不同春玉米品種穗部及籽粒性狀對機收品質的影響

張凱旋 俞新華 王雨晴 王明杰 張佳琪 黃智鴻 盧海博 趙海超

摘要：玉米是中國最重要的糧食作物之一，為了探究不同春玉米品種穗部及籽粒性狀對機收品質的影響，以6個玉米品種為研究材料，對籽粒機收品質（破籽率、落籽率、雜質率）與穗部性狀（穗長、穗粗、禿尖長、穗行數及行粒數）和籽粒性狀（平均面積、平均周長、平均長度、平均寬度、長寬比、平均粒厚、平均體積）進行相關性分析和通徑分析。通過機收品質與穗部性狀的相關性分析表明，破籽率與穗行數呈顯著正相關，相關系數為0.576;落籽率與穗行數呈極顯著負相關，相關系數為-0.770;雜質率與行粒數呈顯著負相關，相關系數為-0.502，結果表明玉米穗行數越大，破籽率越高;穗行數越小，落籽率越高;行粒數越小，雜質率越高。通過機收品質與穗部性狀的通徑分析表明，玉米籽粒的行粒數與破籽率、落籽率、雜質率的直接效應均為最大，通徑系數分別是0.454、0.200、-0.286，結果表明玉米籽粒的行粒數對機收品質（破籽率、雜質率、落籽率）影響最大，且行粒數越大，破碎率和落籽率越高，行粒數越小，雜質率越高，表明行粒數少更適宜籽粒機收。通過機收品質與籽粒性狀的相關性分析表明，破籽率與平均寬度呈顯著負相關，相關系數為-0.471，與長寬比呈顯著正相關，相關系數為0.528，與平均體積呈極顯著正相關，相關系數為0.602;落籽率與平均體積呈極顯著負相關，相關系數為-0.604;雜質率與平均寬度呈顯著正相關，與長寬比呈顯著負相關，相關系數為-0.489，結果表明玉米籽粒平均寬度越小，長寬比和平均體積越大，破籽率越高;籽粒平均體積越小，落籽率越高;籽粒平均寬度越大，長寬比越小，雜質率越高。通過機收品質與穗部性狀的通徑分析表明，玉米籽粒的平均寬度與破籽率、落籽率、雜質率的直接效應均為最大，分別是-0.602、-0.577、0.280，結果表明玉米籽粒的平均寬度對機收品質（破籽率、雜質率、落籽率）影響最大，且籽粒平均寬度越小，破碎率和落籽率越高，平均寬度越大，雜質率越高，表明圓粒型玉米籽粒更適宜籽粒機收。因此在機收玉米選育時應優先選育行粒數少和圓粒型籽粒的春玉米品種，同時兼顧玉米的穗行數、籽粒長寬比和籽粒體積等農藝性狀。

關鍵詞：春玉米;破籽率;落籽率;雜質率;籽粒機收

中圖分類號：S513.04 ??文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）08-0079-04

玉米是中國主要的糧食作物，其產量高和用途廣的特點決定了玉米在未來糧食作物生產中的地位[1]。隨著第一產業、第二產業和第三產業的高速發展，我國農村青壯年人口逐漸減少，玉米生產中的成本逐漸增高[2]。推廣玉米機械化生產可大幅降低勞動成本，且能顯著提升工作效率，使玉米機械化種植顯得更加重要[3]。同時秸稈還田可有效提升土壤肥力[4]，因此玉米機械化生產技術被提上議事日程[5-6]。

在玉米機械化收獲中，籽粒機收的品質至關重要[7]，而在收獲中，籽粒破碎率高是目前國內玉米收獲的主要問題[8]。破碎率高直接導致產量下降，并且會降低玉米品質和增加玉米貯藏難度[9]，因此提升籽粒機收品質可從籽粒破碎率等方面進行研究[10]。目前冀西北地區對機收籽粒破碎率的研究較少[11]，因此本試驗以收獲時籽粒機收性狀（破籽率、落籽率、雜質率）與穗部性狀（穗長、穗粗、禿尖長、穗行數及行粒數）和籽粒性狀（平均面積、平均周長、平均長度、平均寬度、長寬比、平均粒厚及平均體積）進行相關性分析以及通徑分析，旨在明確該地區玉米收獲時籽粒機收品質與主要農藝性狀的關系，完善張家口地區玉米機械化收獲技術。

