, 包括未脱粒角果、茎枝和部分果壳中夹带的籽粒。机械收获的前8 m用宽3 m的塑料布在收割机尾部接住机器排出物, 即清选损失和脱粒损失一起收集, 考察排出物中籽粒损失。试验操作过程中清选损失和脱粒损失难以分开。根据观察, 未脱粒角果主要是由排草轮排出, 即未脱粒角果损失主要属于脱粒损失。本试验将排出物中损失总体分为两部分, 夹带损失(yield loss caused by mixed straw and shell, ML)和未脱粒角果损失(yield loss caused by non-threshing pod, NTPL)。
1.4 数据处理文中各部分损失量以干重计, 小区产量、机械收获产量以水分含量换算成干重。用SPSS10.0软件统计分析数据, Microsoft Excel绘制图表。最小显著差法(LSD)比较处理间差异显著性。

2 结果与分析2.1 不同处理产量损失量和损失率差异2.1.1 产量和收获总损失率差异 对小区产量、机收产量和总损失率的方差分析(表1)表明, 氮肥处理、密度处理以及氮肥与密度的互作之间差异都极显著, 其中氮肥的影响效应高于密度效应, 互作的效应最小。相同密度条件下随着氮肥用量增加小区实际产量和机械收获产量均显著增加。N1和N2处理条件下, 随密度的增加产量均显著增加, N3条件下D2和D3密度处理产量显著高于D1密度处理, D2和D3处理间无显著差异。不同处理的机械收获总损失率的变化范围在6.13%~7.82%之间, 同一氮肥条件下随着密度增加, 损失率平均值逐渐增加, N1处理内损失率差异相对较小, 3个密度处理间无显著差异。同一密度条件下随着氮肥用量增加, 损失率逐渐增加。相关分析表明小区产量、机械收获产量与总损失率都呈极显著正相关。
表1
Table 1
表1(Table 1)

表1 不同处理产量及其总损失率差异 Table 1 Differences of yield and total yield loss percentage in different treatments 处理 Treatment 密度 Density 小区产量 Plot yield (kg hm-2) 机收产量 Yield of mechanical harvesting (kg hm-2) 总损失率 Total yield loss percentage (%) N1 D1 1508.42±48.84 f 1416.02±46.44 f 6.13±0.07 f D2 1916.03±32.00 e 1796.55±29.55 e 6.24±0.05 f D3 2121.24±47.14 d 1985.76±42.78 d 6.39±0.10 ef N2 D1 2092.67±40.56 d 1954.88±36.93 d 6.58±0.06 e D2 2450.90±25.03 c 2278.05±21.47 c 7.05±0.09 d D3 2668.15±16.66 b 2471.33±18.34 b 7.38±0.15 bc N3 D1 2626.71±47.54 b 2434.52±43.83 b 7.32±0.15 cd D2 2849.02±88.15 a 2631.82±78.33 a 7.62±0.11 ab D3 2908.73±85.71 a 2681.22±79.72 a 7.82±0.06 a 相关系数 r 0.970** 0.967** FN 1570.82** 1477.20** 199.21** FD 148.13** 141.40** 86.22** FN× FD 6.56** 6.93** 6.24** N1、N2和N3分别为纯氮120、180和240 kg hm-2, D1、D2和D3分别为密度15×104、30×104和45×104株 hm-2。采用LSD法比较类型间差异, 字母不同表示差异达0.05显著水平; “ r”表示产量与总损失率的相关系数;**表示0.01显著水平。 N1, N2, and N3 denote nitrogen fertilizer levels of 120, 180, and 240 kg hm-2; D1, D2, and D3 denote density levels of 15×104, 30×104, and 45×104 plants hm-2, respectively. Values within a column followed by a different letter are significantly different at 0.05 probability level according to LSD test. “ r” stands for correlation coefficient between yield and total yield loss percentage.** denotes significance at 0.01 probability level.

