玉米機(jī)械粒收質(zhì)量現(xiàn)狀及其與含水率的關(guān)系

柴宗文，王克如，郭銀巧，謝瑞芝，李璐璐，明博，侯鵬，劉朝巍，初振東，張萬旭，張國強(qiáng)，劉廣周，李少昆

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玉米機(jī)械粒收質(zhì)量現(xiàn)狀及其與含水率的關(guān)系

柴宗文1,3，王克如1，郭銀巧1，謝瑞芝1，李璐璐1，明博1，侯鵬1，劉朝巍2，初振東2，張萬旭2，張國強(qiáng)2，劉廣周1，李少昆1

（1中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)部作物生理生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子832003；3甘肅省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，蘭州730020）

【目的】機(jī)械粒收技術(shù)是現(xiàn)代玉米生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，是國內(nèi)外玉米收獲技術(shù)發(fā)展的方向和中國玉米生產(chǎn)轉(zhuǎn)方式的關(guān)鍵。明確當(dāng)前中國玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的現(xiàn)狀，研究影響收獲質(zhì)量的主要因素，推動(dòng)玉米機(jī)械粒收技術(shù)發(fā)展。【方法】利用2011—2015年在西北、黃淮海和東北和華北玉米產(chǎn)區(qū)15個(gè)省（市）168個(gè)地塊獲得的1 698組收獲質(zhì)量樣本數(shù)據(jù)，分析當(dāng)前中國玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的現(xiàn)狀及其影響因素。【結(jié)果】結(jié)果表明，籽粒破碎率平均為8.63%，雜質(zhì)率為1.27%，田間損失籽粒（落穗、落粒合計(jì)）為24.71 g·m-2，折合每畝損失16.5 kg，平均損失率為4.12%，破碎率高是當(dāng)前中國玉米機(jī)械粒收存在的主要質(zhì)量問題。收獲玉米籽粒平均含水率為26.83%，含水率與破碎率、雜質(zhì)率及機(jī)收損失率之間均呈極顯著正相關(guān)。其中，破碎率（）與籽粒含水率（）符合二次多項(xiàng)式=0.03722-1.483+20.422（2=0.452**，=1 698），在一定含水率范圍內(nèi)（含水率大于19.9%），破碎率隨籽粒含水率增大而增大?！窘Y(jié)論】當(dāng)前中國玉米機(jī)械粒收時(shí)破碎率偏高，而籽粒含水率高是導(dǎo)致破碎率高的主要原因。對(duì)此，建議選育適當(dāng)早熟、成熟期籽粒含水率低、脫水速度快的品種，適時(shí)收獲，配套烘干存貯設(shè)施等作為中國各玉米產(chǎn)區(qū)實(shí)現(xiàn)機(jī)械粒收的關(guān)鍵技術(shù)措施。

