玉米機械直收技術的應用現狀與發展路徑

黨政平雷 力劉俊香（陜西省農作物品種試驗站，富平7700；陜西省富平縣種子技術推廣中心，7700）

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玉米機械直收技術的應用現狀與發展路徑

黨政平1，2雷 力1劉俊香2
（1陜西省農作物品種試驗站，富平711700；2陜西省富平縣種子技術推廣中心，711700）

摘要：透過玉米直收技術發展現狀，分析其存在問題及形成原因，提出在現推品種中篩選機收替代品種的方案，主張在加快培育機收品種、提升直收機械設備性能的同時，應未雨綢繆，注重晾曬收儲設施建設，借助技術融合、多方力量協作的方式，整體推進玉米直收技術的發展。

關鍵詞：玉米機收品種；機械直收；子粒含水量；技術融合

玉米機械直收集成農機、種子兩大技術，運用性能優異的收獲機械組合機收品種，把玉米子粒收獲及秸稈粉碎集中在田間一次完成，省去了機械摘穗、果穗剝皮、果穗晾曬及機械脫粒的繁瑣過程，徹底顛覆了傳統的玉米收獲模式。該技術剛一問世，就以其化繁為簡、快速高效、省工省時的特點備受關注。人們翹首以待，急盼推廣應用，但由于玉米直收技術在我國剛剛起步，在應用方面還存在諸多需要解決的問題，因此目前并未大面積推廣。

1　玉米機械直收技術的現狀

由于我國農業機械化水平相對落后，技術積淀明顯不足，導致玉米全程機械化進展極為緩慢。直到2010年全國玉米機收面積僅占25%，此后隨著我國城鎮化、工業化和現代化的快速發展，農村勞動力大批轉移，農業生產發生了深刻變化，此時又恰逢土地流轉政策出臺等多重因素影響，誘發了農業機械井噴式發展，到2014年我國玉米機收面積達3．2億畝，占總面積56%以上。就玉米收獲方式而言，可大致將其劃分為以下4個階段：第1階段基本是以人工摘穗、脫粒的手工方式進行；第2階段主要是以人工摘穗、機械脫粒的半機械方式進行；第3階段發展到了機械摘穗、機械脫粒分期進行的方式；第4階段就是當今炙手可熱的玉米直收技術。回顧前3個階段，雖然機械化程度逐步提高，但農機與品種之間的技術融合度幾乎為零，猶如兩條平行線一樣，雖不斷向前延伸但始終沒有交集。玉米機械直收技術橫空出世，倒逼農機、農技體系打破壁壘，深度融合。研發性能優異的收獲機械、選育優良的機收品種，這是發展直收技術最有效途徑，也是推廣應用玉米直收技術關鍵所在。但從目前實際情況來看，無論是收獲機械的研發能力，還是現有設備技術性能，以及培育機收品種方法等方面都亟待提升。盡管如此，玉米機收子粒仍以其先進的技術優勢和巨大的市場潛力始終成為人們關注的焦點。

2　機收品種應具備的特征

所謂機收品種并非成熟后即刻就能機收子粒，而是利用其后熟過程，憑借品種強大的脫水能力，使子粒含水量在短期內達到機收標準。它要求玉米成熟時植株不倒伏、果穗不脫落、子粒不霉變（即三不標準），而且收獲期不能超過下茬作物的最適播期。

研究表明玉米成熟后子粒含水量與脫粒破損率呈正相關關系，不同收獲時期的子粒含水量取決于該品種脫水能力，因此影響玉米直收的核心問題就是子粒含水量及脫水速率水平。以往研究顯示玉米品種成熟時子粒含水量大致在35．61%～42．17%之間，自交系及雜交種在成熟期間脫水速率的變幅在0．326%～1．371%之間，以上數據表明品種間的子粒含水量及脫水速率存在較大差異，這為今后機收品種的培育、篩選提供了巨大空間。理論認為子粒灌漿時間長短及灌漿速率的大小決定了玉米產量水平，而子粒脫水速率與灌漿速率的正相關關系，又將脫水速率與產量性狀間接聯系起來。霍仕平等[1]認為在田間對子粒脫水速率相關性狀，特別是對生理成熟時果穗和子粒含水量的直接選擇，可以定向選育子粒脫水速率性狀，從而得到高產且脫水速率較快的材料或品系。另外由于機收品種生育期受連茬作物播期、收獲期以及田間子粒脫水時間限制，同普通玉米相比，機收品種生育期被縮短在100d以內。因此理想中的機收品種除應具備“三不標準”外，還必須具備灌漿速率高、脫水速率快、成熟時基礎含水量低、生育期≤100d能力[2]。

