徐青松 徐勁松 張紅梅 李 欣 申媚賢 王志宏

（1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西功能食品研究院，山西太原 030031；2山西青卓玉米種子研究所，山西太原 030031；3山西農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所，山西忻州 034000；4忻州市氣象局，山西忻州 034000）

玉米機(jī)械粒收作為玉米高產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)體系的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可以有效地提高機(jī)械化生產(chǎn)的作業(yè)效率，降低成本[1]。有關(guān)機(jī)械粒收對玉米產(chǎn)量的影響研究表明，玉米后期籽粒含水率偏高是直接影響籽粒質(zhì)量的重要因素[2-3]。因此，篩選出后期脫水快、產(chǎn)量高、綜合性狀表現(xiàn)好的機(jī)械粒收玉米品種，有利于不同地區(qū)玉米機(jī)械粒收技術(shù)的推廣和應(yīng)用[4]。玉米籽粒機(jī)收已經(jīng)成為我國玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的自然趨勢，但目前生產(chǎn)上適于籽粒機(jī)收的品種較少，主推品種收割時(shí)籽粒含水率高，導(dǎo)致破碎率、損失率和雜質(zhì)率顯著提高[5-7]。李鳳海等[8]研究表明，不同時(shí)期玉米籽粒含水率存在顯著差異，熟期對玉米脫水速率有明顯影響，中晚熟品種脫水速率高于晚熟品種，籽粒生理成熟時(shí)的含水率影響收獲時(shí)的含水率。收獲期籽粒含水率高不僅增加了籽粒破碎程度，而且增加了霉變風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)成本，嚴(yán)重阻礙了玉米籽粒機(jī)收技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用[9]。收獲時(shí)籽粒含水量過高，對玉米的烘干、儲(chǔ)藏和加工影響極大，經(jīng)常給經(jīng)營者造成很大經(jīng)濟(jì)損失。因此，選擇脫水快的玉米品種，適當(dāng)提早播種期和推遲收獲期，降低收獲時(shí)籽粒含水率，是降低機(jī)械粒收破碎率的重要途徑[10]。

玉米中晚熟區(qū)是我國玉米生產(chǎn)的黃金地帶，無霜期長，日照時(shí)間長，播種前和生理成熟后熱資源豐富，但是籽粒機(jī)械直收水平很低，主要原因是種植戶收獲較早，籽粒含水率和破碎率高。為了解決這個(gè)問題，本文選擇國內(nèi)春播中晚熟區(qū)推廣的20個(gè)玉米品種為材料，設(shè)置了不同收獲期試驗(yàn)，正常成熟后在地塊內(nèi)站稈自然脫水，通過分析不同收獲期玉米籽粒含水率與破碎率的關(guān)系，初步探討供試玉米品種的適宜收獲期，以期為春播中晚熟區(qū)玉米機(jī)械粒收提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年在山西省忻州市忻府區(qū)前郝村（山西青卓玉米種子研究所試驗(yàn)田）進(jìn)行。試驗(yàn)田海拔 869.9 m，位于東經(jīng) 112°42′、北緯 38°24′，日照時(shí)數(shù)2 466.7 h，無霜期159 d，日平均氣溫5.49℃，年降雨量為506 mm。試驗(yàn)田前茬為白菜，土壤肥沃、肥力均勻，土壤類型為黃壤土。

1.2 供試材料

供試玉米品種共20個(gè)，其中國內(nèi)品種13個(gè)，國外品種7個(gè)，各品種具體概況見表1。

表1 供試20個(gè)玉米品種情況

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以當(dāng)?shù)匾藱C(jī)械粒收玉米品種先玉335作對照（CK），設(shè)置 9 月 30 日（S1）、10 月 6 日（S2）、10 月 13 日（S3）和 10 月 20 日（S4）等 4 個(gè)收獲期處理。 等行距種植，行距50 cm，株距31 cm，種植密度66 000株/hm2。5月5日播種，施復(fù)合肥600 kg/hm2，不進(jìn)行追肥，7月15日澆水1次。其他管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。在地塊內(nèi)站稈自然脫水，行長4 m，6行區(qū)，調(diào)查中間4行，重復(fù)3次。

1.4 測定內(nèi)容與方法

先在中間行直收果穗，再用SV-58-80型脫粒機(jī)脫粒，取脫粒樣品1 kg，用PM8188水分測定儀測定含水率，稱重量。手工分揀完整籽粒和破碎籽粒并分別稱重，完整籽粒重量記為KW1，破碎籽粒重量記為KW2。計(jì)算公式如下：

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS 9.4軟件對收獲期樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。采用Pearson對籽粒含水率與破碎率相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

