收獲時(shí)期對稻麥輪作水稻機(jī)收損失構(gòu)成的影響

王桂民，易中懿，2※，陳　聰，曹光喬（. 江蘇大學(xué)管理學(xué)院，鎮(zhèn)江 22000；2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，南京 2004；. 農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，南京 2004）

?

收獲時(shí)期對稻麥輪作水稻機(jī)收損失構(gòu)成的影響

王桂民1，易中懿1，2※，陳聰3，曹光喬3
（1. 江蘇大學(xué)管理學(xué)院，鎮(zhèn)江 212000；2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，南京 210014；3. 農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，南京 210014）

摘要：為了研究稻麥輪作區(qū)水稻機(jī)械化收獲損失構(gòu)成特征及其不同收獲時(shí)期的變化規(guī)律，該文在統(tǒng)一管理的同一水田，從全田90%的谷殼變黃開始至100%谷殼變黃止共12 d進(jìn)行機(jī)收試驗(yàn)，測試水稻千粒質(zhì)量、收割機(jī)夾帶稻谷質(zhì)量、割臺碰撞掉粒數(shù)量、收獲的稻谷質(zhì)量等的變化情況。研究結(jié)果表明，水稻機(jī)收損失呈一元二次方程變化規(guī)律，越靠近11月11日的最佳收獲日作業(yè)，損失率越低。計(jì)算得到稻麥輪作區(qū)水稻機(jī)收適時(shí)性損失系數(shù)為0.0009，相對損失率穩(wěn)定在1%左右，絕對損失率在1.00%～6.80%之間變化。干物質(zhì)損失是機(jī)收總損失的最主要來源，11月9日至13日平均總損失率為1.38%，平均干物質(zhì)損失率為0.42%，占水稻機(jī)收總損失的30.43%；11月4日至18日，平均總損失率為3.61%，平均干物質(zhì)損失率為2.61%，占水稻機(jī)收總損失的72.30%，最佳收獲期應(yīng)為11月9日至11月13日，即最佳收獲日左右5 d。該研究可為稻麥輪作區(qū)水稻收獲機(jī)械優(yōu)化配置提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物；機(jī)械化；生長；水稻；適時(shí)性；損失；機(jī)具配備

王桂民，易中懿，陳聰，曹光喬. 收獲時(shí)期對稻麥輪作水稻機(jī)收損失構(gòu)成的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（2）：36－42.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.02.006http://www.tcsae.org

Wang Guimin， Yi Zhongyi， Chen Cong， Cao Guangqiao. Effect of harvesting date on loss component characteristics of rice mechanical harvested in rice and wheat rotation area[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE），2016， 32（2）: 36－42. （in Chinese with English abstract）doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.02.006http://www.tcsae.org

0　引　言

近年來中國水稻收獲機(jī)械化快速發(fā)展，截至2013年，稻麥聯(lián)合收割機(jī)總保有量113.43萬臺，水稻機(jī)收面積2 395.221萬hm2，但其中跨區(qū)機(jī)收面積為769.569萬hm2，同時(shí)中國仍有565.1萬hm2水稻為人工收獲，說明中國水稻機(jī)收服務(wù)仍處于供方市場[1]，必然會延長收割期造成稻谷機(jī)收適時(shí)性損失[2]，應(yīng)該對中國與不同區(qū)域之間水稻收獲裝備結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化配置，其中關(guān)鍵之處是確定水稻機(jī)收適時(shí)性損失系數(shù)與最優(yōu)適收期。

水稻機(jī)收適時(shí)性損失包括稻谷干物質(zhì)損失以及因機(jī)器作業(yè)產(chǎn)生的掉粒或夾帶損失[3]，其隨稻谷成熟度（或不同收獲日期）呈一元二次方程變化[4]。國外較早開始研究農(nóng)作物適時(shí)性損失，尤其是美國已經(jīng)擁有完備的主要農(nóng)作物生產(chǎn)的適時(shí)性損失系數(shù)[5]，并應(yīng)用于農(nóng)場經(jīng)營效益分析[6]與理論研究。Whitson. R. E.等[7]基于不同區(qū)域適時(shí)性損失開展農(nóng)機(jī)裝備的選型。Sahu. R. K.等[8]利用農(nóng)作物適時(shí)性損失理論開發(fā)了農(nóng)機(jī)優(yōu)化配備決策支持系統(tǒng)。國內(nèi)現(xiàn)有關(guān)于水稻機(jī)收損失的文獻(xiàn)大部分集中在將收獲時(shí)間固定為相同時(shí)間，通過改變機(jī)器結(jié)構(gòu)或運(yùn)行參數(shù)測試損失率變化[9-14]；在相同作業(yè)環(huán)境下研究不同機(jī)器損失率大小差異也是學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)之一[15-19]，文獻(xiàn)的關(guān)注重點(diǎn)是機(jī)器性能優(yōu)劣而非水稻損失大小。部分學(xué)者通過人工取樣測量不同收割期稻谷千粒質(zhì)量的變化，從而得到干物質(zhì)適時(shí)性損失，但忽略了機(jī)器作業(yè)本身導(dǎo)致的損失[20-22]，研究結(jié)果準(zhǔn)確性降低。為了準(zhǔn)確獲得稻麥輪作區(qū)水稻機(jī)收適時(shí)性損失，擬綜合考慮因收獲時(shí)期的變化導(dǎo)致谷粒干物質(zhì)損失與機(jī)器作業(yè)形成的谷粒損失。

