不同夏玉米品種影響籽粒機(jī)收質(zhì)量的關(guān)鍵因素

尚 賞，湯其寧，張 艷，郭書亞，施立善，盧廣遠(yuǎn)

（1.河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南商丘476000；2.商丘市睢陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，河南商丘476000）

我國(guó)是全球第二大玉米生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，僅次于美國(guó)，但是我國(guó)的玉米生產(chǎn)成本較高[1-3]，玉米收獲方式還多以收穗、脫粒和晾曬過(guò)程為主，付出的勞動(dòng)力占整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程總量的50%以上[4-5]。2016 年出臺(tái)的《實(shí)施農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升科技行動(dòng)工作方案》中指出，玉米生產(chǎn)全過(guò)程機(jī)械化程度較低是制約玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素[6]。我國(guó)玉米機(jī)械化收獲技術(shù)起步較晚，多以摘穗收獲為主；以籽粒收獲的比例低于5%，主要分布在新疆和內(nèi)蒙古東北部等玉米產(chǎn)區(qū)[7-8]。較機(jī)械摘穗收獲，直接進(jìn)行籽粒機(jī)收具有更高的生產(chǎn)效率，而且還能節(jié)約生產(chǎn)成本[9-11]，但存在籽粒破碎率、雜質(zhì)率較高的質(zhì)量問(wèn)題和后期的收購(gòu)儲(chǔ)存問(wèn)題。前人研究表明，籽粒機(jī)械收獲時(shí)的含水率較高是造成籽粒破碎率較高的主要原因，籽粒含水率與破碎率間呈顯著正相關(guān)[12-14]，破碎率、雜質(zhì)率隨著籽粒含水率的增加而呈線性增加，籽粒損失率與含水率并沒(méi)有顯著的相關(guān)性[15-16]。不同玉米品種收獲時(shí)含水率即使相近，但破碎率也會(huì)有明顯差異，也就是說(shuō)玉米籽粒耐破碎性因品種而異[17-19]。我國(guó)玉米籽粒機(jī)收時(shí)含水率的標(biāo)準(zhǔn)范圍為15%～25%[20]，該條件能夠滿足機(jī)械粒收的籽粒破碎率≤5%、雜質(zhì)率≤3%、損失率≤5%的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[21]。夏季低溫寡照會(huì)造成玉米生育期光熱資源不足，淀粉未完全轉(zhuǎn)化，從而加重籽粒霉變的發(fā)生概率。玉米籽粒霉變也需要引起高度重視，霉粒對(duì)玉米收購(gòu)、儲(chǔ)存和再加工都有非常重要的影響[22-23]。

本研究通過(guò)選用黃淮海地區(qū)主栽的10 個(gè)不同的夏玉米品種，分析重要機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)（破碎率、雜質(zhì)率和損失率）與含水率、腐籽率之間的關(guān)系，探討腐籽率對(duì)籽粒機(jī)收質(zhì)量的影響，旨在找出影響機(jī)收質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，為黃淮海地區(qū)選育適宜的玉米籽粒機(jī)收新品種以及籽粒機(jī)收技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019 年6—9 月在河南省商丘市雙八鎮(zhèn)薛莊進(jìn)行。該地區(qū)屬典型暖溫帶半溫潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，地處東經(jīng) 115°64′，北緯 34°50′；年平均輻射量 4 388.59 MJ/m2，年均氣溫在 13.9～14.3 ℃，年均日照時(shí)數(shù)為2 204.4～2 427.6 h，年均積溫（≥0 ℃）為 5 100～5 300 ℃，降水量為 653～874 mm，無(wú)霜期為207～214 d。試驗(yàn)期間6—9 月平均溫度為26 ℃，平均降雨量為154.57 mm，平均日照時(shí)數(shù)為194.1 h（氣象數(shù)據(jù)由商丘市氣象局提供）。試驗(yàn)地前茬種植小麥，試驗(yàn)地土壤為黃河沖積潮土，土層深厚，地力肥沃。

1.2 供試材料

供試材料選用黃淮海地區(qū)主栽的10 個(gè)夏玉米品種：鄭單 958、先玉 335、新單 68、浚單 20、登海618、豫單 9953、偉科 702、隆平 206、迪卡 517 和聯(lián)創(chuàng) 808 （圖表中分別記作 958、335、68、20、618、9953、702、206、517、808），其中，鄭單 958 和先玉335 為對(duì)照品種。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，共計(jì)30 個(gè)小區(qū)。種植行距為60 cm，行長(zhǎng)100 m，12 行區(qū)，種植密度為 7.5 萬(wàn)株 /hm2。6 月 10 日播種，9 月 25 日機(jī)械收獲（采用小麥聯(lián)合收割機(jī)福田雷沃谷神GE 60（4LZ-6E3）更換割臺(tái)改裝），割幅4 行，收獲速度為0.8 m/s。整個(gè)收獲過(guò)程由同一人進(jìn)行機(jī)械操作。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 籽粒含水率測(cè)定 每個(gè)玉米品種籽粒收獲后隨機(jī)取出2 kg 左右的樣品，采用LDS-1G 谷物水分測(cè)定儀測(cè)定籽粒含水率。3 次重復(fù)，取其平均值作為品種的籽粒含水率。