表1 不同处理产量及其总损失率差异 Table 1 Differences of yield and total yield loss percentage in different treatments

2.1.2 产量损失和损失率差异 不同部分的损失量中清选和脱粒的损失量比较大(表2), 其中主要是夹带损失, 不同处理的夹带损失量的变化范围在60.52~155.24 kg hm^-2之间, 而清选和脱粒损失中未脱粒角果损失量比较小, 不同处理的变化范围在8.00~23.58 kg hm^-2之间。割台损失中脱落籽粒和未脱粒分枝损失量差异不大, 不同处理两部分损失量的平均值分别为14.17 kg hm^-2和18.58 kg hm^-2, 自然脱落损失量最小, 不同处理的变幅为3.60~5.48 kg hm^-2, 不同部分的损失量总体上随着产量的增加而增加。
自然脱落、割台、清选和脱粒3个损失率中以清选和脱粒的损失率最高(表2), 清选和脱粒中夹带损失率明显高于未脱粒角果的损失率, 不同处理中两者损失率的平均值分别为4.70%和0.65%, 随着氮肥用量和密度的增加两者平均值都呈增加趋势。割台损失中不同处理未脱粒分枝的损失率变化范围在0.74%~0.84%之间, 不同处理间无显著差异; 割台脱落籽粒同一氮肥条件下差异相对较小, 而随着氮肥用量的增加割台脱落籽粒的损失率有增加趋势。自然脱落损失率最小, 不同处理的变化幅度在0.19%~0.24%之间, 同一氮肥水平下不同密度处理间无显著差异, 随着氮肥用量增加自然脱落损失率平均值减小。相关分析表明, 在本试验条件下自然脱落损失率与总损失率极显著负相关( r = -0.942 ^**), 割台脱落分枝损失率与总损失率相关不显著( r =0.072), 其余各部分损失率与总损失率都呈极显著正相关, 其中夹带损失率与总损失率的相关系数最高( r =0.995 ^**)。
表2
Table 2
表2(Table 2)

表2 不同处理各部分损失产量和损失率差异 Table 2 Differences of yield loss and its percentage caused by different mechanical parts in different treatments (%) 处理 Treatment 密度 Density 自然脱落损失 SL 割台损失 CHL 清选和脱粒损失 CTL 割台籽粒损失CHL1 割台分枝损失CHL2 夹带损失ML 未脱粒损失NTPL 损失产量 Yield loss (kg hm-2) N1 D1 3.60±0.16 c 8.40±0.37 e 11.88±0.85 c 60.52±1.97 f 8.00±0.72 d D2 4.37±0.19 bc 10.45±0.47 d 15.81±0.89 bc 78.31±2.66 e 10.53±0.48 cd D3 4.76±0.28 ab 11.40±0.27 d 16.09±0.72 b 91.28±4.38 d 11.94±0.44 c N2 D1 4.29±0.29 bc 11.56±0.28 d 15.57±0.56 bc 94.17±3.77 d 12.19±0.71 c D2 4.84±0.35 ab 15.21±1.26 c 20.72±1.72 a 116.11±1.91 c 15.97±1.23 b D3 5.21±0.41 a 17.50±0.65 b 20.83±1.40 a 134.92±1.57 b 18.36±1.13 b N3 D1 5.00±0.03 ab 15.92±0.93 bc 21.17±1.62 a 131.42±4.79 b 18.67±1.14 b D2 5.41±0.42 a 17.45±0.45 b 21.64±2.25 a 150.00±7.33 a 22.71±1.62 a D3 5.48±0.18 a 19.68±0.96 a 23.52±1.85 a 155.24±3.57 a 23.58±1.33 a 损失率 Loss percentage (%) N1 D1 0.24±0.02 a 0.56±0.03 bc 0.79±0.04 a 4.01±0.11 g 0.53±0.03 d D2 0.23±0.01 ab 0.55±0.03 bc 0.83±0.05 a 4.09±0.07 fg 0.55±0.02 cd D3 0.22±0.01 ab 0.54±0.01 c 0.76±0.05 a 4.30±0.11 ef 0.56±0.01 cd N2 D1 0.21±0.02 ab 0.55±0.01 bc 0.74±0.03 a 4.50±0.11 de 0.58±0.03 cd D2 0.20±0.02 b 0.62±0.05 ab 0.84±0.06 a 4.74±0.07 cd 0.65±0.05 bc D3 0.20±0.02 b 0.66±0.03 a 0.78±0.06 a 5.06±0.04 b 0.69±0.05 b N3 D1 0.19±0.00 b 0.61±0.04 abc 0.81±0.07 a 5.00±0.10 bc 0.71±0.03 ab D2 0.19±0.02 b 0.61±0.02 abc 0.76±0.05 a 5.26±0.09 ab 0.80±0.06 a D3 0.19±0.01 b 0.68±0.01 a 0.81±0.06 a 5.34±0.05 a 0.81±0.03 a 相关系数 r -0.942** 0.890** 0.072 0.995** 0.980** N1、N2和N3分别为纯氮120、180和240 kg hm-2, D1、D2和D3分别为密度15×104、30×104和45×104株 hm-2。“ r”表示不同部分损失率与总损失率的相关系数。采用LSD法比较类型间差异, 字母不同表示差异达0.05显著水平。 N1, N2, and N3 denote nitrogen fertilizer levels of 120, 180, and 240 kg hm-2; D1, D2, and D3 denote density levels of 15×104, 30×104, and 45×104 plants hm-2, respectively. “ r” stands for correlation coefficients between yield loss percentage from different parts and total yield loss percentage. SL: yield loss caused by shattering; CHL: yield loss caused by combine header; CHL1: yield loss from seeds in the field caused by combine header; CHL2: yield loss from branches in the field caused by combine header; CTL: yield loss caused by cleaning and threshing; ML: yield loss caused by mixed straw and shell; NTPL: yield loss caused by non-threshing pod. Values within a column followed by a different letter are significantly different at 0.05 probability level according to LSD test.

