影響制種玉米機械化去雄的農藝因子

摘要：研究不同農藝因子對制種玉米機械化去雄的影響，為制種玉米生產標準化和全面推進制種玉米機械化去雄技術提供技術依據。選取4個代表性品種原種，根據農藝要求和種植模式，每個品種設置1個種植區，每個種植區分設不同種子分級處理、不同播種時間、不同播種方式、不同種植模式、不同去雄機械和去雄模式的對照重復，測定制種玉米長勢整齊度和機械化去雄效果。制種玉米機械化去雄效果與種子分級、播種期、播種方式、種植模式、去雄機械和去雄模式相關，種子分級處理后種植機械化取凈率（85%以上）顯著高于混合種機械化取凈率（48%）；中晚期播種機械化取凈率比早期播種機械化取凈率高5個百分點；聯合精量播種機播種比人工點播機械化去雄取凈率高10個百分點以上；等行距種植模式取凈率比寬窄行種植模式取凈率高4個百分點；采用衛星導航智能駕駛系統控制農機作業，作業精度高，直線性好，有利于后續農機化作業。因此，在實際生產中要根據土壤條件選擇合適的耕整地方式和機具，精選種子并對其進行分級處理和分級種植，適當推遲播種期，提高播種質量，采取等行距種植，并根據作物長勢和種植規模選擇合適去雄作業機械和去雄模式，可有效提高機械化去雄取凈率。

關鍵詞：制種玉米；機械化去雄；農藝因子；平均株高；整齊度；取凈率

中圖分類號：S232.9" " " 文獻標識碼：A" " " 文章編號：2095?5553 （2024） 09?0015?06

Agronomic factors affecting the mechanized emasculation of maize seed production

Wang Lin Kong Dongsheng Wang Liangmin Gu Xiuyan Yang Long Wen Yulei

（1. Zhangye Agricultural Mechanization Technology Promotion Station of Gansu Province， Zhangye， 734000， China;

2. Hexi College， Zhangye， 734000， China; 3. School of Economics and Management， Xi'an University of Technology， Xi'an， 710048， China; 4. Ganzhou District Agricultural Mechanization Technology Promotion Station， Zhangye， 734000， China）

Abstract： The effects of different agronomic factors on mechanized emasculation were studied to provide technical basis for standardization of maize seed production and promotion of mechanized emasculation technology in maize seed production. Four representative original varieties were selected， and according to the agronomic" requirements and planting patterns， a planting area was set up for each variety， and each planting area was divided into different seed grading treatments， different sowing time， different sowing methods， different planting patterns， different emasculation machinery and different emasculation patterns to determine the uniformity of growth and the effect of mechanized emasculation of seed production maize. The effect of mechanized emasculation of maize seed production was related to seed grading， sowing time， sowing mode， planting mode， emasculation machinery and emasculation mode， after seed grading treatment， the mechanized net?taking rate （over 85%） was significantly higher than the mechanized net?taking rate of hybrid seeds （48%）， and the mechanized net?taking rate of mid?late sowing was 5% higher than the mechanized net?taking rate of early sowing. The net yield of combined precision seeder was 10% higher than that of mechanized seeding， 4% higher than that of wide and narrow row. The satellite navigation intelligent driving system is used to control the agricultural machinery operation， which has high precision and good linearity， and is beneficial to the follow?up agricultural mechanization operation. Therefore， in actual production， it is necessary to select suitable tillage and soil preparation methods and machines according to soil conditions， select seeds and carry out grading treatment and grading planting， appropriately delay sowing time， improve sowing quality， adopt equal row spacing planting， and choose suitable equipment and mode of emasculation according to crop growth and planting scale， which can effectively improve the net access rate of mechanized emasculation.

