西南地區耐瘠宜機收玉米品種篩選試驗

蔣志成 馮定明 田紅琳 閻應紅 李鴻 周茂林

摘 要2020年，在重慶市銅梁區對基于氮肥減施20%試驗條件下的36個玉米新品種開展田間試驗，采用間比法比較其產量，并用灰色關聯度法分析評判機收綜合適應性，旨在篩選適宜西南地區種植的機收類型玉米新品種，加快優良品種推廣步伐。結果表明，與對照相比較，29個品種增產，增產率1.98%～64.94%，7個品種減產，減產率4.23%～24.48%;機收綜合適應性表現較好的品種分別為雅玉6188、真玉2369、渝單8075、黔543、正昊玉201及湘薈玉1號，不僅產量較高，且抗倒性、穗位整齊度、機收質量均較好。認為在重慶獨特丘陵地貌及氣候特點區域，宜機收玉米品種不僅需要產量較高，還需具有抗倒力強、籽粒含水率較低等優良特性。

關鍵詞 西南地區;玉米;機收;品比試驗;灰色關聯度分析

中圖分類號：S513 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.13.001

玉米生產過程環節多、勞動強度大，產量低、成本高，因此迫切要求實現玉米聯合收獲機械化。要實現玉米機收，需要從種植模式[1]、合適的機械[2-3]及適宜的品種[4-5]進行篩選甚至變革，逐步實現從人工摘穗、機械收穗到粒收的過程。截至2019年，全國玉米機收率已達70%，但主要分布在北方區域，西南玉米區是我國三大玉米主產區之一，年均玉米種植面積在467萬公頃以上，然而受制于特殊地貌、氣候、玉米品種、種植模式等因素的影響，玉米機械化收獲水平不足2%[6-8];制約南方玉米機收的主要因素有地塊小、零散，多雨氣象，以及缺乏適宜機械和適宜機收的品種，其中適宜機械化生產的品種選擇是難點之一。本研究擬通過多項指標分析，綜合評判破解適宜機收品種瓶頸。影響玉米機收質量的因素除了種植密度、行距、機械性能及作業速度等外部因素外，主要與品種自身特性有關，如抗倒性、植株整齊度、脫水速度、破損率、雜質率等[9-14]。在宜機收品種的篩選及評價方面，一般采用單一性狀比較法，綜合評判則可采用隸屬函數法、熵值賦權法和灰色局勢決策法等方法[15-16]，但在宜機收玉米品種篩選方面研究報道尚少。本試驗采用國家玉米良種攻關西南區主要育種單位提供的品種，在統一試驗方案下，借鑒前人對影響機收質量主要性狀研究結果，在各品種與機收相關的單性狀比較的基礎上，采用灰色關聯度分析法對參試品種的機收特性進行綜合評價[17-18]，以初步篩選出區域適宜的機收品種，為后續研究及示范推廣提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 參試品種

根據2020年國家玉米良種攻關（西南區）機收品種比較試驗方案，參試品種來源于國家玉米良種協作攻關聯合體成員單位、全國農技中心、相關省市種子管理部門及各承試單位，對照品種為中玉335。

1.2 試驗設計及田間管理

試驗地選在重慶市銅梁區侶俸鎮，北緯29°51′41″，東經105°59′53″，海拔311 m，丘陵地貌，土地較平整，開闊向陽，光照條件好，土質紫色黏土，肥力中等偏上。土壤pH值7.7，有機質含量24.4 g·kg-1，全氮、磷、鉀含量分別為1.666、0.15、19.03 g·kg-1，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為170.0、24.63、222 mg·kg-1。試驗采用間比法排列，每間隔9個參試品種設置1個對照品種，小區長12 m、寬3 m，行距0.75 m，窩距0.50 m，雙株定苗，密度53 333株/hm2，4行區。2020年3月24日人工打窩播種，肥料用緩釋肥沃夫特（NPK重量比為27∶9∶9）900 kg/hm2一次性施入，氮肥比常規用量減施20%，其他管理同大田生產。成熟后調查倒伏情況、植株及穗位整齊度，并人工摘穗1行進行考種測產，余下3行根據倒伏情況采用粒收機“沃德”進行籽粒收獲（倒伏倒折較重或倒折位太低的小區沒有機收），調查機收質量及產量。試驗數據采用EXCEL軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 產量

從36個參試品種的收穗測產（見表1）來看，籽粒產量在4 232.8～9 347.9 kg/hm2，對照平均產量5 851.5 kg/hm2。參試品種與鄰近對照相比，增產率在-24.48%～64.94%，其中29個增產（1.98%～64.94%）、7個減產（-24.48%～-4.23%）。從產量位次看，前10位由高到低依次是桂單682、成單739、渝單8075、雅玉6188、SW2025、同玉101、渝單59、正昊玉201、畢單35、黔玉9632;從增產率位次看，前10位由高到低依次是桂單682、成單739、雅玉6188、同玉101、正昊玉201、渝單8075、灃玉4號、SW2025、渝單59、湘薈玉1號。其中，除畢單35、正昊玉201及渝單8075的產量和增產率位次差異稍大外，其余基本一致，僅就產量而言，這10余個品種表現較好。

2.2 品種抗倒性

倒伏倒折率參試品種在0～90.63%，對照平均10.27%。抗倒性較好（倒折率10%以下）的主要有黔543、SAU209、真玉2369、成單312、灃玉4號、雅玉6188、中農5號、黔玉9632、畢單36、渝單8075、KN2040等品種;倒伏較重的依次是同玉101、SW2023、正昊玉201、DS20101、宜單1808、雅玉158、SW2025、湘薈玉1號、南N990、南N1510、涼435、靖玉7號、SAU210、綿單270，倒伏率在50%以上（見表2）。