本文以稻麥輪作區(qū)粳稻為研究對象，從全田90%的谷殼變黃至100%谷殼變黃期間共12 d，在統(tǒng)一管理的同一水田采集稻谷千粒質(zhì)量及機(jī)器收割的夾帶與掉落稻谷質(zhì)量，測得水稻干物質(zhì)損失及機(jī)器夾帶與割臺損失之和隨收獲日期的變化規(guī)律，以期為農(nóng)業(yè)機(jī)器優(yōu)化配置及適收期的確定提供參考。

1　材料與方法

1.1適時(shí)性損失理論

水稻收成即稻谷收獲量是水稻最高產(chǎn)量（預(yù)期產(chǎn)量）與收獲損失量之間的差值，可由式（1）表示[2]。

式中Q為稻谷收獲量，kg/hm2；Qm為水稻適時(shí)最高產(chǎn)量或預(yù)期產(chǎn)量，kg/hm2；ΔQ為稻谷收獲損失量，kg/hm2。

水稻適時(shí)最高產(chǎn)量或預(yù)期產(chǎn)量是指按照農(nóng)藝要求種植，排除因收割機(jī)、人工、自然等外部因素造成的損失，且在最佳收獲日收獲所得到的谷物質(zhì)量。然而，收獲期間無可避免會產(chǎn)生損失，如不在最佳收獲日收獲使谷粒沒有達(dá)到最飽滿狀態(tài)而造成的損失，因收獲機(jī)作業(yè)過程的碰撞而掉粒，谷物被秸稈夾帶或未通過篩網(wǎng)而排出脫粒滾筒而造成損失等，掉粒損失與收割機(jī)排出的損失都是稻谷粒損失?？偟膩碚f，稻谷收獲損失量可以分為干物質(zhì)損失、稻谷粒損失，且隨收獲日期動(dòng)態(tài)變化，可由式（2）、式（3）表示。通過試驗(yàn)可測定不同收獲日期稻干物質(zhì)損失量與稻谷粒損失量，獲悉其變化規(guī)律，從而得到損失函數(shù)。

式中?Q1為稻谷干物質(zhì)損失，kg/hm2；?Q2為夾帶清選損失，kg/hm2；f1（t）為干物質(zhì)損失與收獲日期的函數(shù)；f2（t）為夾帶清選損失與收獲日期的函數(shù)。

1.2試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)時(shí)間為2014年11月4日至11月18日，11月4日時(shí)全田稻穗都下垂，超過90%的谷粒變黃，部分葉片開始發(fā)黃；11月18日時(shí)所有谷粒已經(jīng)變黃，超過80%的葉片變黃。試驗(yàn)地點(diǎn)為南京市江寧區(qū)土橋公社稻麥香農(nóng)業(yè)合作社，試驗(yàn)田為一塊面積約為0.4 hm2水田，水田長度×寬度為68 m×61 m。測試水稻品種為武運(yùn)粳23號，該田種植方式（30 cm行距，13 cm株距）、田間管理方式完全一致。測試工具為福田雷沃國際重工公司生產(chǎn)的谷神4LZ-4.0縱軸流全喂入聯(lián)合收割機(jī)（喂入量4 kg/s，割幅為2 m），上海三久機(jī)械公司生產(chǎn)的三久TD-6水分儀（精度0.5%），上海上平儀器有限公司生產(chǎn)的上平JY20002電子天平（精度0.01 g）、50 m皮尺（精度0.01 m）、秒表（精度0.01 s）、篩子、彩條布、網(wǎng)兜、桿秤。