玉米；機(jī)械粒收；收獲質(zhì)量；籽粒含水率；破碎率

0 引言

【研究意義】機(jī)械收獲是當(dāng)前中國實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)全程機(jī)械化的瓶頸[1]，而籽粒直接收獲是未來機(jī)械收獲發(fā)展的趨勢。目前中國機(jī)收玉米以摘穗為主，籽粒收獲正在各地興起，但普遍存在籽粒破碎率高等收獲質(zhì)量問題[2-4]，嚴(yán)重制約了該項(xiàng)技術(shù)的推廣，因此，分析當(dāng)前中國玉米機(jī)械粒收的質(zhì)量現(xiàn)狀，明確影響收獲質(zhì)量的主控因素，對(duì)于機(jī)械粒收技術(shù)的快速、健康發(fā)展具有重要的意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】玉米機(jī)械粒收技術(shù)于20世紀(jì)50年代始于北美，自70年代得到全面推廣。在推廣過程中，隨著機(jī)械收獲方式由穗收向粒收轉(zhuǎn)變、并配套烘干存儲(chǔ)方式以及高含水率籽粒脫粒、高溫干燥、高速處理設(shè)備的應(yīng)用，收獲玉米籽粒含水率高、破碎率大的問題凸顯出來，為此，美國及相關(guān)玉米生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)國家圍繞玉米籽粒含水率和破碎等質(zhì)量問題開展了大量研究，并逐步使這些問題得到解決[5-7]。玉米機(jī)械粒收質(zhì)量包括籽粒破碎率、雜質(zhì)率、落穗率和落粒率等指標(biāo)，收獲質(zhì)量受到種植品種、收獲機(jī)械及其作業(yè)質(zhì)量、收獲時(shí)間等眾多因素影響。【本研究切入點(diǎn)】由于國內(nèi)玉米機(jī)械粒收技術(shù)研究與應(yīng)用尚處于起步階段，相關(guān)研究報(bào)道和能夠參考借鑒的資料甚少，中國玉米種植區(qū)域廣泛、生態(tài)類型多樣，機(jī)械粒收技術(shù)在不同區(qū)域的大田應(yīng)用收獲質(zhì)量存在什么問題均不清楚。為此，本團(tuán)隊(duì)自2010年起在全國各玉米主產(chǎn)區(qū)率先開展機(jī)械粒收技術(shù)的試驗(yàn)示范與推廣[1]，獲得大量田間收獲質(zhì)量測試數(shù)據(jù)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究通過對(duì)玉米機(jī)械粒收時(shí)籽粒破碎率、雜質(zhì)率和田間損失率等質(zhì)量指標(biāo)以及籽粒含水率的測試，分析中國玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的現(xiàn)狀及影響收獲質(zhì)量的主控因素，為玉米機(jī)械粒收技術(shù)的推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)?zāi)攴荨⒌攸c(diǎn)及樣品數(shù)量

本研究自2011年至2015年，在西北灌溉春玉米區(qū)的新疆、甘肅和寧夏，黃淮海夏玉米區(qū)的河南、山東、河北、安徽、江蘇和天津，東、華北春玉米區(qū)的黑龍江、遼寧、吉林、內(nèi)蒙古、山西和北京等15個(gè)?。ㄊ?，區(qū)）進(jìn)行玉米機(jī)械粒收試驗(yàn)與示范，收獲季節(jié)進(jìn)行田間測試，共獲得168個(gè)地塊1 698組機(jī)械籽粒收獲質(zhì)量樣本數(shù)據(jù)（表1）。

表1 試驗(yàn)示范區(qū)域及樣本分布

1.2 調(diào)查項(xiàng)目與方法

1.2.1 籽粒含水率及破碎率、雜質(zhì)率測定方法 在

測試地塊，隨機(jī)取收割地塊機(jī)倉內(nèi)收獲的籽粒樣品約2 kg，首先用PM8188水分測定儀測定含水率，然后稱其重量，手工分揀將其分為籽粒和非籽粒兩部分；籽粒部分稱重計(jì)為KW1，非籽粒部分稱重計(jì)為NKW；再根據(jù)籽粒的完整性，將其分為完整籽粒和破碎籽粒并分別稱重，完整粒重量計(jì)為KW2，破碎粒重量計(jì)為BKW。

雜質(zhì)率（%）=[NKW/（KW1+NKW）]×100；

籽粒破碎率（%）=[BKW/（KW2+BKW）]×100。

1.2.2 田間機(jī)收損失率調(diào)查方法 在測試的已收割地塊隨機(jī)選取3個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)取2 m長一個(gè)割幅寬（4—8行玉米）面積做為樣區(qū)，收集樣區(qū)內(nèi)所有的落穗和落粒，并分別稱其籽粒重，按照樣區(qū)面積計(jì)算單位面積的落穗重和落粒重，計(jì)算總產(chǎn)量損失量。

產(chǎn)量損失率（%）=（單位面積田間落粒重+單位面積田間落穗籽粒重）/單位面積產(chǎn)量×100。

1.3 調(diào)查測試的玉米品種

測試品種包括鄭單958、登海605、登海618、登海177、京科968、京農(nóng)科728、京農(nóng)科528、MC812、農(nóng)華101、農(nóng)華106、農(nóng)華206、中單909、聯(lián)創(chuàng)808、偉科702、橋玉8號(hào)、寧玉524、寧玉525、寧玉721、寧玉735、隆平206、遼單565、遼單588、良玉66、DL1101、利民33、陜單619、九玉1011、真金8號(hào)、丹玉8201、新玉56、新玉39、先玉335、先玉696、38P05、中種8號(hào)、DK516、DK517、DK519、M751、M753、德美亞1號(hào)、KX2030、KWS1568、KWS2564、KWS1566、KWS3564、KWS7551、KWS807、KWS5383、KWS5808、KWS9384、利合16等50余個(gè)國內(nèi)外種業(yè)培育的玉米品種，基本可以代表當(dāng)前中國機(jī)械粒收采用的主體品種。

