梁如玉 黃益勤 展茗 劉志輝 王燕 劉永忠 楊仁能 汪恒進

摘要：【目的】明確長江中游春播與夏播玉米機收質(zhì)量、籽粒脫水的差異及其影響因素，為長江中游兩熟制玉米機械化收獲配套種植模式及農(nóng)藝措施的優(yōu)化提供參考依據(jù)。【方法】于2019年在長江中游（湖北省荊門市）選用3個當?shù)氐闹髟杂衩灼贩N[登海618（DH618）、迪卡653（DK653）和豫單9953（YD9953）]，設(shè)春播和夏播2個播種季，于生理成熟期（T1）、生理成熟后7 d（T2）及生理成熟后14 d（T3）分期進行籽粒機械收獲，比較分析春播與夏播玉米的產(chǎn)量、籽粒脫水動態(tài)、機收質(zhì)量及其對延遲收獲的響應(yīng)差異，并通過回歸分析研究機收籽粒破碎率的主要影響因子及籽粒脫水與吐絲后活動積溫（GDD≥10 ℃）的關(guān)系?！窘Y(jié)果】春播與夏播玉米生長期間氣象條件差異明顯，春播玉米較夏播玉米生育期長、干物質(zhì)積累多，3個品種的春播產(chǎn)量顯著高于夏播產(chǎn)量（P<0.05，下同），平均提高64.6%。春播與夏播玉米的機收含雜率均低于3.00%，但機收籽粒破碎率與損失率偏高，是影響機收質(zhì)量的主要原因。春播玉米收獲時的籽粒含水量（15.7%～35.5%）高于夏播玉米（14.6%～21.5%），且均隨收獲期延遲而明顯下降。春播玉米機收籽粒破碎率隨籽粒含水量的增加而呈直線升高趨勢（R2=0.543，P=0.024），夏播玉米機收籽粒破碎率與籽粒含水量則呈二次曲線關(guān)系（R2=0.509，P=0.118）。春播玉米的籽粒體積（0.27～0.36 cm3/粒）明顯大于夏播玉米（0.19～0.32 cm3/粒），玉米籽粒體積與機收籽粒破碎率存在顯著的負二次曲線關(guān)系（R2=0.452，P=0.009）。春播與夏播玉米的籽粒含水量與GDD≥10 ℃呈顯著的Logistic曲線關(guān)系，不同播種季玉米籽粒脫水速率對GDD≥10 ℃的響應(yīng)也存在明顯差異，籽粒水分下降至相同水平時，春播玉米所需的GDD≥10 ℃均高于夏播玉米。【結(jié)論】長江中游春播與夏播玉米生長及收獲期間的氣象條件差異導致其機收產(chǎn)量、機收質(zhì)量及籽粒脫水過程存在明顯差異。與夏播玉米相比，春播玉米生育期更長，生物產(chǎn)量較高，機收籽粒破碎率較低，但二者的機收損失率相當。在長江中游延遲收獲對夏播玉米機收質(zhì)量影響不明顯，但延遲7 d收獲可有效降低春播玉米機收籽粒破碎率與機收損失率。

關(guān)鍵詞： 玉米;春播;夏播;籽粒脫水;機收質(zhì)量;長江中游

中圖分類號： S513.04? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2021）04-0897-11

Comparison of grain dehydration and mechanical harvest quality between spring-sown maize and summer-sown maize in the middle reaches of Yangtze River

LIANG Ru-yu1， HUANG Yi-qin2， ZHAN Ming1*， LIU Zhi-hui1， WANG Yan1，

LIU Yong-zhong1， YANG Ren-neng1， WANG Heng-jin1

（1 College of Plant Science and Technology， Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in the Middle Reaches of the Yangtze River， Wuhan? 430070， China;

2Food Crop Institute， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan? 430070， China）

