收獲期玉米品種子粒含水量與破損率關(guān)系研究

黨政平雷 力李向宏安 萌黨立勝

（1陜西省種子管理站，西安710003；2陜西省農(nóng)作物品種試驗(yàn)站，富平711700；3陜西省富平縣果業(yè)局，富平711700）

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收獲期玉米品種子粒含水量與破損率關(guān)系研究

黨政平1，2雷 力1，2李向宏1安 萌1黨立勝3

（1陜西省種子管理站，西安710003；2陜西省農(nóng)作物品種試驗(yàn)站，富平711700；3陜西省富平縣果業(yè)局，富平711700）

摘要：在玉米成熟期，采用延期收獲的措施對(duì)不同玉米品種子粒含水量及破損率變化情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：在玉米成熟期品種間子粒含水量存在明顯差異；進(jìn)一步分析顯示，玉米子粒含水量與破損率之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說明延遲收獲可以顯著降低玉米子粒的含水量及破損率。這一研究結(jié)果對(duì)篩選機(jī)收品種，改進(jìn)和推廣農(nóng)機(jī)、農(nóng)技相結(jié)合的玉米收獲技術(shù)具有一定的理論指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：玉米品種；含水量；破損率；機(jī)械直收

玉米機(jī)械化直收集成種子、機(jī)械收獲技術(shù)，將玉米摘穗、脫粒以及秸稈粉碎等環(huán)節(jié)集中在田間一次完成。同其他收獲方式相比，該技術(shù)以其化繁為簡、高效節(jié)約的特點(diǎn)而備受青睞。在一年一作地區(qū)，只要玉米成熟后植株不倒伏、果穗不脫落、子粒不霉變，借助田間自然脫水即可順利實(shí)現(xiàn)機(jī)械直收。但在一年兩作地區(qū)，受連茬作物播期影響，配套品種在生育期、子粒含水量以及機(jī)收損失率等方面還存在諸多問題有待解決，因此目前玉米機(jī)械直收技術(shù)仍處在探索試驗(yàn)階段。

本試驗(yàn)運(yùn)用裂區(qū)設(shè)計(jì)方法，選擇不同玉米品種在成熟后延遲采收、機(jī)械脫粒，探究不同品種分期采收后子粒含水量變化規(guī)律以及對(duì)應(yīng)條件下進(jìn)行脫粒時(shí)子粒破損率變化情況；對(duì)玉米子粒含水量與機(jī)械脫粒破損率進(jìn)行相關(guān)性分析；合理確定機(jī)收玉米的播種期和最佳收獲期，量化玉米機(jī)械化品種在收獲時(shí)的含水量標(biāo)準(zhǔn)，為今后推廣玉米機(jī)械化直收技術(shù)和篩選機(jī)收品種提供依據(jù)和支撐。

1 材料與方法

1.1 供試品種 鄭單958（A1）、浚單20（A2）、先玉335（A3）、宇玉30（A4）、渭單6000（A5）。以上品種均由相關(guān)育種單位提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2015年6月19日至10月29日在陜西省農(nóng)作物品種試驗(yàn)站試驗(yàn)地進(jìn)行。6月20日人工開溝播種，6月25日出苗，田間管理同當(dāng)?shù)卮筇镉衩咨a(chǎn)管理。試驗(yàn)采用品種（A）與果穗延長采收天數(shù)（B）二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，品種（A）為主區(qū)，果穗延長采收天數(shù)（B）為副區(qū)。小區(qū)面積20m2，3次重復(fù)，株距22cm，行距60cm，密度75000株/hm2，每小區(qū)種植150株。在玉米收獲時(shí)期延長采收天數(shù)分別為B1（3d）、B2（6d）、B3（9d）、B4（12d）、B5（15d）、B6（18d）B7（21d），即各品種收獲期延后第3、6、9、12、15、18、21天在對(duì)應(yīng)小區(qū)隨機(jī)采收果穗20個(gè)，機(jī)械脫粒后測定子粒含水量、統(tǒng)計(jì)破損率。

1.3 測定標(biāo)準(zhǔn)及方法 玉米品種收獲標(biāo)準(zhǔn) 小區(qū)內(nèi)有90％植株的果穗苞葉干枯，且子粒變硬，即視為玉米成熟。子粒含水量測定方法 由于子粒含水量均超過18％，故采用預(yù)烘法測定。（1）第1次烘干。稱取2份整粒種子樣品各（25.00±0.02）g，置于大于8cm樣品盒內(nèi)，放入（103±2）℃烘箱中預(yù)烘30min，取出后放在室溫下冷卻30min，稱重記載。（2）第2次烘干。將預(yù)烘后的2份樣品分別研磨，并將研磨物各取1份樣品按上述規(guī)定的方法進(jìn)行測定。子粒含水量（％）=S1+S2-（S1×S2）/100，其中S1為第1次整粒種子烘干后失去的水分（％），S2為第2次磨碎種子烘干后失去的水分（％）。破損率統(tǒng)計(jì)方法 在果穗脫粒后采用四分法取1kg樣品，收集子粒破碎達(dá)本顆粒體積1/5（含）以上顆粒稱重并計(jì)算破碎率。果穗脫粒采用5TY40-180型玉米脫粒機(jī)進(jìn)行操作。