由表2、表3可知，S1收獲期處理籽粒含水率平均值為29.86%，變幅為26.40%～35.23%，高于平均值的品種共有7個(gè)，占35%；籽粒破碎率平均值為7.10%，變幅為5.33%～10.33%，高于平均值的品種共有10個(gè)，占50%。籽粒含水率低于先玉335（CK，28.71%）的品種共有8個(gè)，占40%；籽粒破碎率低于或等于先玉335（CK，6.67%）的品種共有9個(gè)，占45%。

表2 不同收獲期玉米品種間籽粒含水率的變化

表3 不同收獲期玉米品種間籽粒破碎率的變化

S2收獲期處理籽粒含水率平均值為25.81%，變幅為22.78%～29.52%，高于平均值的品種共7個(gè)，占35.0%；籽粒破碎率平均值為4.33%，變幅為2.67%～6.67%，高于平均值的品種有7個(gè)，占35%。S2收獲期處理較S1收獲期處理籽粒含水率降低4.05個(gè)百分點(diǎn)，籽粒破碎率降低2.77個(gè)百分點(diǎn)。籽粒含水率低于先玉 335（CK，24.69%）的品種共有 6個(gè)，占30%；籽粒破碎率低于先玉335（CK，4.33%）的品種共有10個(gè)，占50%。

S3收獲期處理籽粒含水率平均值為21.60%，變幅為18.84%～24.56%，高于平均值的品種共有9個(gè)，占45.0%；籽粒破碎率平均值為1.10%，變幅為0.33%～2.58%，高于平均值的品種共有10個(gè)，占50%。S3收獲期處理較S1收獲期處理籽粒含水率降低8.26個(gè)百分點(diǎn)，籽粒破碎率降低6.00個(gè)百分點(diǎn)。籽粒含水率低于先玉335（CK，20.03%）的品種共有3個(gè)，占15%；籽粒破碎率低于或等于先玉335（CK，0.67%）的品種共有9個(gè)，占45%。

S4收獲期處理籽粒含水率平均為17.68%，變幅為15.33%～20.15%，高于平均值的品種共有9個(gè)，占45%；籽粒破碎率平均值0.07%，變幅為0～0.33%，高于平均值的品種共有4個(gè)，占20%。籽粒含水率低于先玉 335（CK，16.80%）的品種共有 6個(gè)，占 30%；籽粒破碎率低于先玉335（CK）的品種共有16個(gè)，占80%。S4收獲期處理較S1收獲期處理籽粒含水率下降12.18個(gè)百分點(diǎn)，籽粒破碎率降低7.03個(gè)百分點(diǎn)。

不同收獲期玉米籽粒含水率與破碎率的相關(guān)分析（表4）表明，S1收獲期處理和S2收獲期處理籽粒含水率與破碎率成極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.889 32、0.902 14，說明這2個(gè)收獲期玉米籽粒含水率與破碎率是影響玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的主要因素。S3收獲期處理和S2收獲期處理隨著籽粒含水率和籽粒破碎率的降低，相關(guān)性變?nèi)?，S3收獲期處理籽粒含水率與籽粒破碎率的相關(guān)性成中強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.690 45；S4收獲期處理籽粒含水率與籽粒破碎率成弱相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.398 53。說明S4收獲期籽粒含水率與籽粒破碎率對玉米機(jī)械粒收質(zhì)量影響較小。

表4 不同收獲期含水率與破碎率相關(guān)性分析（Pearson相關(guān)系數(shù)）

以不同收獲期處理籽粒含水率和籽粒破碎率平均值[12]為指標(biāo)，參照國家標(biāo)準(zhǔn)《玉米收獲機(jī)械》（GB/T 21962—2020）的規(guī)定[13]，初步確立機(jī)械粒收玉米品種適宜收獲期指標(biāo)：籽粒含水率和籽粒破碎率均低于平均值以及籽粒含水率高于平均值、籽粒破碎率低于平均值（或≤5%國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)），為機(jī)械粒收適宜收獲期玉米品種；籽粒含水率和籽粒破碎率均高于平均值以及籽粒含水率低于平均值（或≥5%國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)）為不適宜機(jī)械粒收玉米品種。S1收獲期處理籽粒含水率和籽粒破碎率低于平均值（29.86%和7.10%）的玉米品種分別有13個(gè)和10個(gè)，20個(gè)玉米品種籽粒破碎率均≥5%標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械宜粒收品種個(gè)數(shù)為0；S2收獲期處理籽粒含水率和籽粒破碎率低于平均值（25.81%和4.33%）的玉米品種分別有13個(gè)和14個(gè)，籽粒破碎率≤5%標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械粒收玉米品種有15個(gè)（品種有先玉335、大豐30、迪卡517、迪卡653、先玉696、中地88、青卓1號(hào)、青卓2號(hào)、青卓3號(hào)、三聯(lián) 399、先玉 508、先玉 1225、福盛園57、大正2號(hào)和華美1號(hào)），占總玉米品種個(gè)數(shù)的75%；S3收獲期處理籽粒含水率和籽粒破碎率低于平均值（21.60%和1.10%）的玉米品種分別有11個(gè)和10個(gè)。籽粒破碎率≤5%國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械粒收玉米品種有20個(gè)，占玉米品種個(gè)數(shù)的100%。S4收獲期處理籽粒含水率和籽粒破碎率低于平均值（17.68%和0.07%）的玉米品種分別有11個(gè)和16個(gè)，籽粒破碎率≤5%國家標(biāo)準(zhǔn)的宜機(jī)械粒收玉米品種有20個(gè)，占總玉米品種個(gè)數(shù)的100%。其中籽粒含水率小于16%的品種有華美1號(hào)、先玉1225。

