杂交水稻机械收获减少稻谷产量损失度的关键技术研究

徐富贤 高尚卿 孔晓谦 徐魏 伍燕翔 徐麟 魏林 肖鹏飞佘恒志 陈凯 龚飞 蒋鹏 张林 郭晓艺 刘茂

（1 四川省农业科学院 水稻高粱研究所/农业农村部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室/作物生理生态及栽培四川省重点实验室，四川 德阳 618000；2 泸县农业农村局，四川 泸县 646100，3 富顺县农业农村局，四川 富顺 643200；4 宜宾市翠屏区农业农村局，四川 宜宾 644000；5 隆昌市农业农村局，四川 隆昌 642150；6 梓潼县农业农村局，四川 梓潼 622150；第一作者：xu6501@163.com；*通信作者：2388838818@qq.com）

目前，我国70%左右稻田采用机械收割。机械收割不仅解决了农村劳动力短缺问题，还大幅度提高了劳动生产效率，每hm2作业成本1 050~1 800 元，仅为传统人力脱粒收割方式的10%～15%，深受广大稻农的欢迎。然而，机械收割的稻谷损失率极高，有研究表明，机械收割比传统人力脱粒机收割多损失稻谷318.0～756.0 kg/hm2，损失率为5.17%～11.98%[1-2]。若以平均损失率8.00%计，全国因机械收割的稻谷损失量高达117.6 亿kg，相当于每年损失了166.7 万hm2稻田的稻谷总产量，生产上急需机收时减少稻谷产量损失的技术。因此，开展稻田机收减损技术研究对保障国家粮食安全具有重要意义。

关于机械收获水稻减损技术研究，先期对机收致稻谷损失原因进行了较多分析[3-5]。徐富贤等[2]探明了选择水稻落粒性差品种、适当提高施氮量、齐穗后第30 d收获有利于减少收割时自然落粒。曾勇军等[6]认为，选择性能优良的国产或进口收割机在水稻成熟度为90%时及时收获，机收的适宜留茬高度为10 cm，保持中低档行走速度于上午10∶00 以后收割，可显著减少机收产量损失。王桂民等[7]指出，从全田90%的谷壳变黄开始，最佳收获历期5 d 左右，可作为稻麦轮作区水稻收获机械优化配置参考。以上研究成果为机收减损提供了重要技术支撑，但对氮肥管理模式、收割机作业技术方面的研究极少。为此，作者于2019—2022 年开展了水稻施氮方式、收割时植株湿润状态、收割植株高度、排风力度与机收稻谷损失率的关系研究，以期为稻田机收减损技术集成提供科学依据。

1 材料与方法

试验于2019—2022 年分别在四川省农业科学院水稻高粱研究所泸县基地和泸县兆雅镇冬水稻田进行。

1.1 施氮方式对机收稻谷损失率的影响

试验于2019 年在泸县兆雅镇雅龙水稻专业合作社开展，以川优6203 为试验品种。3 月11 日播种，地膜湿润培育中苗秧，4 月15 日按30 cm×20 cm 规格每丛栽2 株苗。施氮量150 kg/hm2，并按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶1配施相应磷钾肥，磷钾肥作底肥一次性施用。设3 种施氮方式（底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2、底肥∶蘖肥∶穗肥=5∶3∶2、底肥∶蘖肥∶穗肥=7∶3∶0），其中底肥、蘖肥、穗肥和粒肥分别于移栽前1 d、移栽后10 d、倒4 叶期和齐穗期施用。其他栽培管理与大面积生产相同。每种施氮方式面积140 m2，3 次重复，顺序排列。

于成熟期用久保田688（沃德锐龙）收各区块实产，同时测定稻谷充实率（水选法，充实率=结实粒平均千粒重÷饱粒千粒重×100）和损失量（收集收割机排风口排出的茎叶，从中过筛选出稻谷量），并统计稻谷损失率[损失率=稻谷损失量÷（稻谷损失量+实收产量）×100]。

1.2 植株湿润状态对机收稻谷损失率的影响

试验于2019 年在四川省农业科学院水稻高粱研究所泸县基地开展，以明确水稻收割当时植株上的露水对机收稻谷损失率的影响。以内6 优1787 为试验品种，3 月8 日播种，地膜湿润培育中苗秧，4 月11 日按30 cm×20 cm 规格每丛栽2 株苗。施氮量150 kg/hm2，其中底肥70%、蘖肥30%，并按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶1 配施相应磷钾肥，磷钾肥作底肥一次性施用。其他栽培管理与大面积生产相同。