表2 不同处理各部分损失产量和损失率差异 Table 2 Differences of yield loss and its percentage caused by different mechanical parts in different treatments (%)

2.1.3 损失比例差异 从表3看出, 自然脱落损失占总损失的比例最小, 不同处理为2.41%~3.90%; 割台损失中脱落籽粒损失和分枝损失占的比例分别为8.04%~9.10%和9.95%~13.24%, 其中脱落籽粒损失占的比例相对较小; 清选和排杂损失中主要以夹带损失为主, 不同处理占的比例为65.51%~69.05%, 而未脱粒角果占的比例较小, 不同处理为8.64%~ 10.47%。随着氮肥用量和密度增加, 自然脱落损失构成比例平均值下降, 其余部分损失构成比例在不同处理间差异相对较小。
表3
Table 3
表3(Table 3)

表3 不同部分产量损失占总产量损失的比例 Table 3 Ratio of yield loss in different parts to total yield loss (%) 处理 Treatment 密度 Density 自然脱落损失 SL 割台损失 CHL 清选和脱粒损失 CTL 割台籽粒损失CHL1 割台分枝损失CHL2 夹带损失ML 未脱粒损失NTPL N1 D1 3.90±0.29 a 9.10±0.48 a 12.85±0.80 ab 65.51±1.13 b 8.64±0.55 b D2 3.66±0.18 ab 8.75±0.46 a 13.24±0.78 a 65.54±1.27 b 8.81±0.25 b D3 3.52±0.20 ab 8.42±0.19 a 11.89±0.76 abc 67.36±1.21 ab 8.81±0.10 b N2 D1 3.12±0.24 bc 8.39±0.09 a 11.31±0.56 abc 68.33±1.00 ab 8.85±0.56 b D2 2.80±0.24 cd 8.79±0.55 a 11.97±0.76 abc 67.19±1.72 ab 9.24±0.61 ab D3 2.65±0.17 cd 8.89±0.18 a 10.58±0.54 c 68.56±1.12 ab 9.33±0.52 ab N3 D1 2.60±0.07 cd 8.28±0.44 a 11.03±0.97 bc 68.38±1.05 ab 9.71±0.38 ab D2 2.49±0.20 d 8.04±0.35 a 9.95±0.58 c 69.05±0.56 a 10.47±0.85 a D3 2.41±0.12 d 8.65±0.23 a 10.33±0.69 c 68.24±0.31 ab 10.36±0.48 a N1、N2和N3分别为纯氮120、180和240 kg hm-2, D1、D2和D3分别为密度15×104、30×104和45×104株 hm-2。采用LSD法比较类型间差异, 字母相同者差异不显著, 字母不同者差异达0.05显著水平。 N1, N2, and N3 denote nitrogen fertilizer levels of 120, 180, and 240 kg hm-2; D1, D2, and D3 denote density levels of 15×104, 30×104, and 45×104 plants hm-2, respectively. SL: yield loss caused by shattering; CHL: yield loss caused by combine header; CHL1: yield loss from seeds in the field caused by combine header; CHL2: yield loss from branches in the field caused by combine header; CTL: yield loss caused by cleaning and threshing; ML: yield loss caused by mixed straw and shell; NTPL: yield loss caused by non-threshing pod. Values within a column followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level according to LSD test.

