青豌豆农机农艺融合配套技术试验

刘 旺，赵丽霞，李传友，张 莉，滕 飞，李 震，刘京蕊

(1.北京市农业机械试验鉴定推广站，北京100079； 2.北京市延庆区农业机械化技术推广服务站，北京102100)

0 引言

豌豆是我国重要的食用豆类和植物蛋白饲料，国内豌豆种植面积和总产量均居世界第2位[1-2]。我国豌豆生产机械化水平极低，尚未有成熟可靠的豌豆收获机械，豌豆收获主要依靠人工，生产成本高，极大限制了国内豌豆产业的发展[3-4]。国外豌豆机械研究较早，技术较成熟，但国外的豌豆收获机械庞大复杂、成本高且转弯半径大，并不适合中国豌豆耕作国情[5]。

随着北京市菜篮子工程的推进，人们对青豌豆需求逐渐增加，北京市青豌豆种植面积快速增加。以平谷区为例，2019年种植豌豆达1 500 hm2。青豌豆属于节水作物，生长季总耗水量2.7 m3/hm2，比小麦节水近50%，但收益比小麦高近1 500元/hm2。采用青豌豆+玉米的一年两熟种植模式，可以有效减少水使用量，并且提升生产效益，对促进北京市节水农业发展具有示范带动作用[6-7]。

北京市青豌豆种植机械化水平低，在播种、收获等关键环节仍靠人工作业，工作效率低，种植成本高，农户种植积极性不高，直接影响了青豌豆产业的持续发展。青豌豆食用用途不同，收获方式也不同，如平谷区的青豌豆是割晒晾干后加工成膨化食品。青豌豆收获时，首先人工或割晒机收获后铺放在地里，然后用谷物联合收获机收取籽粒。

目前，国内没有专用的蔓生青豌豆割晒机，但对收获其他农作物的割晒机早有研究。林景尧等[8]对割晒机放铺质量进行了研究。陈翠英等[9]对谷物联合收获机油菜收获割台的设计进行了试验研究。石增祥[10]设计出一种油菜割晒机可挂接于现有联合收获机底盘，具有较好的切割、分禾和铺放性能。根据蔓生青豌豆的生长特点和收获要求，北京市农业机械试验鉴定推广站设计生产出青豌豆专用割晒机，并对半直立型和蔓生型青豌豆开展收获质量试验验证，通过对青豌豆播种机和割晒机的生产性能试验，验证所选的播种机、割晒机是否达到生产要求，针对机具作业存在的问题提出改进意见，提升青豌豆生产机械化水平。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

2018年3月12日进行播种试验，6月进行收获试验。试验地点位于北京市平谷区王辛庄镇北太平庄村，该村属暖温带半湿润大陆性季风区，四季分明。春季干旱多风，年平均最高气温17.3 ℃，年均降水量644 mm，夏季降水量最多，一般集中在7、8月，平均为480 mm，约占全年降水量的75%。选取当地引进的新品种中豌6号做播种试验，荣涛9号和中豌6号进行收获试验。

1.1.1豌豆品种

(1)中豌6号矮生直立，株高40～50 cm，茎叶深绿色，白花，硬荚。春播分枝少，一般单株荚果5～8个。干豌豆为浅绿色，百粒质量25 g左右；鲜青豆百粒质量52 g左右，青豆出仁率47.8%。从出苗至成熟66 d左右，较本地豌豆早熟7～20 d，生长势强，抗寒、耐旱(苗期对水分需要较少，现蕾开花到结荚鼓粒期需水较多)。对温度适应范围较广，喜冷凉湿润气候，幼苗较耐寒，但花及幼苗易受冻害，生长期适温15～18 ℃，结荚期需20 ℃，若遇高温会加速种子成熟，降低产量和品质。

(2)荣涛9号是自育品种，贴地蔓生，籽粒产量约3 750 kg/hm2(250 kg/亩)，粒形饱满、表皮光滑、颜色浅绿和口感酥脆，适合制成豌豆酥等加工食品。

1.1.2试验机具

试验机具为2BXF-12型农哈哈小麦播种机，配套动力为22.1 kW拖拉机，播种作业时隔一行堵一行，为6行播种。自走式青豌豆收获机如图1所示，基本参数如表1所示。

图1 自走式青豌豆收获机Fig.1 Self-propelled green pea harvester

表1 青豌豆收获机技术参数

1.2 试验设计及方法

1.2.1播种

2017年已对青豌豆播种机播种荣涛9号(蔓生型)的适应性进行测定，且试验结果表明适应性较好，因此，本次只进行播种机对中豌6号(直立型)的适应性试验。试验参照NY/T996—2006《小麦播种机作业质量标准》进行，主要测定以3个指标。①播种深度合格率。播种深度合格率是指覆土深度在(3.0±0.5)cm范围内的点占总测定点的百分数。②断条率。随机抽取单行检测长度1 m，分10段检测，查看断条数，然后计算每一测区的断条率，5个测区的平均值即为最终断条率。③播种机均匀性。