3　玉米機械直收技術存在問題及原因分析

玉米成熟后子粒含水量水平是決定機械直收的關鍵因素。在一年一熟地區選擇符合“三不標準”品種，采用延遲收獲的方式，讓果穗及子粒在田間自然脫水風干，待含水量降到機收標準后即可收獲。由于根本不考慮下茬作物的種植，理論上講這種收獲方式十分可靠。但在一年兩熟地區，受下茬作物播期限制，留給果穗的脫水時間并不充裕，子粒含水量在短期內難以達到機收標準，此時貿然收獲會帶來產量損失，若繼續脫水則會延誤下茬作物種植，如此進退兩難的窘境并非玉米直收技術的過失，而是由以下幾方面原因造成的。

3.1 技術成熟度不足，缺乏性能優異、能在較高含水量下正常脫粒的玉米不對行直收機械 目前玉米直收機械大多體形龐大，靈活性差，受技術條件限制，作業時必須對行收獲，而且對子粒含水量水平、種植行距要求很高，稍有差異便會出現收獲困難，造成產量損失。由于我國地域遼闊，各地自然條件迥異，耕種者常根據個人偏好選擇品種，且不同品種要求密度有所不同，玉米播種機工作參數也不一致，所以很難統一規范行距。而直收機械僅能在固定行距模式下作業，這就意味著即使不考慮子粒含水量因素，部分玉米因行距原因仍不能機械直收。因此生產中急需一種能在較高含水量條件下進行不對行直收的高性能收獲機械。

3.2 短期內難以選育出適于機械收獲的配套品種 在玉米育種過程中常采用灌漿時間較長的自交系，借以延長雜交種灌漿時間，充足的灌漿時間保證了子粒干物質累積，提升了品種產量水平，但卻帶來生育期延長和子粒含水量的上升。謝瑞芝等[3]研究表明：目前已知的玉米品種成熟時子粒含水量在35．61%～42．17%之間，含水量在27%以下進行機收可降低損失率。按照機收品種技術標準衡量，目前大部分在推品種不適宜機械化收獲。

長期以來玉米生產機械化發展緩慢，農機、種子技術融合度不高，育種目標缺乏前瞻性，導致育種人員喪失機械化育種思維，一味追求產量水平，從不關注品種與收獲機械的匹配度，甚至依靠延長生育期來達到提高產量的目的。在這種以產量需求為導向的背景下，玉米機收品種的研發被忽視，相關研究大多處于不完整的碎片狀態，缺乏一整套系統的理論支撐。因此在目前條件下縱使解決了玉米子粒含水量問題，也并非意味著該技術的推廣就一帆風順。至今人們仍對影響機收技術的一些重要細節知之甚少，但這些技術瑕疵并不會自行消失，而會在應用過程中隨機出現，瞬間轉變為影響機收的重要問題。譬如果穗苞葉干枯方向的選擇，就能對機械直收產生不同影響，如果苞葉由果穗內部向外干枯就可保證玉米順利機收；如果方向相反，內部新鮮苞葉的粉碎物與子粒混合就會造成子粒染色，嚴重影響子粒商品性。因此機收育種材料的缺失以及對眾多相關性狀遺傳規律的認識不足，已嚴重阻礙了機收品種的選育，期望在短期內選育出玉米機收品種的想法是不現實的。

3.3 配套設施不健全，收儲能力差，缺乏后期晾曬、烘干設備 在一年兩熟地區機收玉米的子粒含水量應在27%以上，而玉米收儲要求含水量保持在14%以內，含水量過高會影響玉米子粒品質，給收儲工作造成困難，堆放時間過長有可能引起子粒霉變。因此收獲后子粒水分在短時間內快速下降是確保糧食安全收儲的關鍵，這就需要配套足夠的晾曬場所及烘干設備。而目前這些配套設施根本不具備，不敢想象在玉米收獲期，大量玉米子粒需要快速脫水時，種植戶卻根本找不到晾曬場地和烘干設施，而只能臨時存放在房前屋后，無奈地祈求明天又是一個艷陽天。

4　改善、推廣玉米機械直收技術的具體措施

玉米機收子粒是玉米生產全程機械化的最后一關，對我國玉米生產具有劃時代的意義。為打破技術壁壘，實現玉米機械直收技術推廣應用，農機、農技應優勢互補，跨界組合，促其產生1+1＞2的效果，以充分發揮“組合拳”的威力。

4.1 農機、農技跨界對接，密切協作，不斷提升雙方技術融合度 玉米機械直收高度集成了農機、種子技術，打破了長期以來各自為政、自成體系的模式。培育機收品種、提升機械性能是截然不同的兩種技術路線，但卻殊途同歸。集成配套雙方技術，合二為一，必能收到事半功倍效果。這就要求彼此深入了解對方技術特點，通過技術融合帶動產業聯合，共同推進玉米直收技術廣泛應用。