表3 不同部分产量损失占总产量损失的比例 Table 3 Ratio of yield loss in different parts to total yield loss (%)

2.2 不同处理不同部位水分含量差异机械化收获时植株不同部位的水分含量以籽粒和角果皮较低(表4), 各处理条件下两者水分含量平均值分别为11.91%和12.12%。主茎上部和主茎基部水分含量较高, 其中主茎基部水分含量最高, 不同处理平均值为77.16%, 与主茎上部平均值(69.56%)相比增加10.92%。氮肥对植株水分含量影响较大, 对相同部位进行比较后结果表明, N3条件下不同密度处理的水分含量平均值均要高于N2和N1条件下所有处理, N2条件下各处理高于N1条件下各处理。而密度对水分含量影响相对较小, 除了N3条件下D1处理主花序和分枝水分含量显著高于D3处理外, 其余同一氮肥条件下不同密度间水分含量均无显著差异。相关分析表明不同部位水分含量与总损失率都呈极显著正相关, 其中角果皮水分含量与总损失率相关系数最高, 为0.866^**。
表4
Table 4
表4(Table 4)

表4 不同部位水分含量 Table 4 Moisture content in different parts in different treatments (%) 处理 Treatment 密度 Density 籽粒 Seed 角果皮 Shell 主花序和分枝 Main inflorescence and branches 主茎上部 Upper stem 主茎基部 Lower stem N1 D1 11.24±0.24 cd 11.25±0.35 bc 24.53±0.68 de 65.35±1.51 bcd 74.86±1.51 de D2 10.92±0.35 d 11.01±0.19 c 23.19±0.65 e 64.30±1.92 cd 73.88±1.09 de D3 10.86±0.43 d 11.02±0.29 c 22.73±0.39 e 63.96±0.49 d 73.27±1.00 e N2 D1 12.02±0.22 bc 12.36±0.39 ab 27.71±1.14 c 69.31±1.37 b 77.48±1.15 bcd D2 11.79±0.26 c 12.11±0.89 abc 26.26±0.48 cd 68.74±1.17 bc 76.73±1.41 cde D3 11.68±0.21 cd 12.24±0.07 abc 26.31±0.24 cd 68.23±1.08 bcd 76.31±1.89 cde N3 D1 13.17±0.31 a 13.18±0.18 a 33.94±0.95 a 76.35±1.68 a 81.71±1.69 a D2 12.85±0.30 ab 12.96±0.31 a 32.70±0.29 ab 75.45±1.37 a 80.67±0.70 ab D3 12.66±0.52 ab 12.82±0.48 a 31.85±0.53 b 74.35±2.39 a 79.50±0.84 abc 相关系数 r 0.813** 0.866** 0.812** 0.847** 0.798** N1、N2和N3分别为纯氮120、180和240 kg hm-2, D1、D2和D3分别为密度15×104、30×104和45×104株 hm-2。采用LSD法比较类型间差异, 字母不同表示差异达0.05显著水平。“ r”表示不同部位水分含量与总损失率的相关系数。 N1, N2, and N3 denote nitrogen fertilizer levels of 120, 180, and 240 kg hm-2; D1, D2, and D3 denote density levels of 15×104, 30×104, and 45×104 plants hm-2, respectively. “ r” stands for correlation coefficients between moisture content in different parts and total yield loss percentage. Values within a column followed by a different letter are significantly different at 0.05 probability level according to LSD test.

