紫花苜蓿种子机械化收获现状及发展方向

内蒙古草原总面积0.88亿hm2，占全国草原面积的22%，占全区国土面积的74%，居中国5大草原之首，是迄今为止世界范围内保存最完整的天然草原之一。

内蒙古共有呼伦贝尔、锡林郭勒、科尔沁、乌兰察布、鄂尔多斯和阿拉善6个著名大草原，生长有1 000多种饲用植物，饲用价值高、适口性强的有100多种，尤其是羊草、羊茅、冰草、披碱草和野燕麦等禾本和豆科牧草非常适于饲养牲畜。

据2017年统计，内蒙古自治区种草面积达230.40万hm²，全区苜蓿保有面积达到53.45万hm²。苜蓿草已成为自治区4大主导产品类型之一，支撑自治区奶业、牛羊育肥业的健康发展。

为保护与建设草原生态，内蒙古自治区落实了草原生态保护补助奖励政策，先后实施了天然草原退牧还草、京津风沙源治理、退耕还林还草、高产优质苜蓿种植示范项目等草原生态保护建设工程。

为更多更优质的生产苜蓿草种子以满足生态建设和畜牧业发展用种的需求，在苜蓿种子生产过程中，应重视和大力发展苜蓿种子收获装备和加工设备。本文基于紫花苜蓿种子的物理特性和收获农业技术要求，通过在内蒙古多地进行实地调查研究，阐述了内蒙古自治区紫花苜蓿种子机械化收获的现状。

1生长特性和物理特性

1.1生长特性

紫花苜蓿是一种簇生长的豆科牧草，每个主根上簇生着几个至十几个主枝，主枝从上至下长满枝杈。主枝高度为0.5~1.2 m。荚果生长在枝杈上，呈螺旋形，2~4圈，直径和荚长0.7~1.0 cm，结种2~8粒/荚。荚果由细长的荚柄与枝杈连接，在植株上位置分散，具有无限性结荚习性，荚果成熟期不一致。即使到了收获季节，叶子、茎秆保持绿色，甚至开花，水分含量依然较高［2］。种子从7月下旬开始逐渐成熟，到8月中旬成熟荚果数占植株上荚果总数的80%。紫花苜蓿如图1所示。

图1紫花苜蓿

1.2物理特性

紫花苜蓿种子平滑为肾形，黄色（图2）。表1为紫花苜蓿种子与小麦种子物理特性对比。

图2紫花苜蓿种荚和种子

表1紫花苜蓿与小麦种子的物理特性

品种紫花苜蓿种子小麦种子外形尺

由表1可知，紫花苜蓿种子的几何尺寸较小、质量小、谷草比小，机械收获难度较大。紫花苜蓿的生长情况和种子的物理特性较复杂，给苜蓿种子机械化收获带来很多困难，无法直接使用谷物联合收获机收获苜蓿种子。因此，要根据紫花苜蓿种子的特性，采用相应特殊的收获工艺和专用设备进行收获。

2.1收获农业技术要求

牧草种子的收获时间要求性较强，在种子收获作业过程中，既要考虑能获得规定产量和品质优良的种子，也要考虑减少收获损失。

2.1.1适时收获

苜蓿种子的收获期要根据种子的成熟程度、产量和品质以及收获时所用机具判断。苜蓿种子的成熟程度分为乳熟期、蜡熟期和完熟期。乳熟期的种子干燥后质轻而不饱满，发芽率及种子产量均很低，绝大部分不具有经济价值。蜡熟期的种子呈蜡质状，种子易切断。

完熟期的种子，具有较好的品质，其千粒质量、发芽率和产量均很高，是种子收获的适宜时期。收获年限也是农业技术要求中的一项重要指标。紫花苜蓿播种当年不宜收种，第2年以后应用第1茬草采收种子。紫花苜蓿的种子干质量在盛花期后34 d达到最大，在41～49 d种子活力最高，因此，紫花苜蓿种子可在盛花期后41～49 d收获。

此时采收的种子产量较高。当用简单机具收获种子时，一般应在70%～80%荚果变成褐色时进行收集，当用联合收获机或专用苜蓿种子采集机收获种子时，一般应在完熟期即90%从上的荚果变成褐色时进行收集。

收获期对机收损失有较大影响。苜蓿草由于开花时间较长且不一致，种子成熟也不一致，而且苜蓿种子成熟后荚果容易裂开，使种子落在田间而无法收集，如果在种子成熟和收获期降雨过多，将造成种子产量的大幅度下降。在种子成熟期，一般选择干燥、无风、晴朗的天气进行机械收获。

