玉米機械化收獲減損技術

常志強，何超波，李林鶴，武小燕

(安徽省農業機械技術推廣總站，安徽 合肥230031)

0 引言

玉米是我國主要糧食作物之一，在保障糧食安全過程中發揮著重要作用。收獲機械化水平在玉米生產的作業環節已有一定基礎，但相比水稻和小麥，玉米在聯合收獲方面機械化水平較低，且這一環節的損失率相對較高，因此減少糧食收獲損失比糧食增產更具有效益[1]。有關數據顯示，玉米的綜合損失率約9%，其中儲藏環節損失占比40.3%，機械收獲環節占比31.4%，物流和烘干環節損失則最小[2]。從農業機械化方面，機械收獲是保障糧食收獲減損的重點環節。眾多學者圍繞中國糧食的產后損失做出廣泛的研究，但側重點在糧食儲藏環節，而機械收獲環節的研究涉及較少[3]。

本文通過對不同類型玉米聯合收割機進行機械收獲對比試驗研究，綜合分析不同類型玉米聯合收割機在不同含水率條件下機械收獲損失率指標，探究適宜安徽省的玉米聯合收割機機型及應用條件，并總結玉米機械收獲減損的技術模式，以此指導農業生產來減少玉米機械收獲過程中的糧食損失，保障糧食實收產量。

1 研究內容與方法

1.1研究內容

采用農機大田試驗與生產實踐考察相結合的方式，開展不同類型玉米聯合收獲機械收獲損失對比測定，篩選減損收獲的玉米收割機類型，并針對不同含水率的機械收獲損失進行研究，結合安徽省主要糧食作物的生產實際，提出安徽省玉米規模化機械收獲減損技術方案。

1.2研究方法

1.2.1試驗設計

試驗以收獲機機型、玉米籽粒含水率為自變量，以機械損失率為因變量進行機械收獲試驗。試驗地點為安徽省宿州市埇橋區灰古鎮秦圩村農機化試驗示范基地。試驗田形狀規則，地塊長度>50 m，玉米長勢直立均勻且面積≥0.3 hm2。試驗區包括穩定區、測定區和停車區3個區域，測定區和穩定區的長度均≥20 m，停車區的長度≥10 m[4]。根據2018年安徽省玉米收割機補貼數據，選擇安徽省銷量最高的機型為試驗用機，收獲類型以摘穗型玉米聯合收割機和籽粒直收型玉米聯合收割機為主。

1.2.2試驗方法

1.2.3損失率

S=SL+SU

(1)

式中S——總損失率， %

SL——落粒損失率， %

SU——落穗損失率， %

落粒損失率SL指在測定區域內，全部落地籽粒(包括秸稈中夾帶籽粒)和果穗長度<5 cm的碎塊。落粒損失率是脫凈后的質量WL占籽粒總質量WZ的百分比，其計算方法如式(2)所示[6]。

(2)

落穗損失率SU指在測定區域內，漏摘和落地果穗籽粒(包括>5 cm的果穗段)脫凈后的質量WU占籽粒總質量WZ的百分比，其計算方法如式(3)所示[7]。

(3)

2 結果與分析

2.1收獲機機型

果穗收獲是只摘取玉米果穗，而籽粒收獲時需要對果穗進行脫粒作業。在試驗田隨機取5個測定區，按照玉米機械收獲試驗方法測定不同機型條件下玉米機械收獲各環節的損失率。試驗用機型為摘穗型玉米聯合收割機和籽粒直收型玉米聯合收割機，試驗玉米品種為鄭原玉432，不同機型條件下玉米機械收獲損失率如表1所示。

表1 不同機型條件下玉米機械收獲損失率

由表1試驗數據可知，兩種玉米機械收獲方式的損失均包括落粒損失和落穗損失，且落穗損失高于落粒損失(2.46∶2.17，1.89∶1.50)，且籽粒直收型玉米收獲機的落穗率顯著高于落粒率。摘穗型玉米收獲機落粒損失率為1.60%～2.54%，均值為2.17%；其落穗損失率為1.52%～2.93%，均值2.46%；總損失率平均值4.63%。籽粒直收型玉米收獲機落粒損失率為1.30%～1.61%，平均值1.50%；落穗損失率為1.46%～2.12%，平均值1.89%；總損失率平均值3.39%。摘穗型玉米聯合收割機的落粒損失和落穗損失均高于籽粒型玉米聯合收割機。

2.2籽粒含水率

該測定試驗區分8個小區，每個小區寬3.6 m、長90 m，各小區間隔1 m。使用的收獲機為籽粒直收聯合收獲機。根據GBT 8097—2008，分品種測定8個區域的含水率和機械收獲損失率，不同含水率條件下玉米機械收獲損失率如表2所示。