1.2.2收获

采用对比试验设计，试验因素为自走式青豌豆收获和人工作业。测定项目为不同作业方式的作业效率和收获质量(籽粒损失率)。

(1)籽粒损失率。机收损失率计算如式(1)所示，人工收获损失率计算如式(2)所示。

(1)

式中 掉落豌豆质量——收获机行进道路上选取前后直线长5 m的范围，称量机收后标定范围内掉落损失的豌豆质量，重复3次，取平均值，g

人工收获籽粒损失率

(2)

式中 掉落豌豆质量——在试验区前中后分别取3点，每点取1.60 m×3 m范围，称量掉落损失的豌豆质量，g

(2)作业效率。收获机作业时，连续作业一个来回(地长134 m)两个幅宽，记录行走总距离，3次重复，取平均值，机收作业效率计算如式(3)所示。人工收获作业时，在试验区前中后分别取3点，每点取1.60 m×3 m范围，记录人工收获每点内所有青豌豆的时间，人工收获作业效率计算如式(4)所示。

(3)

(4)

2 试验结果与分析

2.1 播种机

试验证明，青豌豆播种机对于播种中豌6号、荣涛9号(2017年试验结论)两个青豌豆品种适应性均较好，各项指标均能满足相关标准要求。

2.1.1播种深度合格率

播种深度合格率测定结果如表2所示，青豌豆播种机播种中豌6号的平均播种深度合格率为86.0%，符合标准要求(标准“覆土深度合格率≥80%)。

表2 播种深度合格率测定结果

2.1.2断条率

断条率测定结果如表3所示，青豌豆播种机播种中豌6号的断条率平均值为1.7%，符合标准要求(断条率≤3%)。

表3 断条率测定结果

2.1.3播种均匀性

播种均匀性测试结果如表4所示，青豌豆播种机播种中豌6号的平均变异系数为32%，符合标准要求(变异系数≤45%)。

表4 播种均匀性测定结果

2.2 青豌豆收获对比试验

2.2.1收获损失率

青豌豆在70%～80%成熟时收获用于速冻，完全成熟收获后用于做膨化食品。青豌豆籽粒收获损失率对比结果如表5所示，两个收获期的机收损失率不同，呈显著差异。原因是在70%～80%成熟时，中豌6号仍呈半直立状态，而荣涛9号已经处于蔓生状态，加大了收割难度，与中豌6号相比损失率提高65.5%；而在完全成熟时，荣涛9号是蔓生状态，而中豌6号80%左右也处在蔓生状态，因此两个品种的机收损失率没有显著性差异。两个品种在两个收获期人工收获的损失率差异不明显。

2.2.2收获效率

青豌豆收获效率对比如图2所示，在6月1日两个品种的青豌豆70%～80%成熟时，中豌6号人工收获效率0.01 hm2/h，机收效率0.24 hm2/h；荣涛9号人工收获效率0.009 hm2/h，机收效率0.19 hm2/h。在完全成熟期，中豌6号人工收获效率0.007 hm2/h，机收效率0.15 hm2/h；荣涛9号人工收获效率0.006 hm2/h，机收效率0.15 hm2/h。

图2 不同收获日期收获效益Fig.2 Harvesting benefits at different harvest dates

收获期不同，人工收获效率变化不大。在70%～80%成熟时，机收中豌6号的效率高于荣涛9号27.9%，主要原因是中豌6号处于半直立状态，收获机行驶速度高；在完全成熟期，两个品种的机收效率差异不明显，原因是均处于蔓生状态。

3 结束语

在北京市平谷区进行青豌豆机械化播种和收获的适应性试验，选取当地引进的新品种中豌6号做播种试验，荣涛9号和中豌6号进行收获试验。试验证明，青豌豆播种机对于播种中豌6号、荣涛9号(2017年试验结论)两个青豌豆品种适应性均较好，各项指标均能满足相关标准要求。

在收获损失率方面，两个品种的青豌豆在70%～80%成熟和完全成熟两个收获期的机收损失率不同，呈显著差异；在完全成熟时，两个品种的机收损失率没有显著性差异。两个品种在两个收获期人工收获的损失率差异不明显。

在收获效率方面，收获期不同，人工收获效率变化不大。在70%～80%成熟时，机收中豌6号的效率高于荣涛9号27.9%；在完全成熟期，两个品种的机收效率差异不明显。