燕山丘陵溫熱區(qū)宜機收玉米品種配套技術(shù)研究

董喆，邊麗梅，張昊，鄭偉，張麗妍，郝春雷，孟繁盛，慈艷華，杜江洪

（赤峰市農(nóng)牧科學研究院，內(nèi)蒙古赤峰 024031）

根據(jù)《國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要（2008—2020年）》，預計需新增500億kg糧食，作為“谷中之王”的玉米將承擔53%的增產(chǎn)份額［1］。內(nèi)蒙古自治區(qū)是我國玉米主產(chǎn)區(qū)之一，玉米常年播種面積為267萬hm2以上，總產(chǎn)為140億kg以上，具備每年為國家提供60億kg商品糧的能力，在國家糧食安全中占重要地位。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，勞動力成本高、玉米市場競爭力差的問題已日益凸顯，傳統(tǒng)玉米生產(chǎn)方式已不能適應(yīng)當前產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，而面向市場，建立與之相適應(yīng)的以全程機械化為顯著特征的現(xiàn)代玉米生產(chǎn)技術(shù)體系是解決這些問題的必然選擇［2，3］。玉米全程機械化是實現(xiàn)玉米規(guī)?；a(chǎn)、適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的重要趨勢，而籽粒機械收獲大幅降低了玉米生產(chǎn)的投入［4，5］。東華北春玉米區(qū)是我國玉米生產(chǎn)黃金地帶，緯度、生態(tài)條件與美國玉米帶相近，具備玉米機械粒收的客觀生態(tài)氣象條件［6］。

前人主要以篩選一些適宜于機械化粒收的玉米品種為主［7］，針對籽粒脫水速率、立稈特性與種植行距等都進行了相關(guān)研究［8-10］，但是其配套栽培技術(shù)仍不明確。本研究以內(nèi)蒙古中東部地區(qū)已篩選出的宜機收玉米品種為材料，開展配套高產(chǎn)高效生產(chǎn)技術(shù)、全程機械化技術(shù)的集成研究，以形成區(qū)域特色的農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的技術(shù)模式。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所采用的玉米品種為2018年鑒定的宜機收品種迪卡159、金科玉3308，以利禾5為對照品種。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2019年進行，試驗地點為內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學研究院10號試驗基地（41.30°N，118.87°E），屬溫帶半干旱大陸季風氣候。地勢平坦，地力均勻，前茬作物為玉米。試驗采用大區(qū)設(shè)計，設(shè)置3個品種，分別為迪卡159、金科玉3308和利禾5（CK）。3種種植方式，分別為全膜雙壟溝播膜下滴灌：大壟寬80 cm，小壟寬40 cm，高15～20 cm，采用播種—施肥—鋪帶—覆膜一體機播種；大小壟淺埋滴灌：大壟寬80 cm，小壟寬40 cm，高15～20 cm，采用播種—施肥—鋪帶—覆膜一體機播種時抬起覆膜裝置，并使滴灌管淺埋于小壟中間地表5～7 cm處；農(nóng)戶模式：常規(guī)勻壟種植，壟距為60 cm。3個密度處理，分別為6.0、7.5和9.0萬株/hm2。共27個處理，每個處理面積150 m2，不設(shè)重復，小區(qū)長寬比＜5∶1。

1.3 試驗方法

機械收獲前，各處理在田間隨機選取一個割幅寬（6行玉米）、10 m長的樣區(qū)調(diào)查玉米總株數(shù)和倒伏株數(shù)，計算倒伏率（3次重復）。倒伏率=倒伏株數(shù)/總株數(shù)×100%。按當?shù)刂髟允炱谄贩N生理成熟后15 d統(tǒng)一收獲。

機械粒收時，在收割段選取3個樣點，每個樣點取一個割幅寬（6行玉米）、2 m長的區(qū)域人工撿拾落穗、落粒，并分別稱量落穗籽粒質(zhì)量和落粒質(zhì)量，按照樣點面積計算含水量14%的單位面積落穗質(zhì)量和落粒質(zhì)量。結(jié)合收獲測產(chǎn)數(shù)據(jù)計算產(chǎn)量損失率。隨機取1 kg樣品測定破碎粒重，計算其比率。

