直播油菜全程机械化生产技术研究进展

韩 笑，刘海翠，李 赢，石晓旭，石 吕，薛亚光，刘 建

（江苏沿江地区农业科学研究所，江苏南通 226541）

0 引言

油菜是中国第一大油料作物，菜籽油的供给量常年占中国植物油供给量的47%左右[1]，其作为饲料、绿肥、能源和观光作物也具有较好的生态价值和经济价值。从2007年起中国的油菜种植面积开始出现下滑，这主要是粮油争地，劳动力成本提高，油菜种植效益低等原因造成的。中国统计年鉴显示，截至2019 年，中国油菜播种面积为658.3 万hm2，较2010 年下降了10%；菜籽油的产量为1348.5 万t，占全球油菜籽产量的比例也有所下滑，从过去的30%左右下降为20%左右[2-3]。受资源限制，短期内中国油菜的播种面积难以大规模增加，但可以通过提高种植效率及单产水平来弥补播种面积的不足，其中最重要的环节就是要不断提高油菜的机械化生产水平。

全程机械化生产能够实现油菜按时收种和统一管理，用工量少，生产成本显著降低[4]，具有较高的经济价值，能够提高油菜的市场竞争力。目前中国油菜生产全程机械化水平仍然较低，普遍低于水稻、小麦、玉米、大豆等作物[5]。据统计，2019年全国水稻、小麦、玉米三大粮食作物综合机械化率已超80%，而油菜综合机械化率仅为50%左右。机械化生产包括机械化耕地整地、种植、收获和田间管理4 个环节，其中油菜机械耕地整地、施肥和打药等环节机械化水平近2 年均达到了80%以上。种植和收获环节的机械化率较低，2018年分别为29.82%和40.25%，2019年仅提高了3个百分点。由此看来，机械化收种程度低就是目前制约中国油菜生产机械化水平的关键性因素[6-7]。

现阶段，中国油菜种植主要采用移栽和直播2 种方式。移栽油菜存在育苗成本高、过程繁琐费力、劳动力成本高、对机械化收获的适应性较差、总体经济效率低等问题，难以扩大推广[8]；直播油菜则因操作简单、省工省时、经济效益好逐渐受到农户的青睐，并成为了提高油菜机械化水平的重要突破口。因此，为了进一步提高农村生产力和油菜种植的综合效益，中国应改变传统的油菜生产方式，大力推广油菜机械化直播的轻简化生产方式，充分发挥直播油菜的生产潜力，推动油菜产业绿色、高质量发展，不仅对中国种植业结构和国民经济有重要影响，而且对保障中国食用油安全也具有重要意义。

1 直播油菜机械化生产技术途径

1.1 品种选择

为了解决中国食用油常年短缺的问题并且改良食用油的品质，过去很长一段时间高产和优质是中国油菜育种的主要目标，农户在选择油菜种子时也主要考虑产量、籽粒含油量，抗病和抗倒伏等特征，油菜品种与机械化作业适应性的研究与考虑有所欠缺[9]。油菜机械化收获对油菜植株株型、分枝、成熟整齐度要求较高，目前生产上普遍选用的杂交油菜虽然产量较高，但是大多存在株型大、分枝多、角果易开裂、植株易倒伏等特点，不利于油菜的机械化收获[10]。未来在油菜品种选育上，应以高产量、高含油率和适合机械化作业的目标为导向，综合考虑株型、角果抗裂性、成熟一致性、适收期、生育期等因素，筛选出耐密植、抗倒伏、株型紧凑、抗裂角、苗期生长快、抗菌核病等适合迟播种植的油菜早熟品种。

1.2 耕地整地

耕地整地是油菜播种前必不可少的环节。前茬作物为水稻的田块土壤含水量高，易粘结成块，不利于机械田间运作，因此油菜播种前要做好前茬水稻的水浆管理，于收获前排干田内渍水，确保土壤的含水量不高于40%，否则要进行晒田处理。直播油菜为了达到浅耕、免耕的要求，要确保水稻留茬高度不高于15 cm，秸秆切碎后要均匀还田，为了加速秸秆的分解可适当使用速效氮肥，满足分解的肥料需求[11-12]。为了使土壤的耕层水气贯通，需要疏松油菜耕层土壤，机械翻耕的同时可配合施用有机肥，改善土壤结构，保证油菜根系能够最大程度吸收土壤中的营养成分[13]。直播油菜渍害、干旱僵苗问题时有发生，严重影响其根系发育、肥料吸收、全苗壮苗，因此播种前需疏通厢沟、围沟、腰沟，使沟沟相通，并且适当加开深沟，确保具备良好的排水条件。