1 材料與方法

1.1 試驗方案

1.1.1 試驗材料 春玉米品種選擇金農738（V1）、京農科728（V2）、京農科828（V3）、張粒178（V4）、正成018（V5）、中玉9號（V6）。

1.1.2 試驗設計 試驗時間為2020—2021年，試驗地點為蔚縣南大坪村，該區域年有效積溫 3 153 ℃，無霜期137 d，年降水量360～400 mm。試驗采用隨機區組設計，每個品種種植10行，行長 100 m，采用機械播種，種植時按照600～750 kg/hm2 的用量施用玉米專用肥（河北根多收肥業有限公司的緩釋肥料，總養分≥40%，N、P2O5、K2O含量分別為28%、5%、7%），其他管理同當地大田生產。

1.2 測定指標與方法

1.2.1 玉米穗部性狀 玉米籽粒含水量降至25%以下時進行收獲，每個處理隨機選取5 m長進行測產，并對其穗部性狀進行測量，測量項目為穗長、穗粗、禿尖長、穗行數及行粒數。

1.2.2 玉米籽粒性狀 采用考種儀測量各品種玉米籽粒平均面積、平均周長、平均長度、平均寬度、長寬比、平均粒厚及平均體積。

1.2.3 籽粒機收品質 籽粒生理成熟后，采用玉米籽粒收獲機進行全區機械籽粒直收。隨機在收割機艙內取2 kg籽粒樣品（m1為樣品質量），手工分揀破碎粒和雜質，分別稱質量（Cm1為破碎粒質量、Im2為雜質質量）。在各品種小區中隨機選取2個樣方并稱質量（m2為第一樣方質量，m3為第二樣方質量），數出每樣方落籽個數并稱質量（Fm2為第一樣方落籽質量，Fm3為第二樣方落籽質量）。最后計算破籽率、雜質率、落籽率。

破籽率=Cm1/m1×100%;

雜質率=Im2/m1×100%;

落籽率=[Fm2/m2+Fm3/m3]/2×100%。

1.3 數據統計與分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 25進行數據整理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同春玉米品種機收性狀比較

將不同春玉米品種機收性狀做柱狀圖分析如圖1所示。各春玉米品種破籽率在11.82%～19.45%之間，中玉9號破籽率最小，正成018破籽率最大;各品種落籽率在0.61%～2.53%之間，正成018落籽率最小，張粒178落籽率最大;各品種雜質率在0.06%～1.20%之間，正成018雜質率最小，京農科828雜質率最大。各春玉米品種機收質量排序均為破籽率>落籽率>雜質率。

2.2 不同春玉米品種穗部性狀

將不同春玉米品種穗部性狀做柱狀圖分析如圖2所示。各春玉米品種穗粗在4.21～5.38 cm之間，京農科728穗粗最小，京農科828穗粗最大;各品種禿尖長在1.70～4.54 cm之間，正成018禿尖長最小，京農科728禿尖長最大;各品種穗長在16.04～18.46 cm之間，金農科738穗長最小，京農科828穗長最大;各品種穗行數在13.80～18.80行之間，京農科828穗行數最小，正成018穗行數最大;各品種行粒數在24.40～35.60粒之間，張粒178行粒數最小，正成018行粒數最大。

將不同春玉米品種穗部性狀與機收性狀做相關性分析如表1所示。破籽率與穗行數呈顯著正相關，相關系數為0.576;落籽率與穗行數呈極顯著負相關，相關系數為-0.770;雜質率與行粒數呈顯著負相關，相關系數為-0.502。結果表明玉米穗行數越大，破籽率越高;穗行數越小，落籽率越高;行粒數越小，雜質率越高。

2.3 不同春玉米品種籽粒性狀

將不同春玉米品種籽粒性狀做柱狀圖分析如圖3所示。各春玉米品種籽粒平均面積在30.32～40.12 mm2之間，京農科728最小，京農科828最大;各品種籽粒平均周長在22.17～25.26 mm之間，京農科728最小，京農科828最大;各品種籽粒平均長度在7.81～8.84 mm之間，京農科728最小，正成018最大;各品種籽粒平均寬度在4.84～6.18 mm之間，正成018最小，京農科828最大;各品種籽粒長寬比在1.38～1.83之間，京農科828最小，正成018最大;各品種籽粒平均粒厚在7.80～11.30 mm之間，京農科728最小，京農科828最大;各品種籽粒平均體積在185.30～453.32 mm3之間，張粒178最小，京農科828最大。