1.3試驗(yàn)方法

為方便收割機(jī)在田中行走，割出3片長45、寬10 m的機(jī)收試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)區(qū)之間留有10 m的空地用于收割機(jī)掉頭轉(zhuǎn)彎。留下一片長61、寬15 m的人工采樣區(qū)。在人工采樣區(qū)沿稻田寬度方向，每隔10 m取1穴水稻，每天取5穴（詳見圖1），剪下所有稻穗，并數(shù)出每穴水稻的穗數(shù)及每穗谷粒數(shù)及結(jié)實(shí)谷粒數(shù)。將聯(lián)合收割機(jī)的割臺高度固定為30 cm，收割速度控制為1 m/s，在機(jī)收試驗(yàn)區(qū)1、2、3中分別劃出15個(gè)長10 m、寬2 m的小區(qū)（如圖1所示），每天在試驗(yàn)區(qū)1、2、3中各隨機(jī)選擇1個(gè)小區(qū)進(jìn)行收割作業(yè)，即每天收割3個(gè)20 m2小區(qū)。

圖1　樣本田間分布Fig.1　Field distribution of sample

從收割機(jī)糧倉中取約0.5 kg稻谷，清理其中稻殼和秸稈，然后數(shù)取1 000粒結(jié)實(shí)稻谷，用電子天平測質(zhì)量，用水分儀測稻谷含水率，重復(fù)3次。用網(wǎng)兜接取排草口排出的所有物料，將飽滿谷粒從物料中分離出來，用電子天平稱取質(zhì)量，用水分儀測量水分。

在3個(gè)小區(qū)中各隨機(jī)選定1個(gè)長2 m×0.5 m的無輪轍區(qū)域，用鐮刀割掉區(qū)域內(nèi)的割茬，拾取所有掉粒?？捎上率接?jì)算得到千粒質(zhì)量。其中11月6日、11月8日以及11月16日有小雨，中斷試驗(yàn)并用彩條布遮蓋試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行保護(hù)，形成局部無雨空間，不會因雨對試驗(yàn)造成影響。千粒質(zhì)量、夾帶清選損失、掉粒損失、相對損失率與絕對損失率的計(jì)算方法如下。

式中w為千粒質(zhì)量均值，g；wi為千粒質(zhì)量第i次測量值，g；di為稻谷含水量第i次測量值，%；Le為夾帶清選損失，kg/hm2；Ld為掉粒損失，kg/hm2；Lej為第j個(gè)樣本小區(qū)夾帶質(zhì)量，g；dej為第j個(gè)樣本小區(qū)夾帶物料含水率，%；Ndk為第k個(gè)掉粒區(qū)域內(nèi)掉粒數(shù)量，粒；LR為相對損失率，%；LA為絕對損失率，%；wh為每日收獲的稻谷質(zhì)量，kg/hm2；wht為收割期內(nèi)收獲的稻谷質(zhì)量單日最高值，kg/hm2。

2　結(jié)果與分析

通過12d的采樣與測量得到樣本田塊水稻的穴數(shù)、單穴穗數(shù)、單穗谷粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、結(jié)實(shí)谷粒數(shù)與千粒質(zhì)量平均值如表1所示。

2.1水稻機(jī)收損失的變化規(guī)律

2.1.1谷粒損失動(dòng)態(tài)

谷粒損失包括由聯(lián)合收割機(jī)排雜口排出谷粒（夾帶清選損失）以及因割臺碰撞或自然掉落產(chǎn)生的掉粒（田間掉粒損失）。表2為不同收割期稻谷質(zhì)量以及機(jī)收損失變化情況。由表2可知，夾帶清選損失呈先減后增的變化趨勢，損失量由11月4日的76.72下降到11月10日的57.11 kg/hm2，隨后又開始緩慢增長至11月18日的62.41 kg/hm2。以最高預(yù)期產(chǎn)量作為基數(shù)，水稻機(jī)收的夾帶清選損失率為0.59%～0.82%之間浮動(dòng)。在12 d的收獲期內(nèi)，較高的夾帶清選損失量主要集中在收獲早期，水稻在未成熟前稻谷果柄活性高，抗拉強(qiáng)度高，脫粒難度大，結(jié)實(shí)谷粒脫離不完全隨雜排出而產(chǎn)生損失。谷粒與秸稈含水率高，物料在脫粒滾筒的高速擊打下產(chǎn)生大量自由水，谷粒與秸稈相互黏結(jié)，增加了篩選難度，難以充分篩凈秸稈中的結(jié)實(shí)谷粒而形成損失。隨著水稻成熟度提高，夾帶清選損失量也逐漸減小。在收獲中后期，夾帶清選損失基本穩(wěn)定并略有上升，因?yàn)樗境墒旌髪A帶損失不會有太大變化，但水分下降導(dǎo)致谷粒質(zhì)量減輕，部分不完全飽滿的谷粒被風(fēng)機(jī)吹出排雜口而形成損失。

表1　樣本水稻發(fā)育基本情況Table 1　Basic information of rice growing

表2　不同收割期稻谷質(zhì)量以及機(jī)收損失變化情況Table 2　Rice weight and harvest loss in different duration