Abstract：【Objective】To clarify the differences in mechanical harvest quality and grain dehydration dynamics between spring-sown maize（SP）and summer-sown maize（SM） and the influencing factors， provide reference for matching planting modeand agronomic measures for mechanical harvest of double-cropping maize in the middle reaches of Yangtze River. 【Method】Three main local maize varieties， including Denghai 618（DH618）， Dika 653（DK653） and Yudan 9953（YD9953）， were selected in the field experiment in the middle reaches of Yangtze River（Jingmen， Hubei） in 2019.They were successively sown as spring maize and summer maize， and were mechanically harvested at physiological maturity （T1）， 7 d（T2） and 14 d（T3） after physiological maturity， respectively. The differences in yield， grain dehydration dynamics， mechanical harvest quality and its response to delayed harvest between spring maize and summer maize were analyzed. Regression analysis was used to study the main influencing factors for the gain broken rate and the relationship between grain dehydration and the accumulated temperature after silking（GDD≥10 ℃）. 【Result】The results showed the meteorological conditions during the plant growing season were different between SP and SM. The SP had longer growth period， more dry matter accumulation than that of SM. The average yield of three varieties in SP was significantly higher than that of SM with average increase of 64.6%（P<0.05， the same below）. The impurity ratesin SP and SM were all lower than 3.00%. However， the grain broken rate and loss rate were all higher， which were the main problems in maize mechanical harvest quality in this region. The grain water content of SP（15.7%-35.5%） was higher than that of SM（14.6%-21.5%）， and remarkably dropped along with the delay in harvest. The grain broken rate of SP linearly increased with the increase of grain water content（R2=0.543， P=0.024）， while the broken rate of SM showed a quadratic curve relationship with grain water content（R2=0.509，P=0.118）. The grain volume of SP（0.27-0.36 cm3/grain） was greater than that of SM（0.19-0.32 cm3/grain）， and there was a significant negative quadratic relationship between grain volume and the grain broken rate（R2=0.452，P=0.009）.Both of SP and SM presented an obvious Logistic model linking the grain water content and the GDD≥10 ℃. However， the responses of grain moisture dehydration to the GDD≥10 ℃ were quite different between SP and SM. When the grain water content decreased to the same level， the SP required more GDD≥10 ℃ than SM according to the logistic models. 【Conclusion】The differences of meteorological conditions between SP and SM maize growing period resulted in significant differences in mechanical harvest yield， mechanical harvest quality and grain dehydration process in the middle reaches of the Yangtze River. Compared with SM， SP has longer growth period， higher biomass and yield， lower grain breakage rate， but has similar mechanical loss rate. In the middle reaches of the Yangtze River， delayed harvest has no obvious effect on the mechanical harvest quality of summer maize， but delayed harvest for about 7 d can effectively reduce the broken rate and loss rate in mechanical harvest of spring maize.

Key words： maize; spring-sown; summer-sown; grain dehydration; mechanical harvest quality; the middle reaches of Yangtze River

Foundation item： National Key Research and Development Program of China（2016YFD0300308）