1.3 播种

播期对直播油菜的生长发育影响较大，适播期为9月底至10月中旬。在旱田直播的油菜直播时间受前茬作物收获时间的影响较小；而在秧田直播的油菜由于前茬水稻收获及腾茬时间晚，不得不推迟播种时间，此时的光、温条件与移栽油菜播种育苗时已明显下降，不利于直播油菜生长发育过程中光合产物的转移，影响其全苗、壮苗、壮根、壮株[14]。为了确保直播油菜适期播种，吴玉珍等[15]指出应在播种前至少5 日腾茬并及早抢墒整地，在适期范围内尽早播种，避免因迟播气温下降出现难以壮苗越冬的情况。

直播油菜一般以适当增加播种量以发挥群体优势来弥补单株发育较弱、抗逆能力较差及产量低的不足，达到“以密增产、以密补迟、以密省肥、以密控草、以密适机”的效果。油菜提前播种需适当降低密度，晚播则需适当增加密度[16]。高密条件下油菜主根长、苗期生长缓慢、主轴角果多、有效分枝上移集中、株高适中、株型成熟整齐度高、单株茎杆较细、抗折断力减弱、机械阻力小，有利于机械化收获[17-19]。研究表明中国直播油菜收获密度应以30万～45万株/hm2为宜。左青松等[20]发现在密度45万株/hm2的范围内，低效分枝的比例会随着密度的增加而降低。杨光等[21]也指出种植密度在30万～32.5万株/hm2时综合损失率最低。

油菜播种前可采用薄膜型种衣剂和丸化型种衣剂包衣油菜种子促进出苗、成苗[22]。精量播种技术是机械化直播过程中的一项关键技术，利用油菜精密播种机将一定播种量的种子在种床适宜位置均匀播种，能够一次完成灭茬、旋耕、开沟、施肥、播种、覆土6种不同的作业工序，实现苗匀苗齐以及个体与群体的均衡发育，达到节种、省工和增效的目标。为解决种子与土壤的接触不紧实，贴合度不高，不利于油菜种子汲取土壤中的水分及各种营养物质，导致油菜种子吸水发芽不整齐进而影响出苗率等问题，生产上主要应用苗带重镇压技术使种床紧实度适宜，能与周围的湿土紧密接触，并保证种子上方有一层细土覆盖，起到防止土壤水分的蒸发，提高种床的温度的作用，使种子迅速发芽，促进油菜苗健康的生长发育。油菜播种后应于3叶期及时间苗、定苗以确保稳产增产，若因天气干旱墒情不足可采用沟灌方式，将水引入厢沟中保持土壤湿润状态。

1.4 施肥

直播油菜播种较迟，越冬前生长量较小，前期应保证充足的养分供给为高产奠定基础。以往种植经验表明，基肥应施用450 kg/hm245%复合肥抢墒播种。油菜定苗后，追施60～90 kg/hm2尿素，蕾薹期应追施60～90 kg/hm2尿素及45～75 kg/hm2氯化钾。此外，抽薹初期还应增施9～13.5 kg/hm2硼砂为防花而不实[23]。刘雪基等[24]研究发现适期播种的油菜施用270 kg/hm2纯氮产量最高，但是对于迟播油菜则应少施基肥，早施返青肥。吴永成等[25]也指出施用180～270 kg/hm2纯氮可获得较高产量，但是含油率和肥料利用率有所下降。李继福等[26]通过线性加平台模型和农田钾素平衡得出油菜的钾肥适宜用量为70.18 kg/hm2。为实现减氮增效、绿色生产的目标，机械耕种同步一次性侧深施肥技术得以发展，在水稻、小麦、玉米等粮食作物生产中的运用已相对成熟。吕伟生等[27]研究发现该技术同样适用于油菜种植，相比于传统土表浅施肥，油菜机械直播的同时条带状深施适量缓释肥能够有效提高油菜的生产力。但是刘秋霞等[28]也指出虽然一次性施用缓释肥能够保证高产，在渍水等逆境条件下还应适量补充速效氮肥保证稳产。

