不同夏玉米品種影響籽粒機收質量的關鍵因素

尚 賞，湯其寧，張 艷，郭書亞，施立善，盧廣遠

（1.河南省商丘市農林科學院，河南商丘476000；2.商丘市睢陽區農業技術推廣站，河南商丘476000）

我國是全球第二大玉米生產國和消費國，僅次于美國，但是我國的玉米生產成本較高[1-3]，玉米收獲方式還多以收穗、脫粒和晾曬過程為主，付出的勞動力占整個生產過程總量的50%以上[4-5]。2016 年出臺的《實施農業競爭力提升科技行動工作方案》中指出，玉米生產全過程機械化程度較低是制約玉米產業發展的主要因素[6]。我國玉米機械化收獲技術起步較晚，多以摘穗收獲為主；以籽粒收獲的比例低于5%，主要分布在新疆和內蒙古東北部等玉米產區[7-8]。較機械摘穗收獲，直接進行籽粒機收具有更高的生產效率，而且還能節約生產成本[9-11]，但存在籽粒破碎率、雜質率較高的質量問題和后期的收購儲存問題。前人研究表明，籽粒機械收獲時的含水率較高是造成籽粒破碎率較高的主要原因，籽粒含水率與破碎率間呈顯著正相關[12-14]，破碎率、雜質率隨著籽粒含水率的增加而呈線性增加，籽粒損失率與含水率并沒有顯著的相關性[15-16]。不同玉米品種收獲時含水率即使相近，但破碎率也會有明顯差異，也就是說玉米籽粒耐破碎性因品種而異[17-19]。我國玉米籽粒機收時含水率的標準范圍為15%～25%[20]，該條件能夠滿足機械粒收的籽粒破碎率≤5%、雜質率≤3%、損失率≤5%的技術標準[21]。夏季低溫寡照會造成玉米生育期光熱資源不足，淀粉未完全轉化，從而加重籽粒霉變的發生概率。玉米籽粒霉變也需要引起高度重視，霉粒對玉米收購、儲存和再加工都有非常重要的影響[22-23]。

本研究通過選用黃淮海地區主栽的10 個不同的夏玉米品種，分析重要機收質量指標（破碎率、雜質率和損失率）與含水率、腐籽率之間的關系，探討腐籽率對籽粒機收質量的影響，旨在找出影響機收質量的關鍵性因素，為黃淮海地區選育適宜的玉米籽粒機收新品種以及籽粒機收技術的推廣應用提供理論依據和數據參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019 年6—9 月在河南省商丘市雙八鎮薛莊進行。該地區屬典型暖溫帶半溫潤大陸性季風氣候，地處東經 115°64′，北緯 34°50′；年平均輻射量 4 388.59 MJ/m2，年均氣溫在 13.9～14.3 ℃，年均日照時數為2 204.4～2 427.6 h，年均積溫（≥0 ℃）為 5 100～5 300 ℃，降水量為 653～874 mm，無霜期為207～214 d。試驗期間6—9 月平均溫度為26 ℃，平均降雨量為154.57 mm，平均日照時數為194.1 h（氣象數據由商丘市氣象局提供）。試驗地前茬種植小麥，試驗地土壤為黃河沖積潮土，土層深厚，地力肥沃。

1.2 供試材料

供試材料選用黃淮海地區主栽的10 個夏玉米品種：鄭單 958、先玉 335、新單 68、浚單 20、登海618、豫單 9953、偉科 702、隆平 206、迪卡 517 和聯創 808 （圖表中分別記作 958、335、68、20、618、9953、702、206、517、808），其中，鄭單 958 和先玉335 為對照品種。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，3 次重復，共計30 個小區。種植行距為60 cm，行長100 m，12 行區，種植密度為 7.5 萬株 /hm2。6 月 10 日播種，9 月 25 日機械收獲（采用小麥聯合收割機福田雷沃谷神GE 60（4LZ-6E3）更換割臺改裝），割幅4 行，收獲速度為0.8 m/s。整個收獲過程由同一人進行機械操作。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 籽粒含水率測定 每個玉米品種籽粒收獲后隨機取出2 kg 左右的樣品，采用LDS-1G 谷物水分測定儀測定籽粒含水率。3 次重復，取其平均值作為品種的籽粒含水率。

1.4.2 籽粒機收質量指標的測定 在收割段取收割機倉內籽粒樣品2 kg 左右，手工分揀籽粒部分和非籽粒部分，分別稱質量并記作KW1 和NKW；其中，籽粒部分再分為完整籽粒和破碎籽粒，分別稱質量并記作KW2 和BKW，3 次重復取其平均值。

隨機在收割段選取3 個樣點，每個樣點取2 m行長、一個收割寬幅的面積，收集樣點內的落穗和落粒，落穗進行手工脫粒，測定落穗和落粒的質量，計算籽粒的田間產量損失率。3 個樣點取其平均值。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2003 進行數據處理和作圖，采用SPSS 23.0 進行統計學分析。

2 結果與分析

2.1 不同夏玉米品種對籽粒機收質量指標的影響

從圖1 可以看出，所選取黃淮海地區10 個主栽玉米品種的籽粒含水率平均為20.6%～32.4%，其中，浚單20 的籽粒含水率最高，新單68 的籽粒含水率最低；10 個品種的籽粒破碎率在1.53%～5.37%，其中，除浚單20 籽粒破碎率較高外（超過5%），其余所選品種籽粒均低于5%，隆平206 破碎率最低；所選品種的雜質率為0.42%～2.51%，均低于國際標準規定的3%，其中，新單68 的雜質率最低，浚單20 的雜質率最高；所選品種的籽粒損失率為1.66%～6.56%，其中，浚單20 和迪卡517 的籽粒損失率較高，超過標準規定的5%，其余品種的損失率均符合機收質量的要求；不同品種機收的籽粒腐籽率為1.17%～4.39%，除鄭單958、浚單20、登海618 和迪卡517 外，其他品種均低于2%（GB 1353—2009 標準中規定的霉粒不得超過2%）。