0 引言

【研究意義】玉米是長江中游第三大糧食作物，也是當?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)的主要飼料用糧，目前產(chǎn)需矛盾突出（展茗等，2010）。受市場需求增加的影響，湖北省玉米種植面積不斷擴大，2018年玉米播種面積達78.1萬ha（雷昌云和羿國香，2019）。高產(chǎn)高效機械化是長江中游玉米規(guī)?；a(chǎn)的必然趨勢，但目前我國玉米籽粒機械收獲的推廣區(qū)域主要集中在西北、東北和黃淮海地區(qū)（王克如等，2016;李璐璐等，2017;郝引川等，2018;梁效貴等，2019），長江中游尚處于起步階段，普遍存在玉米機收籽粒破碎率及損失率高等問題（李少昆，2017）。長江中游主要以兩熟制春播玉米和夏播玉米為主，但不同種植模式下玉米機收質(zhì)量的差異及其影響因素尚不清楚。因此，探明農(nóng)藝措施對玉米機收籽粒質(zhì)量的影響，明確提高玉米籽粒機收質(zhì)量的技術(shù)途徑是實現(xiàn)長江中游玉米高效機械化籽粒收獲亟待解決的首要問題?！厩叭搜芯窟M展】玉米籽粒機械化收獲質(zhì)量受品種、配套農(nóng)藝措施、收獲機械類型及收割速度等多種因素影響（王克如等，2016;郝引川等，2018;李璐璐等，2018b）。相對于其他機收質(zhì)量指標，玉米機械收獲時其籽粒破碎率過高，普遍難以達到GB/T 21961—2008《玉米收獲機械 試驗方法》中的機收籽粒破碎率標準（≤5%），因此籽粒破碎率被認為是評價玉米籽粒機械收獲質(zhì)量的關(guān)鍵指標之一（龐晨等，2019）。已有研究表明，籽粒含水量與籽粒破碎率呈顯著或極顯著正相關(guān)（樊廷錄等，2018;宮帥等，2018;王浥州等，2019;孔凡磊等，2020），即降低收獲時的籽粒含水量能有效降低機收籽粒破碎率（李璐璐等，2017）。收獲時玉米籽粒含水量是品種、氣象條件和栽培措施共同作用的結(jié)果（王克如和李少昆，2017b;王利鋒等，2018）。玉米籽粒含水量隨籽粒發(fā)育而呈遞減趨勢，但易受溫度、濕度和風速等環(huán)境條件的影響（高尚等，2018）。玉米吐絲后的積溫條件與籽粒脫水動態(tài)呈顯著回歸關(guān)系，能較好地反映玉米籽粒脫水特征及預(yù)測玉米籽粒成熟和收獲時間（李璐璐等，2017;徐國平等，2020）。玉米成熟后，其籽粒可繼續(xù)脫水，故延遲收獲能顯著降低籽粒含水量，提高籽粒壓碎力，從而降低籽粒破碎率（梁效貴等，2019），但存在增加籽粒腐爛和伏馬菌素污染的風險（da Costa et al.，2018）。此外，籽粒脫水速率與穗粗、軸粗、粒長和百粒重等農(nóng)藝性狀存在顯著相關(guān)性（趙寬厚等，2018;張順風等，2020），但影響玉米籽粒脫水的內(nèi)在生理機制、關(guān)鍵品種性狀及農(nóng)藝措施的調(diào)節(jié)規(guī)律等均有待進一步探究?！颈狙芯壳腥朦c】湖北省地處長江中游北部，溫光水資源豐富，玉米可播期較長，生產(chǎn)上以兩熟制春播玉米和夏播玉米為主，但春播與夏播玉米生長及收獲期間的氣象條件差異明顯，不同播種季玉米籽粒脫水規(guī)律及其對機收質(zhì)量的影響、延遲收獲的可行性等尚未明確?！緮M解決的關(guān)鍵問題】比較春播與夏播玉米籽粒脫水動態(tài)及機收質(zhì)量差異，分析影響玉米機收質(zhì)量的潛在因素，以期為長江中游兩熟制玉米機械化收獲配套種植模式及農(nóng)藝措施的優(yōu)化提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)域及試驗點概況

播種試驗于2019年在湖北省荊門市屈家?guī)X管理區(qū)（東經(jīng)112°46'，北緯30°53'）進行。研究區(qū)域地處江漢平原北界，屬于亞熱帶季風性氣候，全年日均氣溫在10 ℃以上的天數(shù)有230～240 d，且雨熱同期，降雨充沛，年均降水量為1100～1300 mm。研究區(qū)域為湖北省典型兩熟制區(qū)，常見玉米種植模式有小麥—夏玉米及春玉米—蔬菜等。試驗點土壤類型為潮土，土壤有機質(zhì)含量14.60 g/kg、全氮含量0.53 g/kg、全磷含量0.48 g/kg、速效磷含量17.78 mg/kg、速效鉀含量53.99 mg/kg。

1. 2 試驗設(shè)計

根據(jù)當?shù)貎墒熘朴衩椎牟シN時間，設(shè)2個播種時期，春播玉米（SP）于3月26日播種，夏播玉米（SM）于5月24日播種。每個播種季均選用登海618（DH618）、迪卡653（DK653）及豫單9953（YD9953）3個品種，同時設(shè)3次機收時間，分別為生理成熟期（T1）、生理成熟后7 d（T2）和生理成熟后14 d（T3）。每個播種季采用裂區(qū)試驗設(shè)計，收獲時間為主區(qū)，品種為副區(qū)，3次重復，小區(qū)面積216 m2（4.8 m×45.0 m）。

1. 3 田間管理

玉米播種前進行旋耕整地。春播與夏播均使用精量播種機單粒播種，苗期不間苗。種植行距60 cm，種植密度75000株/ha;播種后噴封閉型除草劑。結(jié)合播前整地，施用玉米專用配方肥（N∶P2O5∶K2O=24∶7∶7）600 kg/ha和復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）375 kg/ha作底肥;小喇叭口期噴施乙烯利進行化學控制;大喇叭口期追施尿素150 kg/ha;吐絲期葉面噴施0.2%磷酸氫二鉀溶液。于各玉米品種生理成熟后按試驗設(shè)計的收獲時間，選用雷沃谷神GE60玉米收獲機進行機械化籽粒直收。其他田間管理同當?shù)卮筇镉衩咨a(chǎn)。