田間掉粒損失主要包括由收割機(jī)的撥禾輪與分禾器對水稻的搖晃造成谷粒或稻穗掉落田間，以及在風(fēng)力吹動(dòng)、飛鳥撞擊、降雨擊打等外力作用下產(chǎn)生谷?；虻舅氲袈涮镩g形成的損失。田間掉粒損失呈線性增長趨勢，損失量從11月4日的21.28增長至11月18日48.19 kg/hm2，以預(yù)期最高產(chǎn)量為基數(shù)，其損失率由0.23%升至0.53%。田間掉粒損失均與谷粒果柄與秸稈的連接強(qiáng)度相關(guān)，當(dāng)水稻未成熟時(shí)，果柄連接強(qiáng)度高，需要較大的外力作用才能使谷粒掉落，所以田間掉粒損失小。隨著水稻逐漸成熟，植株活性降低，果柄連接強(qiáng)度變低，谷粒掉落所需的外力較小，因此田間掉粒損失增大。

2.1.2干物質(zhì)損失動(dòng)態(tài)

收獲的稻谷質(zhì)量在收割期內(nèi)呈先增后降的變化趨勢，從11月4日的9 368逐日增長到11月11日的9 730 kg/hm2，隨后逐漸降至11月18日的9 179 kg/hm2（表2）。主要原因是收獲期間稻谷千粒質(zhì)量發(fā)生變化，詳見圖2。

圖2　稻谷千粒質(zhì)量隨收獲期變化曲線Fig.2　Curve of 1 000 grain weight changing with harvest time

整個(gè)收獲期，稻谷千粒質(zhì)量有3個(gè)變化階段。1）緩慢增長階段，收獲早期（11月4日－8日）由于水稻光合作用強(qiáng)于呼吸作用但差距在逐步減小，營養(yǎng)物質(zhì)緩慢儲存；2）質(zhì)量最高峰，收獲中期（11月9日－13日）光合作用與呼吸作用基本一致，生產(chǎn)與消耗的營養(yǎng)物質(zhì)總量保持平衡，質(zhì)量不再增加；3）緩慢減輕階段，收獲中晚期（11月14日－18日），光合作用持續(xù)減弱并低于呼吸作用，營養(yǎng)物質(zhì)緩慢消耗。

11月11日的收獲的稻谷質(zhì)量最高，視其干物質(zhì)損失為0。則其余收獲期的干物質(zhì)損失分布在0～551 kg/hm2，干物質(zhì)損失率為0～5.66%。

2.1.3水稻機(jī)收損失函數(shù)

分別以干物質(zhì)損失、夾帶清選損失、田間掉粒損失為應(yīng)變量，收割期為自變量作為回歸得到不同的損失回歸方程，匯總3個(gè)回歸方程得到總損失方程，詳見表3。

表3　收獲期對水稻機(jī)收損失影響的回歸方程Table 3　Regression equation of effect of harvesting date on rice mechanical harvest loss

水稻機(jī)收適時(shí)性損失函數(shù)為[21]。

式中RQ為機(jī)收適時(shí)性損失率；Qmax為水稻預(yù)期最高產(chǎn)量，kg/hm2。可得到水稻機(jī)收適時(shí)性損失函數(shù)

因此，樣本水稻機(jī)收適時(shí)性損失系數(shù)為0.0009。水稻機(jī)收適時(shí)性損失呈一元二次方程變化規(guī)律，越靠近11 月11日的最佳收獲日作業(yè)，水稻機(jī)收損失率越小，收割期越長，總損失越大。

2.2不同收獲時(shí)期機(jī)收損失的構(gòu)成比例

11月11日收獲的稻谷質(zhì)量為9 730 kg/hm2，達(dá)到收獲期的最高產(chǎn)量，設(shè)定該產(chǎn)量為理論最高值，11月11日為最佳收獲日。計(jì)算得到相對損失率（見表2）穩(wěn)定在1%左右，絕對損失率（見表2）呈先降后增的變化趨勢，變化區(qū)間為1.00%～6.80%，其中干物質(zhì)損失率與絕對損失的變化趨勢基本一致，夾帶清選損失與田間掉粒損失的變化較小。圖3為不同收獲時(shí)期機(jī)收損失的構(gòu)成比例。如圖3所示，干物質(zhì)損失占總損失的比例遠(yuǎn)高于夾帶清選損失與田間掉粒損失，是總損失的最重要組成部分。

圖3　不同收獲時(shí)期機(jī)收損失的構(gòu)成比例Fig.3　Composition of harvest loss on different date