2.3 穗位整齊度

整齊度以調查樣本變異系數的倒數表示，即：整齊度=（樣本平均數/樣本標準偏差），數值越大越整齊。

從表3看出，穗位整齊度較好的前5位依次是正昊玉201、KN2014、黔玉9632、畢單36、田單4號，較差的后5位依次是灃玉4號、中農5號、SAU210、桂單682、KD204。對照為15.8。

2.4 機收質量

機收質量主要包括掉穗率、掉粒率、雜質率，以及籽粒的含水率、破碎率。從本地多年的籽粒機收情況看，影響掉穗、掉粒的因素除了品種自身外，更主要是與地塊狹小、機械類型、作業速度及機手操作的熟練程度有關，因此本試驗中對掉穗掉粒不作分析。除含水率用谷物水分測定儀檢測外，其余指標采用下列公式測算：

掉穗率=（掉穗數/應收穗數）×100%

掉粒率=[掉粒重/（機收粒重+掉粒重）]×100%

雜質率=取樣雜質重/取樣重×100%

破碎率=取樣破碎粒重/取樣重×100%

因部分品種倒伏較重，機器無法收獲，故對余下25個品種進行了機收及機收質量調查（見表3）。

2.4.1 籽粒含水率

收獲時含水率較低的品種主要有KD205、KD204、中農5號、湘薈玉1號、田單4號、靖玉7號、SAU210、KN2040等，含水率在20.33%～21.73%;較高的品種有中玉335、黔543、成單312、灃玉4號、桂單682、畢單36等，含水率在25.43%～26.90%。

2.4.2 籽粒破碎率

籽粒破碎率較低的品種有湘薈玉1號、靖玉7號、KD204、綿918、正昊玉201、桂單682、KD205等，破碎率在0.26%～0.90%;較高的品種有成單739、成單312、KN2040、SAU210、渝單59、雅玉6188、田單4號、黔玉9632等，破碎率在2.07%～3.31%。

2.4.3 雜質率

雜質率較低的品種有真玉2369、湘薈玉1號、靖玉7號、正昊玉201、黔543、雅玉6188等，雜質率在0.08%～0.19%;較高的品種有中玉335、SAU209、成單312、畢單35、AU210、畢單36等，雜質率在0.53%～1.63%。

2.5 宜機收品種綜合評判

根據灰色關聯度分析原理，以25個品種（含對照）為樣本，以生育期、株高整齊度、穗位整齊度、倒折率、籽粒含水率、籽粒破碎率、雜質率及產量為評判指標。以株高整齊度、穗位整齊度和產量取最高值，其余性狀取最低值確定一個“參考品種”（即各性狀均表現相對優異的“理想品種”），再根據多年對玉米機收質量影響因素研究經驗，以性狀對機收質量影響重要性程度，兼顧產量指標分別賦予相對合理的權重。關聯度越大，表明綜合表現越接近“理想品種”（見表4）。

2.5.1 灰色關聯度的計算過程

步驟1? 無量綱化處理：均值化（Xij/本性狀的均值）。

步驟2? 標準化處理：在均值化基礎上，計算絕對差值（|Xij-本性狀參考品種的值|）。

步驟3? 計算關聯系數：在標準化基礎上，計算比值（（最小值+ρ×最大值）/（Xij+ρ×最大值）），ρ的取值區間一般為（0，1），為提高分辨率，本文取值0.1。

步驟4? 計算關聯度：品種在各性狀的關聯系數均值（或加權均值）。

2.5.2 各品種與“參考品種”的關聯度

從表4看出，若不考慮各性狀的權重，按均權處理，則25個品種的關聯度在0.431～0.660，綜合表現較好的前10位品種分別是湘薈玉1號、雅玉6188、正昊玉201、真玉2369、中農5號、靖玉7號、黔543、渝單8075、KN2014和KD204。若按相應權重計算，則25個品種的關聯度在0.476～0.683，表現較好的前10位分別是雅玉6188、真玉2369、渝單8075、黔543、正昊玉201、湘薈玉1號、黔玉9632、桂單682、成單739和灃玉4號。

從上述兩種計算結果看，雅玉6188、真玉2369、渝單8075、黔543、正昊玉201、湘薈玉1號這6個品種均在前10位之列，其余品種差異較大。

3 結論與討論

1）從品種的產量、抗倒性、植株整齊度、機收質量等性狀的重要程度綜合考慮看，參試品種在本區域表現較好的有雅玉6188、真玉2369、渝單8075、黔543、正昊玉201及湘薈玉1號，產量較高，抗倒性較好，機收質量較高，可作為宜機收品種繼續進行相關試驗示范。

2）適宜機收的玉米品種除需具有較好的豐產性外，還需具有優良抗倒性和較高機收質量。品種的抗倒性是由形態學、材料學與力學等自身特性共同作用的結果[4]，此外玉米莖腐病、玉米螟也是導致倒伏倒折的重要因素[11]。一般認為適宜籽粒機收的品種生理成熟后倒伏、倒折之和應低于5%，低于3%為最佳，但重慶地區因多為丘陵山區，氣候特殊，常年在拔節期和灌漿期出現局部陣性狂風暴雨，容易導致倒伏、倒折，故筆者認為重慶地區玉米的倒伏率限制標準應適當提高至8%。機收質量主要與籽粒含水率、破損率關系密切，指標越低，越適宜機收。

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（責任編輯：丁志祥）