1. 4 樣品采集及指標測定

觀測記錄玉米出苗、吐絲及生理成熟等生育期。于玉米吐絲期和成熟期，在每小區(qū)內(nèi)選取3個點，每個點連續(xù)調(diào)查50株玉米的穗位高、株高及穗位葉長寬;同時每個點選取3株玉米，分解為莖、葉及穗（成熟期進一步分解為苞葉、穗軸和籽粒）等部分，置于105 ℃烘箱殺青30 min，再85 ℃烘干至恒重，計算干物質(zhì)積累量。收獲前每小區(qū)選3個點，調(diào)查實收密度，并調(diào)查10 m雙行總株數(shù)、倒伏株數(shù)及莖腐病株數(shù)。玉米生理成熟期，每小區(qū)選取3個點，采用連續(xù)間隔法，每個點收取中間行50株玉米果穗，自然風干后脫粒稱重并測定籽粒含水率，計算實收產(chǎn)量（按14%含水量進行換算）。另選取接近平均穗鮮重的30個果穗，風干后測定穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重（百粒重）、穗長、穗粗及禿尖長等。玉米吐絲時，選取吐絲一致的代表性植株，進行掛牌標記。于吐絲后19或20 d，每隔7 d每小區(qū)取3株掛牌玉米果穗，取果穗中部籽粒，測定鮮重，然后置于105 ℃烘箱殺青30 min，85 ℃烘干至恒重，計算玉米籽粒含水率。籽粒含水率（%）=（鮮重-干重）/鮮重×100。每次取樣時，挑取30粒籽粒采用排水法測定籽粒體積，再取30粒籽粒以谷物硬度計測定籽粒壓縮破碎力。

試驗期間的氣象數(shù)據(jù)從當?shù)貧庀蟛块T獲取，包括氣溫、降水量、日照時數(shù)及大氣濕度等日值氣象數(shù)據(jù)。參照嚴定春等（2004）的方法計算玉米出苗后第i天的累積有效積溫（GDDef≥10 ℃），GDDef≥10 ℃= Σ[（Tmax+ Tmin）/2-10]。式中，Tmax和Tmin分別為第i天的最高和最低氣溫（10 ℃

參照柴宗文等（2017）的方法進行玉米機收質(zhì)量指標測定。玉米籽粒機收時，從機倉內(nèi)稱取不少于2000 g的籽粒樣品，首先采用LDS-1G水分測定儀測定籽粒含水量，從中選出雜質(zhì)，稱量雜重（Wza）與混合籽粒質(zhì)量（Wh），二者的百分比即為機收含雜率（%）;撿出機器損傷、有明顯裂紋及破皮的籽粒，分別稱出破損籽粒質(zhì)量（Ws）及樣品籽?？傎|(zhì)量（Wi），二者的百分比即為機收籽粒破碎率（%）;測定區(qū)機收玉米重量記為Wz，在機收玉米小區(qū)內(nèi)收集落地的果穗（包括5 cm以上的果穗段），脫凈后稱出籽粒質(zhì)量（Wu），每小區(qū)選取3個點，撿起2 m2全部落地籽粒（包括莖稈中夾帶籽粒）和小于5 cm長的碎果穗，脫凈后稱量籽粒質(zhì)量（WL），則機收果穗損失率（%）=Wu/Wz×100;落粒籽粒損失率（%）=WL/（Wz×2/機收面積）×100;果穗損失率與落粒籽粒損失率之和即為機收損失率。

1. 5 統(tǒng)計分析

采用Excel 2010整理試驗數(shù)據(jù)和制圖，利用Statistix 8.0進行方差分析與顯著性檢驗（LSD法）。采用 SPSS 16.0進行二次線性回歸擬合與顯著性檢驗，并以SigmaPlot 10.0構(gòu)建籽粒含水量與吐絲后GDD≥10 ℃的Logistic模型，統(tǒng)計模型建立所用數(shù)據(jù)均為各指標3次重復的平均值。

