玉米機械化收獲減損技術(shù)

常志強，何超波，李林鶴，武小燕

(安徽省農(nóng)業(yè)機械技術(shù)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(fā)揮著重要作用。收獲機械化水平在玉米生產(chǎn)的作業(yè)環(huán)節(jié)已有一定基礎(chǔ)，但相比水稻和小麥，玉米在聯(lián)合收獲方面機械化水平較低，且這一環(huán)節(jié)的損失率相對較高，因此減少糧食收獲損失比糧食增產(chǎn)更具有效益[1]。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，玉米的綜合損失率約9%，其中儲藏環(huán)節(jié)損失占比40.3%，機械收獲環(huán)節(jié)占比31.4%，物流和烘干環(huán)節(jié)損失則最小[2]。從農(nóng)業(yè)機械化方面，機械收獲是保障糧食收獲減損的重點環(huán)節(jié)。眾多學者圍繞中國糧食的產(chǎn)后損失做出廣泛的研究，但側(cè)重點在糧食儲藏環(huán)節(jié)，而機械收獲環(huán)節(jié)的研究涉及較少[3]。

本文通過對不同類型玉米聯(lián)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(lián)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(lián)合收割機機型及應(yīng)用條件，并總結(jié)玉米機械收獲減損的技術(shù)模式，以此指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來減少玉米機械收獲過程中的糧食損失，保障糧食實收產(chǎn)量。

1 研究內(nèi)容與方法

1.1研究內(nèi)容

采用農(nóng)機大田試驗與生產(chǎn)實踐考察相結(jié)合的方式，開展不同類型玉米聯(lián)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(jié)合安徽省主要糧食作物的生產(chǎn)實際，提出安徽省玉米規(guī)模化機械收獲減損技術(shù)方案。

1.2研究方法

1.2.1試驗設(shè)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(qū)灰古鎮(zhèn)秦圩村農(nóng)機化試驗示范基地。試驗田形狀規(guī)則，地塊長度>50 m，玉米長勢直立均勻且面積≥0.3 hm2。試驗區(qū)包括穩(wěn)定區(qū)、測定區(qū)和停車區(qū)3個區(qū)域，測定區(qū)和穩(wěn)定區(qū)的長度均≥20 m，停車區(qū)的長度≥10 m[4]。根據(jù)2018年安徽省玉米收割機補貼數(shù)據(jù)，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(lián)合收割機和籽粒直收型玉米聯(lián)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(qū)域內(nèi)，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(zhì)量WL占籽粒總質(zhì)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(qū)域內(nèi)，漏摘和落地果穗籽粒(包括>5 cm的果穗段)脫凈后的質(zhì)量WU占籽粒總質(zhì)量WZ的百分比，其計算方法如式(3)所示[7]。

(3)

2 結(jié)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(yè)。在試驗田隨機取5個測定區(qū)，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(huán)節(jié)的損失率。試驗用機型為摘穗型玉米聯(lián)合收割機和籽粒直收型玉米聯(lián)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(shù)據(jù)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(lián)合收割機的落粒損失和落穗損失均高于籽粒型玉米聯(lián)合收割機。

2.2籽粒含水率

該測定試驗區(qū)分8個小區(qū)，每個小區(qū)寬3.6 m、長90 m，各小區(qū)間隔1 m。使用的收獲機為籽粒直收聯(lián)合收獲機。根據(jù)GBT 8097—2008，分品種測定8個區(qū)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(qū)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行數(shù)值處理，得到方差分析結(jié)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(jié)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(guān)。

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(gòu)成，所有參試測定區(qū)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(qū)的落穗率與落粒率間呈顯著影響關(guān)系[8]。通過方差分析的結(jié)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(shù)據(jù)進行數(shù)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(guān)系數(shù)為0.854，兩者呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，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(nóng)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(guān)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(jié)論

玉米機械收獲減損技術(shù)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(nèi)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(shù)最優(yōu)組合的搭配、機手操作規(guī)范的強化等方面的技術(shù)模式，從而形成適宜的玉米機械收獲減損技術(shù)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(guān)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(fā)展方向。