Keywords： seed maize; mechanized emasculation; agronomic factor； average plant height; tidiness; net access rate

0 引言

玉米作為我國主要糧食作物，其種子的穩定生產是保證糧食安全的重要基礎。近年來，張掖市制種玉米面積穩定在6 670 khm2左右，年產玉米種子4.5×108 kg，占全國供種量的45%，且制種玉米機械化發展很快，耕種收綜合機械化水平達73.1%，究其原因主要有：一是張掖市具有較高的光熱資源，非常適合玉米種子生產；二是具有豐富的制種玉米技術人力資源；三是制種玉米經濟效益很高，農民種植積極性高；四是新技術新機具的快速發展助推了產業發展。但隨著城鎮化步伐加快，勞動力短缺問題逐步顯現，機械化能有效彌補勞動力短缺的問題，因此制種玉米全程機械化是制種玉米產業發展的必經之路。

目前，張掖市制種玉米機械化還存在許多短板，特別是去雄環節主要靠人工作業，人工去雄作業效率低、勞動強度大、生產成本高、作業環境復雜，已經成為制約玉米種子產業可持續發展的主要因素[1， 2]。在發達國家，機械化去雄已在制種玉米生產中廣泛運用，如美國204 SP、TS2等。國內專家學者對機械化去雄也做了大量的研究，如對制種玉米機械化現狀與發展趨勢的研究[3?5]、機具開發方面的研究[6?8]；一些學者從提高玉米產量的農藝及農田經營管理方面做了研究[9?15]，如梁超[16， 17]、陳世超[18]等基于農田管理分區的制種玉米產量估算與限制因子評價，對農田進行分區管理，并根據各管理區內作物產量的限制因素制定分布式管理。此外，一些學者從農業機械機化發展和推廣方面做了理論探討，分析了制約制種玉米田間管理機具發展趨勢和推廣的因素[19]，但缺乏從農機農藝融合方面研究如何推進制種玉米機械化去雄問題。

本文以農機農藝融合為切入點，選取4個代表性品種，根據農藝要求和種植模式，每個品種設置1個種植區，每個種植區分設不同種子分級處理、不同播種時間、不同播種方式、不同種植模式、不同去雄機械和去雄模式的對照重復，通過對機械化去雄效果的測定和分析，找出影響制種玉米機械化去雄的農藝因子，為制種玉米機械化去雄和標準化生產提供依據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗設計

為精準反映被測項的準確性，所設置的試驗區做到“五統一”，即：耕整地統一，秋季深松作業后，春季播種前使用聯合整地機進行2次重復作業；田間管理統一，即同種肥料、同種農藥、同一用量、同一施肥方式；播種方式統一，即用衛星導航控制播種直線性、用2BQP-4型氣吸式玉米精量播種機播種；種子處理統一，即種子均采用同一藥劑拌種；統一保墑升溫措施，即均采用滴灌帶滴水和覆蓋0.01 mm黑色地膜。所有影響因素均在品種種植區設置單項試驗樣區進行試驗，避免其他因素的干擾。

品種試驗：選取4個制種玉米品種原種，即金博士825、優迪919、沃玉3號和秋樂368。每個品種試驗區均設置種子精選、播種時間、播種方式、種植模式、去雄機械及去雄模式5個對比試驗樣區。

種子精選試驗：在確保原種純度與發芽率的前提下，利用人工方式對每個品種原種按照籽粒大小、形狀和飽滿程度精選，分4個等級：大圓飽滿種為Ⅰ級、大扁飽滿種為Ⅱ級、小圓非飽滿為Ⅲ級、小扁形非飽滿種為Ⅳ級，實際生產中沒有精選的混合種為Ⅴ級。對原種統一包衣處理，將精選原種與沒有經過精選的原種分地塊種植。

播種期試驗：在地溫10 ℃以上時，對4個試驗品種在試驗區，每隔10天分3個時期播種，即分別在4月17日、4月27日、5月7日播種。

播種方式試驗：設定人工點播、分段播種與聯合播種機播種3種播種方式。人工點播：聯合整地機整地—衛星導航系統控制拖拉機鋪帶覆膜—人力式滾筒點播種子—鎮壓磙鎮壓；分段播種：聯合整地機整地—衛星導航系統控制拖拉機鋪帶覆膜—衛星導航控制精量播種機播種—鎮壓磙鎮壓；聯合播種：聯合整地機整地—衛星導航控制鋪帶覆膜播種鎮壓一體機播種。