表4 不同部位水分含量 Table 4 Moisture content in different parts in different treatments (%)

2.3 不同处理农艺性状差异不同处理小区的植株株高变化范围在145.51~ 165.31 cm之间(表5), 随着氮肥用量增加, 株高相应增加, N3处理各密度水平的株高平均值分别比N2和N1增4.24%和8.80%。随着密度增加, 株高降低, 但密度对株高的影响与氮肥相比较小, D1处理各氮肥水平株高均值分别比D2和D3处理下降2.41%和3.87%。株高的增加也相应地增加了油菜倒伏的风险, 且不利于机械收获, 因此生产中应适当降低氮肥用量, 提高种植密度, 降低株高。单株分枝数、角果数和每角粒数平均值都随着氮肥用量增加而增加, 随着密度增加而减小, 而群体分枝数和角果数随着氮肥和密度增加都呈增加趋势。千粒重除了N1条件下D3处理较小以及N3条件下D1处理较高外, 其余处理间都没有显著差异。相关分析表明株高、群体分枝数和群体角果数与总损失率呈显著或极显著正相关, 相关系数分别为0.669^*、0.675^*和0.888^**。
表5
Table 5
表5(Table 5)

表5 不同处理植株农艺性状 Table 5 Agronomic characters in different treatments 处理 Treatment 密度 Density 株高 Plant height (cm) 分枝数 Number of primary branches 角果数 Number of pods 每角粒数 Number of seeds per pod 千粒重 1000-seed weight (g) 单株 Per plant 群体Population (×106 hm-2) 单株 Per plant 群体Population (×106 hm-2) N1 D1 150.40±1.53 de 7.43±0.23 c 1.11±0.03 g 147.93±4.55 c 22.19±0.68 e 18.82±0.40 bcd 3.61±0.01 abc D2 147.81±1.95 ef 5.81±0.12 e 1.74±0.04 e 99.25±1.71 f 29.78±0.51 d 18.14±0.12 def 3.55±0.03 bc D3 145.51±1.23 f 5.16±0.23 f 2.32±0.10 c 77.05±1.20 g 34.67±0.54 c 17.28±0.25 f 3.54±0.09 c N2 D1 157.21±1.86 bc 8.62±0.12 b 1.29±0.02 f 194.11±3.33 b 29.12±0.50 d 19.53±0.23 b 3.68±0.02 ab D2 153.62±0.95 cd 6.87±0.09 d 2.06±0.03 d 120.61±1.55 e 36.18±0.47 c 18.76±0.24 bcd 3.61±0.04 abc D3 151.72±1.19 de 5.84±0.20 e 2.63±0.09 b 92.71±2.82 f 41.72±1.27 b 17.68±0.71 ef 3.62±0.07 abc N3 D1 165.31±1.47 a 9.52±0.17 a 1.43±0.02 f 228.46±5.72 a 34.27±0.86 c 20.66±0.36 a 3.71±0.04 a D2 160.08±2.05 b 7.88±0.22 c 2.36±0.07 c 136.51±4.72 d 40.95±1.42 b 19.22±0.22 bc 3.62±0.03 abc D3 157.39±0.62 bc 6.83±0.06 d 3.07±0.02 a 98.56±1.48 f 44.35±0.67 a 18.31±0.30 cde 3.58±0.03 abc 相关系数 r 0.669* 0.251 0.675* 0.037 0.888** 0.212 0.280 N1、N2和N3分别为纯氮120、180和240 kg hm-2, D1、D2和D3分别为密度15×104、30×104和45×104株 hm-2。采用LSD法比较类型间差异, 字母相同者差异不显著, 字母不同者差异达0.05显著水平。“ r”表示不同农艺性状与总损失率的相关系数。 N1, N2, and N3 denote nitrogen fertilizer levels of 120, 180, and 240 kg hm-2; D1, D2, and D3 denote density levels of 15×104, 30×104, and 45×104 plants hm-2, respectively. “ r” stands for correlation coefficients between agronomic characters and total yield loss percentage. Values within a column followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level according to LSD test.