可以看出，中熟玉米品種機(jī)械粒收適宜收獲期在10月6日以后，晚熟玉米品種機(jī)械粒收適宜收獲期在10月13日左右。

3 結(jié)論與討論

中晚熟春玉米區(qū)機(jī)械粒收存在的主要質(zhì)量問題是籽粒破碎率高，破碎率高的主要原因是收獲時(shí)籽粒含水率高。玉米籽粒破碎率高造成機(jī)收產(chǎn)量降低，且影響機(jī)收質(zhì)量，成為限制玉米機(jī)械粒收技術(shù)推廣的主要因素之一[14]。因此，在春播中晚熟地區(qū)除選育脫水快、破碎率低、抗倒伏且適宜機(jī)械粒收品種外，適當(dāng)提早玉米播種期和延遲收獲期，降低收獲時(shí)籽粒含水率是降低機(jī)械粒收破碎率的主要途徑。

春播中晚熟地區(qū)是一年一熟制，一般在4月下旬至5月上旬播種，收獲期集中在9月末至10月初，10月上旬至10月下旬有20 d以上的空余期，此期完全可以采用玉米籽粒田間站稈方式脫水，從正常收獲期9月30日開始推遲6、13、20 d可為玉米分別爭取到72.09、140.09、215.69℃的積溫用于籽粒后期脫水。因此，從熱量條件來分析，玉米春播中晚熟地區(qū)用于后期籽粒脫水的熱量可以滿足籽粒脫水率降低至20%以下收獲的要求，這種條件下進(jìn)行機(jī)械粒收籽粒破碎率會(huì)大幅度降低。本試驗(yàn)結(jié)果表明，以各收獲期平均值為指標(biāo)，參照國家標(biāo)準(zhǔn)《玉米收獲機(jī)械》（GB/T 21962—2020）規(guī)定綜合分析正常收獲期（9月30日）條件下，籽粒含水率和籽粒破碎率分別為29.86%和7.10%時(shí)，100%的中晚熟玉米品種不適宜機(jī)械粒收；正常收獲期推遲6 d（10月6日）條件下，籽粒含水率和籽粒破碎率分別在25.81%和4.33%時(shí)，適宜機(jī)械粒收的中熟玉米品種有迪卡517、青卓2號(hào)、先玉 1225、先玉 696、先玉 335等 15個(gè)；正常收獲期推遲13 d（10月13日）條件下，籽粒含水率和籽粒破碎率分別為21.60%和1.10%時(shí)，100%的中晚熟玉米品種達(dá)到宜機(jī)械粒收標(biāo)準(zhǔn)。正常收獲期推遲20 d（10月20日）條件下，籽粒含水率和籽粒破碎率分別為17.68%和0.07時(shí)，100%的中晚熟玉米品種達(dá)到機(jī)械宜收標(biāo)準(zhǔn)。收獲期為9月30日和10月6日玉米籽粒含水率與籽粒破碎率之間成顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.889 32、0.902 14，收獲期10月13日和10月20日玉米籽粒含水率與籽粒破碎率分別成中強(qiáng)相關(guān)關(guān)系和弱相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.690 45、0.398 53，說明籽粒含水率高是導(dǎo)致中晚熟玉米品種機(jī)械粒收破碎率的重要因素。籽粒破碎率受收獲機(jī)械及其作業(yè)操作和收獲時(shí)期等多種因素影響，本試驗(yàn)中晚熟玉米品種較多，重復(fù)次數(shù)多，不能直接采用大田玉米機(jī)械收獲，可采用5TY-54-80脫粒機(jī)，但應(yīng)將其調(diào)試至與大田玉米籽粒收獲機(jī)相同的轉(zhuǎn)速和破碎率相近的標(biāo)準(zhǔn)，邊收獲邊脫粒，建議應(yīng)加強(qiáng)邊粒收、邊烘干和邊入庫儲(chǔ)藏一體化機(jī)械的研究，以滿足今后規(guī)?；竺娣e玉米機(jī)械粒收發(fā)展的需要。