種植模式試驗：采用400 mm+600 mm寬窄行種植模式與500 mm+500 mm等行距種植模式。根據品種散花的特點，金博士825、優迪919、沃玉3號選擇1∶6比行種植，秋樂368選擇1∶8比行種植，兩種模式均采用鋪膜覆帶精量播種一體機種植。

以上試驗，均使用Ok3QX-6A玉米去雄機作業，測量長勢整齊度和機械化一次性抽取母本雄穗取凈率，開展對比分析。

去雄機械及去雄模式試驗：選擇當地使用的Ok3QX-6A玉米去雄機和Castrix玉米去雄機，開展去頂后去雄和直接去雄2種方式對比試驗。去頂后去雄，是指在雄穗抽出前先用平頂裝置將制種玉米頂端平剎去頂，2天后再用去雄機去雄。在試驗區測量取凈率，開展機具性能對比分析。

1.2 調查與方法

整齊度測定：整齊度用植株高度方差S表示，數值愈大說明離散度愈高，群體愈不整齊，數值愈小說明群體愈整齊，測定時間為母本雄穗鼓起但未露頭，測量植株雄穗頂部，每個試驗對照區中間地帶設定測量區，隨機抽取2行30 m，每間隔5株測量一次，取20株，求取高度計算其標準方差。

取凈率測定：機械化去雄效果用取凈率表示，即制種玉米機械去雄后，一次性完成的抽取雄穗數與母本株數的比值，用百分比表示。測定時分設穩定區、測定區、停車區，穩定區長度為10 m，測定區長度為30 m，機具作業速度按說明書的要求進行，機具駛出試驗區后在停車區停車，人工數出已取雄的母本株數和總母本株數，每塊試驗地做3個重復試驗，求出取凈率。

C=q/Q×100% （2）

式中： C——取凈率，%；

q——機械化作業抽去雄穗數；

Q——試驗小區種植母本數。

1.3 數據處理

采用Excel 2016軟件進行數據輸入、統計和整理計算。

2 結果與分析

2.1 不同種子等級對機械化去雄的影響

由表1可知，不同等級種子對玉米長勢影響較大，從株高來看，Ⅰ級gt;Ⅱ級gt;Ⅲ級gt;Ⅳ級，說明作物長勢與種子內營養有關，種子飽滿圓形種子出苗較早，后期長勢較好，株高較高。從長勢整齊度來看，Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級方差值均小于Ⅴ級。種子分級后種植，植株方差值小，在35～40之間，采用Ok3QX-6A玉米去雄機作業，取凈率可達到85%以上；種子不分級混合種植，植株高矮不一致，方差值高達106.6，是種子分級后種植的2倍以上，采用去雄機作業，取凈率不足50%。因此，對種子進行分級精選分地塊種植，可有效保障制種玉米長勢整齊度，機械化去雄取凈率較高。

2.2 不同播種時間對機械化去雄的影響

由表2可知，從株高來看，同一品種4月27日播種gt;5月7日gt;4月17日；從長勢整齊度來看，同一品種方差值4月17日播種gt;4月27日gt;5月7日，中期和晚期播種整齊度好，方差值在55～60之間，早期播種方差值達70以上。從機械化去雄取凈率來看，同一品種5月7日播種gt;4月27日gt;4月17日，機械化雄穗取凈率比早期播種高5%。說明播種期對玉米長勢影響較大，早期播種地溫低且變化大，降低了種子發芽速度和出苗率，玉米植株長勢整齊度差，機械化去雄取凈率較低。中晚期播種地溫上升，出苗快而整齊，機械化去雄取凈率較高，但播種過晚，晚熟品種成熟度受影響，也易遭受早霜危害，籽粒不能正常成熟，影響產量和品質。因此要根據品種特性選擇合適的播種時間，一般耕作層100 mm地溫穩定在10 ℃以上為適宜播種期，根據當地氣候條件，適當推遲播種時間，優先選擇在4月中下旬播種，播種后根據土壤墑情適時滴水灌溉，確保制種玉米種子發芽和出苗。

