中國(guó)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量主要指標(biāo)分析

王克如 李璐璐 高 尚 王浥州 黃兆福 謝瑞芝 明 博 侯 鵬 薛 軍 張國(guó)強(qiáng) 侯梁宇 李少昆

中國(guó)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

玉米籽粒機(jī)械收獲是現(xiàn)代玉米生產(chǎn)方式的典型特征之一[1]。1954年John Deere公司制造出第一臺(tái)兩行玉米割臺(tái), 連接在自走式聯(lián)合收獲機(jī)上實(shí)現(xiàn)了真正意義上的玉米籽粒機(jī)械收獲之后, 美國(guó)開(kāi)始在大田生產(chǎn)中推廣應(yīng)用[2], 其中, Iowa、Illinois、Indiana、Minnesota等主產(chǎn)州玉米籽粒聯(lián)合收獲的面積從1964年的24%上升到1968年的48%[3], 至20世紀(jì)70年代美國(guó)已全面實(shí)現(xiàn)了玉米機(jī)械粒收[4]。我國(guó)最早于20世紀(jì)80年代在新疆兵團(tuán)和黑龍江墾區(qū),引進(jìn)歐美等國(guó)先進(jìn)的收獲機(jī)械, 并開(kāi)始玉米機(jī)械粒收技術(shù)的探索, 但推廣面積很小, 相關(guān)研究也較為薄弱[5]。直到近10年, 隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 合作社、家庭農(nóng)場(chǎng)等新型經(jīng)營(yíng)主體的興起和規(guī)?；N植的發(fā)展, 為玉米機(jī)械粒收技術(shù)的應(yīng)用提供了條件。為推動(dòng)玉米機(jī)械粒收技術(shù)在全國(guó)的應(yīng)用, 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物栽培與生理創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)自2010年起, 在全國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)開(kāi)展玉米機(jī)械粒收關(guān)鍵技術(shù)的研究與集成示范[6], 從籽粒脫水特征[7-9]、宜粒收品種篩選[10-11]、籽粒耐破碎機(jī)制與評(píng)價(jià)方法[12-15]、區(qū)域生態(tài)特點(diǎn)與品種熱量資源的匹配[16-17]、后期植株抗倒性[18-20]、收獲機(jī)械配套與應(yīng)用[21], 以及烘干等角度開(kāi)展了大量的研究, 并分區(qū)域集成玉米機(jī)械粒收生產(chǎn)技術(shù), 形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn), 推動(dòng)玉米機(jī)械粒收技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

玉米粒收質(zhì)量包括收獲籽粒的含水率、碎碎率、雜質(zhì)率和落粒、落穗損失率[22], 這些指標(biāo)不僅能反映收獲玉米質(zhì)量的高低, 又為后續(xù)籽粒烘干、晾曬、清選、貯藏等作業(yè)的安排和適合方式、方法與工藝的選擇提供依據(jù)[23], 并影響玉米銷(xiāo)售時(shí)的定等定級(jí)、最終用途及市場(chǎng)價(jià)格[24]。因此, 對(duì)玉米收獲質(zhì)量各指標(biāo)開(kāi)展測(cè)試和研究是非常必要的。成立于1960年的美國(guó)谷物協(xié)會(huì)(U.S. grains council)為增加美國(guó)農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)中的份額, 針對(duì)玉米收獲質(zhì)量問(wèn)題, 自2011年開(kāi)始, 每年在玉米收獲季節(jié)從12個(gè)出口量最大的州采集籽粒樣品分析收獲玉米質(zhì)量,發(fā)布年度質(zhì)量報(bào)告(corn-harvest-quality-report), 為美國(guó)玉米市場(chǎng)交易提供依據(jù)[25], 從市場(chǎng)需求方面引導(dǎo)和推動(dòng)美國(guó)玉米收獲質(zhì)量的不斷提高。本團(tuán)隊(duì)曾利用2011—2015年在各地的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)中國(guó)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量及其與水分含量的關(guān)系做了初步報(bào)道[22],但隨著近幾年適宜機(jī)械粒收玉米品種的選育與應(yīng)用、收獲機(jī)械的改進(jìn)、粒收技術(shù)的配套與集成應(yīng)用,各地對(duì)機(jī)械粒收技術(shù)的認(rèn)識(shí)提高, 粒收技術(shù)得到快速發(fā)展[6], 為回答以下問(wèn)題: 玉米機(jī)械粒收收獲質(zhì)量現(xiàn)狀與變化趨勢(shì); 近年來(lái)收獲質(zhì)量指標(biāo)中哪些有進(jìn)步？哪些還存在問(wèn)題？可能的解決途徑是什么？中美玉米收獲質(zhì)量的比較等, 本文對(duì)2012—2019年在中國(guó)不同產(chǎn)區(qū)、不同年份獲得的2987組玉米機(jī)械粒收質(zhì)量田間測(cè)試樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 為我國(guó)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的改進(jìn)與技術(shù)的發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)示范地點(diǎn)、參試品種