干物質(zhì)損失率的分布區(qū)間為0～5.88%，夾帶清選損失率的分布區(qū)間為0.61%～0.82%，田間掉粒損失的分別區(qū)間為0.21%～0.51%。11月9日－11月13日，平均總損失率為1.38%，干物質(zhì)平均損失率僅為0.42%，占總損失的30.43%；11月4日－11月18日，平均總損失率為3.61%，干物質(zhì)的平均損失率為2.61%，占總損失的72.30%。因此，選擇合適的收獲時(shí)期，減少干物質(zhì)損失，能有效減少水稻機(jī)收總損失。

2.3最佳收獲期的確定

基于spss19.0中的單因素ANOVA模塊最小顯著差數(shù)法（least significant difference，簡稱LSD法）[23-24]，分別以夾帶清選損失、田間掉粒損失、收獲的稻谷質(zhì)量為因變量，以收割期為因子作單因素方差分析，結(jié)果如表4所示。

表4　不同收獲期損失及收獲質(zhì)量的F值Table 4　F-value on lost and yield of different date

不同收獲期的夾帶清選損失在0.05顯著性水平下具有顯著差異，田間掉粒損失與收獲的質(zhì)量在0.01顯著性水平下具有顯著差異。由不同收獲期損失及收獲質(zhì)量的F值可知，收獲時(shí)期對收獲稻谷質(zhì)量的影響＞田間掉粒損失＞夾帶清選損失。對收獲稻谷質(zhì)量均值差的LSD進(jìn)行多重比較檢驗(yàn)，部分?jǐn)?shù)據(jù)如表5所示。

表5　收獲稻谷質(zhì)量均值差的LSD多重比較Table 5　LSD multiple comparison of average rice weight

由收獲稻谷質(zhì)量均值差的LSD多重比較值可知，11 月4日、5日、15日、16日收獲的稻谷質(zhì)量在0.05水平下無顯著差異；11月9日、10日、11日、13日收獲的稻谷質(zhì)量在0.05水平下無顯著差異，4 d的均值差均小于50 kg/hm2；11月17日、18日收獲的稻谷質(zhì)量在0.05水平下無顯著差異。11月9日－13日為連續(xù)時(shí)間段，期間收獲的稻谷質(zhì)量最高，損失率最低，故11月9日－13日為最佳適收期，即最佳收獲日（11月11日）5 d左右。

3　討　論

中國稻麥輪作區(qū)水稻機(jī)收適時(shí)性損失系數(shù)為0.0009，筆者未檢索到稻麥輪作區(qū)水稻收獲適時(shí)性研究的相關(guān)其他文獻(xiàn)，無法進(jìn)行區(qū)域內(nèi)的對比。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研究得到黑龍江單季稻干物質(zhì)適時(shí)性損失系數(shù)為的0.004[21]，高于本文的稻麥輪作區(qū)研究結(jié)果，說明東北地區(qū)水稻機(jī)收適時(shí)性損失受收獲時(shí)期的影響較大。主要由于東北地區(qū)水稻收獲期的晝夜溫差大，不同日期氣溫變化大，水稻干物質(zhì)的積累與消耗速率也較快。

11月9日－11月13日水稻收獲平均總損失率為1.38%，干物質(zhì)平均損失率僅為0.42%，占總損失的30.43%，所有指標(biāo)都遠(yuǎn)低于11月4日－11月18日，該時(shí)間段即為最佳收獲期。王福林等[20]、李振卿[2]均認(rèn)為適時(shí)性損失最低的階段即為最佳適收期，與本文研究結(jié)果一致。在關(guān)于糧食收獲損失的研究中，現(xiàn)有文獻(xiàn)多不考慮干物質(zhì)[9-10，16-17]隨收獲日期產(chǎn)生的變化，得到的損失值顯著偏低，本文測得的干物質(zhì)損失占總損失70.30%，是水稻機(jī)收損失的最主要來源，忽略該主要組成部分，研究結(jié)論對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)作用必然下降。而王金武[21]得到的東北稻區(qū)收獲適時(shí)性損失僅包含干物質(zhì)損失，但缺因機(jī)器作業(yè)產(chǎn)生的谷粒損失，其結(jié)果也具有一定的局限性。本文得到的因機(jī)器作業(yè)產(chǎn)生的谷粒損失雖然占總損失較小，但受收獲時(shí)期的影響是顯著的。筆者認(rèn)為，水稻損失應(yīng)同時(shí)考慮機(jī)器作業(yè)形成的谷粒損失與干物質(zhì)損失，而且兩者都隨收獲時(shí)期動(dòng)態(tài)變化，干物質(zhì)損失的變化更顯著。因此在確定適收期時(shí)，應(yīng)以盡量減小干物質(zhì)損失為目標(biāo)。