總產(chǎn)量損失=機收后地面落穗籽粒質(zhì)量+落粒質(zhì)量

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010軟件和SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析，采用LSD法進行差異顯著性分析（P＜0.05），采用Origin 9.1軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的玉米倒伏率

各處理田間倒伏情況分析結(jié)果表明，不同品種、種植模式和種植密度條件下，倒伏率存在一定差異（表1）。金科玉3308和迪卡159均以全膜雙壟溝播膜下滴灌模式下、密度為6.0萬株/hm2時倒伏率最低，分別為0.05%和0.31%，顯著低于其他處理；利禾5則為農(nóng)戶模式、密度為6.0萬株/hm2時倒伏率最低。不同品種間的倒伏率也存在差異，3個品種的平均倒伏率表現(xiàn)為金科玉3308＜迪卡159＜利禾5，分別為1.36%、1.53%和2.26%。

2.2 不同處理的玉米產(chǎn)量損失

田間落穗損失率最小的處理為金科玉3308+農(nóng)戶模式+9.0×104株/hm2，僅2.24%，該處理總產(chǎn)量損失率為2.75%；其次為金科玉3308+全膜雙壟溝播膜下滴灌模式+9.0×104株/hm2處理，落穗損失率為2.29%，總產(chǎn)量損失率為2.65%。各處理的落粒損失率為0.31%～0.78%，其中利禾5+全膜雙壟溝播膜下滴灌模式+7.5×104株/hm2處理落粒損失率最低，而迪卡159+大小壟淺埋滴灌模式+6.0×104株/m2處理最高。從總產(chǎn)量損失率來看，迪卡159和金科玉3308在不同種植模式和密度下的平均總產(chǎn)量損失率分別為4.25%和4.09%，較利禾5分別低1.07%和1.23%（表2）。

表2 不同處理田間落穗損失率、落粒損失率和總產(chǎn)量損失率Table 2 Panicle loss rate，grain loss rate and total yield loss rate in different treatments %

2.3 倒伏與產(chǎn)量損失的關(guān)系

對不同處理田間倒伏率和機械粒收田間落穗損失率、落粒損失率、產(chǎn)量損失率進行分析（圖1、表3），結(jié)果表明，倒伏率與田間落穗損失率、田間產(chǎn)量損失率均呈極顯著正相關(guān)，擬合方程分別為y=0.671 6x+2.878 5，R2=0.416 9**和y=0.695 7x+3.367 5，R2=0.421 9**；倒伏率與田間落粒損失率的相關(guān)性未到達顯著水平；落穗損失率與產(chǎn)量損失率也呈極顯著正相關(guān)。以上結(jié)果說明倒伏是玉米產(chǎn)量損失的關(guān)鍵因素。

表3 玉米田間倒伏率與落穗損失率、落粒損失率和總產(chǎn)量損失率的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficient between field lodging rate and ear loss rate，grain loss rate and total yield loss rate of maize

2.4 不同處理對機收籽粒產(chǎn)量的影響

對不同處理玉米機收籽粒產(chǎn)量分析表明（表4），迪卡159在全膜雙壟溝播膜下滴灌模式、密度為9.0萬株/hm2時，產(chǎn)量最高，達14 121.0 kg/hm2，較利禾5在農(nóng)戶模式下、密度為9.0萬株/hm2時增產(chǎn)19.9%，差異達顯著水平（P＜0.05）。金科玉3308采用全膜雙壟溝播膜下滴灌模式、密度為9.0萬株/hm2時，產(chǎn)量為13 618.0 kg/hm2，較利禾5在農(nóng)戶模式下、密度為9.0萬株/hm2時增產(chǎn)16.2%，差異達顯著水平（P＜0.05）。

迪卡159收獲期平均籽粒含水量為21.7%，較主推品種利禾5低4.6%個百分點，金科玉3308為22.1%，較利禾5低4.2個百分點；迪卡159平均籽粒破碎率為3.2%，較利禾5低0.9個百分點，金科玉3308為3.3%，較利禾5低0.8個百分點。

表4 不同處理玉米機收籽粒產(chǎn)量的影響因素分析Table 4 Analysis of factors affecting grain yield of corn harvester with different treatments