表5 不同处理植株农艺性状 Table 5 Agronomic characters in different treatments

3 讨论本试验设置不同氮肥及密度处理, 得到油菜不同群体结构及产量水平后, 在籽粒含水量为10.86%~13.17%之间时进行机械收获, 结果显示, 收获过程中清选和脱粒的损失率(夹带和未脱粒角果)比较大, 不同处理在4.58%~6.15%之间, 占总损失比例的74.15%~79.52%, 其中主要是夹带损失, 占总损失的65.51%~69.05%, 而未脱粒角果损失比例较小, 只有8.64%~10.47%。割台损失比例为17.99%~21.99%, 而自然脱落比例最小, 各处理在2.41%~3.90%之间。因此降低油菜收获损失率主要还应该从降低清选和脱粒损失从而改进农机性能和农艺措施方面着手。
有关适宜油菜机械化的收获时期一直有争论, 一直认为收获时期不能太迟, 太迟引起自然脱落和割台损失率高^{[ 18]}。本试验中收获时植株成熟度较高, 其中籽粒含水量在10.86%~13.17%之间, 总收获损失率在6.13%~7.82%之间。从已有的试验结果看^{[ 19]}, 在籽粒含水量30%左右时收获, 未脱粒角果损失占的比例大, 为31.70%~33.13%, 总损失率也高于本试验结果。相关分析也表明总损失率与植株不同部位水分含量都呈显著或极显著正相关, 其中与角果皮水分含量相关系数最大( r =0.866 ^**), 因此在生产上可以首先根据角果皮的形态特征估算其水分含量从而确定其适宜的收获时期。本试验从植株形态上看, 低氮(N1, 120 kg hm^-2)和中氮(N2, 180 kg hm^-2)处理角果全部变黄变枯, 低氮处理主花序中下部角果皮开始变黑, 分枝以及主茎倒二、倒三分枝节位以上部分已全部褪绿变枯, 中氮处理主花序和各分枝基部基本褪绿变枯。高氮处理(N3、240 kg hm^-2)下部分枝的极少部分角果未变黄, 主花序上部约3/4已完全褪绿, 基部1/4呈浅绿色, 下部分枝褪绿的比例减小。
试验中N3D2和N3D3处理小区产量最高, 相关分析表明小区产量与群体分枝数和群体角果数显著和极显著正相关, 相关系数分别为0.727^*和0.942^**, 在一个试验因子(氮肥/密度)相同的条件下, 随着另一个试验因子(密度/氮肥)水平的增加, 群体分枝数和群体角果数增加, 小区产量增加。不同处理条件下总损失率与产量、氮肥用量以及密度的相关系数分别为0.970^**、0.918^**和0.358, 其中总损失率与产量的相关系数最高, 而总损失率与密度不相关。试验中N3D2和N3D3收获损失率也比较高, 但是由于小区产量显著高于其他处理, 最终机收产量也显著高于其他处理, 因此在油菜机械化生产过程中为了获得更高的收获效益, 不能片面追求低损失率, 而首先要确保一定的氮肥用量和密度的基础上获得高产^{[ 20, 21]}, 在高产的基础上再采取措施进一步降低收获损失率。
4 结论采用同一油菜品种设置不同的氮肥及密度处理, 在籽粒含水量为10.86%~13.17%之间时进行机械收获, 机械收获总损失率为6.13%~7.82%。收获总损失率与产量和氮肥用量都呈极显著正相关, 与密度关系不显著。不同部分产量损失占总产量损失的比例差异较大, 自然脱落损失比例最小, 不同处理占总损失的比例为2.41%~3.90%; 其次是割台损失, 不同处理占总损失的比例为17.99%~21.99%; 清选和排杂损失比例最大, 占总损失的74.15%~79.52%, 其中主要是夹带损失, 占总损失的65.51%~69.05%, 而未脱粒角果损失比例较小, 为8.64%~10.47%。因此降低机械收获损失率的关键是降低清选和脱粒损失。
The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。The authors have declared that no competing interests exist.

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