4　結(jié)　論

本文基于水稻收獲損失隨成熟度變化的特點(diǎn)，通過12 d跟蹤測試全喂入聯(lián)合收割機(jī)收割武運(yùn)粳23號，測得了不同收割期夾帶清選損失、田間掉粒損失、干物質(zhì)損失、收獲的稻谷質(zhì)量、稻谷千粒質(zhì)量等變化，計(jì)算得到相對損失率與絕對損失率，相對損失率穩(wěn)定在1%左右，絕對損失率在1.00%～6.80%之間變化。

通過綜合稻谷干物質(zhì)損失、夾帶清選損失、田間掉粒損失，得到武運(yùn)粳23號機(jī)收的適時(shí)性損失函數(shù)為一元二次方程，適時(shí)性損失系數(shù)為0.0009。結(jié)果表明，越靠近11月11日的最佳收獲日作業(yè)，水稻機(jī)收損失率越小，收割期越長，損失率將顯著增加；干物質(zhì)損失是機(jī)收適時(shí)性損失主要來源。11月9日－13日，平均總損失率為1.38%，平均干物質(zhì)損失率為0.42%，占水稻機(jī)收總損失的30.43%；11月4日－18日，平均總損失率為3.61%，平均干物質(zhì)損失率為2.61%，占水稻機(jī)收總損失的72.30%，最佳收獲期為11月9日－11月13日，即最佳收獲日左右5 d。該研究為某一區(qū)域或規(guī)模經(jīng)營主體的收割機(jī)優(yōu)化配備提供了參考。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 李偉毅，趙佳，胡仕華. 小農(nóng)條件下農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)途徑-農(nóng)機(jī)跨區(qū)作業(yè)的實(shí)踐與其實(shí)踐[J]. 中國農(nóng)機(jī)化，2010（2）：10－15. Li Weiyi， Zhao Jia， Hu Shihua. The path to agricultural modernization under smallholders condition -Practice and enlightenments of trans-regional work of agricultural machinery[J]. Chinese Agricultural Mechanization， 2010（2）: 10－15. （in Chinese with English abstract）

[2] 李振卿. 作業(yè)的適時(shí)性函數(shù)及作業(yè)期較佳分布的確定[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1986，13（4）：69－77. Li Zhenqing. Function of operation’s timeliness and determination of proper distribution of operations’ duration[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 1986，13（4）: 69－77. （in Chinese with English abstract）

[3] 李振卿. 作業(yè)適時(shí)性損失灼分析與計(jì)算及作業(yè)的適時(shí)性優(yōu)化（一）[J]. 東北農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1985（3）：74－80. Li Zhenqing. Analysis， calculation and optimization of field operation’s timeliness loss（1）[J]. Journal of Northeast Agricultural College， 1985（3）: 74－80. （in Chinese with English abstract）

[4] 李振卿. 作業(yè)適時(shí)性損失灼分析與計(jì)算及作業(yè)的適時(shí)性優(yōu)化（二）[J]. 東北農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1985（4）：102－112. Li Zhenqing. Analysis calculation and optimization of field operation’s timeliness loss（2）[J]. Journal of Northeast Agricultural College， 1985（4）: 102－112. （in Chinese with English abstract）

[5] Toro A D. Influences on timeliness costs and their variability on arable farms[J]. Biosystems Engineering， 2005， 92（1）: 1－13.

[6] Tulu M Y， Holtman J B， Fridley R B， et al. Timeliness costs and available working days—shelled corn[J]. Transactions of the ASAE， 1974， 17（10）: 798－800， 804.

[7] Whitson R E， Kay R D， Lepori W A， et al. Machinery and crop selection with weather risk[J]. Transactions of the ASAE， 1981， 24（2）: 288－291， 295

[8] Sahu R K， Raheman H. A decision support system on matching and field performance prediction of tractor-implement system[J]. Computers and Electronics in Agriculture， 2008， 60（1）: 76－86.

[9] 張軍，王興龍，石廣躍，等. 不同機(jī)栽方式下雜交稻產(chǎn)量及其形成特征比較[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31（10）：84－91. Zhang Jun， Wang Xinglong， Shi Guangyue， et al. Yield and its formation of hybrid rice under different mechanical transplanted methods[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE），2015， 31（10）: 84－91. （in Chinese with English abstract）

[10] 寇丹，蘇德榮，吳迪，等. 地下調(diào)虧滴灌對紫花苜蓿耗水、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（2）：116－123. Kou Dan， Su Derong， Wu Di， et al. Effects of regulated deficit irrigation on water consumption， hay yield and quality of alfalfa under subsurface drip irrigation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2014， 30（2）: 116－123. （in Chinese with English abstract）

