山西中晚熟區春玉米宜粒收品種篩選試驗

姜春霞，楊 柯，張冬梅，張 偉，劉化濤，翟廣謙，劉恩科

（山西省農業科學院旱地農業研究中心，有機旱作山西省重點實驗室，黃土高原東部旱作節水技術國家地方聯合工程實驗室，山西太原030031）

玉米是山西省種植面積最大、產量最高的糧食作物[1]，2016 年山西玉米種植面積162.5 萬hm2，占山西省糧食作物種植面積的50.1%，總產量占山西省糧食總產量的67.4%[2]，玉米在糧食增產及確保糧食安全方面發揮著重要作用。目前，山西中晚熟區玉米生產中耕地、播種環節已基本實現機械化，而最繁重的收獲環節仍以機械或人工收穗為主，不僅需投入大量的人力勞動，且摘穗后需晾曬、脫粒后才能安全入庫。隨著農村勞動力老齡化加劇以及勞動力成本的增加，玉米收獲環節實現機械化的需求越來越大。有研究人員對玉米人工收穗、機械收穗、機械收粒等收獲方式的用工環節和成本投入進行了比較，結果表明，玉米籽粒機械直收技術最為高效快捷，是一項節省工序、省時省力、節本增效、適應玉米產業化發展需求的收獲方式[3-4]。玉米機械粒收是利用聯合收獲機摘穗、脫粒一次完成的收獲方式，現僅在新疆、黑龍江3～5 積溫帶和內蒙古東北部等玉米產區推廣應用[5]，玉米籽粒破碎率偏高、收獲質量差是當前制約我國各地機械粒收技術推廣的主要問題[6]。研究結果表明，籽粒含水率與機收質量呈顯著正相關關系[6-8]。山西省種植的玉米品種多而雜，多種植生育期較長的品種以獲得高產，缺乏適宜籽粒機收的品種，加之成熟時籽粒含水率偏高，導致籽粒機收難以適應，收獲的玉米商品品質差。因此，篩選抗倒、籽粒脫水快、收獲期籽粒含水率低的品種成為推動山西玉米籽粒機收發展的重要途徑。

本研究選用13 個玉米品種，通過對不同品種的生育進程、農藝性狀、籽粒含水率、籽粒灌漿脫水特性、產量、機收質量進行比較與分析，篩選出適合山西中晚熟春玉米區宜粒收的品種，為山西玉米籽粒機收技術的推廣應用提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016 年在山西省定襄縣（國家現代農業示范區）神山鄉鎮安寨實施，該區多年平均玉米生育期活動積溫3 197.1 ℃，5—9 月多年平均降水329.5 mm，為忻州盆地中晚熟玉米區，試驗區玉米生育期氣溫及降水情況如表1 所示。

表1 玉米生育期月均氣溫和降水量

1.2 試驗材料

供試13 個春玉米品種分別為先玉335、金博士782、先玉1622、金科玉3306、強盛336、威卡1128、先達501、蠡試537、盛玉167、天和5 號、和育301、先玉1213、荃研11 號，以先玉335 為對照。

1.3 試驗設計

每個品種分別設置了大區（4.8 m×110 m＝528 m2）和小區（2.4 m×6.7 m＝16 m2）試驗，大區試驗采用間比法設計，隨機區組排列；小區試驗采用隨機區組排列，設3 次重復。試驗采用等行距種植，行距60 cm，大區于5 月2 日機械播種，每小區8 行，9 月27 日機械收粒，小區為5 月2 日人工點播，每小區4 行，10 月2 日人工收獲。留苗密度均為7.5 萬株/hm2。田間管理同大田。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 生育期記載 記載并調查不同玉米品種的播種期、出苗期、拔節期、吐絲期、生理成熟期和收獲期。

1.4.2 株高、穗位高測定 在玉米吐絲散粉后，小區試驗選取連續10 株，調查株高、穗位高。

1.4.3 倒伏、倒折率測定 機械收獲前，每個品種調查3 個點，每個點調查10 m 雙行，記錄總株數、倒折株數、倒伏株數，計算倒折率、倒伏率。

1.4.4 產量、機收質量、籽粒含水率測定 待各玉米品種生理成熟后，于9 月27 日采用由小麥收獲機改裝的福田雷沃谷神GE50 進行全小區機械直收籽粒，并計產。在機械收獲后的樣段選取3 個點，每個樣點選取2 m 長1 個割幅寬（4 行，2.4 m 寬），收集每個樣點的落穗和落粒，計算落穗損失率和落粒損失率。