1.4 調(diào)查測試的機(jī)型

調(diào)查的收割機(jī)型包括約翰迪爾系列（John Deere，JD-3518、JD-3316、JD-3106、JD-1076、JD-1075、JD-1079、JD-W210、JD-C100、JD-C110、JD-C200、JD-C230、JD-S660）、凱斯（CASS-6088）、佳聯(lián)-6、東風(fēng)E-514、東風(fēng)E-518、麥賽福格森（MF-T7）、福田雷沃谷神（GE50、GK80）、花田玉溪（4YZT-220）、博遠(yuǎn)（4YZ-6）等國內(nèi)外20余種玉米聯(lián)合收獲機(jī)型。

1.5 調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法

調(diào)查樣本數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2003和SPASS 19.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.1 玉米機(jī)械粒收質(zhì)量現(xiàn)狀

由表2可見，1 698個(gè)機(jī)械粒收樣本含水率平均為26.83%，分布范圍11.3%—48.0%，變異系數(shù)為21.25%；籽粒破碎率最低值為0.34%，最高值為51.49%，均值為8.63%，破碎率指標(biāo)高于≤5%的國標(biāo)“玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件”（GBT-21961—2008）要求；雜質(zhì)率最低值為0，最高值為18.01%，均值為1.27%，低于≤3%的國標(biāo)（GBT-21961—2008）要求。機(jī)收損失率包括落粒損失和落穗損失兩部分，其中，落粒、落穗損失分別占總損失率的34.7%和65.3%，表明當(dāng)前玉米機(jī)械粒收落穗損失大于落粒損失；落粒損失的變異系數(shù)也明顯低于落穗損失，表明落穗損失在田塊、品種間收獲變化更大。試驗(yàn)共獲得1 420個(gè)產(chǎn)量損失有效調(diào)查樣本，落穗、落粒合計(jì)損失籽粒重最低為0.10 g·m-2（折每畝損失0.067 kg），最高為419.88 g·m-2（折每畝損失279.9 kg），均值為24.71 g·m-2，折合每畝損失籽粒重16.5 kg。如果按全國平均單產(chǎn)6 000 kg·hm-2（400 kg/667m2）計(jì)，總損失率平均為4.12%，低于≤5%的國標(biāo)（GBT-21961—2008）標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 籽粒含水率與主要收獲質(zhì)量指標(biāo)之間的相關(guān)性

籽粒含水率、破碎率、雜質(zhì)率和損失率間的相關(guān)分析表明（表3），籽粒破碎率、雜質(zhì)率、落粒、落穗量及總損失量與含水率之間均呈極顯著正相關(guān)，其中破碎率與籽粒含水率的關(guān)系最密切，說明籽粒含水率是影響玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的主要因素。破碎率與雜質(zhì)率、落粒量之間也呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。落穗量與總損失量高度相關(guān)，即，總損失量中落穗損失所占份額較落粒損失更大。

表2 玉米籽粒收獲質(zhì)量指標(biāo)觀測值及其統(tǒng)計(jì)描述

表3 籽粒含水率、破碎率、雜質(zhì)率和損失率間的相關(guān)系數(shù)

* 在0.05水平上差異顯著，**在0.01水平上差異顯著；NS為差異不顯著

* represents significant at the 0.05 probability level, ** represents significant at the 0.01 probability level, NS represents no significant at the 0.05 probability level

2.3 破碎率與籽粒含水率之間的關(guān)系

籽粒破碎率是評(píng)價(jià)玉米機(jī)械收獲質(zhì)量的重要指標(biāo)。由圖1可見，籽粒破碎率有隨含水率增大而增大的趨勢。在破碎率≥15%的樣本中，有73.4%的樣本含水率分布在30%以上。在籽粒含水率＜30%的樣本中，雖然破碎率低于8%的樣本較多，但也有一定數(shù)量的樣本破碎率超過15%；而在籽粒含水率≥30%的樣本中，也有一些樣本破碎率低于8%，表明籽粒含水率是影響破碎率的重要因素，但不是唯一因素。

