玉米種子形態對窩眼輪式精量排種器性能的影響

楊 勤，岳麗杰，陳 巖，李 卓,2，劉永紅,2*

(1.四川省農業科學院作物研究所，四川 成都 610066；2.南方丘區節水農業研究四川省重點實驗室，四川 成都 610066)

【研究意義】西南山地丘陵區是我國玉米生產的重要產區之一。受地形復雜、田塊面積小、多熟間套、適宜農機裝備缺乏等因素的影響，制約了該區玉米生產機械化水平的提高，玉米機播面積不足玉米種植總面積的10%[1-2]。【前人研究進展】近年來，隨著農機產品和配套技術的不斷完善，玉米機播技術日趨成熟[3-6]，以微耕機為動力的玉米播種機推廣迅速。排種器是影響播種機播種質量的重要部件。窩眼輪式排種器具有結構簡單、價格低、使用方便、工作可靠、通用性較好等優點，多用于精播玉米、高粱、大豆、丸?；鸩说茸魑颷7-9]；也是目前西南山地丘陵區玉米播種機中使用最為廣泛的排種器之一。窩眼輪式排種器的排種質量取決于窩眼的充種情況和清種情況，而種子的物理特性直接決定種子在排種盤孔中的充排種能力[10-11]。【本研究切入點】國外玉米種子加工廠通常按照種子形狀、大小分為6 級[12]，以適應不同類型玉米播種機，但國內主要以品種純度、凈度和發芽率為分級依據[13]，極少按照播種機的要求分級?！緮M解決的關鍵問題】本研究選用53個玉米品種，研究玉米種子形態對窩眼輪式精量播種機排種器播種效果的影響，建立適合機播的鑒選指標，以期為鑒選適合機播的玉米品種及種子提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

本試驗選用目前在四川丘陵區推廣應用的53個玉米品種為供試品種(表1)。試驗中采用的排種器為窩眼輪式精量排種器，排種窩眼數12個，窩眼直徑1.14 cm，窩眼體積0.6 mL。在自制的排種器性能檢測試驗臺上進行。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 采用雙因素隨機區組試驗設計，試驗因素為品種、轉速，在自制播種試驗臺上完成，各因素處理水平如下。A品種：53個品種；B轉速：B1 5 r/min，模擬播種機行走速度0.74 km/h；B2 15 r/min，模擬播種機行走速度 2.23 km/h；B3 30 r/min，模擬播種機行走速度4.83 kg/h。

1.2.2 試驗實施 在四川省農業科學院簡陽試驗基地實施，通過在播種器臺架上分別設置不同的轉速，然后分別將試驗種子裝入臺架進行模擬播種。每處理連續運行2 min，重復3次，檢驗播種效果。

1.3 調查指標

1.3.1 種子尺寸 隨機選取30粒種子，分別用電子天平和游標卡尺測定單粒種、長、寬、厚，并利用排水法測定其體積，每個品種重復3次。

1.3.2 漏播率(重播率) 運行2 min后測定播種粒數，計算理論播種數和漏播率(重播率)。

漏播率(重播率)=[(實際播種數/理論播種數)-1]×100%

1.4 統計分析

應用Excel 2003 以及DPS 13.0 版數據處理軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 種子形態指標

參試品種的種子形態指標存在顯著差異(表1)。變幅為籽粒長0.99～1.20 cm、籽粒寬0.71～0.93 cm、籽粒厚0.45～0.76 cm、單粒體積0.18～0.34 mL、單粒重0.2187～0.4033 g，平均數分別為長1.00 cm、寬0.84 cm、厚0.61cm、單粒體積0.26 mL、單粒重0.3180 g。

表1 53個參試品種種子的形態指標

續表1 Continued table 1

2.2 重播率和漏播率

不同品種、不同轉速及互作處理的重播率和漏播率差異達極顯著水平(表2～3)。總體變化趨勢為隨播種器轉速的增加，出現漏播的品種增加且漏播率逐漸增大，出現重播的品種減少。其中，轉速在5 r/min 條件下19個品種出現漏播，平均漏播率為3.81%；34個品種出現重播，平均重播率為8.95%；符合《單粒(精密)播種機技術條件》漏播率和重播率指標分別為≤10%和≤20%規定的品種有50個。在15 r/min 條件下36個品種出現漏播，平均漏播率為6.71%；17個品種出現重播，平均重播率為9.65%；符合標準規定的品種有41個。在30 r/min條件下41個品種出現漏播，平均漏播率為10.97%；12個品種出現重播，平均重播率為7.73%；符合標準規定的品種有28個。綜合品種漏播率、重播率，本試驗以轉速15 r/min條件下機播質量較好。