2.3 播種方式對機械化去雄的影響

由表3可知，不同播種方式對制種玉米機械化去雄效果影響較大。從株高來看，分段播種gt;聯合播種gt;人工點播；從長勢整齊度來看，聯合播種方差值lt;分段播種lt;人工點播；從取凈率來看，分段播種和聯合播種取凈率均高于人工點播取凈率，分段播種作業取凈率可達80%以上，比人工點播取凈率高10%～20%。主要原因是在試驗區分段播種和聯合播種均采用衛星導航智能化控制，播種質量高、出苗整齊、株高整齊度高，機械化去雄效果好，而人工點播無法實現智能化控制，播種深度不一致、播行直線性較差，出苗不整齊，影響后期長勢，株高整齊度較差，影響機械化去雄，且后續環節機具在作業時有壓苗現象。因此在選擇播種方式時，優先選擇采用衛星導航控制精量播種機播種作業。

2.4 種植模式對制種玉米機械化去雄的影響

由表4可知，從株高來看，金博士825和沃玉3號等行距種植比寬窄行種植模式株型高大，優迪919和秋樂368等行距種植比寬窄行種植模式株型稍小，說明兩種種植模式對株高影響不大。但從長勢整齊度來看，等行距種植模式株高方差值比寬窄行種植模式方差值小，長勢整齊度好，機械化作業取凈率達88.9%，比寬窄行種植取凈率高4%。主要原因是等行距種植作物享有的有效營養面積基本一致，創造了作物基本相同的光照、通風條件，避免了寬窄行邊行效應引起的植株發育不一致而出現株高不整齊的問題。

2.5 去雄機械作業性能測定

本試驗用Ok3QX-6A和Castrix兩種具有代表性的玉米去雄機作業，Ok3QX-6A玉米去雄機結構及工作特點是去雄機抽雄器通過高強度9000系列紅外線光電管控制提升結構，可根據植株高度不斷地調整去雄器高度，每個升降機總成能獨立作業并自行設置靈敏度和反應時間，可在黑夜和雨天正常工作。Castrix玉米去雄機機身小，去雄裝置配備4～6組去雄滾筒，底盤為三輪式，轉彎半徑小，去雄高度設定后不能變，適應于固定高度去雄作業。

從表5可以看出，直接去雄作業模式，Ok3QX-6A玉米去雄機，由于設置了探測系統，機械作業時可以根據雄穗的高度自動調節去雄高度，取凈率75.7%以上，去雄效果較好，而Castrix玉米去雄機工作時人工設置去雄高度，對較矮的植株不能完成去雄作業，取凈率在65%左右，且對高大植株摘取的葉片較多，影響制種玉米產量。平頂后去雄模式是在雄穗鼓起時平剎玉米頂端，2天后再用去雄機開展去雄作業，植株整齊度好，兩種機型去雄作業取凈率均在88%以上，但增加了平頂作業環節和作業成本。

3 討論

制種玉米機械化去雄是制種玉米全程機械化的重要環節，實現機械化去雄可以節約種植成本150元以上。制種玉米機械化去雄效果與作物長勢整齊度有關，方差值越小整齊度越好，機械化去雄效果越好，而植株整齊度卻與生產的農藝因素相關。

3.1 原種分級處理影響制種玉米長勢整齊度和機械化去雄

提高種子純度、粒級不僅是制種公司與制種農戶矛盾得以化解的關鍵，更是制種產業健康發展的保障，在玉米制種生產過程中對純度影響最大的就是母本去雄[17]。研究表明，將種子按照比重和形狀對種子進行分級，同一品種同一等級的種子集中種植，可以提高作物長勢整齊度，利于去雄機械化作業，也可延長機械化作業有效時間，提高機械利用率。故在生產中首先要對種子精選，確保種子發芽率，然后根據種子特性對種子進行分級處理、分別種植，可有效提高機械化去雄效果。