從收割機儲糧倉內取收獲籽粒樣品2 kg，用PM-8188 谷物水分儀測定籽粒含水率，5 次重復，取其平均值，然后手工分揀完整籽粒和破碎粒以及雜質，按質量計算籽粒破碎率和雜質率。

1.4.5 灌漿及脫水速率測定 吐絲后25 d，每隔10 d，小區試驗的每個品種各取5 穗，取穗中部100 粒玉米籽粒，稱鮮質量，將籽粒樣品在80 ℃烘干至恒質量，稱籽粒干質量。

籽粒含水率＝（鮮質量－干質量）/鮮質量×100% （1）

籽粒脫水速率＝（第n 次籽粒含水率－第n＋1次籽粒含水率）/間隔天數 （2）

籽粒灌漿速率＝（第n 次籽粒干質量－第n＋1次籽粒干質量）/間隔天數 （3）

1.5 數據處理

采用Excel 2007 和SPSS 13.0 軟件進行數據處理及統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同玉米品種特性比較

由表2 可知，13 個品種均屬晚熟品種，平均生育期為141 d，生育期變幅為139～144 d，比對照先玉335 早熟的品種有8 個，其中，先玉1622、和育301、威卡1128、盛玉167 生育期均為139 d，比對照早2 d，先玉1213、荃研11 號、強盛336、蠡試537生育期均為140 d，比對照早1 d，與對照生育期相同的品種為天和5 號、金博士782，較對照生育期長的品種為金科玉3306 和先達501。

表2 不同玉米品種特性比較

不同玉米品種的株高、穗位高存在差異。13 個品種的平均株高為303.2 cm，平均穗位高為117.4 cm，株高的變幅為248.0～329.5 cm，穗位高的變幅為96.0～126.0 cm。荃研11 號的穗位高低于其他品種，其余12 個品種的穗位高差異不顯著（表2）。

先玉335（CK）的倒伏倒折率為32.7%，參試的其他12 個品種倒伏倒折率均低于先玉335。和育301、先玉1622、天和5 號、荃研11 號、金科玉3306倒伏倒折率＜8%，且主要以倒折為主；其余7 個品種的倒伏倒折率均＞8%，其中，金博士782、強盛336 的倒伏率高于倒折率，威卡1128、先達501、盛玉167、先玉1213 的倒折率高于倒伏率。2016 年7 月試驗區域降水240 mm，是多年平均降水83.3 mm的2.9 倍，加之雨后的高溫，導致莖腐病大面積發生。在極端的氣象條件下，仍有少數品種表現優異，和育301、先玉1622、天和5 號、荃研11 號、金科玉3306 的倒伏倒折率低于其他品種，分別為2.4%，2.5%，2.6%，3.4%，3.9%。和育301、先玉1622、天和5 號、荃研11 號、金科玉3306 的抗倒性優于其他品種。

2.2 不同玉米品種灌漿及脫水特性比較

2.2.1 籽粒干質量及灌漿速率 由表3 可知，不同玉米品種的百粒質量隨著生育進程逐漸增加；各品種百粒質量在授粉后45 d 內快速增加，后期緩慢上升；在籽粒灌漿期，威卡1128、荃研11 號、和育301 的百粒質量始終高于先玉335，金科玉3306 的百粒質量在授粉后35～65 d 高于先玉335，先玉1622 的百粒質量在授粉后45～65 d 高于先玉335。從授粉后25 d 至生理成熟，各品種的平均灌漿速率表現不同，灌漿速率高于平均值的品種有威卡1128、蠡試537、和育301、金科玉3306、先玉1622、金博士782、先玉1213、荃研11 號。

表3 玉米灌漿期籽粒干質量及灌漿速率比較

續表3

2.2.2 籽粒含水率及脫水速率 表4 為不同玉米品種授粉后25～65 d 籽粒含水率變化及生理成熟后28 d 的平均籽粒脫水速率。結果表明，隨著時間的推移，不同玉米品種籽粒含水率呈下降趨勢。授粉后45 d 內，各品種的籽粒含水率下降較快，45 d后下降速率變慢。生理成熟時（授粉后65 d），各品種的平均籽粒含水率為24.1%，金博士782、金科玉3306、先玉1622 的籽粒含水率顯著高于其他品種。但生理成熟后28 d，金博士782、金科玉3306、先玉1622 的平均籽粒脫水速率顯著高于其他品種。