自2012—2019年共在西北灌溉春玉米區(qū)(Northwest irrigated maize region, NW; 包括新疆、甘肅、寧夏、陜西北部, 內(nèi)蒙古中部和西部)、東北春玉米區(qū)(Northeast spring maize region, NE; 包括遼寧、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古東四盟)、黃淮海夏播玉米區(qū)(Huang-Huai-Hai summer maize region, HH; 包括河南、河北、山東、江蘇、安徽、陜西關(guān)中)、華北春播玉米區(qū)(North China spring maize region, NC; 包括北京、天津、山西)、西南玉米區(qū)(Southwest maize region, SW; 包括四川、云南、湖南、湖北、西藏)等21個(gè)省(市、區(qū))、155個(gè)點(diǎn)次布設(shè)了玉米機(jī)械粒收試驗(yàn)示范, 共有865個(gè)品種參加了測(cè)試。各試驗(yàn)示范點(diǎn)按其經(jīng)緯度和參加試驗(yàn)示范的年次繪制分布圖(圖1), 參加年次越多的試點(diǎn)標(biāo)注的圈越大, 同時(shí)每個(gè)省份按其玉米種植面積標(biāo)注不同顏色。從圖1可見(jiàn), 試驗(yàn)示范點(diǎn)基本涵蓋了東北、西北、黃淮海和西南四大玉米主產(chǎn)區(qū), 且主要集中在玉米種植面積較大的省份和縣市, 具有一定代表性。由于西南玉米區(qū)以丘陵山地為主, 機(jī)械化進(jìn)程慢, 樣本量較少, 本文對(duì)該區(qū)不做具體分析。

1.2 主要調(diào)查與測(cè)試指標(biāo)及方法

1.2.1 籽粒含水率、破碎率和雜質(zhì)率 在各機(jī)械粒收試驗(yàn)示范點(diǎn), 每個(gè)品種收獲時(shí)隨機(jī)取收割機(jī)倉(cāng)內(nèi)收獲的籽粒樣品約2 kg, 首先用PM-8188水分測(cè)定儀測(cè)定含水率, 重復(fù)5次, 然后稱(chēng)重量, 手工分揀將其分為籽粒和非籽粒兩部分; 籽粒部分稱(chēng)重記為KW1, 非籽粒部分稱(chēng)重記為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(chēng)重,完整粒重量記為KW2, 破碎粒重量記為BKW, 籽粒破碎率、雜質(zhì)率計(jì)算公式:

1.2.2 田間損失率 在測(cè)試品種已收割地塊隨機(jī)選取樣點(diǎn), 每個(gè)樣點(diǎn)長(zhǎng)度2 m、寬度一個(gè)割幅, 收集樣區(qū)內(nèi)所有落穗和落粒, 記錄穗數(shù)并脫粒, 分別稱(chēng)落穗、落粒的籽粒重, 結(jié)合收獲時(shí)的籽粒含水率, 按照樣區(qū)面積計(jì)算單位面積含水率為14%的落穗重和落粒重, 3次重復(fù)。結(jié)合收獲田塊產(chǎn)量數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)量損失率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010、SPSS18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析, 用R軟件、ArcMap 10.4和Microsoft Excel 2010作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 機(jī)械粒收收獲質(zhì)量的總體情況

對(duì)2012—2019年獲取的2987組大田機(jī)械粒收樣本數(shù)據(jù)分析, 總體結(jié)果表明(表1), 收獲時(shí)籽粒平均含水率為25.91%, 分布范圍為10.63%~44.6%; 破碎率為7.96% (分布范圍為0.05%~33.94%), 比5%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高出2.96%; 雜質(zhì)率平均1.18% (分布范圍為0~13.24%), 未超過(guò)3%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn); 收獲損失量平均為345.15 kg hm–2(分布范圍為0~9288.45 kg hm–2), 產(chǎn)量損失率平均3.54% (分布范圍0~58.55%),總體未超過(guò)5%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)量損失包括落粒損失和落穗損失, 其中, 落粒量平均113.55 kg hm–2, 落穗量平均351.15 kg hm–2, 落粒占總損失量的23.5%,落穗占76.5%, 落穗損失大于落粒損失。落穗量在田塊間的表現(xiàn)為0~8960.1 kg hm–2, 變異系數(shù)200.99%,在各收獲質(zhì)量指標(biāo)中變異最大, 說(shuō)明田塊間落穗損失存在較大差異, 落穗損失是影響玉米粒收質(zhì)量的又一重要因素。