籽粒破碎率（）與含水率（）呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（=0.587**，=1698），可用二次多項(xiàng)式= 0.03722- 1.4826+20.422（2=0.452**，=1 698）進(jìn)行擬合。利用該方程估測，籽粒含水率在19.9%時(shí)破碎率最低；如果按破碎率≤5%的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（GBT-21961—2008），在當(dāng)前品種和收獲條件下，籽粒含水率必須控制在19%左右收獲才能滿足要求；如果按破碎率≤8%的糧食烘干收儲(chǔ)企業(yè)三級(jí)糧標(biāo)準(zhǔn)（飼料用玉米GB/T17890— 1999），籽粒含水率應(yīng)控制在28%以下收獲。

2.4 雜質(zhì)率與籽粒含水率的關(guān)系

雜質(zhì)率是評(píng)價(jià)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量并影響產(chǎn)品收購的一個(gè)重要指標(biāo)。國標(biāo)（GBT-21961—2008）規(guī)定機(jī)械粒收雜質(zhì)率≤3%，糧食烘干收儲(chǔ)企業(yè)雖未對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行界定，但要根據(jù)抽樣檢測結(jié)果扣除雜質(zhì)。通過1 698組樣本分析（圖2）可見，雜質(zhì)率有隨籽粒水分含量增大而增大的趨勢，兩者之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（=0.404**，n=1 698），可用方程=0.1215- 1.9867（2=0.163**，n=1 698）擬合，利用該方程估測，當(dāng)籽粒含水率增加到41%時(shí)，估測雜質(zhì)率為2.995%，接近雜質(zhì)率≤3%國標(biāo)（GBT-21961—2008）要求，因此，從雜質(zhì)率角度考慮，籽粒含水率低于40%收獲一般均可以滿足國標(biāo)要求。

圖1 玉米籽粒破碎率與含水率之間的關(guān)系

圖2 雜質(zhì)率與玉米籽粒含水率間的關(guān)系

2.5 最佳機(jī)械粒收質(zhì)量的籽粒含水率范圍

玉米機(jī)械粒收最佳的時(shí)期應(yīng)是破碎率、雜質(zhì)率和田間產(chǎn)量損失率3項(xiàng)指標(biāo)均較低的時(shí)候。由于破碎率、雜質(zhì)率和田間損失率均與籽粒含水率存在極顯著關(guān)系，建立三者與籽粒含水率之間的聯(lián)立方程：破碎率=0.03722-1.4826+20.42；雜質(zhì)率=0.1215-1.9867；損失率=0.1822-8.584+128.07，可以進(jìn)行不同籽粒含水率時(shí)破碎率、雜質(zhì)率和損失率的估測。表4給出了籽粒含水率14%—35%時(shí)估測的破碎率、雜質(zhì)率和損失率結(jié)果。

國標(biāo)（GB/T 21962—2008）“玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件”中規(guī)定了玉米機(jī)械粒收總損失率≤5%，籽粒破碎率≤5%，籽粒含雜率≤3%。由表4可見，在籽粒含水率在14%—35%收獲，除破碎率外，雜質(zhì)率和損失率均低于國標(biāo)規(guī)定值。因此，籽粒破碎率是當(dāng)前機(jī)械粒收的主要質(zhì)量問題以及確定收獲時(shí)期的主要指標(biāo)。根據(jù)擬合結(jié)果，籽粒含水率在17%—22%之間收獲，破碎率可控制在5%左右水平；如果按照糧食烘干收儲(chǔ)企業(yè)要求的破碎率≤8%的標(biāo)準(zhǔn)，則機(jī)械粒收應(yīng)在籽粒含水率不高于28%時(shí)進(jìn)行。

表4 籽粒不同含水率條件下破碎率、雜質(zhì)率和損失率的預(yù)測

按全國平均單產(chǎn)6000 kg·hm-2計(jì)算損失率 The combine lost was calculated by the maize average yield (6000 kg·hm-2) of China