表4 不同玉米品種籽粒含水率及脫水速率比較

2.3 適宜山西中晚熟玉米區籽粒機收品種初步篩選

以對照先玉335 的產量、適宜機械粒收的籽粒含水率25%[7，9-10]為標準對參試的12 個品種分類，位于第Ⅱ象限的品種表現為單產水平高、籽粒含水率低的類型，分別為和育301、先玉1622、蠡試537、威卡1128，較對照分別增產9.1%，6.2%，5.1%，2.1%，收獲時籽粒含水率均低于25%；位于第Ⅰ象限的品種表現為單產水平高、籽粒含水率也高的品種，為金科玉3306，較對照增產15.1%，但籽粒含水率是參試品種中最高的，為29.56%；位于第Ⅲ，Ⅳ象限的品種表現為單產水平低于對照、籽粒含水率介于17.4%～26.7%，產量由高到低的為天和5 號、荃研11 號、金博士782、先達501、盛玉167、先玉1213、強盛336（圖1）。

2.4 不同玉米品種籽粒機收性狀比較

分析籽粒機械收獲質量發現，不同品種間籽粒破碎率、雜質率和產量損失率之間存在明顯差異。由表5 可知，籽粒破碎率均值為5.8%，變幅為4.3%～7.5%，和育301、先達501、先玉1622、盛玉167、威卡1128 籽粒破碎率符合《玉米收獲機械技術條件（GB/T 21961—2008）》中規定≤5%的要求；籽粒含雜率均值為1.2%，各個品種的籽粒含雜率均符合國標（GB/T 21961—2008）》中規定≤3%的要求；各個品種的機收產量損失以果穗損失為主，落粒損失率顯著低于落穗損失率，產量損失率均值為9.86%，變幅為1.4%～30.0%，其中，荃研11 號、先玉1622、金科玉3306、和育301、先玉1213、天和5 號的產量損失率符合國標（GB/T 21961—2008）》中規定≤5%的要求，其他品種不符合≤5%的要求，尤以對照先玉335 的產量損失率最高，為30.0%。綜合分析可知，和育301、先玉1622 的籽粒破碎率、雜質率和產量總損失率均符合《玉米收獲機械技術條件（GB/T 21961—2008）》中規定的要求。

表5 不同玉米品種籽粒機械收獲性狀比較 %

3 結論與討論

前人針對不同區域特點對玉米機械粒收開展了大量研究，采用籽粒含水率和單產2 個重要指標按雙向平均法對不同玉米品種分類，在吉林省遴選出產量高于平均值、含水率低于平均值的品種[10]；在北疆地區篩選出適宜熱量資源豐富地區種植的籽粒含水率低、單產水平高的品種，適宜熱量資源偏少地區種植的早熟脫水快、產量低于平均值的品種[11]。朱春生等[12]對洞庭湖區機收夏玉米品種研究表明，7 個供試品種均未達到機收質量技術要求。大量研究結果均表明，收獲時玉米籽粒含水率高是影響玉米籽粒機收質量的主要原因[13-17]，因地制宜地篩選出適宜當地的粒收品種，充分發揮品種的產量潛力，是玉米粒收技術推廣應用亟待解決的重要問題。

在山西中晚熟玉米區，玉米生理成熟在9 月25 日前后，9 月25 日至10 月10 日之間多年日均氣溫均高于10 ℃，熱量資源較充足，有足夠的時間供籽粒脫水。本研究以先玉335 為對照，對不同玉米品種的植株性狀、籽粒灌漿脫水特性進行分析，結果表明，和育301、先玉1622 的倒伏倒折率顯著低于其他品種，灌漿速率高于對照，先玉1622 在生理成熟后籽粒脫水速率達0.67%/d，有利于生理成熟后籽粒含水率的快速降低。以對照先玉335 的產量及25%的籽粒含水率為標準對參試品種進行分類，和育301、先玉1622 的產量高于對照，生理成熟后10 d 籽粒含水率低于25%，產量分別為12 127.07，11 806.48 kg/hm2，較對照分別增產9.1%，6.2%，機收質量符合《玉米收獲機械技術條件（GB/T 21961—2008）》中的要求。

金科玉3306 的倒伏倒折率低，為單產水平高、籽粒含水率也高的品種，較對照增產15.1%，籽粒含水率為29.56%，但其生理成熟后籽粒脫水速率高，可通過延長站稈時間使其籽粒含水率降至適宜粒收的水平，也可作為有潛力的粒收推薦品種。前人研究也表明，隨站稈時間的延長，玉米倒伏顯著增加[18]，增加了機收的落穗損失，降低了機械粒收速度，導致機收質量下降[19]。因此，在山西中晚熟玉米區，培育和篩選脫水快的品種有利于及時收獲，降低烘干成本，還可避免田間站稈晾曬期間的倒伏、落穗的風險。

本試驗結果僅反映供試品種在當年試驗條件下的測試指標情況，各品種在不同年份條件下的抗病性、抗倒性、產量穩定性等還有待于進一步試驗驗證。