1.5 病虫草害防治

直播油菜全生育期干旱少雨及田间渍害现象时有发生。一般立春后雨水较多，连续阴雨天气会加重田间草害及菌核病的发生。杂草较多的田块需在播种前一周施用草甘膦等灭生性除草剂进行除草。播种后2天内应使用乙草胺进行土壤封闭处理。在油菜生长期，禾本科杂草和阔叶杂草应分别使用高效氟吡甲禾灵和草除灵进行防除，把好冬前除草关。菌核病多因直播油菜生长密度大、通风透光条件差、根系呼吸不畅、烂根烂茎的发生而加重，可使用多菌灵、脒鲜胺等药剂兑水喷雾进行化学防治并及时做好清沟防渍工作。由于干旱少雨，青虫、蚜虫、潜叶蝇、黄曲条跳甲四种虫害易发。应及时清理田间残株，保持土壤湿润并使用吡虫啉、吡蚜酮、阿维菌素和高效氯氰菊酯等药剂进行化学防治。

1.6 收获

当全田80%以上油菜角果变黄后应及时关注预报在晴天进行收获，收获时确保籽粒的含水量为10%～15%。目前生产上普遍采用联合收割机进行收获，收获后应晾晒5～7 天进行脱粒，并且选择通风、密闭、防潮的环境储存以防种子变质腐烂。

2 直播油菜全程机械化存在问题及改进措施

2.1 种植区域分散

中国油菜种植遍布全国各地，但是各地区种植面积分散，地块狭小，绝大部分农户选择种植在房前屋后，以小田块种植为主，品种各不相同，种植意愿主要体现在满足自家的食用油需求以及特定时节适宜种植、没有更合适的替代作物几个方面，形成油菜规模化种植存在很大的障碍。此外，种植油菜的经济效益与同季作物小麦相比相差甚远，导致农民种植的积极性不高，经营规模小，这些都是实现油菜全程机械化种植目标的主要困难[29-30]。因此，提高农民种植油菜及购机积极性是关键，应适当提高先进适用的油菜机械装备的购置补贴并加大对种植油菜的补贴额度，在农民经济能力范围内逐步提高适宜油菜生产的农机普及程度。另外，应中央一号文件的要求应加快土地流转力度，让能够实现机械化种植的种田大户或合作社承包零散的土地，形成大面积的规模化种植区域。在推广油菜全程机械化种植阶段，也需要大力发展专业化的技术人才，以促进油菜产业实现可持续发展。此外，中国南方地区尚有大范围的冬闲田，与粮争地矛盾小，可挖掘潜力巨大，鼓励农民在冬闲田中扩大“双低”油菜种植面积也是大力发展油菜全程机械化生产的有利条件[31-33]。

2.2 种植制度限制

中国油菜分为春播油菜和冬播油菜2 种，春播油菜主要集中在东北和西北地区，冬播油菜主产区在长江中下游地区，油菜面积和总产量均占90%以上[34]。该地区的主要种植方式为稻后油，前茬作物水稻收获后留茬高度较高，秸秆量较多，土壤黏重板结，增加了油菜机械化作业难度。另外在油菜主产区种植的水稻大多为迟熟中粳品种，收获时间一般在10 月中下旬，机械化直播方式播种时间通常较晚，而收获时间又较育苗移栽相对略早，因而整个生育期较育苗移栽油菜平均短15～20 天，目前大多高产品种在生育期缩短的条件下较难发挥高产潜力。为了兼顾稻油两熟地区前茬作物和后茬作物的经济效益，应选择水稻相对早熟的品种使其在10月上中旬收获，后茬作物油菜便能够在适宜播种时间进行油菜机械化直播，农民的种植积极性也会提高，从而提高油菜生产的机械化程度[35]。