2.2 籽粒機收質量指標之間的相關性分析

對籽粒含水率、破碎率、雜質率、損失率和腐籽率之間相關關系進行分析，結果表明（表1），籽粒含水率與破碎率、雜質率均呈極顯著正相關關系；雜質率與破碎率之間也呈極顯著正相關；損失率與含水率、破碎率、雜質率之間均呈正相關，但都不顯著；籽粒腐籽率與含水率、破碎率、雜質率之間也均呈正相關，但都不顯著；腐籽率與損失率之間呈極顯著正相關。籽粒機收質量指標間的相關分析表明，籽粒含水率是影響機收指標中破碎率、雜質率的關鍵因素，隨著含水率的增加破碎率和雜質率顯著線性增加。進一步研究籽粒含水率與破碎率、雜質率的關系，能為所選黃淮海主栽品種高效率機收提供數據參考信息。

表1 不同夏玉米籽粒機收質量指標間的相關關系

2.3 籽粒含水率與破碎率、雜質率之間的關系分析

破碎率是玉米籽粒機收質量的一個重要評價指標，不同品種的耐破碎程度不同。圖2 結果表明，籽粒破碎率隨著含水率的增加而極顯著增加，含水率低于20%的僅占6.7%，含水率大于30%的占13.3%，含水率總體偏高，籽粒含水率與破碎率回歸方程為 y＝0.306 9x－4.491 7 （R2＝0.708 2**，n＝30），當含水率在18.7%時，破碎率最低，為1.25%；當破碎率≥5%時，含水率在25.7%～26.3%，雖然籽粒破碎率與含水率間極顯著正相關，但含水率不是影響籽粒破碎的唯一因素。

籽粒雜質率也是玉米籽粒機械化收獲時的一個重要評價性指標，并且是一個影響玉米收購品質儲存的重要指標。從圖3 可以看出，隨著籽粒含水量的增加，籽粒雜質率也逐漸增加，二者的回歸方程為 y＝0.164 9x－3.204 4（R＝0.764 4**，n＝30），擬合達到極顯著水平。本研究所選黃淮海主栽的玉米品種都滿足了雜質率≤3 的條件。

2.4 供試品種最佳玉米籽粒含水率范圍分析

含水率是影響玉米籽粒機械化收獲的一個關鍵因素，由2.2 玉米籽粒重要機收指標與含水率的相關關系和回歸方程分析可知，含水率與重要機收指標間都呈正相關關系，其中，含水率與籽粒破碎率、雜質率間呈極顯著正相關關系，所以根據機收重要指標的統計情況可推測供試品種最佳適宜機收時的含水率。

由表2 可知，所選供試品種機收后的含水率在19%～33%，當含水率低于29%時，可同時滿足適宜玉米籽粒重要機收指標條件破碎率≤5%、雜質率≤3%、損失率≤5%；當含水率低于25%時，既滿足重要機收指標條件又符合腐籽率低于2%的條件，所選供試品種適合玉米機收和高品質玉米籽粒儲藏。

表2 供試品種不同籽粒含水率條件下破碎率、雜質率和損失率的統計分析 %

3 結論與討論

玉米是我國第一大糧食作物[24]，但全過程機械化收獲程度還很低，機械技術和農民意識成為實現玉米全程機械化收獲的主要瓶頸。玉米機械粒收受眾多因素的影響，收獲時籽粒含水率是一個極其關鍵的因素。前人研究表明，含水率與品種自身的生育期、生長環境和后期脫水速率等因素有一定的關系[25-26]。本研究通過選取黃淮海地區主栽的10 個玉米品種，探討不同夏玉米品種影響籽粒機收質量的關鍵因素，結果表明，機收籽粒的含水率、破碎率、雜質率、損失率的平均值分別為27.06%、3.84%、1.26%、3.60%，機收指標均值都低于國際玉米收獲機械技術條件規定的標準（破碎率≤5%、雜質率≤3%、損失率≤5%）。籽粒破碎率、雜質率均隨著含水率的增加而極顯著增加，含水率與破碎率回歸方程為 y＝0.306 9x－4.491 7（R2＝0.708 2**，n＝30），含水率與雜質率回歸方程為y＝0.164 9x－3.204 4（R＝0.764 4**，n＝30）。浚單 20、迪卡 517 的破碎率、雜質率和損失率較高，新單68 破碎率和雜質率較低。破碎率、雜質率除了受含水率的影響外，還與品種基因型、栽培密度和當地氣候特點等因素有關。根據統計不同含水率條件下的機收指標和腐籽率得知，含水率低于29%時，能夠滿足籽粒機收技術的要求，但籽粒腐籽率還較高，平均為3.46%；含水率低于25%時，可以既滿足機收指標要求又滿足霉粒低于2%的要求。

本研究也發現，籽粒雜質率和破碎率之間也呈極顯著正相關，這與夏來坤等[27]的研究結果一致，破碎籽粒越多，籽粒雜質率越高。相關性分析表明，腐籽率與損失率間存在著極顯著正相關關系，表明在玉米籽粒機收時除了充分考慮含水率、破碎率和雜質率因素的影響外，還需要給予腐籽率一定的關注。本研究探討了不同黃淮海主栽夏玉米品種影響籽粒機收質量的關鍵因素，旨在摸索能夠推廣機械粒收的條件和技術，為選育適宜當地玉米籽粒機收新品種和籽粒機收技術的推廣應用提供理論依據和數據參考。