3 討論

3.1 籽粒破碎率高是當(dāng)前中國玉米機(jī)械粒收存在的主要質(zhì)量問題

本文對(duì)中國15個(gè)玉米主產(chǎn)省（區(qū)）168個(gè)機(jī)械粒收地塊1 698組樣本測試的結(jié)果表明，在籽粒破碎率、含雜率和田間損失率3項(xiàng)收獲質(zhì)量指標(biāo)中，破碎率平均達(dá)到8.63%，高于≤5%的國標(biāo)“玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件”（GBT-21961—2008）要求；雜質(zhì)率均值為1.27%、總損失率為4.12%，分別低于≤3%、≤5%的國標(biāo)要求。籽粒收獲過程中的高破碎率不僅降低了玉米品質(zhì)等級(jí)和銷售價(jià)格，而且導(dǎo)致收獲產(chǎn)量下降，并增大烘干成本、增加安全貯藏的難度[5-8]，當(dāng)前，籽粒破碎率高是中國玉米機(jī)械粒收技術(shù)推廣面臨的主要質(zhì)量問題。

20世紀(jì)50年代北美率先應(yīng)用玉米機(jī)械粒收技術(shù)時(shí)，隨著高水分籽粒脫粒、高溫干燥、高速處理設(shè)備的應(yīng)用，也同樣面臨玉米籽粒破碎率高的問題[6-7]。Henry等[6]觀測到，在相同籽粒含水率條件下存放，機(jī)械脫粒玉米因存在機(jī)械損傷（29%的機(jī)械損傷率），其霉變速度比手工脫粒玉米快2—3倍，而且?guī)в衅扑榈挠衩缀娓少M(fèi)用是無破碎的6—7倍。Hill等[9]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，將等級(jí)為2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的玉米從美國中西部運(yùn)輸至港口，破碎率超過了4級(jí)玉米的標(biāo)準(zhǔn)。因籽粒破碎嚴(yán)重，美國玉米在出口貿(mào)易時(shí)曾經(jīng)因等級(jí)下降，農(nóng)民遭受巨大損失。這些質(zhì)量問題嚴(yán)重威脅到美國玉米在國際市場的地位[5,10]。為此，美國及相關(guān)玉米生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)國家圍繞玉米籽粒破碎問題開展了大量研究，并逐步使這一問題得到了解決。

3.2 籽粒含水率高是導(dǎo)致機(jī)械粒收質(zhì)量差的主要原因

本研究表明籽粒含水率與破碎率、雜質(zhì)率、田間損失率呈極顯著相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，隨著籽粒含水率增加，破碎率、雜質(zhì)率和田間損失率增加。1 698組測試樣本顯示，當(dāng)前中國玉米機(jī)械粒收時(shí)含水率平均為26.83%，遠(yuǎn)高于18%—23%這一國外普遍認(rèn)為的最佳含水率收獲指標(biāo)。Hall等[11]研究認(rèn)為，籽粒含水率在20%—23%時(shí)收獲破碎率最低；Cowdhury等[12]報(bào)道籽粒含水率23%時(shí)機(jī)械損傷率最低。Plett[13]對(duì)加拿大6個(gè)玉米品種研究表明，籽粒破碎率與含水率呈顯著相關(guān)，破碎率最低時(shí)的籽粒含水率為16.7%—22.1%。Paulsen[14]提出籽粒破碎敏感度（breakage susceptibility，BS）與含水率（M）的關(guān)系符合BS=171.3exp(-0.29M)，通過該公式可估測籽粒破碎率。本文對(duì)當(dāng)前中國1 698個(gè)樣本破碎率與籽粒含水率的回歸分析發(fā)現(xiàn)，兩者關(guān)系以二次多項(xiàng)式擬合度最高，即破碎率在籽粒含水率較低和較高時(shí)均有增大趨勢，破碎率的最低值并非出現(xiàn)在籽粒含水率最低時(shí)，根據(jù)擬合結(jié)果，破碎率最低時(shí)的含水率為19.9%，按破碎率、雜質(zhì)率、田間損失率三者與籽粒含水率之間建立的聯(lián)立方程估測，籽粒含水率控制在17%—22%收獲，破碎率可以控制在5%左右水平；如果按破碎率≤8%的糧食烘干收儲(chǔ)企業(yè)三級(jí)糧標(biāo)準(zhǔn)（飼料用玉米GB/T17890—1999），籽粒含水率應(yīng)控制在28%以下收獲才能滿足要求，因此，籽粒含水率高是導(dǎo)致當(dāng)前籽粒破碎率高的主要原因。