2.3 油菜机械研发滞后

近些年来，中国有大批油菜直播机和油菜联合收割机等机械投入市场，但是适宜油菜机械化生产的成熟机型仍然不多。目前推广程度较高的装备大多是在原有的稻麦收种机改变输种管位置和行距的基础上改装而来，其性能并不全符合油菜收种的特点，存在可靠性差、适应性不强、关键性指标不能满足生产等问题，如移栽作业效率低、直播机播种均匀度低和联合收获损失率高等。虽然有些地区也在积极引进国外先进的油菜生产装备，但是国外以大中型装备为主，普遍存在机械价格高农民接受度低的问题，难以示范推广，进一步阻碍了油菜全程机械化的发展。因国外大型农业机械难以推广应用，中国应研制适合中国油菜种植区国情的生产机械，从播种、移栽、收获等关键环节加大研发力度，切实解决好播种不均、作业效率低、技术含量不高、收获期间损失大等问题，提升农机作业的稳定性、适应性以大大提高生产效率。在制定油菜生产机械化技术路线时，应根据中国油菜种植的生态类型、种植制度、品种特点、气候条件、装备基础等因素选择适宜的油菜生产方式。

3 展望

为了不断提高中国直播油菜的综合效益，进一步推动中国农业现代化进程，大力推广直播油菜全程机械化生产模式是重点。未来除了依托现代化的科学技术不断创新符合油菜实际种植要求的农机装备，还要不断研究适宜直播油菜机械化生产的高产高效栽培技术模式，促进农机农艺融合发展。因此建议今后应着眼于以下几个方面的研究。

（1）直播油菜前茬稻草还田方式研究。随着水稻单产连年提高，秸秆量也逐渐增加，还田任务加重。目前生产上主流的稻草全量翻压还田和全量覆盖还田方式均因过厚的稻草层对油菜出苗产生一定的物理阻碍。除了提高油菜的播种量，未来可借鉴稻茬麦稻秆还田方式，探索洁区播种、条带耕作、宽窄行种植[36]等技术模式的应用以提高油菜的出苗率。

（2）直播油菜高密抗倒协调性研究。合理密植不仅能够改变油菜的个体和群体的关系，而且能够提高产量，目前是专家学者们的研究热点[37]。大量研究表明，油菜抗倒性会随着种植密度的提高而下降[38-39]。这是因为高密度种植下油菜分枝高度显著增加而单株茎秆较细弱显著增加了油菜倒伏的风险，制约了油菜产量的进一步提高。已有的研究表明筛选耐密植且抗倒伏的品种是解决该矛盾的最有效途径，除此之外也可通过改变栽培措施来协调高密与抗倒伏之间的关系，该方向也是未来科学家们研究的重点[40]。

（3）冬油菜抗寒性研究。全球气候变化异常，极端气候的发生频率逐年增加，2021年冬季全国大部分地区就遭遇了1965年以来最大的寒潮灾害，长江流域油菜、蚕豆、马铃薯等农作物均受到了大面积的冻害。冻害是制约油菜生产的重要性因素，由于前茬水稻腾茬晚，直播油菜生育期不断推迟，期间连续阴雨寡照天气频繁，直播油菜更易受到迟播低温的影响[41]。为了适应冬季极端低温、连续降雪等气候变化，未来中国冬油菜品种也应进行抗寒性的筛选，并且可以研究油菜田间肥水管理、培土措施和施用植物生长调节剂等农艺措施提高油菜的抗寒性及灾后恢复能力。

（4）直播油菜苗质提升化控技术研究。运用植物生长调节剂、微肥、营养剂等对直播油菜生长发育进行化学调控，是传统栽培技术的发展与补充，具有用量少、成本低、见效快、应用广的特点。目前油菜生产中对于多效唑的运用已较为广泛，研究发现于三叶期和越冬前喷施多效唑可防治高脚苗、控旺促壮保证安全越冬[42]。针对以上稻草还田影响出苗壮苗，高密抗稻协调性差以及抗寒抗冻的问题，除了改变传统的耕作栽培措施外，还可以研究化控技术的调控效果以顺应农业绿色发展、减量增效、省工省时的形势要求。