燕山丘陵溫熱區宜機收玉米品種配套技術研究

董喆，邊麗梅，張昊，鄭偉，張麗妍，郝春雷，孟繁盛，慈艷華，杜江洪

（赤峰市農牧科學研究院，內蒙古赤峰 024031）

根據《國家糧食安全中長期規劃綱要（2008—2020年）》，預計需新增500億kg糧食，作為“谷中之王”的玉米將承擔53%的增產份額［1］。內蒙古自治區是我國玉米主產區之一，玉米常年播種面積為267萬hm2以上，總產為140億kg以上，具備每年為國家提供60億kg商品糧的能力，在國家糧食安全中占重要地位。隨著中國經濟的快速發展，勞動力成本高、玉米市場競爭力差的問題已日益凸顯，傳統玉米生產方式已不能適應當前產業發展要求，而面向市場，建立與之相適應的以全程機械化為顯著特征的現代玉米生產技術體系是解決這些問題的必然選擇［2，3］。玉米全程機械化是實現玉米規模化生產、適應社會經濟發展的重要趨勢，而籽粒機械收獲大幅降低了玉米生產的投入［4，5］。東華北春玉米區是我國玉米生產黃金地帶，緯度、生態條件與美國玉米帶相近，具備玉米機械粒收的客觀生態氣象條件［6］。

前人主要以篩選一些適宜于機械化粒收的玉米品種為主［7］，針對籽粒脫水速率、立稈特性與種植行距等都進行了相關研究［8-10］，但是其配套栽培技術仍不明確。本研究以內蒙古中東部地區已篩選出的宜機收玉米品種為材料，開展配套高產高效生產技術、全程機械化技術的集成研究，以形成區域特色的農機農藝結合的技術模式。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所采用的玉米品種為2018年鑒定的宜機收品種迪卡159、金科玉3308，以利禾5為對照品種。

1.2 試驗設計

試驗于2019年進行，試驗地點為內蒙古赤峰市農牧科學研究院10號試驗基地（41.30°N，118.87°E），屬溫帶半干旱大陸季風氣候。地勢平坦，地力均勻，前茬作物為玉米。試驗采用大區設計，設置3個品種，分別為迪卡159、金科玉3308和利禾5（CK）。3種種植方式，分別為全膜雙壟溝播膜下滴灌：大壟寬80 cm，小壟寬40 cm，高15～20 cm，采用播種—施肥—鋪帶—覆膜一體機播種；大小壟淺埋滴灌：大壟寬80 cm，小壟寬40 cm，高15～20 cm，采用播種—施肥—鋪帶—覆膜一體機播種時抬起覆膜裝置，并使滴灌管淺埋于小壟中間地表5～7 cm處；農戶模式：常規勻壟種植，壟距為60 cm。3個密度處理，分別為6.0、7.5和9.0萬株/hm2。共27個處理，每個處理面積150 m2，不設重復，小區長寬比＜5∶1。

1.3 試驗方法

機械收獲前，各處理在田間隨機選取一個割幅寬（6行玉米）、10 m長的樣區調查玉米總株數和倒伏株數，計算倒伏率（3次重復）。倒伏率=倒伏株數/總株數×100%。按當地主栽熟期品種生理成熟后15 d統一收獲。

機械粒收時，在收割段選取3個樣點，每個樣點取一個割幅寬（6行玉米）、2 m長的區域人工撿拾落穗、落粒，并分別稱量落穗籽粒質量和落粒質量，按照樣點面積計算含水量14%的單位面積落穗質量和落粒質量。結合收獲測產數據計算產量損失率。隨機取1 kg樣品測定破碎粒重，計算其比率。

總產量損失=機收后地面落穗籽粒質量+落粒質量

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010軟件和SPSS 20.0進行數據處理及統計分析，采用LSD法進行差異顯著性分析（P＜0.05），采用Origin 9.1軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理的玉米倒伏率

各處理田間倒伏情況分析結果表明，不同品種、種植模式和種植密度條件下，倒伏率存在一定差異（表1）。金科玉3308和迪卡159均以全膜雙壟溝播膜下滴灌模式下、密度為6.0萬株/hm2時倒伏率最低，分別為0.05%和0.31%，顯著低于其他處理；利禾5則為農戶模式、密度為6.0萬株/hm2時倒伏率最低。不同品種間的倒伏率也存在差異，3個品種的平均倒伏率表現為金科玉3308＜迪卡159＜利禾5，分別為1.36%、1.53%和2.26%。

2.2 不同處理的玉米產量損失

田間落穗損失率最小的處理為金科玉3308+農戶模式+9.0×104株/hm2，僅2.24%，該處理總產量損失率為2.75%；其次為金科玉3308+全膜雙壟溝播膜下滴灌模式+9.0×104株/hm2處理，落穗損失率為2.29%，總產量損失率為2.65%。各處理的落粒損失率為0.31%～0.78%，其中利禾5+全膜雙壟溝播膜下滴灌模式+7.5×104株/hm2處理落粒損失率最低，而迪卡159+大小壟淺埋滴灌模式+6.0×104株/m2處理最高。從總產量損失率來看，迪卡159和金科玉3308在不同種植模式和密度下的平均總產量損失率分別為4.25%和4.09%，較利禾5分別低1.07%和1.23%（表2）。

表2 不同處理田間落穗損失率、落粒損失率和總產量損失率Table 2 Panicle loss rate，grain loss rate and total yield loss rate in different treatments %