1.4.2 籽粒機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)定 在收割段取收割機(jī)倉(cāng)內(nèi)籽粒樣品2 kg 左右，手工分揀籽粒部分和非籽粒部分，分別稱質(zhì)量并記作KW1 和NKW；其中，籽粒部分再分為完整籽粒和破碎籽粒，分別稱質(zhì)量并記作KW2 和BKW，3 次重復(fù)取其平均值。

隨機(jī)在收割段選取3 個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)取2 m行長(zhǎng)、一個(gè)收割寬幅的面積，收集樣點(diǎn)內(nèi)的落穗和落粒，落穗進(jìn)行手工脫粒，測(cè)定落穗和落粒的質(zhì)量，計(jì)算籽粒的田間產(chǎn)量損失率。3 個(gè)樣點(diǎn)取其平均值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用SPSS 23.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同夏玉米品種對(duì)籽粒機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)的影響

從圖1 可以看出，所選取黃淮海地區(qū)10 個(gè)主栽玉米品種的籽粒含水率平均為20.6%～32.4%，其中，浚單20 的籽粒含水率最高，新單68 的籽粒含水率最低；10 個(gè)品種的籽粒破碎率在1.53%～5.37%，其中，除浚單20 籽粒破碎率較高外（超過(guò)5%），其余所選品種籽粒均低于5%，隆平206 破碎率最低；所選品種的雜質(zhì)率為0.42%～2.51%，均低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的3%，其中，新單68 的雜質(zhì)率最低，浚單20 的雜質(zhì)率最高；所選品種的籽粒損失率為1.66%～6.56%，其中，浚單20 和迪卡517 的籽粒損失率較高，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5%，其余品種的損失率均符合機(jī)收質(zhì)量的要求；不同品種機(jī)收的籽粒腐籽率為1.17%～4.39%，除鄭單958、浚單20、登海618 和迪卡517 外，其他品種均低于2%（GB 1353—2009 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的霉粒不得超過(guò)2%）。

2.2 籽粒機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

對(duì)籽粒含水率、破碎率、雜質(zhì)率、損失率和腐籽率之間相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果表明（表1），籽粒含水率與破碎率、雜質(zhì)率均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；雜質(zhì)率與破碎率之間也呈極顯著正相關(guān)；損失率與含水率、破碎率、雜質(zhì)率之間均呈正相關(guān)，但都不顯著；籽粒腐籽率與含水率、破碎率、雜質(zhì)率之間也均呈正相關(guān)，但都不顯著；腐籽率與損失率之間呈極顯著正相關(guān)。籽粒機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)間的相關(guān)分析表明，籽粒含水率是影響機(jī)收指標(biāo)中破碎率、雜質(zhì)率的關(guān)鍵因素，隨著含水率的增加破碎率和雜質(zhì)率顯著線性增加。進(jìn)一步研究籽粒含水率與破碎率、雜質(zhì)率的關(guān)系，能為所選黃淮海主栽品種高效率機(jī)收提供數(shù)據(jù)參考信息。

表1 不同夏玉米籽粒機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系

2.3 籽粒含水率與破碎率、雜質(zhì)率之間的關(guān)系分析

破碎率是玉米籽粒機(jī)收質(zhì)量的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，不同品種的耐破碎程度不同。圖2 結(jié)果表明，籽粒破碎率隨著含水率的增加而極顯著增加，含水率低于20%的僅占6.7%，含水率大于30%的占13.3%，含水率總體偏高，籽粒含水率與破碎率回歸方程為 y＝0.306 9x－4.491 7 （R2＝0.708 2**，n＝30），當(dāng)含水率在18.7%時(shí)，破碎率最低，為1.25%；當(dāng)破碎率≥5%時(shí)，含水率在25.7%～26.3%，雖然籽粒破碎率與含水率間極顯著正相關(guān)，但含水率不是影響籽粒破碎的唯一因素。