4.2 在現有品種中篩選機收替代品種，解決機械直收技術缺乏品種的問題 研究表明玉米品種間在成熟期子粒含水量存在明顯差異，玉米成熟后延期采收可顯著降低子粒含水量。該結論為在現推品種中篩選機收替代品種提供了理論依據。在一年兩熟區如小麥玉米茬，受小麥作物播期和收獲期影響，玉米從播種到收獲的時段被限制在6月15日至10月15日之間，共計122d。據此設想對現有中早熟品種進行篩選試驗，選拔出成熟時含水量低、脫水速率快的品種，考察各品種成熟后通過田間脫水其含水量達到機收標準的天數（D），考慮到玉米播種到出苗時間5～6d，按照“玉米生育期+D+6≤122”標準篩選，極有可能選拔出符合機收條件的替代品種，以解決玉米機械直收缺乏品種配套問題。

4.3 制定切實可行的育種目標，加大機械裝備支持力度，加快專用品種研發速度 玉米脫水速率、子粒破損率這些被長期邊緣化的性狀，卻由于玉米直收技術的出現而變得風生水起，相關研究較之前大幅增加，學術爭論也相當激烈。向葵[4]認為玉米子粒脫水速率性狀加性遺傳效應占87．48%，非加性遺傳效應占12．52%，廣義遺傳力和狹義遺傳力均較高說明脫水速率是可遺傳的。而呂香玲等[5]研究表明玉米品種果穗脫水速率存在顯著差異，通過人工選擇鑒定可以培育出符合育種目標的新品種，果穗脫水速率的遺傳性較低，所以不能在早代對該性狀進行直接選擇。諸如此類截然相反的觀點有可能給育種工作造成困惑和混亂，因此加強機收育種理論研究，進一步了解掌握其內在規律，合理制定機收品種的育種目標，對品種選育工作至關重要。

品種管理部門應加大考察、調研力度，在不斷試驗示范的基礎上，盡快建立系統的機收玉米品種評價體系，對機收品種的生育期、抗逆性、產量、含水量、灌漿速率、脫水速率及破損率等指標制定具體標準。運用政府、市場兩方面手段，引導、鼓勵農業院校、科研單位、種子企業積極參與。通過校企聯合、科企聯合等多種方式，利用常規育種與分子育種相結合的模式，協同攻關，共同創新。

在選育、篩選機收品種的過程中應加強直收機械配置和應用，讓農機、種子技術在研發端深度融合，互相適應，互為砥礪，在實際操作中縮短技術融合、技術配套時間。深入研究穗位與收割臺高度、莖稈硬度與秸稈粉碎、果穗苞葉緊實度與收割臺飼喂速度等一系列互動關系，通過雙方聯動，對發現的問題及時處理、及時總結。如此既可檢驗配套品種與收獲機械的匹配度，又可減輕育種、試驗人員工作強度，一舉兩得，何樂而不為？

4.4 完善烘干、晾曬設施建設，加強收儲能力 玉米作為重要的糧飼原料，也是重要的化工原料。為配套玉米機械直收技術，玉米主產區應未雨綢繆，及早準備，對玉米晾曬場地、烘干設備進行先期規劃、建設，采用誰投資誰受益的方式鼓勵企業、個人參與建設。同時玉米生產關乎國家糧食安全戰略，國家有必要對其在政策和資金上予以支持，切實做好晾曬收儲工作，解決玉米直收的后顧之憂。

5　今后發展方向

鑒于目前各項技術的發展還不完備，機械收粒和機械收穗會長期并存。即使將來玉米直收技術成為主要收獲力量，機械收穗仍不失為一種很好的補充方式，適度規模的機械收穗不僅可以豐富玉米收獲的多樣性，還可有效緩解子粒晾曬及烘干的壓力。在可預見的未來，當機收品種、機收設備達到技術要求后，烘干收儲能力將會成為影響直收技術的關鍵因素，因此培育機收品種、提升機械性能以及完善烘干收儲設施必須三位一體，統籌兼顧，共同發展。

參考文獻

[1]霍仕平，晏慶九．玉米生理成熟后籽粒快速脫水的意義及其研究進展．四川農業大學學報，1993，11（4）：626-628

[2]王元東，張華生，段民孝，等．不同播期對玉米品種京農科728產量及機收子粒相關性狀的影響．中國種業，2015（9）：43-45

[3]謝瑞芝，雷曉鵬，王克如，等．黃淮海夏玉米籽粒機械收獲研究初報．作物雜志，2014（2）：76-79

[4]向葵．玉米籽粒脫水速率測定方法優化及遺傳研究．雅安：四川農業大學，2011

[5]呂香玲，蘭進好，張寶石．玉米果穗脫水速率的研究．西北農林科技大學學報：自然科學版，2006，34（2）：48-52

收稿日期：（2016-01-22）