表1 2012–2019年玉米機(jī)械粒收質(zhì)量統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of the quality of mechanically harvested corn from 2012 to 2019

不同年際間的測(cè)試結(jié)果(表1)顯示, 收獲時(shí)籽粒平均含水率以2017年最高, 達(dá)到27.28%, 之后逐年下降, 2018年和2019年分別下降至24.85%和23.88%, 下降了2.43%和3.40%; 相應(yīng)破碎率和雜質(zhì)率自2017年以來(lái)也呈快速下降趨勢(shì), 其中, 2018年和2019年破碎率為7.83%和6.48%, 較2017年分別下降了0.96%和2.31%; 雜質(zhì)率為1.25%和0.76%,較2017年分別下降了0.21%和0.70%。但近2年落粒、落穗損失有增加的趨勢(shì), 其中總損失率2018年和2019年分別較2017年增加了1.50%和2.05%。

2.2 主要收獲質(zhì)量指標(biāo)的分布

2012—2019年收獲的籽粒含水率總體呈正態(tài)分布(圖2), 籽粒含水率最高為44.60%, 最低為10.63%, 平均為25.91%, 其中, 含水率≤25%的樣本占41.98%, ≤20%的樣本僅占13.09%, 而含水率高于25%的樣本比例達(dá)到58.02%, ≥30%的樣本占20.09%。

籽粒破碎率分布頻次結(jié)果見(jiàn)圖2, 破碎率分布在0.05%~33.94%之間, 其中, 50%的樣本分布在4.84%~11.76%之間, 破碎率≤8%的樣本占57.53%,僅有30.98%的樣本破碎率≤5%。

2.3 不同產(chǎn)區(qū)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量比較

2.3.1 籽粒含水率 收獲期不同產(chǎn)區(qū)玉米籽粒含水率存在較大差異(圖3), 其中, 黃淮海夏播玉米籽粒含水率均值27.38%, 顯著高于其他區(qū)域, 也高于適宜粒收含水率范圍(≤25%); 其次是東北春玉米區(qū),平均含水率為25.16%; 西北春玉米籽粒含水率均值為24.94%, 略低于東北春玉米; 含水率最低的是華北春玉米, 其均值為22.76%, 處于適宜粒收的籽粒水分范圍。

2.3.2 破碎率 不同產(chǎn)區(qū)籽粒破碎率結(jié)果見(jiàn)圖4,破碎率從大到小依次為黃淮海夏播區(qū)、西北春玉米區(qū)、東北春玉米區(qū)和華北春雨米區(qū), 其中, 黃淮海夏播玉米破碎率均值為9.29%, 高出全國(guó)平均值1.33%,并高出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(≤5%) 4.29%, 因此, 破碎率高是黃淮海夏播玉米粒收質(zhì)量存在的最突出問(wèn)題; 其次是西北春玉米區(qū), 其均值為7.33%, 低于全國(guó)平均值0.60%, 但高出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2.33%; 第三是東北春玉米, 其均值為6.96%, 低于全國(guó)平均值1.00%, 但高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn); 華北春玉米籽粒破碎率最低, 其均值為5.59%, 低于全國(guó)均值3.70%, 但略高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

從樣本破碎率分布看, 黃淮海夏播玉米79.21%的樣本破碎率大于5%, 50.09%的樣本高于8%; 西北春玉米和東北春玉米分別有54.35%和56.71%的樣本破碎率大于5%, 有30.52%和32.94%的樣本高于8%; 華北春玉米有51.49%的樣本破碎率大于5%,高于8%的樣本占16.42%。說(shuō)明不同產(chǎn)區(qū)收獲質(zhì)量均存在破碎率偏高的問(wèn)題, 且以黃淮海夏播玉米最為嚴(yán)重, 而華北春玉米相對(duì)較好, 有83.58%的樣本可以達(dá)到國(guó)家3等玉米的破碎率標(biāo)準(zhǔn)(≤8%)。