在本研究中也看到，籽粒含水率能夠解釋破碎率變化的45.2%，在籽粒含水率＜30%的樣本中，也有一定數(shù)量的樣本（占26.6%）破碎率超過15%；而在≥30%的樣本中，同樣，也有一些樣本破碎率低于8%，表明籽粒含水率是影響破碎率的主要因素，但不是唯一因素。由此可見，破碎率不僅受籽粒含水率影響，還受收獲機(jī)械類型與調(diào)試狀況[11,15]以及品種、栽培措施和生態(tài)氣候因素的影響[16-18]。

美國玉米帶在機(jī)械粒收技術(shù)推廣之初，籽粒破碎率高的原因之一也是收獲期籽粒含水率過高[19-21]，但他們通過延遲收獲使籽粒含水率降至20%甚至更低時(shí)收獲[22]，一定程度上解決了這一問題。中國北方春玉米區(qū)可借鑒這一做法，但黃淮海夏玉米區(qū)因一年兩熟種植制，給玉米收獲預(yù)留的時(shí)間較短，這一做法不可行，需研究其他途徑來解決。

3.3 收獲時(shí)籽粒含水率已經(jīng)成為一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)問題

收獲時(shí)較高的籽粒含水率對(duì)玉米收獲、烘干、貯藏、運(yùn)輸和加工利用均產(chǎn)生較大影響，使玉米種植者遭受經(jīng)濟(jì)損失，還易引起籽粒霉變，影響玉米品質(zhì)。在美國北部及加拿大、北歐和俄羅斯部分地區(qū)，以及中國黑龍江北部區(qū)域，玉米機(jī)械粒收時(shí)因含水率高，常造成額外的烘干能耗費(fèi)用，且增加機(jī)械收獲的難度，籽粒破碎率偏高。Dutta[7]認(rèn)為，籽粒含水率超過20%時(shí)收獲機(jī)械損傷率急劇增加，美國玉米由機(jī)械穗收向粒收方式轉(zhuǎn)變過程中存在籽粒含水率過高收獲導(dǎo)致機(jī)械損傷大的問題。尤其在美國北部，籽粒破碎問題更受關(guān)注，因?yàn)檫@些地區(qū)收獲時(shí)籽粒含水率通常達(dá)到25%以上，收獲后要快速干燥至安全含水率，而快速干燥意味著使用高溫干燥，高溫干燥使籽粒破碎敏感度（BS）進(jìn)一步增大[19-20]。Lackey等[23]報(bào)道，在加拿大，當(dāng)收獲玉米的籽粒含水率在25%以上時(shí)，每噸玉米烘干的費(fèi)用為24加元，每年加拿大因烘干玉米的費(fèi)用超過2億加元；Ragai等[24]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)玉米籽粒含水率高于21%時(shí)，在自然條件或低溫干燥情況下貯藏會(huì)發(fā)霉，谷物安全貯藏含水率應(yīng)低于14%。目前中國許多玉米產(chǎn)區(qū)，收獲時(shí)玉米籽粒含水率通常在30%—40%，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械粒收，還導(dǎo)致堆積晾曬過程中的發(fā)霉，影響玉米商用品質(zhì)。由此可見，當(dāng)前中國玉米收獲時(shí)籽粒含水率已經(jīng)成為一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)問題。相關(guān)研究表明，收獲時(shí)玉米籽粒含水率主要由生理成熟前后籽粒的脫水速率控制，籽粒脫水速率受基因型、生態(tài)氣象因素和栽培措施共同作用[16, 25-28]，因此，選擇適當(dāng)早熟、成熟期籽粒含水率低、脫水速度快的品種，適時(shí)收獲，建立配套烘干存貯設(shè)施是中國各玉米產(chǎn)區(qū)實(shí)現(xiàn)機(jī)械粒收技術(shù)的關(guān)鍵措施。同時(shí)，針對(duì)中國玉米種植區(qū)域廣、種植方式與品種類型多的特點(diǎn)，需要加強(qiáng)玉米籽粒脫水生理機(jī)制的研究和各地籽粒脫水特征的系統(tǒng)觀測，為玉米機(jī)械粒收技術(shù)的推廣和品質(zhì)改善提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