子粒脫水速率（ΔVA）=（最初處理子粒含水量-最后處理子粒含水量）/18d

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel分析處理，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玉米品種分期采收后子粒含水量分析 表1為不同收獲期玉米品種間子粒含水量差異分析，結(jié)果表明：玉米品種間在收獲時(shí)子粒含水量存在差異，而且達(dá)到了極顯著水平；隨著采收時(shí)間的延長玉米子粒含水量逐漸降低，由于脫水速率的不同，導(dǎo)致各處理間也存在極顯著差異。這些差異大多來源于品種自身因素。衛(wèi)勇強(qiáng)等［1］研究認(rèn)為：由于玉米生長進(jìn)入蠟熟末期后，玉米生理活動(dòng)基本停止，其子粒在田間自然脫水干燥的主要因素是物理過程，內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)脫水速率影響較大。

表1 不同收獲期玉米品種間子粒含水量方差分析

通過表2可以清晰地觀察到，玉米各品種在收獲期子粒含水量變幅在37.26％～41.97％之間，經(jīng)過21d后其子粒含水量降至28.01％～28.93％；在整個(gè)處理區(qū)間子粒含水量較高品種的脫水速率明顯高于子粒含水量低的品種，A1、A2、A3、A4、A55個(gè)品種脫水速率依次為0.68％/d、0.70％/d、0.78％/d、0.56％/d、0.46％/d，丁佳琦等［2］研究表明單交種和自交系的脫水速率在年際間差異并不顯著，而品種間卻存在極顯著差異。這說明在玉米生理成熟后環(huán)境因素對(duì)品種脫水速率的影響甚微。

表2 不同熟期玉米品種延遲采收子粒含水量變化趨勢

2.2 不同玉米品種分期采收脫粒后子粒破損率分析表3方差分析表明：在玉米收獲期品種間和處理間的子粒破損率均存在顯著差異，最初處理破損率變幅為14.78％～15.56％，最終處理破損率變幅在3.98％～4.97％之間，總體呈下降趨勢（表4）。這說明玉米成熟后隨著收獲時(shí)間的延后，其破損率也在逐漸降低。只是破損率數(shù)據(jù)與過往研究略有差異，這可能與采用脫粒機(jī)械型號(hào)及性能有關(guān)。依據(jù)表2、表4數(shù)據(jù)分析可以得出：玉米各品種子粒含水量在延遲采收時(shí)的變化趨勢與子粒破損率的變化趨勢基本一致，因此有必要對(duì)二者進(jìn)行相關(guān)性分析。

表3 不同玉米品種子粒破損率方差分析

表4 不同熟期玉米品種延遲采收子粒破損率變化趨勢

2.3 玉米子粒含水量與脫粒后子粒破損率相關(guān)性分析 從表2、表4中對(duì)應(yīng)提取35組玉米子粒破損率（y）和含水量（x）數(shù)值，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，得出a=-19.38，b=0.8112，相關(guān)系數(shù)r=0.8925，在樣本自由度V=33時(shí)，r0.01=0.418，r＞r0.01，說明玉米子粒破損率與含水量之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系。

按照上述結(jié)果建立回歸方程式：y=0.8112x-19.38。

利用35組對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)制作玉米子粒含水量與子粒破損率坐標(biāo)散點(diǎn)圖（圖1），并在該圖上繪制回歸方程軌跡?？梢郧逦赜^察到：在玉米成熟后隨著采收期不斷延遲，玉米子粒的含水量在逐漸降低，其子粒破損率也呈相應(yīng)下降趨勢。在合理區(qū)間內(nèi)，含水量每降低1％，其子粒破損率也相應(yīng)降低約0.81％。