于成熟期8 月7 日上午，收割前分别喷清水0、1 500、3 000 kg/hm2。每个处理小区面积135 m2，3 次重复，顺序排列。用久保田688（沃德锐龙）收各区块测实产，同时测定损失量，并统计稻谷损失率。

1.3 收割株高对机收稻谷损失率的影响

为了探明机收植株高度对稻谷损失率的影响，2020 年在泸县兆雅镇雅龙水稻专业合作社开展试验。以内6 优107（株高125 cm 左右）为试验品种，3 月5 日播种，地膜湿润培育中苗秧，4 月10 日按30 cm×20 cm规格每丛栽2 株苗。施氮量150 kg/hm2，其中底肥70%、蘖肥30%，并按N∶P2O5∶K2O =1∶0.5∶1 配施相应磷钾肥，磷钾肥作底肥一次性施用。其他栽培管理与大面积生产相同。

于8 月6 日，设割茎处距穗顶长度65、80、95、110 cm 4 个处理，每处理收割80 m2，3 次重复。用久保田688（沃德锐龙）收各区块测实产，同时测定损失量，并统计稻谷损失率。

1.4 排风力度对机收稻谷损失率的影响

为了探明机械风力对稻谷损失率的影响，2021 年在泸县兆雅镇雅龙水稻专业合作社进行试验，以天优华占为材料，3 月18 日播种，地膜湿润育秧，本田一次性施复合肥（N∶P2O5∶K2O=23%∶8%∶9%）375 kg/hm2。4 月23 日移栽，移栽规格30 cm×20 cm，每丛2 株苗。8 月21 日，以水稻收割机久保田688 为试验机型，排风口设低、中、高3 种风力，标准行走速度，并以传统人工半自动收割为对照，共4 个处理。每个处理3 次重复，共12 个小区，小区面积67 m2，各区（组）间留宽为1 m 的走道。8 月21 日小区收割测产，并按13.5%标准含水量折合干谷产量。

1.5 集成技术示范

为检验以上机收集成技术的减损效果，2022 年分别在四川泸县、富顺、隆昌、翠屏、合江等5 个地点开展同田对比示范。以内6 优107 为示范品种，按当地高产适宜播种期3 月5—12 日播种，地膜湿润育秧，按30 cm×20 cm 规格每丛栽2 株苗。本田施氮量150 kg/hm2，按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶1 配施相应磷钾肥作底肥。设3 个收割处理：1）机收创新技术：底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2，收割时无露水，割茎处距穗顶长度80 cm 左右，低风力；2）机收常规技术（CK1）：底肥∶蘖肥=7∶3，收割时有露水，割茎处距穗顶长度95 cm 左右，高风力；3）传统人力收割（CK2）：底肥∶蘖肥=7∶3，收割时有露水，割茎处距穗顶长度100 cm 左右，无风力。每个处理面积100 m2，无重复。收割机均为久保田系列，但各地点的型号不完全一致。按前述方法计算2 个机收处理的区块实产和损失产量，传统人力收割方式的残留茎叶中稻谷过筛后混入计总产（没有单独计损失产量）。

2 结果与分析

2.1 施氮方式对机收稻谷损失率的影响

从表1 可见，底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2（优化技术）处理产量最高，稻谷损失率仅2.51%，显著低于其他两种施氮方式。原因在于该技术中粒肥施用显著提高了稻谷充实率，即秕粒比例减少[8]，收割机排风口排出的稻谷量（秕粒多，饱粒极少）少。

表1 不同施氮方式下机收的稻谷损失率比较

2.2 植株湿润状态对机收稻谷损失率的影响

由表2 看出，每hm2喷清水1 500 和3 000 kg，机收时稻谷损失率分别高达9.30%和16.39%，均分别比不喷清水处理的稻谷损失率5.17%显著增加。究其原因，喷水后增加了植株湿度，机收时大量谷粒与茎叶粘附在一起，从收割机排风口随茎叶一同排出田间。因此生产上水稻成熟期选择全天中植株无露水时收割为宜，特别是群体生长量大的稻田，宜在植株叶片干燥时收割。