將不同春玉米品種籽粒性狀與機收性狀做相關性分析如表2所示。破籽率與平均寬度呈顯著負相關，相關系數為-0.471，與長寬比呈顯著正相關，相關系數為0.528，與平均體積呈極顯著正相關，相關系數為0.602;落籽率與平均體積呈極顯著負相關，相關系數為-0.604;雜質率與平均寬度呈顯著正相關，與長寬比呈顯著負相關，相關系數為 -0.489。結果表明玉米籽粒平均寬度越小，長寬比和平均體積越大，破籽率越高;籽粒平均體積越小，落籽率越高;籽粒平均寬度越大，長寬比越小，雜質率越高。

3 討論

3.1 春玉米穗部性狀對機收品質的影響

玉米機械粒收的機收品質受多種因素的影響，李和順發現玉米穗軸機械強度影響籽粒破碎率[12]，薛軍等發現玉米穗粗越粗，破籽率越高[13]。本試驗中通過將不同春玉米品種穗部性狀（穗長、穗粗、禿尖長、穗行數及行粒數）與機收品質（破籽率、雜質率、落籽率）做通徑分析如表3所示。玉米籽粒的行粒數與破籽率、落籽率、雜質率的直接效應均為最大，分別是0.454、0.200、-0.286，進而表明玉米籽粒的行粒數對機收品質（破籽率、雜質率、落籽率）影響最大，且行粒數越大，破碎率和落籽率越高，行粒數越小，雜質率越高。

3.2 春玉米籽粒性狀對機收品質的影響

目前國內對籽粒機收品質研究方向主要在籽粒含水率等方面[14-15]，在收獲期籽粒大小和粒型等方面研究較少。因此本試驗通過將不同春玉米品種籽粒性狀（平均面積、平均周長、平均長度、平均寬度、長寬比、平均粒厚、平均體積）與機收品質（破籽率、雜質率、落籽率）做通徑分析如表4所示。結果表明玉米籽粒的平均寬度與破籽率、落籽率、雜質率的直接效應均為最大，分別是-0.602、-0.577、0.280，進而表明玉米籽粒的平均寬度對機收品質（破籽率、雜質率、落籽率）影響最大，且籽粒平均寬度越小，破碎率和落籽率越高，平均寬度越大，雜質率越高。

4 結論

玉米機械化收獲可顯著提高勞動效率[16-17]，推廣玉米機械化生產顯得至關重要[18-19]。玉米機收粒品質包括破籽率、落籽率、雜質率等指標[20]，關鍵在于品種上的選擇[21-22]。

通過對金農738、京農科728、京農科828、張粒178、正成018和中玉9號6個春玉米品種的穗部性狀與籽粒機收品質進行相關分析后得出：破籽率與穗行數呈顯著正相關;落籽率與穗行數呈極顯著負相關;雜質率與行粒數呈顯著負相關。通過對各品種穗部性狀與籽粒機收品質進行通徑分析后得出：玉米籽粒的行粒數對機收品質（破籽率、雜質率、落籽率）影響最大，且行粒數越大，破碎率和落籽率越高，行粒數越小，雜質率越高破籽率與平均寬度呈顯著負相關，與長寬比呈顯著正相關，與平均體積呈極顯著正相關;通過對各品種籽粒性狀與籽粒機收品質進行相關性分析后得出：落籽率與平均體積呈極顯著負相關;雜質率與平均寬度呈顯著正相關，與長寬比呈顯著負相關。通過對各品種籽粒性狀與籽粒機收品質做通徑分析后得出：玉米籽粒的平均寬度對機收品質（破籽率、雜質率、落籽率）影響最大，且籽粒平均寬度越大，破碎率和落籽率越低，表明圓粒型玉米籽粒更適宜籽粒機收。因此在機收玉米選育時應優先選育行粒數少和圓粒型籽粒的春玉米品種，同時兼顧穗行數、籽粒長寬比和籽粒體積等農藝性狀。

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