[11] 魏宏安，張俊蓮，楊小平，等. 4UFD-1400型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（3）：12－17. Wei Hongan， Zhang Junlian， Yang Xiaoping， et al. Improved design and test of 4UFD-1400 type potato combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2014，30（3）: 12－17. （in Chinese with English abstract）

[12] 程紹明，王俊，盧志樂，等. 小型整稈式甘蔗收割機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（4）：12－17. Cheng Shaoming， Wang Jun， Lu Zhile， et al. Revised design and experiment on small-sized whole-stalk sugarcane harvester[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2014，30（4）: 12－17. （in Chinese with English abstract）

[13] 宋云生，張洪程，戴其根，等. 水稻機(jī)栽缽苗單穴苗數(shù)對分蘗成穗及產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（10）：37－47. Song Yunsheng， Zhang Hongcheng， Dai Qigen， et al. Effect of rice potted-seedlings per hole by mechanical transplanting on tillers emergence， panicles formation and yield[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2014， 30（10）: 37－47. （in Chinese with English abstract）

[14] 錢銀飛，張洪程，吳文革，等. 機(jī)插穴苗數(shù)對不同穗型粳稻品種產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2009，35（9）：1689－1707. Qian Yinfei， Zhang Hongcheng， Wu Wen′ge， et al. Effects of seedlings number per hill on grain yield andquality in different panicle types of mechanical transplanted japonica rice[J]. Acta Agronomica Sinica， 2009， 35（9）: 1689－1707. （in Chinese with English abstract）

[15] 許軻，張軍，張洪程，等. 雙季晚粳稻不同栽培方式生產(chǎn)力及其群體質(zhì)量差異研究[J]. 中國水稻科學(xué)，2014，28（5）：503－513. Xu Ke， Zhang Jun， Zhang Hongcheng， et al. Difference in grain productivity and population quality of double-cropping late japonica rice under different cultivation methods[J]. Chinese Journal of Rice Science， 2014， 28（5）: 503－513. （in Chinese with English abstract）

[16] 許軻，唐磊，張洪程，等. 不同機(jī)械直播方式對水稻分蘗特性及產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（13）：43－52. Xu Ke， Tang Lei， Zhang Hongcheng， et al. Effect of different mechanical direct seeding methods on tiller characteristics and yield of rice[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2014，30（13）: 43－52. （in Chinese with English abstract）

[17] 梁啟新，韋劍鋒，蘇世明，等.施氮量和移栽密度對晚稻甬優(yōu)6莖蘗生長和產(chǎn)量的影響[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（19）：57－60. Liang Qixin， Wei Jianfeng， Su Shiming， et al. Effects of applied nitrogen rate and transplanting density on stems and tillers growth and yield in late rice Yongyou6[J]. Journal of Guangdong Agricultural Sciences， 2012（19）: 57－60. （in Chinese with English abstract）

[18] 唐忠，李耀明，趙湛，等. 切縱流聯(lián)合收獲機(jī)小麥夾帶損失檢測試驗(yàn)與分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（1）：11－16. Tang Zhong， Li Yaoming， Zhao Zhan， et al. Test and analysis of wheat entrainment loss for tangential-longitudinal-axial combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering（Transactions of the CSAE）， 2012，28（1）: 11－16. （in Chinese with English abstract）

[19] 劉德軍，趙秀榮，高連興，等. 不同收獲方式含水率對油菜收獲物流損失的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（10）：339－342. Liu Dejun， Zhao Xiurong， Gao Lianxing， et al. Effect of moisture content on rape harvest logistics losses under different harvest methods[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2011， 27（10）: 339－342. （in Chinese with English abstract）

[20] 王福林，董國榮，周文其. 作業(yè)期最佳分布定理及其證明方法[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1997，28（11）：102－105. Wang Fulin， Dong Guorong， Zhou Wenqi. Research on the theorem for the optimized distribution of the operation’s term[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 1997， 28（11）: 102－105. （in Chinese with English abstract）

[21] 王金武. 三江平原地區(qū)水稻收獲期適時(shí)性損失的研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2004，35（2）：175－177. Wang Jinwu. Research of the rice harvesting season timeliness loss in Sanjiang plain zone[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2004， 35（2）: 175－177. （in Chinese with English abstract）

[22] 王金武，楊廣林. 三江平原水稻插秧適時(shí)性研究[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，35（4）：472－475. Wang Jinwu， Yang Guanglin. Research of the rice planting season timeliness loss in Sanjiang plain zone[J]. Journal of Northeast Agricultural University， 2008， 35（4）: 472－475. （in Chinese with English abstract）

