不同中晚熟玉米品種機械粒收適宜收獲期研究

徐青松 徐勁松 張紅梅 李 欣 申媚賢 王志宏

（1山西農業大學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山西農業大學玉米研究所，山西忻州 034000；4忻州市氣象局，山西忻州 034000）

玉米機械粒收作為玉米高產全程機械化技術體系的一個重要環節，可以有效地提高機械化生產的作業效率，降低成本[1]。有關機械粒收對玉米產量的影響研究表明，玉米后期籽粒含水率偏高是直接影響籽粒質量的重要因素[2-3]。因此，篩選出后期脫水快、產量高、綜合性狀表現好的機械粒收玉米品種，有利于不同地區玉米機械粒收技術的推廣和應用[4]。玉米籽粒機收已經成為我國玉米產業發展的自然趨勢，但目前生產上適于籽粒機收的品種較少，主推品種收割時籽粒含水率高，導致破碎率、損失率和雜質率顯著提高[5-7]。李鳳海等[8]研究表明，不同時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，籽粒生理成熟時的含水率影響收獲時的含水率。收獲期籽粒含水率高不僅增加了籽粒破碎程度，而且增加了霉變風險和生產成本，嚴重阻礙了玉米籽粒機收技術的大規模應用[9]。收獲時籽粒含水量過高，對玉米的烘干、儲藏和加工影響極大，經常給經營者造成很大經濟損失。因此，選擇脫水快的玉米品種，適當提早播種期和推遲收獲期，降低收獲時籽粒含水率，是降低機械粒收破碎率的重要途徑[10]。

玉米中晚熟區是我國玉米生產的黃金地帶，無霜期長，日照時間長，播種前和生理成熟后熱資源豐富，但是籽粒機械直收水平很低，主要原因是種植戶收獲較早，籽粒含水率和破碎率高。為了解決這個問題，本文選擇國內春播中晚熟區推廣的20個玉米品種為材料，設置了不同收獲期試驗，正常成熟后在地塊內站稈自然脫水，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玉米機械粒收提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年在山西省忻州市忻府區前郝村（山西青卓玉米種子研究所試驗田）進行。試驗田海拔 869.9 m，位于東經 112°42′、北緯 38°24′，日照時數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，其中國內品種13個，國外品種7個，各品種具體概況見表1。

表1 供試20個玉米品種情況

1.3 試驗設計

以當地宜機械粒收玉米品種先玉335作對照（CK），設置 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，施復合肥600 kg/hm2，不進行追肥，7月15日澆水1次。其他管理同當地大田生產。在地塊內站稈自然脫水，行長4 m，6行區，調查中間4行，重復3次。

1.4 測定內容與方法

先在中間行直收果穗，再用SV-58-80型脫粒機脫粒，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。計算公式如下：

1.5 數據統計分析

采用SAS 9.4軟件對收獲期樣品數據進行分析。采用Pearson對籽粒含水率與破碎率相關系數進行分析。

2 結果與分析

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，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，占50%。籽粒含水率低于先玉335（CK，28.71%）的品種共有8個，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，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，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，占35%。S2收獲期處理較S1收獲期處理籽粒含水率降低4.05個百分點，籽粒破碎率降低2.77個百分點。籽粒含水率低于先玉 335（CK，24.69%）的品種共有 6個，占30%；籽粒破碎率低于先玉335（CK，4.33%）的品種共有10個，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，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，占50%。S3收獲期處理較S1收獲期處理籽粒含水率降低8.26個百分點，籽粒破碎率降低6.00個百分點。籽粒含水率低于先玉335（CK，20.03%）的品種共有3個，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，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，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，占20%。籽粒含水率低于先玉 335（CK，16.80%）的品種共有 6個，占 30%；籽粒破碎率低于先玉335（CK）的品種共有16個，占80%。S4收獲期處理較S1收獲期處理籽粒含水率下降12.18個百分點，籽粒破碎率降低7.03個百分點。

不同收獲期玉米籽粒含水率與破碎率的相關分析（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關系，相關系數分別為0.889 32、0.902 14，說明這2個收獲期玉米籽粒含水率與破碎率是影響玉米機械粒收質量的主要因素。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，相關性變弱，S3收獲期處理籽粒含水率與籽粒破碎率的相關性成中強正相關關系，相關系數為0.690 45；S4收獲期處理籽粒含水率與籽粒破碎率成弱相關關系，相關系數為0.398 53。說明S4收獲期籽粒含水率與籽粒破碎率對玉米機械粒收質量影響較小。

表4 不同收獲期含水率與破碎率相關性分析（Pearson相關系數）

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，參照國家標準《玉米收獲機械》（GB/T 21962—2020）的規定[13]，初步確立機械粒收玉米品種適宜收獲期指標：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%國家規定標準），為機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%國家規定標準）為不適宜機械粒收玉米品種。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個和10個，20個玉米品種籽粒破碎率均≥5%標準的機械宜粒收品種個數為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個和14個，籽粒破碎率≤5%標準的機械粒收玉米品種有15個（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、青卓2號、青卓3號、三聯 399、先玉 508、先玉 1225、福盛園57、大正2號和華美1號），占總玉米品種個數的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個和10個。籽粒破碎率≤5%國家規定標準的機械粒收玉米品種有20個，占玉米品種個數的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個和16個，籽粒破碎率≤5%國家標準的宜機械粒收玉米品種有20個，占總玉米品種個數的100%。其中籽粒含水率小于16%的品種有華美1號、先玉1225。

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

3 結論與討論

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

春播中晚熟地區是一年一熟制，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，這種條件下進行機械粒收籽粒破碎率會大幅度降低。本試驗結果表明，以各收獲期平均值為指標，參照國家標準《玉米收獲機械》（GB/T 21962—2020）規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，100%的中晚熟玉米品種不適宜機械粒收；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，適宜機械粒收的中熟玉米品種有迪卡517、青卓2號、先玉 1225、先玉 696、先玉 335等 15個；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，100%的中晚熟玉米品種達到宜機械粒收標準。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，100%的中晚熟玉米品種達到機械宜收標準。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關系，相關系數分別為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相關關系和弱相關關系，相關系數分別為0.690 45、0.398 53，說明籽粒含水率高是導致中晚熟玉米品種機械粒收破碎率的重要因素。籽粒破碎率受收獲機械及其作業操作和收獲時期等多種因素影響，本試驗中晚熟玉米品種較多，重復次數多，不能直接采用大田玉米機械收獲，可采用5TY-54-80脫粒機，但應將其調試至與大田玉米籽粒收獲機相同的轉速和破碎率相近的標準，邊收獲邊脫粒，建議應加強邊粒收、邊烘干和邊入庫儲藏一體化機械的研究，以滿足今后規模化大面積玉米機械粒收發展的需要。