4 結(jié)論

通過在中國15個(gè)玉米主產(chǎn)省區(qū)168個(gè)機(jī)械粒收地塊1 698組樣本測試結(jié)果表明，籽粒破碎率平均達(dá)到8.63%，高于≤5%的國標(biāo)“玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件”（GBT-21961—2008）要求；雜質(zhì)率均值為1.27%，總損失率為4.12%，分別低于≤3%、≤5%的國標(biāo)要求。籽粒破碎率高是當(dāng)前中國玉米機(jī)械粒收技術(shù)推廣面臨的主要質(zhì)量問題。破碎率、雜質(zhì)率和田間損失率3個(gè)機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)均與籽粒含水率呈極顯著相關(guān)，其中，破碎率與籽粒含水率呈二次曲線關(guān)系，可用=0.0112-0.122+3.529估測。如果按破碎率≤8%的糧食烘干收儲(chǔ)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，籽粒含水率應(yīng)控制在28%以下收獲才能滿足要求。

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（責(zé)任編輯 楊鑫浩）

Current Status of Maize Mechanical Grain Harvesting and Its Relationship with Grain Moisture Content

CHAI ZongWen1,3, WANG KeRu1, GUO YinQiao1, XIE RuiZhi1, LI LuLu1, MING Bo1, HOU Peng1, LIU ChaoWei2, CHU ZhenDong2, ZHANG WanXu2, ZHANG GuoQiang2, LIU GuangZhou1, LI ShaoKun1

(1Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop Physiology and Ecology, Ministry of Agriculture, Beijing 100081;2Agricultural College of Shihezi University, Shihezi 832003, Xinjiang;3Agricultural Technology Extension Station of Gansu Province, Langzhou 730020)

【Objective】Grain mechanical harvesting is the key technology of modern production of maize, and a developing direction of maize harvesting technology at home and abroad. Making clear the current problems of maize mechanical harvesting technology, and studying the main factors that affect the quality of combine harvest maize are important to promote the development of maize grain harvesting technology in China. 【Method】Since 2011, a number of experiments and demonstration of maize grain harvesting have been carried out in maize production regions, including the northwest, Northeast and North, and huang-huai-hai maize production regions. By the year of 2015, a total of 1 698 sets of sample data of grain harvesting quality were obtained from 168 plots of maize field in 15 provinces. 【Result】The results showed that, (1) the average grain broken rate was 8.63%, the impurity rate was 1.27%, total grain yield loss of ear and kernel was 24.71 g·m-2, equivalent to the loss grain yield of 16.5 kg/667m2, the average total grain loss rate was 4.12%. The high grain breakage rate was the main quality problem for maize grain harvesting in China. The relationship between grain moisture content and broken rate can be fitted by the equation of quadratic polynomial, which is=0.03722-1.483+20.422(2=0.452**,=1698). In a certain range of kernel moisture content (＞19.9%), grain broken rate increased with the increase of grain moisture content. 【Conclusion】At present, grain broken rate for maize mechanical grain harvesting in China is high, and the high moisture content of kernel is the main controlling factor. It is recommended to select maize hybrids which have the characteristics such as appropriate early maturing, low moisture content of grain and rapid dry-down at mature period, and to harvest at right moment, and to match grain drying and storage facilities, are the key measurements to achieve mechanical grain harvesting in maize production areas in China.

maize; mechanical grain harvesting; quality of harvest; grain moisture content; grain broken rate

2017-02-09；

2017-05-22

國家自然科學(xué)基金（31371575）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0300101）、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程、國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（CARS-02-25）

李少昆，Tel：010-82108891；E-mail：lishaokun@caas.cn

聯(lián)系方式：柴宗文，E-mail：563213516@qq.com。王克如，Tel：010-82108595；E-mail：wkeru01@163.com。柴宗文與王克如為同等貢獻(xiàn)作者。