表2 不同處理的重播率和漏播率

續表2 Continued table 2

表3 不同處理的重播率和漏播率方差分析

2.3 籽粒形態指標與漏播率和重播率的相關性分析

如表4所示，分別將籽粒形態指標設為變量(X1～X9)，即長(X1)、寬(X2)、厚(X3)、長寬比(X4)、長厚比(X5)、寬厚比(X6)、單籽體積(X7)、單粒重(X8)，漏播率和重播率設為目標函數(Y)，分別計算各形態指標與漏播率和重播率的相關系數，結果表明，不同轉速情況下漏播率均與籽粒厚呈負相關關系，與其它種子形態指標呈正相關關系。其中，在5 r/min 轉速處理下長、長寬比、長厚比和寬厚比與漏播率的相關性達到極顯著或顯著水平，其中相關系數前3位的分別是長、長厚比和長寬比；在15 r/min 轉速處理下，長、寬、長厚比、寬厚比、單粒體積和單粒重與漏播率相關性達到極顯著水平，其中相關系數前3位的分別是長、單粒體積和長厚比；在30 r/min 轉速處理下除籽粒厚與漏播率相關性未達到顯著水平外，其它指標均達到顯著水平，相關系數前3位的分別是長、單粒體積和單粒重。由此可見，隨轉速的提高，影響漏播率的形態指標增多且相關系數增大，其中籽粒長與漏播率的相關系數遠高于其它種子形態指標。

在不同轉速情況下重播率均與籽粒寬、厚、單粒體積和單粒重呈負相關關系，與其它種子形態指標呈正相關關系。其中，在5 r/min速處理下，除籽粒長外其它指標與重播率相關性達到顯著或極顯著水平，相關系數前3位的分別是單粒重、單粒體積和籽粒寬；在15 r/min轉速處理下，除籽粒長外其它指標與重播率相關性達到極顯著水平，相關系數前3位的分別是單粒重、單粒體積和籽粒厚；在30 r/min 轉速處理下，重播率與單粒重、單粒體積和籽粒厚的相關性達到顯著或極顯著水平，相關系數前3位的分別是單粒重、單粒體積和籽粒厚。由此可見，單粒重和單粒體積是影響重播率的重要形態指標，且與重播率呈負相關關系。同時，隨轉速的提高相關系數呈下降趨勢。

表4 種子形態指標與重播率和漏播率的相關系數

表5 符合精播技術標準的種子形態指標閾值

2.4 符合標準的種子形態指標分析

過高的漏播率和重播率均會影響播種的精度，對玉米種植密度和植株生長造成顯著影響。根據行業標準《單粒(精密)播種機技術條件》(JB/T 10293—2001)的規定，符合精量播種要求的漏播率和重播率指標分別為≤10%和≤20%。本研究以≤20%重播率的種子形態指標為下限，以≤10%漏播率的種子形態指標為上限，建立適合精量播種不同播種速度條件下的種子形態指標閾值(表5)。采用該指標閾值，結合重播率和漏播率，從參試品種中篩選出成單30、榮玉188、正紅505、綿單118、國豪玉13等27個品種在3種轉速下播種質量均符合標準規定。

3 討 論

窩眼輪式精量播種器隨轉速的提高，出現漏播的品種增加且漏播率逐漸增大，出現重播的品種減少。主要是轉速的增加降低了排種器窩眼的充種率[14-15]，導致漏播率增加。因此在實際操作中應注意控制窩眼輪式排種器的轉速，否則將造成田間缺窩率上升，影響玉米種植密度。

孫齊磊[16]等研究指出進行種子精選并按尺寸分級，有利于提高窩眼輪式排種的排種效果。本次試驗結果也證明種子形態是影響窩眼輪式排種器排種效果的重要因素，其中種子長是影響漏播率的主要因素，單粒重和單粒體積是影響重播率的主要因素。因此，可選擇種子長、單粒重和單粒體積作為適合機播品種及種子分級的主要參考指標。參照《單粒(精密)播種機技術條件》(JB/T 10293—2001)行業標準，提出的適合不同播種速度條件下的種子形態指標閾值，可作為西南山丘區不同立地條件下鑒選適合機播品種的依據。

試驗結果表明，不同轉速條件下，適宜窩眼輪式排種器的種子形態特征存在顯著差異?？傮w變化趨勢是隨轉速的提高，適宜的品種及其各形態指標呈現下降的趨勢，也就是說轉速越大適宜的品種和種子類型越少。因此，在進行種子精選分級時，還應考慮播種時的排種器轉速，具體的分級指標還有待進一步研究。

4 結 論

通過測定不同轉速下各品種的重漏率，篩選出成單30、榮玉188、正紅505、綿單118、國豪玉13等27個品種適宜窩眼輪式精量排種器，其中種子長、單粒重和單粒體積是影響排種性能的主要因素。