圖1 玉米子粒含水量與子粒破損率的關(guān)系

3 結(jié)論與討論

玉米子粒的發(fā)育可分為干物質(zhì)不斷累積的灌漿過程和水分不斷減少的脫水過程。灌漿時(shí)間的長短和灌漿速率決定了玉米的產(chǎn)量因素；收獲時(shí)玉米子粒含水量高低及脫水速率大小直接影響了子粒破損率的水平。子粒含水量過高，在脫粒時(shí)會(huì)造成高破損率，同時(shí)也會(huì)影響玉米子粒的品質(zhì)并增加后期的收儲(chǔ)困難。因此理想中的機(jī)收品種應(yīng)該具備灌漿速率高、脫水速率快、成熟時(shí)含水量較低的能力［3］。而霍仕平等［4］認(rèn)為玉米子粒的灌漿和脫水速率存在正相關(guān)關(guān)系，在田間對(duì)子粒脫水速率相關(guān)性狀特別是對(duì)生理成熟時(shí)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(chǎn)且脫水速率較快的材料或品系。因此從理論上講：選育灌漿速率高、脫水速率快且成熟時(shí)基礎(chǔ)含水量低的玉米品種是可行的。

不同玉米品種在成熟后子粒含水量存在顯著差異；玉米成熟后通過延遲收獲的方法可以顯著降低子粒含水量。這為一年兩作地區(qū)篩選直收替代品種提供了理論支撐。在小麥、玉米連作地區(qū)，受小麥播期和收獲期制約，玉米生產(chǎn)周期被限制在6月15日至10月15日之間的122d時(shí)間，該生產(chǎn)周期包括從播種到出苗時(shí)間（5～6d）、玉米生育期（D）、成熟后田間脫水時(shí)間（T=W-W0/ΔVA）（W為玉米成熟時(shí)含水量，W0為機(jī)收標(biāo)準(zhǔn)含水量）。跟一年一作地區(qū)相比，受下茬作物播期影響，玉米子粒在田間脫水時(shí)間受到擠壓，想在短期內(nèi)使子粒含水量降至機(jī)收含水量標(biāo)準(zhǔn)，除非品種在成熟時(shí)具備超強(qiáng)脫水能力，否則就必須在品種生育期上做出妥協(xié)，但過分縮短玉米生育期會(huì)影響產(chǎn)量水平，因此對(duì)于機(jī)收品種生育期的選擇應(yīng)以中早熟為宜。按照以上觀點(diǎn)玉米機(jī)收品種生育期應(yīng)滿足以下條件：D=122d-6d-（W-W0）/ΔVA。據(jù)此對(duì)現(xiàn)有品種進(jìn)行篩選試驗(yàn)，極有可能選拔出一些中早熟、成熟時(shí)含水量低、脫水速率快的玉米直收替代品種，以解決如今大田生產(chǎn)缺乏機(jī)械化直收品種的問題。

通過改良、培育相關(guān)農(nóng)藝性狀，降低、控制玉米收獲時(shí)子粒含水量的真實(shí)意圖就是為了減少玉米機(jī)收時(shí)的破損率和損失率、提高玉米品質(zhì)，這是通過改變玉米相關(guān)性狀的方法來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。重點(diǎn)研發(fā)性能優(yōu)異的玉米收獲機(jī)，使其在較高含水量下能正常脫粒，借助機(jī)械技術(shù)同樣也可以降低子粒破損率和損失率，這是實(shí)現(xiàn)玉米機(jī)械直收技術(shù)推廣應(yīng)用的另一條途徑。嚴(yán)勇敢等［5］認(rèn)為機(jī)收玉米品種的推廣是機(jī)收品種與收獲機(jī)械相結(jié)合的生產(chǎn)技術(shù)活動(dòng)，不僅需要優(yōu)良的機(jī)收品種，而且需要與之配套的農(nóng)業(yè)機(jī)械，是兩種技術(shù)的有機(jī)融合。很顯然玉米機(jī)械化直收涉及農(nóng)機(jī)、農(nóng)技兩方面技術(shù)，二者交叉融合，這就需要雙方密切聯(lián)系，跨界對(duì)接，聯(lián)合研發(fā)。不斷改進(jìn)、豐富玉米直收技術(shù)，使其盡快服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

［1］衛(wèi)勇強(qiáng)，霞曉兵，梁小偉.不同夏玉米品種子粒自然脫水速率的研究.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，39（6）：167-168

［2］丁佳琦，王紅武，劉志芳，等.玉米單交種和自交系生理成熟后子粒脫水速率研究.作物雜志，2012（5）：26-29

［3］王元東，張華生，段民孝，等.不同播期對(duì)玉米品種京農(nóng)科728產(chǎn)量及機(jī)收子粒相關(guān)性狀的影響.中國種業(yè)，2015（9）：43-45

［4］霍仕平，晏慶九.玉米生理成熟后子?？焖倜撍囊饬x及其研究進(jìn)展.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，11（4）：626-628

［5］嚴(yán)勇敢，劉五志，張宏軍，等.玉米機(jī)收品種發(fā)展的思考.陜西農(nóng)業(yè)，2015 （11）：20-23

收稿日期：（2016-01-11）