2 結(jié)果與分析

2. 1 春播與夏播玉米生育期及其氣象條件的差異

夏播玉米較春播玉米的生育期明顯縮短，3個品種平均約縮短7 d，其原因主要是夏播玉米從播種至吐絲期的天數(shù)明顯縮短所引起，3個品種夏播在該階段的天數(shù)平均比春播短14 d，而2個播期條件下吐絲期—成熟期的歷時天數(shù)差異不明顯。2個播期玉米不同生育階段的氣象條件差異明顯（圖1）。夏播玉米吐絲前的日均氣溫波動較小，日均氣溫和GDDef≥10 ℃明顯高于春播玉米（圖1-A和圖1-B），是夏播玉米花前生長期縮短的主要影響因素;夏播玉米灌漿前期的日均氣溫高于春播玉米，但灌漿后期與春播玉米相當，且成熟后延遲收獲期間的日均氣溫明顯低于春播玉米。春播玉米生育期內(nèi)的累積降水量明顯高于夏播玉米，3個品種平均高出265 mm;但夏播玉米生育前期的累積降水量高于春播玉米，累積降水量減少主要出現(xiàn)在灌漿期，其累積降水量較春播玉米減少139 mm（圖1-C）。不同播種季玉米生育期內(nèi)的相對濕度變化不明顯，基本維持在80%左右，但在玉米成熟后延遲收獲期間，春播玉米所處季節(jié)的相對濕度明顯高于夏播玉米（圖1-D）。

2. 2 春播與夏播玉米的生物量、產(chǎn)量及其構(gòu)成

由表1可看出，春播玉米吐絲期干重、成熟期干重和產(chǎn)量均顯著高于夏播玉米（P<0.05，下同），3個品種春播的吐絲期平均干重較夏播提高89.0%，而成熟期平均干重較夏播提高40.5%。3個品種的穗粒數(shù)和千粒重對播種季的響應(yīng)差異較明顯，其中，DH618和YD9953春播時的穗粒數(shù)顯著低于夏播，分別減少8.7%和5.8%，千粒重則分別較夏播時顯著提高25.5%和37.4%;DK653春播時的穗粒數(shù)較夏播顯著提高12.7%，而千粒重與夏播時的差異不顯著（P>0.05，下同）。由表1還可看出，品種、播種季及其交互作用對單位面積穗數(shù)影響均不顯著，但品種與播種季的交互作用對干物質(zhì)積累、產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒重及收獲指數(shù)有顯著或極顯著（P<0.01，下同）影響?？傮w來看，3個品種春播的產(chǎn)量顯著高于夏播，平均提高64.6%;春播時YD9953的產(chǎn)量顯著高于其他2個品種，夏播時則是DH618的產(chǎn)量顯著高于其他2個品種。

2. 3 播種季及不同收獲期對玉米機收質(zhì)量的影響

由表2可看出，播種季、品種和收獲期及其交互作用對機收籽粒破碎率均有極顯著影響。從不同收獲期來看，延遲收獲對春播和夏播玉米的影響不一致，隨著收獲期的延長春播玉米機收籽粒破碎率呈顯著的下降趨勢，而夏播玉米延遲14 d收獲（T3）的機收籽粒破碎率顯著升高。此外，3個品種夏播的機收籽粒破碎率均明顯高于春播，遠高于我國現(xiàn)行的玉米機收籽粒破碎率標準（≤5%），僅DH618和DK653春播時推遲14 d收獲（T3）的機收籽粒破碎率低于5.00%。在機收損失率方面，除了品種對機收損失率有極顯著影響及品種與收獲期的交互作用對機收損失率有顯著影響外，播種季、收獲期及其交互作用對機收損失率的影響均不顯著。春播與夏播玉米的平均機收損失率高于5.00%，分別為6.30%和5.10%;相對于DK653和YD9953，DH618的機收損失率相對較低，在春播與夏播條件下通過適當延長收獲期可將機收損失率控制在5.00%以下。在機收含雜率方面，播種季和收獲期及其交互作用對機收含雜率的影響均達極顯著水平。無論是春播玉米還是夏播玉米，其機收含雜率均較低，符合我國現(xiàn)行的玉米機收含雜率標準（≤3%）。此外，在生理成熟期（T1）和生理成熟后7 d（T2）時收獲，夏播玉米的機收含雜率均明顯低于春播玉米;而在生理成熟后14 d（T2）時收獲，3個品種的春播和夏播機收含雜率差異均不顯著。