3.2 播種時間影響制種玉米長勢整齊度和機械化去雄

播種時間影響制種玉米出苗率和長勢整齊度，整齊度好有利于機械化去雄。溫度和土壤墑情是決定播種時間的依據。不同籽粒抗低溫能力不同，播種后，如果溫度過低，牙勢不高的種子很難發芽，溫度越高，種子萌發和出苗速度越快。因此，適當推遲播種時間有利于提高出苗率，應在耕作層100 mm溫度穩定在10 ℃以上播種，以提高種子的發芽率[6]。

3.3 播種方式影響制種玉米長勢整齊度和機械化去雄

目前，制種玉米播種方式有聯合播種、分段播種和人工點播3種類型，用大型聯合播種機播種，播深和播行一致性較好，出苗整齊，但投資較大。分段播種模式可以提高地溫和土壤墑情，有利于發芽，出苗整齊，作物長勢整齊度好高，機械化去雄取凈率高。人工點播，播種深度與點播器存種量和點種時操作用力方向有關，點種器存種量越大播種深度越大，垂直用力播種深度大于平行用力，但人工點播適應性較好、投資小。在實際生產中根據地形差異、地塊大小，種植規模等選擇播種方式，規模化種植采用選擇聯合播種機播種，分散種植戶大多采用人工點播。

3.4 種植模式影響制種玉米長勢整齊度和機械化去雄

目前，張掖市制種玉米種植模式為1∶5～1∶8比行種植，根據父本撒花特點確定行比，父本花粉多、散花能力強采用1∶8行比，相反采取1∶5或1∶6行比種植。種植行距為400～600 mm寬窄行和500 mm等行距種植。等行距種植玉米植株整齊度好，機械化去雄取凈率高、效果好。

3.5 去雄機械和去雄模式影響去雄效果

Ok3QX-6A玉米去雄機，由于采用了光電傳感器作為探測原件，通過檢測光電子傳感器是否被遮擋來判斷玉米雄穗的位置，用液壓四連桿機構調節去雄輪的高低，機具適應性較好，但機具價格較高成本回收周期長。Castrix玉米去雄機，采用人工確定去雄高度的辦法調節去雄機構的高低[8?11]，直接去雄效果較差，但對作物長勢整齊度較好的地塊采用平頂后再去雄的辦法時，該機具作業效果較好。

4 結論

本文以提高制種玉米機械化去雄效果為目標，設計種子分級處理、不同播種期、不同播種模式、不同種植模式下對制種玉米機械化去雄效果的相關試驗和重復對照，同時設置了兩種不同去雄機械在不同去雄模式下的對比試驗，試驗表明，提高制種玉米機械化去雄效果可以從以下路徑實現。

1） 做好原種分級處理。對種子分級處理后，同一等級種子的玉米長勢整齊度高，機械化取凈率（85%）顯著高于混合種植機械化取凈率（48%）。

2） 適當推遲播種期。要根據當地氣候和土壤墑情適當推遲播種時間，有利于提高出苗率，播種后根據土壤墑情及時滴水灌溉補充水分，利于種子發芽和出苗。中晚期播種比早期播種機械化去雄取凈率高5%。

3） 提高播種質量。聯合精量播種機播種比人工點播機械化取凈率高10%以上。分段作業播種有利于提高地溫，提高制玉米出苗率和植株長勢整齊度，機械化取凈率可達80%以上。

4） 采取等行距種植模式。等行距種植比寬窄行種植機械化作業取凈率高4%以上。

5） 采用智能化技術控制。采用衛星導航智能駕駛系統控制農機作業，作業精度高，直線性能好，制種玉米長勢整齊度好，機械化去雄取凈率較高，且有利于后續農機化作業。

參 考 文 獻

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