蓖麻机械化收获的种子质量与效率优化研究：基于JLS Kascavel收割头的两年田间试验

为解决蓖麻(Ricinus communis)机械化收获效率低、种子损失率高的问题，研究人员开发了专用收割头JLS Kascavel，通过振动旋转指杆技术实现果实高效剥离。两年田间试验表明，收割效率达83.5-88.8%，种子损失主要发生在收割头阶段(152-216 kg/ha)，清洁筛损失可忽略。研究为全球蓖麻产业化种植提供了关键技术支撑。

　　

蓖麻作为一种重要的工业油料作物，其种子提取的蓖麻油在化工和生物能源领域具有广泛用途。然而，传统人工采收方式因劳动力成本上升已难以为继，机械化收获成为全球蓖麻产业发展的关键瓶颈。印度、中国等主产国面临严峻挑战，亟需开发高效采收设备。现有技术存在两大痛点：一是切割植株茎秆导致生物量处理负荷过大，二是种子损失率高达15-30%。巴西科研团队经过十年技术迭代，最新研发的JLS Kascavel收割头采用非切割式设计，通过创新性的振动旋转指杆系统实现选择性采收，为破解这一世界性难题提供了新思路。

研究团队采用田间试验法，在巴西马托格罗索州200公顷商业化种植区开展为期两年(2023-2024)的系统评估。关键技术包括：1) 使用六行JLS Kascavel收割头配Case 7230联合收割机；2) 建立种子损失量化体系，通过地面收集框架(0.9×0.6 m)测量各环节损失；3) 开发果实柄柔韧性测试方法，关联环境湿度变化；4) 采用时间序列采样分析种子质量日变化规律。

研究结果揭示：

1. 1.

   收割效率与损失分布

   两年平均收获效率达86.2%，其中收割头损失占比最高(8.8-13.3%)，清洁筛损失可忽略(<1%)。中央行损失显著高于两侧，可能与果实输送路径相关。

2. 2.

   种子质量动态变化

   收获种子中正常籽粒占比91.9-92.2%，破碎率呈现"U型"日变化，正午最低(4%)。空籽率与湿度正相关，清晨达3%而午后降至1%。

3. 3.

   环境因素影响机制

   相对湿度65%为关键阈值：低于该值时果实柄断裂率达100%，适宜采收；高于70%时断裂率骤降至25%。这解释了传统晨间采收效率低下的生理机制。

4. 4.

   技术优化方向

   改进的脱粒单元(2024版)使内部损失从15 kg/ha降至1.2 kg/ha。但螺旋输送器产生的种子破碎问题仍需解决，观测发现输送管内壁会形成含油籽粒结壳。

这项发表于《Industrial Crops and Products》的研究具有三重意义：首先，证实了专用收割头可实现蓖麻商业化机械采收，效率突破85%的技术门槛；其次，建立的果实柄柔韧性测试为确定最佳采收时段提供了量化指标；最后，揭示的环境湿度-机械特性关联规律为全球不同气候区制定采收方案提供了理论依据。研究团队特别指出，未来需结合品种选育(如降低果柄韧性)、农艺管理(如精准干燥剂使用)和设备改良(如低损伤输送系统)进行全产业链优化。该成果标志着油料作物机械化收获技术取得重要突破，为可持续生物能源产业发展奠定了关键技术基础。