2. 4 籽粒水分與籽粒體積對玉米機收籽粒破碎率的影響

不同播種季和收獲期對玉米籽粒含水量有明顯影響，春播與夏播玉米的籽粒含水量分別為15.7%～35.5%和14.6%～21.5%，二者均隨收獲期的推遲而呈明顯下降趨勢，但夏播玉米籽粒含水量的變化幅度小于春播玉米。在相同收獲期下，春播玉米籽粒含水量均明顯高于夏播玉米，而機收籽粒破碎率顯著低于夏播玉米。不同播種季玉米機收時的籽粒含水量與籽粒破碎率間的關(guān)聯(lián)性也存在一定差異（圖2）。其中，春播玉米機收籽粒破碎率隨籽粒含水量的增加而呈直線升高趨勢（R2=0.543，P=0.024），夏播玉米的機收籽粒破碎率與籽粒含水量則呈二次曲線關(guān)系（R2=0.509，P=0.118）?？傮w而言，春播玉米隨收獲期的延長其籽粒含水量降低，機收破碎率也隨之降低，當籽粒含水量維持在16.0%左右時機收籽粒破碎率低于5.00%;隨著收獲期的延長，夏播玉米籽粒含水量及其機收籽粒破碎率均呈降低趨勢，當籽粒含水量維持在18.0%左右時機收籽粒破碎率最低，但隨著籽粒含水量的進一步下降，機收籽粒破碎率反而呈明顯升高趨勢。

不同播種季和品種玉米的籽粒體積也存在一定差異，具體表現(xiàn)為春播玉米的籽粒體積（0.27～0.36 cm3/粒）明顯大于夏播玉米（0.19～0.32 cm3/粒）?；貧w分析結(jié)果（圖3）表明，玉米籽粒體積與機收籽粒破碎率存在顯著的負二次曲線關(guān)系（R2=0.452，P=0.009），根據(jù)回歸模型得知，當玉米籽粒體積為0.36 cm3/粒時，其機收籽粒破碎率最低;而玉米籽粒體積小于0.36 cm3/粒時，玉米機收籽粒破碎率隨籽粒體積的下降而明顯升高。

2. 5 播種季對玉米籽粒脫水的影響

由圖4-A可看出，春播與夏播玉米籽粒含水量隨吐絲后天數(shù)的推移呈先快速下降后變緩慢的變化趨勢。不同播種季下3個品種的籽粒含水量均表現(xiàn)為吐絲后75 d內(nèi)呈先快速下降后緩慢下降的變化趨勢，且夏播玉米的下降速度大于春播玉米，即與春播玉米相比，夏播玉米的脫水更快，主要是吐絲后28～56 d期間2種播種季的玉米籽粒脫水速率差距較大所致。由圖4-B可看出，玉米籽粒含水量隨吐絲后GDD≥10 ℃的升高也呈先快速下降后變緩慢的變化趨勢。利用Logistic模型對籽粒含水率與GDD≥10 ℃進行回歸曲線擬合，發(fā)現(xiàn)其擬合度（R2）均在0.980以上（表3），達極顯著水平，因此可利用該模型預(yù)測玉米籽粒水分下降到某水平時所需的GDD≥10 ℃。3個品種的籽粒脫水在不同播種季對吐絲后GDD≥10 ℃的響應(yīng)存在明顯差異。春播時3個品種籽粒脫水至某一籽粒含水量時所需的GDD≥10 ℃均高于夏播;根據(jù)回歸方程進行估算，當籽粒水分下降到可機收籽粒水分（25%）及適宜機收籽粒水分（20%）時，3個品種春播時所需的平均GDD≥10 ℃分別較夏播高306和406 ℃?d（表3），說明生理成熟后春播玉米籽粒脫水速度慢于夏播玉米。3個品種相比，當籽粒水分下降至某一籽粒含水量時，春播時DH618所需的GDD≥10 ℃明顯高于YD9953和DK653。