籽粒雜質(zhì)率也是玉米籽粒機(jī)械化收獲時(shí)的一個(gè)重要評(píng)價(jià)性指標(biāo)，并且是一個(gè)影響玉米收購(gòu)品質(zhì)儲(chǔ)存的重要指標(biāo)。從圖3 可以看出，隨著籽粒含水量的增加，籽粒雜質(zhì)率也逐漸增加，二者的回歸方程為 y＝0.164 9x－3.204 4（R＝0.764 4**，n＝30），擬合達(dá)到極顯著水平。本研究所選黃淮海主栽的玉米品種都滿足了雜質(zhì)率≤3 的條件。

2.4 供試品種最佳玉米籽粒含水率范圍分析

含水率是影響玉米籽粒機(jī)械化收獲的一個(gè)關(guān)鍵因素，由2.2 玉米籽粒重要機(jī)收指標(biāo)與含水率的相關(guān)關(guān)系和回歸方程分析可知，含水率與重要機(jī)收指標(biāo)間都呈正相關(guān)關(guān)系，其中，含水率與籽粒破碎率、雜質(zhì)率間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，所以根據(jù)機(jī)收重要指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)情況可推測(cè)供試品種最佳適宜機(jī)收時(shí)的含水率。

由表2 可知，所選供試品種機(jī)收后的含水率在19%～33%，當(dāng)含水率低于29%時(shí)，可同時(shí)滿足適宜玉米籽粒重要機(jī)收指標(biāo)條件破碎率≤5%、雜質(zhì)率≤3%、損失率≤5%；當(dāng)含水率低于25%時(shí)，既滿足重要機(jī)收指標(biāo)條件又符合腐籽率低于2%的條件，所選供試品種適合玉米機(jī)收和高品質(zhì)玉米籽粒儲(chǔ)藏。

表2 供試品種不同籽粒含水率條件下破碎率、雜質(zhì)率和損失率的統(tǒng)計(jì)分析 %

3 結(jié)論與討論

玉米是我國(guó)第一大糧食作物[24]，但全過(guò)程機(jī)械化收獲程度還很低，機(jī)械技術(shù)和農(nóng)民意識(shí)成為實(shí)現(xiàn)玉米全程機(jī)械化收獲的主要瓶頸。玉米機(jī)械粒收受眾多因素的影響，收獲時(shí)籽粒含水率是一個(gè)極其關(guān)鍵的因素。前人研究表明，含水率與品種自身的生育期、生長(zhǎng)環(huán)境和后期脫水速率等因素有一定的關(guān)系[25-26]。本研究通過(guò)選取黃淮海地區(qū)主栽的10 個(gè)玉米品種，探討不同夏玉米品種影響籽粒機(jī)收質(zhì)量的關(guān)鍵因素，結(jié)果表明，機(jī)收籽粒的含水率、破碎率、雜質(zhì)率、損失率的平均值分別為27.06%、3.84%、1.26%、3.60%，機(jī)收指標(biāo)均值都低于國(guó)際玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（破碎率≤5%、雜質(zhì)率≤3%、損失率≤5%）。籽粒破碎率、雜質(zhì)率均隨著含水率的增加而極顯著增加，含水率與破碎率回歸方程為 y＝0.306 9x－4.491 7（R2＝0.708 2**，n＝30），含水率與雜質(zhì)率回歸方程為y＝0.164 9x－3.204 4（R＝0.764 4**，n＝30）?？?20、迪卡 517 的破碎率、雜質(zhì)率和損失率較高，新單68 破碎率和雜質(zhì)率較低。破碎率、雜質(zhì)率除了受含水率的影響外，還與品種基因型、栽培密度和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)等因素有關(guān)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)不同含水率條件下的機(jī)收指標(biāo)和腐籽率得知，含水率低于29%時(shí)，能夠滿足籽粒機(jī)收技術(shù)的要求，但籽粒腐籽率還較高，平均為3.46%；含水率低于25%時(shí)，可以既滿足機(jī)收指標(biāo)要求又滿足霉粒低于2%的要求。

本研究也發(fā)現(xiàn)，籽粒雜質(zhì)率和破碎率之間也呈極顯著正相關(guān)，這與夏來(lái)坤等[27]的研究結(jié)果一致，破碎籽粒越多，籽粒雜質(zhì)率越高。相關(guān)性分析表明，腐籽率與損失率間存在著極顯著正相關(guān)關(guān)系，表明在玉米籽粒機(jī)收時(shí)除了充分考慮含水率、破碎率和雜質(zhì)率因素的影響外，還需要給予腐籽率一定的關(guān)注。本研究探討了不同黃淮海主栽夏玉米品種影響籽粒機(jī)收質(zhì)量的關(guān)鍵因素，旨在摸索能夠推廣機(jī)械粒收的條件和技術(shù)，為選育適宜當(dāng)?shù)赜衩鬃蚜C(jī)收新品種和籽粒機(jī)收技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。