2.3 倒伏與產量損失的關系

對不同處理田間倒伏率和機械粒收田間落穗損失率、落粒損失率、產量損失率進行分析（圖1、表3），結果表明，倒伏率與田間落穗損失率、田間產量損失率均呈極顯著正相關，擬合方程分別為y=0.671 6x+2.878 5，R2=0.416 9**和y=0.695 7x+3.367 5，R2=0.421 9**；倒伏率與田間落粒損失率的相關性未到達顯著水平；落穗損失率與產量損失率也呈極顯著正相關。以上結果說明倒伏是玉米產量損失的關鍵因素。

表3 玉米田間倒伏率與落穗損失率、落粒損失率和總產量損失率的相關系數Table 3 Correlation coefficient between field lodging rate and ear loss rate，grain loss rate and total yield loss rate of maize

2.4 不同處理對機收籽粒產量的影響

對不同處理玉米機收籽粒產量分析表明（表4），迪卡159在全膜雙壟溝播膜下滴灌模式、密度為9.0萬株/hm2時，產量最高，達14 121.0 kg/hm2，較利禾5在農戶模式下、密度為9.0萬株/hm2時增產19.9%，差異達顯著水平（P＜0.05）。金科玉3308采用全膜雙壟溝播膜下滴灌模式、密度為9.0萬株/hm2時，產量為13 618.0 kg/hm2，較利禾5在農戶模式下、密度為9.0萬株/hm2時增產16.2%，差異達顯著水平（P＜0.05）。

迪卡159收獲期平均籽粒含水量為21.7%，較主推品種利禾5低4.6%個百分點，金科玉3308為22.1%，較利禾5低4.2個百分點；迪卡159平均籽粒破碎率為3.2%，較利禾5低0.9個百分點，金科玉3308為3.3%，較利禾5低0.8個百分點。

表4 不同處理玉米機收籽粒產量的影響因素分析Table 4 Analysis of factors affecting grain yield of corn harvester with different treatments

續表4

2.5 經濟效益分析

從生產期總投入分析可以看出，全膜雙壟溝播膜下滴灌種植模式投入最高，其次為農戶模式（60 cm勻壟），再次為大小壟淺埋滴灌模式（40～80 cm）。其中，全膜雙壟溝播膜下滴灌模式下密度為9.0萬株/hm2時投入最高，為10 815元/hm2（表5）。

而根據總產值和效益分析，全膜雙壟溝播膜下滴灌種植模式產值最高，其次為大小壟淺埋滴灌（40～80 cm），最后為農戶模式（60 cm勻壟）。全膜雙壟溝播膜下滴灌種植模式下密度為9.0萬株/hm2時純效益最高，為16 014.9元/hm2；其次為大小壟淺埋滴灌（40～80 cm）種植模式下密度為9.0萬株/hm2時，純效益為15 186.9元/hm2；第3為全膜雙壟溝播膜下滴灌種植模式下密度為7.5萬株/hm2時，純效益為14 546.1元/hm2（表6）。

表5 不同種植模式和密度條件下玉米生產期總投入比較Table 5 comparison of total investment in maize production period under different planting patterns and densities

表6 不同種植模式與密度條件下玉米經濟效益分析Table 6 Economic benefit analysis of maize under different planting patterns and densities

續表6

3 討論

倒伏對玉米產量、產量構成因素［11，12］、機械粒收產量損失及收獲效率［13］均具有較大影響。本研究中迪卡159和金科玉3308的平均總產量損失率分別為4.25%和4.09%，符合國家機械粒收標準（總損失率≤5%）［14］。倒伏率和田間損失率分析表明，倒伏對產量損失的影響主要是造成落穗損失，且倒伏率與田間落穗損失率、總產量損失率呈顯著正相關，這與薛軍等［13］的研究結果一致。

成熟期籽粒含水量是影響玉米機械粒收的重要因素。Johnson等研究認為，籽粒水分為20%～23%時機械收獲破碎率最低［15］；Chowdhury等研究發現，籽粒水分為23%時機械損傷率最低［16］。本研究中迪卡159和金科玉3308的籽粒平均含水量為21.7%和22.1%，說明迪卡159和金科玉3308適合籽粒直收。

迪卡159和金科玉3308采用全膜雙壟溝播膜下滴灌模式、種植密度為9.0萬株/hm2時，產量、產值和純效益均最高。且迪卡159在燕山丘陵溫熱區的產量較金科玉3308高，這與張昊等［7］的研究結果一致。

全膜雙壟溝播技術集大小壟種植、增溫保墑、壟溝種植和微溝集雨于一體，與膜下滴灌技術相結合，具有顯著提高降水利用率、節水、節藥、節肥、增產、增效作用。我國玉米種植密度普遍偏低，與機收玉米的密度要求差距較大。本研究利用篩選出的適宜于機械化粒收的玉米品種，開展不同種植模式和不同密度的交互機管機收大區對比試驗，構建了與燕山丘陵溫熱區宜機收品種配套的簡化栽培技術模式。

4 結論

綜合分析，迪卡159和金科玉3308的倒伏率、田間落穗損失率及總產量損失率相對較低，適合籽粒機械收獲，且采取全膜雙壟溝播膜下滴灌、種植密度為9.0萬株/hm2時玉米籽粒產量和經濟效益較高。在燕山丘陵溫熱區自然條件和氣候特征下，采用全膜雙壟溝播（40～80 cm）+膜下滴灌+種植密度9.0萬株/hm2+機械籽粒直收配套栽培模式可保障玉米籽粒收獲效率和農民生產效益，有效推進區域玉米籽粒機械收獲和生產效率提升。