表2 不同喷水量下机收的稻谷损失率比较

2.3 收割株高对机收稻谷损失率的影响

从表3 可见，水稻机收割茎处距穗顶长度80 cm处理实收产量最高。分析其原因，割茎处距穗顶长度越大，作业负荷越大，需大排风力，通过排风口排出的谷粒也就越多。因此，95 和110 cm 这2 个处理的稻谷损失量均比80 cm 处理显著增加, 65 cm 处理则有所下降。但65 cm 处理割茎处位置相对较高，致部分株高较低的分蘖穗无法进入收割台而漏收，生产上特别是半喂式国产收割机型，造成损失更大。

表3 不同收割长度下机收的稻谷损失率比较

水稻品种生育期越长植株高度越高，一般早稻、中籼早熟、中籼中熟、中籼迟熟品种株高分别在90、100、115、125 cm 左右，同一生育期类型不同品种株高相差5～10 cm。根据本研究结果，无论何种品种水稻机收割茎处距穗顶长度80 cm 左右的稻谷损失率较低。

2.4 排风力度对机收稻谷损失率的影响

从表4 看出，以传统人力半自动收割产量最高，分别比机收风力高、中、低处理增产11.68%、9.15%和2.46%。表明机收风力越大，从排风口吹出的谷粒越多，其稻谷损失越大。进一步多重比较结果显示，低风力产量与传统人力半自动收割两种收割方式间产量差异不显著，均分别比中、高风力收割方式显著增产。可见，采用机收以低风力收割为宜。

表4 不同收割方式下稻谷产量比较

2.5 机收集成技术的示范效果

由表5 看出，3 种水稻机收技术在5 个地点平均实收产量有差异，其中机收创新技术实收产量为9 162.0 kg/hm2，与传统人力收割（CK2）相当，但比机收常规技术（CK1）增产8.68 %。

表5 不同收割方法的稻谷产量比较 （单位：kg/hm2）

3 讨论

机收会造成杂交水稻极大损失[1-2]。影响损失的主要因素有收割机性能、机手水平、作物状况、作业速度和田块大小等[3]，具体损失包括拔禾损失、割台损失、脱粒损失、夹带损失和清选损失[4-5]。目前，有关机收对稻谷产量的减损措施多停留在宏观上[3-5]，如采取强化培训、适时收割、及时调整、正确收割倒伏水稻等，以及启动作业补贴、提高智能化水平、加强技术指导、加强对机收损失的测评和农机农艺融合等。

就减损技术而言，通过选择水稻落粒性差品种、适当提高施氮量[2]、稻谷9 成黄收割、留茬高度为10 cm，低档行走速度于上午10∶00 以后收割[6-7]，对降低机收产量损失有一定效果。作者发现，水稻机收时90%以上的稻谷损失量均是从收割机杂质排风口排入田间所致。本文围绕如何减少稻谷从排风口排出量而开展的研究表明，采用“前促中控后保施氮法（底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2）”可在保证水稻高产的足够库容量基础上，通过施用粒肥提高籽粒充实度[8]，以减少机收时从排风口排出秕粒数量，进而达到降低稻谷损失目的。曾勇军等[6]提出机收适宜留茬高度为10 cm，适用于株高较矮的早稻品种。本研究认为，无论何种类型品种，水稻机收割茎处距穗顶长度80 cm 左右为宜，因为割茎处距穗顶长度越大，作业负荷越大，需大排风力，通过排风口排出谷粒多。如果割茎处距穗顶长度过小，则会导致部分株高较矮的分蘖穗无法进入收割台而漏收，造成较大损失。每hm2喷清水1 500 kg 和3 000 kg，机收时稻谷损失率分别高达9.30%和16.39%，均分别比不喷清水处理的稻谷损失率（5.17%）显著增加，选择全天中植株无露水时收割有利于降低损失率。进一步研究表明，在收割机标准行走速度下，设置为低风力排茎叶的方法，大大减少了从排风口排出的稻谷损失量。

集成的以“前促中控后保施氮法（底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2）、水稻机收割茎处距穗顶长度80 cm 左右、植株干燥时采用标准行走速度下低排风力收割”为核心的机收减损技术，在川南部分县（区）示范，平均稻谷损失量仅208.5 kg/hm2，比大面积现有机收技术稻谷损失减少367.5 kg/hm2，平均产量9 162.0 kg/hm2，与传统人力收割方式产量相当。