續(xù)表4

2.5 經(jīng)濟效益分析

從生產(chǎn)期總投入分析可以看出，全膜雙壟溝播膜下滴灌種植模式投入最高，其次為農(nóng)戶模式（60 cm勻壟），再次為大小壟淺埋滴灌模式（40～80 cm）。其中，全膜雙壟溝播膜下滴灌模式下密度為9.0萬株/hm2時投入最高，為10 815元/hm2（表5）。

而根據(jù)總產(chǎn)值和效益分析，全膜雙壟溝播膜下滴灌種植模式產(chǎn)值最高，其次為大小壟淺埋滴灌（40～80 cm），最后為農(nóng)戶模式（60 cm勻壟）。全膜雙壟溝播膜下滴灌種植模式下密度為9.0萬株/hm2時純效益最高，為16 014.9元/hm2；其次為大小壟淺埋滴灌（40～80 cm）種植模式下密度為9.0萬株/hm2時，純效益為15 186.9元/hm2；第3為全膜雙壟溝播膜下滴灌種植模式下密度為7.5萬株/hm2時，純效益為14 546.1元/hm2（表6）。

表5 不同種植模式和密度條件下玉米生產(chǎn)期總投入比較Table 5 comparison of total investment in maize production period under different planting patterns and densities

表6 不同種植模式與密度條件下玉米經(jīng)濟效益分析Table 6 Economic benefit analysis of maize under different planting patterns and densities

續(xù)表6

3 討論

倒伏對玉米產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素［11，12］、機械粒收產(chǎn)量損失及收獲效率［13］均具有較大影響。本研究中迪卡159和金科玉3308的平均總產(chǎn)量損失率分別為4.25%和4.09%，符合國家機械粒收標準（總損失率≤5%）［14］。倒伏率和田間損失率分析表明，倒伏對產(chǎn)量損失的影響主要是造成落穗損失，且倒伏率與田間落穗損失率、總產(chǎn)量損失率呈顯著正相關(guān)，這與薛軍等［13］的研究結(jié)果一致。

成熟期籽粒含水量是影響玉米機械粒收的重要因素。Johnson等研究認為，籽粒水分為20%～23%時機械收獲破碎率最低［15］；Chowdhury等研究發(fā)現(xiàn)，籽粒水分為23%時機械損傷率最低［16］。本研究中迪卡159和金科玉3308的籽粒平均含水量為21.7%和22.1%，說明迪卡159和金科玉3308適合籽粒直收。

迪卡159和金科玉3308采用全膜雙壟溝播膜下滴灌模式、種植密度為9.0萬株/hm2時，產(chǎn)量、產(chǎn)值和純效益均最高。且迪卡159在燕山丘陵溫熱區(qū)的產(chǎn)量較金科玉3308高，這與張昊等［7］的研究結(jié)果一致。

全膜雙壟溝播技術(shù)集大小壟種植、增溫保墑、壟溝種植和微溝集雨于一體，與膜下滴灌技術(shù)相結(jié)合，具有顯著提高降水利用率、節(jié)水、節(jié)藥、節(jié)肥、增產(chǎn)、增效作用。我國玉米種植密度普遍偏低，與機收玉米的密度要求差距較大。本研究利用篩選出的適宜于機械化粒收的玉米品種，開展不同種植模式和不同密度的交互機管機收大區(qū)對比試驗，構(gòu)建了與燕山丘陵溫熱區(qū)宜機收品種配套的簡化栽培技術(shù)模式。

4 結(jié)論

綜合分析，迪卡159和金科玉3308的倒伏率、田間落穗損失率及總產(chǎn)量損失率相對較低，適合籽粒機械收獲，且采取全膜雙壟溝播膜下滴灌、種植密度為9.0萬株/hm2時玉米籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟效益較高。在燕山丘陵溫熱區(qū)自然條件和氣候特征下，采用全膜雙壟溝播（40～80 cm）+膜下滴灌+種植密度9.0萬株/hm2+機械籽粒直收配套栽培模式可保障玉米籽粒收獲效率和農(nóng)民生產(chǎn)效益，有效推進區(qū)域玉米籽粒機械收獲和生產(chǎn)效率提升。