2.3.3 雜質(zhì)率 雜質(zhì)率比較結(jié)果見(jiàn)圖5, 四大產(chǎn)區(qū)雜質(zhì)率均值均低于≤3%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 但以華北春玉米的雜質(zhì)率相對(duì)最高, 均值為1.83%, 高出全國(guó)平均值0.65%; 其次是黃淮海夏播玉米, 均值為1.68%, 高出全國(guó)平均值0.50%; 而西北、東北春玉米雜質(zhì)率均值分別為0.65%和0.75%, 相應(yīng)低于全國(guó)平均值0.53%和0.43%。

2.3.4 損失率 不同產(chǎn)區(qū)機(jī)械粒收損失率結(jié)果見(jiàn)圖6, 其中, 東北春玉米的損失率最高, 均值為5.72%, 高出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(≤5%) 0.72%; 西北、黃淮海和華北3個(gè)產(chǎn)區(qū)的損失率均值均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 但其中以華北春玉米的損失相對(duì)較高, 其均值達(dá)到4.34%, 高出全國(guó)平均值0.80%; 黃淮海夏玉米損失率均值為3.28%, 低于全國(guó)平均值0.26%; 西北春玉米的損失率均值最低, 為2.37%, 較全國(guó)均值低1.17%。

從損失率樣本分布頻次看, 東北春玉米區(qū)有24.49%的樣點(diǎn)損失率高于5%。華北春玉米雖然損失率均值低于東北春玉米, 但損失率變幅較大, 有24.79%的樣點(diǎn)損失率超過(guò)5%; 黃淮海夏玉米和西北春玉米區(qū)中各有15.71%和8.71%的樣點(diǎn)損失率超過(guò)5%。

2.4 收獲質(zhì)量指標(biāo)之間的關(guān)系

2987組大田收獲樣本各質(zhì)量指標(biāo)間的相關(guān)分析見(jiàn)表2, 破碎率、雜質(zhì)率均與籽粒含水率呈極顯著正相關(guān), 說(shuō)明籽粒破碎率和雜質(zhì)率隨收獲期籽粒含水率的增加總體呈增加的趨勢(shì); 落穗損失、總損失率與籽粒含水率均呈極顯著負(fù)相關(guān), 說(shuō)明較低的含水率下收獲, 雖然能顯著降低籽粒破碎率和雜質(zhì)率,但也會(huì)引起落穗和總損失率的增加, 因此, 適宜收獲期的確定應(yīng)綜合考慮籽粒破碎率和損失率均較低的時(shí)間。

表2 籽粒含水率與破碎率、雜質(zhì)率、損失率間的相關(guān)關(guān)系(2012–2019)Table 2 Pearson correlation coefficient between grain moisture content, broken corn, foreign material, grains loss, and ears loss from 2012 to 2019

進(jìn)一步分析(圖7)可見(jiàn), 籽粒破碎率(y)與收獲期籽粒含水率(x)之間呈二次曲線(xiàn)關(guān)系, 擬合方程為:y= 0.028x2? 1.0052x+ 14.51 (R2= 0.2677,n= 2987)。依據(jù)該方程計(jì)算, 理論上破碎率最低時(shí)籽粒含水率為19.06%, 即在該含水率下收獲, 破碎率最低。

3 討論

3.1 玉米收獲質(zhì)量的總體情況

本文通過(guò)2012—2019年獲取的2987組大田機(jī)械粒收樣本測(cè)試數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn), 籽粒破碎率平均值為7.96%, 比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(≤5%)高出2.96%; 雜質(zhì)率平均為1.18%, 未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(≤3%); 產(chǎn)量損失率平均為3.54%, 總體未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(≤5%), 但損失率在田塊間差異較大, 其中, 落穗量變幅為0~8960.1 kg hm-2, 變異系數(shù)200.99%。產(chǎn)量損失中落粒占23.5%、落穗占76.5%, 落穗損失大于落粒損失。2987組樣本的籽粒含水率平均值為25.91%, 破碎率、雜質(zhì)率與籽粒含水率均呈極顯著正相關(guān), 其中,籽粒破碎率(y)與含水率(x)之間呈二次曲線(xiàn)關(guān)系, 擬合方程為:y= 0.028x2? 1.0052x+ 14.51 (R2= 0.2677,n= 2987), 破碎率最低時(shí)籽粒含水率為19.06%。國(guó)內(nèi)外大量研究認(rèn)為玉米機(jī)械粒收最適宜的籽粒含水率應(yīng)在25%以下, 破碎率最低的籽粒含水率在18%~23%之間[26]; 落穗損失主要來(lái)自收獲期植株倒伏造成的落穗[18], 由此可見(jiàn), 收獲時(shí)籽粒含水率高導(dǎo)致的較高破碎率和部分田塊倒伏造成的落穗損失大是當(dāng)前我國(guó)玉米機(jī)械粒收存在的主要質(zhì)量問(wèn)題。