[23] 孫建軍，張洪程，王生軒，等. 播期對不同品種類型機(jī)插稻生長特性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31（21）：76－86. Sun Jianjun， Zhang Hongcheng， Wang Shengxuan， et al. Effects of seeding date on growth characteristics of mechanical transplanted rice of different variety types[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2015， 31（21）: 76－86. （in Chinese with English abstract）

[24] 邢志鵬，曹偉偉，錢海軍，等. 播期對機(jī)插水稻產(chǎn)量構(gòu)成特征的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31（13）：22－31. Xing Zhipeng， Cao Weiwei， Qian Haijun， et al. Effect of sowing date on yield component characteristics of mechanically transplanted rice[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2015， 31（13）: 22－31. （in Chinese with English abstract）

Effect of harvesting date on loss component characteristics of rice mechanical harvested in rice and wheat rotation area

Wang Guimin1, Yi Zhongyi1,2※, Chen Cong3, Cao Guangqiao3
（1. School of Mɑnɑgement, Jiɑngsu University, Zhenjiɑng 212000， Chinɑ;
2. Jiɑngsu Acɑdemy of Agriculture Science, Nɑnjing 210014, Chinɑ;
3. Nɑnjing Reseɑrch Institute for Agriculturɑl Mechɑnizɑtion, Ministry of Agriculture, Nɑnjing 210014， Chinɑ）

Abstract:Rice harvesting mechanization in China is developing rapidly in recent years. In 2013， the total of rice and wheat combine harvester was 1.13 million， the mechanical rice harvesting area was 23.95 million hm2， of which the area cross the district was 7.70 million hm2， and at the same time， there was an area of 5.65 million hm2harvested by manpower. Nowadays，the machine harvesting service of rice in China has been still in a supplier market， which results in the situation of making farmers wait for machines and thus prolongs the harvest time and causes a loss to the machine harvesting. However there are few researches on the loss from the machine harvest of rice and the elements of grain loss in the current studies. In this paper，the author sets a mechanical harvesting test in a paddy field with unified management during 12 consecutive days， which is to test the weight of 1 000 grains of rice， the weight of grain remained inside the harvester， the weight of grain dropped from the hit by cutting table and the weight of harvested rice， and then calculate the relative loss rate and absolute loss rate according to the data. The results show that the distribution range of the loss rate of dry matter is 0-5.88%， that of the entrainment cleaning loss rate is 0.61%-0.82%， and that of the loss rate of grain in the field is 0.21%-0.51%. The entrainment cleaning loss on different harvesting date has a significant difference at 0.05 significant level， and the loss of grain in the field and the weight of harvested rice have significant difference at 0.01 significance level. It can be seen from the F-value that the impacts of harvesting date on different factors are as follows: the weight of rice harvested ＞ grain dropped loss in the field ＞ entrainment and cleaning loss. On November 4th， 5th， 15thand 16th， there was no significant difference for the weight of harvested rice; on November 9th， 10th， 11thand 13th， there was no significant difference for the weight of harvested rice; on November 17thand 18th， there was also no significant difference for the weight of rice harvested. On November 9th-13th， the weight of harvested rice was the highest， and the loss rate was the lowest. The timeliness loss of rice mechanical harvesting is a quadratic curve; the longer the harvesting period， the more obvious the loss rate. The coefficient of timeliness loss of rice mechanical harvesting is 0.0009. About 5 days earlier or later from the optimal harvest date， the average loss rate of rice mechanical harvesting is 1.38%， which accounts for 30.43% of the total loss， and the average loss rate of dry matter is 0.42%; about 15 days earlier or later from the optimal harvest date， the average loss rate of rice mechanical harvesting is 3.61%， which accounts for 72.30% of the total loss， and the average loss rate of dry matter is 2.61%. In a conclusion， the optimal harvesting day is from November 9thto 13th. This research can be helpful to determine the optimal harvesting period， and produce the dynamical parameters to provide the data support for harvester allocation optimization that is aimed at the best production efficiency.

Keywords:crops; mechanization; growth; rice; timeliness; loss; agricultural machinery equipment

通信作者：※易中懿，男，安徽金寨人，博士生導(dǎo)師，教授，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械化與農(nóng)村發(fā)展。鎮(zhèn)江江蘇大學(xué)管理學(xué)院，212000。Email：yzy201@163.com

作者簡介：王桂民，男，山東諸城人，博士生，高級工程師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械化。鎮(zhèn)江江蘇大學(xué)管理學(xué)院，212000。Email：47149031@qq.com

基金項(xiàng)目：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（農(nóng)科院辦（2014）216號）；國家科技支撐計(jì)劃課題（2013BAD08B01-5）。

收稿日期：2015-06-03

修訂日期：2015-12-21

中圖分類號：S233.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-6819（2016）-02-0036-07

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.02.006