表2 不同含水率條件下玉米機械收獲損失率

8個測區的玉米含水率22%～26%，平均值24.10%；而機械收獲的損失率2%～4%，均低于國家玉米機械收獲標準(5%)，平均值2.85%。由表2試驗數據可知，在玉米品種不同時，籽粒機械收獲時的含水率不同也會影響機械收獲損失。收獲時籽粒含水率相近的玉米，因品種差異也會影響機械收獲損失率。但相同的是，收獲時籽粒的含水率越高，機械收獲的損失率也越高。

3 討論

3.1不同機型條件下玉米機械收獲損失率對比

對不同機型條件下玉米機械收獲損失率的大田測定數據進行數值處理，得到方差分析結果如表3所示。由表3可知，P=0.022<0.05，收獲方式對玉米機械收獲的落粒損失率有顯著影響。在玉米品種和籽粒含水率相同的條件下，摘穗型玉米收獲機(S=2.17%)的收獲損失率大于籽粒直收型玉米收獲機(S=1.5%)。因此，收獲方式對落粒損失率的影響顯著。

表3 不同機型條件下玉米機械收獲落粒損失率方差分析

由表4可知，P=0.017<0.05，即收獲方式對玉米機械收獲的落穗損失率影響顯著。因此，在玉米品種和籽粒含水率相同的條件下，摘穗型玉米收獲機(S=2.46%)的收獲損失率大于籽粒直收型玉米收獲機(S=1.89%)，即收獲方式對落穗損失率影響顯著。

表4 不同機型條件下玉米機械收獲落穗損失率方差分析

由表5可知，P=0.017<0.05，收獲方式對玉米機械收獲總損失率影響顯著。在玉米品種和籽粒含水率相同的條件下，摘穗型玉米收獲機(S=4.63%)的收獲損失率大于籽粒直收型玉米收獲機(S=3.39%)，即收獲方式對總損失率影響顯著。

表5 不同機型條件下玉米機械收獲總損失率方差分析

對不同機型條件下的落粒損失和落穗損失進行回歸分析，結果如圖1所示。

由圖1可知，兩種機型的收獲損失中落穗損失與落粒損失之間均呈顯著正相關。

綜上所述，對摘穗型機型來說，落穗率平均占總損失率的53.13%，是收獲損失的主要構成，所有參試測定區的的落穗率均顯著高于落粒率。而對于籽粒型機械收獲來說，落穗率平均占總損失率的55.75%，所有測定區的落穗率與落粒率間呈顯著影響關系[8]。通過方差分析的結果進而說明，不同機型玉米機械收獲對于落穗率和落粒率的影響都顯著，但對落穗率的影響更顯著。

3.2不同品種條件下玉米機械收獲損失率對比

對不同玉米品種條件下玉米機械收獲損失率的大田測定數據進行數值處理，并對籽粒含水率與機械收獲損失率進行線性回歸，如圖2所示[9]。

籽粒含水率與總損失率的相關系數為0.854，兩者呈現顯著正相關，說明籽粒含水率是影響玉米機械收獲總損失的重要因素。機械收獲時，損失率最高的3個玉米品種分別為迪卡517(S=3.42%)、迪卡653(S=3.11%)、德利農318(S=3.08%)，此時各品種含水率分別為25.44%、25%和24.92%。

由圖2可知，籽粒機械收獲損失率和籽粒含水率的回歸方程呈線性關系。對回歸方程進行顯著性檢驗，在0.05水平下，R2=0.729 5，進而說明玉米籽粒含水率對機械收獲損失率的影響顯著。

8個玉米品種損失率的變化表明，對于任意玉米品種，含水率降低會導致總損失率顯著降低。若不考慮玉米品種的差異，機械收獲總損失率存在隨籽粒含水率的降低而降低的趨勢。

4 結論

玉米機械收獲減損技術模式不僅需要考慮收獲機機型和玉米籽粒含水率，還需要進一步對最佳收獲期、倒伏和機械操作等內容進行研究，同時還需要注意有適宜機械收獲品種的篩選、配套機型和機械參數最優組合的搭配、機手操作規范的強化等方面的技術模式，從而形成適宜的玉米機械收獲減損技術模式。

(1)收獲機類型對玉米機械收獲損失(落穗率和落粒率)的影響顯著。摘穗型收獲和籽粒型收獲的機械收獲總損失率分別為4.63%和3.39%，前者明顯高于后者。對于摘穗型和籽粒直收型玉米收獲機，落穗率所占總損失率的比例分別為53.13%和55.75%。落粒損失與落穗損失存在顯著的線性關系。

(2)收獲期籽粒含水率對玉米機械收獲損失的影響顯著。不同品種的玉米成熟時籽粒含水率也不同，籽粒機械收獲損失率隨著含水率的增加而變大，當籽粒含水率<25%時，籽粒損失率<3%。因此建議適于籽粒直收的玉米品種成熟時籽粒含水率<25%，這樣才能有效控制籽粒收獲的損失率。下一步選育早熟、成熟期脫水快的玉米新品種是玉米籽粒收獲的發展方向。