與2012—2015年測(cè)試結(jié)果[22]相比, 近年我國(guó)玉米收獲質(zhì)量中的主要指標(biāo)得到明顯改善。2018年和2019年測(cè)試樣本平均籽粒含水率分別為24.85%和23.88%, 較2012—2015年(平均26.83%)分別降低了1.98%和2.95%; 破碎率為7.83%和6.48%, 較2012—2015年(平均8.63%)分別下降了0.8%和2.15%; 雜質(zhì)率為1.25%和0.76%, 較2012—2015年(平均1.27%)分別下降了0.02%和0.51%; 但2018年和2019年損失率分別為4.81%和5.36%, 較2012—2015年(平均4.12%)分別增加了0.66%和1.24%, 應(yīng)予以關(guān)注。統(tǒng)計(jì)2015年以來(lái)的測(cè)試數(shù)據(jù)(圖8)可見(jiàn), 收獲期籽粒水分和破碎率均呈顯著下降趨勢(shì), 其中, 籽粒含水率平均每年下降0.78%、破碎率平均每年下降0.51%。分析認(rèn)為, 近年來(lái)隨著各地對(duì)玉米機(jī)械粒收技術(shù)認(rèn)識(shí)的深入、玉米專(zhuān)用粒收品種的選育和審定推廣、粒收機(jī)械的改進(jìn)、品種脫水與區(qū)域氣候配置等技術(shù)逐漸成熟, 玉米收獲質(zhì)量主要指標(biāo)得到質(zhì)的改善。

3.2 不同產(chǎn)區(qū)玉米收獲質(zhì)量的差異

收獲時(shí)籽粒水分偏高、破碎率大、部分田間損失率高是各產(chǎn)區(qū)玉米粒收存在的共性質(zhì)量問(wèn)題, 但不同產(chǎn)區(qū)所表現(xiàn)出的情況有所不同。其中, 黃淮海夏玉米區(qū)收獲時(shí)籽粒破碎率是各產(chǎn)區(qū)最高的, 破碎率高主要與收獲期籽粒含水率高有關(guān)。該區(qū)域?yàn)橐荒陜勺鞯姆N植制度、玉米品種熟期偏長(zhǎng)、生理成熟后田間站稈脫水時(shí)間較短, 導(dǎo)致收獲時(shí)籽粒含水率偏高。該區(qū)域今后的重點(diǎn)應(yīng)放在早熟、脫水快品種的培育和區(qū)域熱量資源與品種熟期、脫水特征配置技術(shù)的推廣。收獲時(shí)籽粒含水率和破碎率以華北春玉米最低, 主要與該區(qū)域春玉米成熟時(shí)處于氣溫較高、有利于脫水的條件有關(guān)。該區(qū)域中京津唐夏播區(qū)因地下水限采問(wèn)題, 春玉米種植面積將呈增加趨勢(shì), 熱量資源不是春玉米籽粒脫水的關(guān)鍵限制因素,而后期站稈晾曬期間的倒伏是需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。東北春玉米區(qū)是我國(guó)玉米種植面積最大的區(qū)域,機(jī)械粒收存在損失率偏高、落穗損失田塊間變幅較大的問(wèn)題, 分析原因可能與玉米螟危害、后期植株抗倒能力差有關(guān)。因此, 東北春玉米區(qū)今后機(jī)械粒收的重點(diǎn)應(yīng)放在早熟、籽粒脫水快、田間后期站稈能力強(qiáng)品種的選育上。西北春玉米區(qū)一年一季, 后期空氣干燥, 非常適合玉米籽粒脫水, 該區(qū)域機(jī)械粒收損失率也是最低的, 主要與氣候干燥、玉米螟和莖腐病發(fā)生較輕、玉米落穗、倒伏輕有關(guān)。該產(chǎn)區(qū)今后應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)脫水快、收獲期含水率低品種的選育, 合理增加密度, 實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)量和收獲質(zhì)量的協(xié)同提高。