2.1.2减少收获损失

种子收获时的损失量与收获方法有关。用改装的联合收割机或专用草籽收获机收获种子时，收获速度快，种子收获工作能在短期内完成，种子的损失也较少。使用简单收获机具或人工刈割收获，其工序较多，如捆束、运输、晒干、堆垛及脱粒，种子在各工序中都易脱落，损失较大。

2.1.3种子收获时避免混种

收获苜蓿种子前，应作好机具的清理工作，保证种子的纯度。收获时，应将其边行剔除，不作留种用，防止种子品种间的机械混杂。

2.1.4提高种子收获时的净度

用改装的联合收割机或专用草籽收获机收获苜蓿种子时，应调节相关工作参数，在保证生产率的同时，有效提高种子的净度。

2.2机械化收获工艺

目前内蒙古常用的紫花苜蓿种子机械化收获工艺有2种，即直接收获法和站秆收获法。

表2紫花苜蓿种子收获机械作业条件

2.2.1直接收获法

使用改装的谷物联合收割机进行直接收获，可一次完成切割、脱粒、分离和清选等作业。直接收获法的优点是可利用现有的谷物联合收割机，经过部分改装即可进行收获作业，对于拥有联合收割机的生产单位，降低作业成本，但是种子的收获损失率较高。

2.2.2站秆收获法

站秆收获法是在不切割牧草的前提下，采用割前脱粒技术，收获机械对站立在田间的植株上所有种子进行收获。种子收获后，草地上的牧草还可以继续放牧或收割打捆。该方法可以保留牧草，且成本低，可保证种子质量。

3机械收获现状及发展

受草地地形、草场规模和种植方式的影响，各国的苜蓿种子收获的方法存在差异，研制的机具也各式各样。

欧美等发达国家对牧草种子收获机械的研究起步较早，从20世纪初已经开始并且取得了很多成果。20世纪30年代国外的研究人员已经针对苜蓿的生长特性研制专用的苜蓿种子收获机械。

1933年James E Wilson和Hickory Ky研制了一种专用的苜蓿种子联合收获机械，作业时草籽经过捶打从茎秆脱离，被捶打下来的种子通过多孔的种子盘排入输送通道，然后通过风力输送将种子装袋。

我国苜蓿种子收获机械的研究起步较晚，从20世纪70年代末我国开始对苜蓿种子收获工艺及配套机具立项进行研究，并取得了一些成果。20世纪80年代，完成了谷物联合收割机改装成紫花苜蓿种子收获机的研究，如四平联合收获机厂对东风ZKB-5型联合收割机进行改装，并用其完成了紫花苜蓿种子收获的试验。

20世纪90年代，开始采用新收获工艺——站秆收获法，研制割前脱粒苜蓿种子收获机具。成功研制了黑龙江省畜牧机械化研究所的92Z-1.4型苜蓿种子收获机和9ZS-1.3型柔性苜蓿种子收获机，中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院的9ZQ-2.7型苜蓿种子采集机和9ZQ-2.0多功能高效牧草种子收获机，以及中国农业机械化科学研究院的ZNJ2780自走式苜蓿种子联合收获机。

虽然我国对苜蓿种子收获机械的研究起步较晚，但是经过多年研究，取得了不少研究成果，为我国实现苜蓿种子机械化收获起到了推动作用。

在紫花苜蓿种子收获期内，对内蒙古自治区的呼和浩特市、鄂尔多斯市和巴彦淖尔市的紫花苜蓿种子收获机械作业情况进行了调研，机械收获作业条件如表2所示。

收获后的物料除了苜蓿种子，还含有大量的杂质，包括种荚、细茎杆、花和叶，需在晒场晒干后、再进行脱粒和初选，如图3所示。

a田间杂草

b收获的种子

图3收获后的物料

调研发现，采用改装后的谷物联合收割机对紫花苜蓿种子进行收获，主要存在缠绕、堵塞、杂质多、后续加工困难以及损失率大等问题，如图4所示。该方法的损失率为10%、清洁度为50%，作业效果优于人工收获。使用改装的谷物联合收割机收获苜蓿种子目前仍然是呼和浩特区机械化收获苜蓿种子的主要机具。

a

b

c

d

图4收获中存在的问题

4结束语

目前，内蒙古自治区的紫花苜蓿种子机械化收获依然存在的共同问题是损失大、净度低。随着草产业的迅速发展，牧草种子必须实现机械化、良种化、集约化和标准化。

为提高机械化收获效果，应鼓励内蒙古自治区科研院所及畜牧机械生产企业，研究开发适合内蒙古自治区的低损失率、高清洁度、高效低耗的紫花苜蓿种子收获机，提高苜蓿种子生产能力，为优质牧草生产提供基础，带动畜牧养殖业和奶业的健康发展。

（作者：王强，刘贵林，杨莉，赵小娟，孙文婷，王志军）