3 討論

3. 1 長江中游春播與夏播玉米產(chǎn)量形成差異明顯

播期調(diào)整是協(xié)調(diào)作物生長與光熱水資源匹配的有效手段，能有效影響玉米產(chǎn)量的形成（李向嶺等，2012;李文科等，2013;豆攀等，2017）。本研究發(fā)現(xiàn)3個品種春播的產(chǎn)量較夏播更具優(yōu)勢，平均提高64.6%，可能是由于2個播種季玉米生育期間氣象因素的差異所引起。已有研究表明，玉米的生育進程隨著溫度的升高而加快，其中日均氣溫與生長天數(shù)呈負相關(guān)（Liu et al.，2013）。本研究中，夏播玉米生育前期的日均氣溫、GDDef≥10 ℃明顯高于春播玉米，導致其營養(yǎng)生長期約縮短2周，繼而降低干物質(zhì)積累量，3個品種夏播的吐絲期平均干物質(zhì)積累量較春播降低39.2%。夏播玉米生育后期的日均氣溫逐漸低于春播玉米，吐絲期—生理成熟期的天數(shù)與春播玉米相當，但由于營養(yǎng)生長期干物質(zhì)積累少，授粉及關(guān)鍵灌漿期遭受高溫和干旱脅迫，可能導致后期光合作用受阻，籽粒灌漿不充實，至生理成熟時其平均干物質(zhì)積累量較春播時顯著下降28.8%。高溫脅迫是長江中游夏播玉米生產(chǎn)中普遍發(fā)生的自然災(zāi)害（肖瑋鈺等，2020），常導致玉米花粉敗育及籽粒灌漿受阻。本研究發(fā)現(xiàn)夏播玉米吐絲期及吐絲后30 d內(nèi)的日均氣溫基本在25 ℃以上，高于玉米籽粒灌漿的最適溫度22～24 ℃（徐田軍等，2020），且降水偏少，可能是導致夏播玉米籽粒灌漿受阻及粒重顯著下降的主要原因。因此，在長江中游夏播玉米生產(chǎn)中如何合理調(diào)控播期及加強田間管理等措施，以減輕高溫干旱對干物質(zhì)積累與籽粒灌漿的影響，還有待進一步探究。

3. 2 長江中游春播與夏播玉米機收質(zhì)量差異明顯

本研究結(jié)果表明，長江中游春播玉米的機收籽粒破碎率明顯低于夏播玉米，且隨收獲期的推遲呈明顯降低趨勢;夏播玉米機收籽粒破碎率較高，推遲7 d收獲無顯著變化，但推遲14 d收獲呈明顯升高趨勢。這可能與不同播種季的氣象因素差異導致籽粒脫水與籽粒發(fā)育特性差異有關(guān)。機收籽粒破碎率不僅與籽粒水分含量有關(guān)，還與籽粒體積、粒長、穗長和穗粗等密切相關(guān)（李川等，2015;李樹巖等，2019）。籽粒含水量被認為是影響機收籽粒破碎率的關(guān)鍵指標，降低籽粒水分可有效降低機收籽粒破碎率（柴宗文等，2017;李璐璐等，2017;郝引川等，2018;王浥州等，2019）。本研究中，春播玉米生理成熟期的籽粒含水量遠高于夏播玉米，且隨著收獲期的推遲其籽粒水分明顯下降，與籽粒破碎率呈顯著的直線負相關(guān)（R2=0.543，P=0.024）?？梢姡陂L江中游延遲收獲春播玉米能有效降低籽粒含水量，從而降低機收籽粒破碎率，與在黃淮海、東北玉米產(chǎn)區(qū)延遲收獲的效果（柴宗文等，2017;梁效貴等，2019）基本一致。長江中游玉米生理成熟時的籽粒水分較低，隨收獲期的延遲其籽粒水分呈下降趨勢，推遲7 d收獲時的機收籽粒破碎率變化不明顯，但推遲14 d時明顯升高，與黃淮海區(qū)夏播玉米延遲收獲其機收籽粒破碎率呈先降低后上升的變化趨勢（薛軍等，2018）略有差異，究其原因可能是玉米籽粒脫水及收獲時的籽粒含水量差異所導致。本研究條件下，夏播玉米生理成熟時的籽粒含水量較低，3個品種的籽粒含水量均在21.5%以下，處于適宜機收的籽粒含水量范圍內(nèi)（≤25%）（柴宗文等，2017;李璐璐等，2017;郝引川等，2018），繼續(xù)延遲收獲，水分下降變慢，且造成籽粒破碎率上升，與薛軍等（2018）的研究結(jié)果相似。隨著籽粒含水率的下降，籽粒的強度和應(yīng)力增強，籽粒脫粒時損傷率下降;當籽粒含水率繼續(xù)下降到較低水平時，反而導致機收籽粒破碎率升高（王克如和李少昆，2017a）。此外，籽粒形狀、結(jié)構(gòu)成分和力學特性也會影響機收籽粒破碎率（侯明濤等，2016）。本研究結(jié)果表明，籽粒體積與機收籽粒破碎率呈顯著的負二次曲線關(guān)系（R2=0.452，P=0.009），當籽粒體積小于0.36 cm3/粒時，玉米機收籽粒破碎率隨籽粒體積的下降而明顯升高。受灌漿期高溫干旱的影響，3個品種夏播時的籽粒體積均明顯小于春播，可能是導致夏播玉米機收籽粒破碎率較高的原因之一，但其致使機收籽粒破碎的作用機理（籽粒胚乳特性、籽粒硬度、彈性等）還有待進一步探討。