3.3 與美國(guó)玉米收獲質(zhì)量的比較

美國(guó)谷物委員會(huì)每年都會(huì)從12個(gè)玉米產(chǎn)量與出口量最高的州抽取樣本進(jìn)行質(zhì)量分析并形成收獲質(zhì)量報(bào)告[25], 整理2011—2019年的報(bào)告數(shù)據(jù)(表3)可見(jiàn),美國(guó)收獲玉米籽粒含水率平均為16.41%, 最低8.9%,最高30.0%, 且年際間變動(dòng)不大, 變幅為15.6%~17.7%, 極差2.1%, 表明美國(guó)玉米收獲期籽粒含水率較為穩(wěn)定。本文對(duì)2012—2019年我國(guó)大田樣本統(tǒng)計(jì), 收獲時(shí)籽粒平均含水率為25.91%, 較美國(guó)高出9.5%。

表3 2011–2019年美國(guó)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量主要指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics of the main attributes of mechanical corn harvest quality in the United States from 2011 to 2019 (%)

美國(guó)玉米2011—2019年收獲籽粒樣本的破碎率(broken corn, BC)平均值為0.61%, 變幅在0~10.1%之間; 雜質(zhì)率(foreign material, FM)平均值為0.2%,變幅在0~7.3%之間。而本文平均破碎率為7.96%, 變幅在0.05%~33.94%之間; 雜質(zhì)率平均為1.18%, 變幅在0~13.24%之間, 平均值及變幅范圍均大于美國(guó)。由此可見(jiàn), 降低收獲時(shí)籽粒含水率、破碎率和雜質(zhì)率是今后我國(guó)玉米機(jī)械粒收需要重點(diǎn)改進(jìn)的質(zhì)量指標(biāo)。

需要說(shuō)明的是中、美兩國(guó)在破碎率和雜質(zhì)率的測(cè)定方法與標(biāo)準(zhǔn)上有所不同, 美國(guó)是通過(guò)不同孔徑篩子來(lái)測(cè)定樣品破碎和雜質(zhì)率, 其中, 破碎玉米是指樣品中通過(guò)直徑為12/64英寸(相當(dāng)于4.76 mm)的圓孔篩部分, 但不包括通過(guò)直徑為6/64英寸(相當(dāng)于2.38 mm)的圓孔篩部分; 雜質(zhì)是通過(guò)直徑為6/64英寸的圓孔篩部分和未通過(guò)12/64英寸圓孔篩的非玉米部分[25]。而中國(guó)是采取人工分檢方式確定樣品破碎率和雜質(zhì)率, 其中, 對(duì)破碎粒的認(rèn)定原則上只要是玉米粒的一部分, 包括種皮破裂的籽粒、不完整籽粒和籽粒的破碎部分均視為破碎粒; 對(duì)雜質(zhì)的認(rèn)定是樣品中的非玉米籽粒部分, 包括玉米莖、葉、花絲、穗軸的破碎部分和土塊、非玉米粒的粉末等物體[22]。中美兩種方法測(cè)定的結(jié)果差異有待進(jìn)一步比較。

4 結(jié)論

由2012—2019年獲得的2987組玉米機(jī)械粒收田間測(cè)試樣本分析發(fā)現(xiàn), 我國(guó)玉米機(jī)械粒收的籽粒平均破碎率為7.96%、雜質(zhì)率為1.18%、損失率為3.54%, 除破碎率外, 其他指標(biāo)符合國(guó)家玉米收獲機(jī)械收獲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。收獲時(shí)玉米籽粒含水率平均為25.91%, 較美國(guó)玉米收獲高出9.5%; 降低收獲時(shí)籽粒含水率, 可顯著降低破碎率和雜質(zhì)率, 籽粒水分在19.06%時(shí)收獲破碎率最低。產(chǎn)量損失中落穗占76.5%, 是造成收獲損失的主要部分。從不同年份看,近年玉米收獲質(zhì)量得到明顯改善, 其中, 2015年以來(lái)收獲期籽粒含水率平均每年下降0.78%、破碎率平均每年下降0.51%; 從不同玉米產(chǎn)區(qū)看, 黃淮海夏播區(qū)玉米收獲時(shí)籽粒含水率和破碎率最高、華北春玉米最低, 西北和東北春玉米居中。為提高玉米機(jī)械粒收質(zhì)量, 今后應(yīng)加強(qiáng)脫水快、收獲期含水率低、后期站稈性能好、抗倒伏品種的選育, 推廣品種脫水與區(qū)域氣候配置技術(shù), 改進(jìn)收獲機(jī)械, 并適期收獲。