機收損失率偏高是長江中游玉米機收的另一主要問題，春播與夏播玉米在3個收獲期的平均機收損失率在3.95%～7.40%，總體上高于其他產(chǎn)區(qū)的平均水平4.12%（柴宗文等，2017），可能與長江中游的氣候條件及品種適應(yīng)性等有一定關(guān)系。品種的立桿特性及穗粒特性等均會影響機收損失率（李川等，2015）。本研究也發(fā)現(xiàn)，品種對玉米機收損失率影響顯著，相對于DK653和YD9953，DH618的機收損失率相對較低，在春播與夏播條件下通過適當延長收獲期可將機收損失率控制在5.00%以下。播種季對玉米機收損失率總體上影響不明顯，但不同播種季下收獲時間對機收損失率的影響有所差異，春播玉米隨收獲時間的延遲其機收損失率呈先降低后升高的變化趨勢，夏播玉米則呈逐漸降低趨勢，可能與不同播種季玉米收獲期的氣象條件有關(guān)。樊廷錄等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，收獲期的氣象條件對黃土高原玉米機收損失有明顯影響，陰雨天氣會導致高損失率。本研究條件下，春播玉米在延遲收獲期間處于高溫高濕環(huán)境下，易導致莖腐病發(fā)生（da Costa et al.，2018），莖稈立桿性變差，且果穗易掉落;夏播玉米延遲收獲期間的氣溫與濕度相對較低，可能是夏播玉米延遲2周收獲機收損失率繼續(xù)降低的原因之一。長江中游春播與夏播玉米機收含雜率均低于3.00%，符合我國現(xiàn)行的玉米機收含雜率標準（≤3%），即機收含雜率并不是影響長江中游玉米機收質(zhì)量的關(guān)鍵問題，與其他玉米產(chǎn)區(qū)的情況（樊廷錄等，2018;龐晨等，2019）相似。

3. 3 長江中游春播與夏播玉米籽粒脫水差異明顯

玉米籽粒含水率隨其生育進程的推進呈規(guī)律性遞減趨勢（趙波等，2020），通常采用線性模型、Logistic Power非線性模型或二次曲線模型等進行估算（高尚等，2018;武文明等，2020）。玉米籽粒脫水過程受品種遺傳及生態(tài)環(huán)境等多種因素的影響（王克如和李少昆，2017b），其中溫度是影響玉米籽粒脫水的關(guān)鍵環(huán)境因子（李璐璐等，2018a）。玉米籽粒脫水除了受降水、濕度、風速等氣象因子影響外（王克如和李少昆，2017b），還與授粉后的活動積溫密切相關(guān)（高尚等，2018;張萬旭等，2018）。本研究結(jié)果表明，長江中游春播與夏播玉米的籽粒含水量與GDD≥10 ℃呈顯著的Logistic曲線關(guān)系，可用于預(yù)測籽粒含水量下降至某一水平時所需的GDD≥10 ℃。3個品種在長江中游春播與夏播時籽粒脫水速率對吐絲后GDD≥10 ℃的響應(yīng)也存在明顯差異，當籽粒水分下降至相同水平時，春播玉米所需的GDD≥10 ℃均高于夏播玉米，且隨脫水進程的加劇其差距逐漸擴大，究其原因可能與長江中游夏播玉米灌漿前中期氣溫較高，籽粒灌漿受阻，粒重降低及籽粒體積變小有關(guān)（王克如和李少昆，2017b）?？梢姡陂L江中游不宜采用同一個籽粒含水量—積溫模型預(yù)測春播與夏播玉米籽粒水分的變化。在長江中游玉米可播期較長，因此還需進一步明確籽粒含水量—積溫模型的適用播期范圍，同時細化研究溫度區(qū)間對玉米籽粒脫水的影響，提高玉米籽粒水分預(yù)測的精準度及適用時空范圍。

4 結(jié)論

長江中游春播與夏播玉米生長及收獲期間的氣象條件差異導致其機收產(chǎn)量、機收質(zhì)量及籽粒脫水過程存在明顯差異。與夏播玉米相比，春播玉米生育期更長，生物產(chǎn)量較高，機收籽粒破碎率較低，但二者的機收損失率相當，含雜率均較低。在長江中游延遲收獲對夏播玉米機收質(zhì)量影響不明顯，但延遲7 d收獲可有效降低春播玉米機收籽粒破碎率與機收損失率。

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（責任編輯 蘭宗寶）