不同春玉米品種穗部及籽粒性狀對機(jī)收品質(zhì)的影響

張凱旋 俞新華 王雨晴 王明杰 張佳琪 黃智鴻 盧海博 趙海超

摘要：玉米是中國最重要的糧食作物之一，為了探究不同春玉米品種穗部及籽粒性狀對機(jī)收品質(zhì)的影響，以6個(gè)玉米品種為研究材料，對籽粒機(jī)收品質(zhì)（破籽率、落籽率、雜質(zhì)率）與穗部性狀（穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)及行粒數(shù)）和籽粒性狀（平均面積、平均周長、平均長度、平均寬度、長寬比、平均粒厚、平均體積）進(jìn)行相關(guān)性分析和通徑分析。通過機(jī)收品質(zhì)與穗部性狀的相關(guān)性分析表明，破籽率與穗行數(shù)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.576;落籽率與穗行數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.770;雜質(zhì)率與行粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.502，結(jié)果表明玉米穗行數(shù)越大，破籽率越高;穗行數(shù)越小，落籽率越高;行粒數(shù)越小，雜質(zhì)率越高。通過機(jī)收品質(zhì)與穗部性狀的通徑分析表明，玉米籽粒的行粒數(shù)與破籽率、落籽率、雜質(zhì)率的直接效應(yīng)均為最大，通徑系數(shù)分別是0.454、0.200、-0.286，結(jié)果表明玉米籽粒的行粒數(shù)對機(jī)收品質(zhì)（破籽率、雜質(zhì)率、落籽率）影響最大，且行粒數(shù)越大，破碎率和落籽率越高，行粒數(shù)越小，雜質(zhì)率越高，表明行粒數(shù)少更適宜籽粒機(jī)收。通過機(jī)收品質(zhì)與籽粒性狀的相關(guān)性分析表明，破籽率與平均寬度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.471，與長寬比呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.528，與平均體積呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.602;落籽率與平均體積呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.604;雜質(zhì)率與平均寬度呈顯著正相關(guān)，與長寬比呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.489，結(jié)果表明玉米籽粒平均寬度越小，長寬比和平均體積越大，破籽率越高;籽粒平均體積越小，落籽率越高;籽粒平均寬度越大，長寬比越小，雜質(zhì)率越高。通過機(jī)收品質(zhì)與穗部性狀的通徑分析表明，玉米籽粒的平均寬度與破籽率、落籽率、雜質(zhì)率的直接效應(yīng)均為最大，分別是-0.602、-0.577、0.280，結(jié)果表明玉米籽粒的平均寬度對機(jī)收品質(zhì)（破籽率、雜質(zhì)率、落籽率）影響最大，且籽粒平均寬度越小，破碎率和落籽率越高，平均寬度越大，雜質(zhì)率越高，表明圓粒型玉米籽粒更適宜籽粒機(jī)收。因此在機(jī)收玉米選育時(shí)應(yīng)優(yōu)先選育行粒數(shù)少和圓粒型籽粒的春玉米品種，同時(shí)兼顧玉米的穗行數(shù)、籽粒長寬比和籽粒體積等農(nóng)藝性狀。

關(guān)鍵詞：春玉米;破籽率;落籽率;雜質(zhì)率;籽粒機(jī)收

中圖分類號：S513.04 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）08-0079-04

玉米是中國主要的糧食作物，其產(chǎn)量高和用途廣的特點(diǎn)決定了玉米在未來糧食作物生產(chǎn)中的地位[1]。隨著第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，我國農(nóng)村青壯年人口逐漸減少，玉米生產(chǎn)中的成本逐漸增高[2]。推廣玉米機(jī)械化生產(chǎn)可大幅降低勞動(dòng)成本，且能顯著提升工作效率，使玉米機(jī)械化種植顯得更加重要[3]。同時(shí)秸稈還田可有效提升土壤肥力[4]，因此玉米機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)被提上議事日程[5-6]。

在玉米機(jī)械化收獲中，籽粒機(jī)收的品質(zhì)至關(guān)重要[7]，而在收獲中，籽粒破碎率高是目前國內(nèi)玉米收獲的主要問題[8]。破碎率高直接導(dǎo)致產(chǎn)量下降，并且會(huì)降低玉米品質(zhì)和增加玉米貯藏難度[9]，因此提升籽粒機(jī)收品質(zhì)可從籽粒破碎率等方面進(jìn)行研究[10]。目前冀西北地區(qū)對機(jī)收籽粒破碎率的研究較少[11]，因此本試驗(yàn)以收獲時(shí)籽粒機(jī)收性狀（破籽率、落籽率、雜質(zhì)率）與穗部性狀（穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)及行粒數(shù)）和籽粒性狀（平均面積、平均周長、平均長度、平均寬度、長寬比、平均粒厚及平均體積）進(jìn)行相關(guān)性分析以及通徑分析，旨在明確該地區(qū)玉米收獲時(shí)籽粒機(jī)收品質(zhì)與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)系，完善張家口地區(qū)玉米機(jī)械化收獲技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)方案

1.1.1 試驗(yàn)材料 春玉米品種選擇金農(nóng)738（V1）、京農(nóng)科728（V2）、京農(nóng)科828（V3）、張粒178（V4）、正成018（V5）、中玉9號（V6）。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)時(shí)間為2020—2021年，試驗(yàn)地點(diǎn)為蔚縣南大坪村，該區(qū)域年有效積溫 3 153 ℃，無霜期137 d，年降水量360～400 mm。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種種植10行，行長 100 m，采用機(jī)械播種，種植時(shí)按照600～750 kg/hm2 的用量施用玉米專用肥（河北根多收肥業(yè)有限公司的緩釋肥料，總養(yǎng)分≥40%，N、P2O5、K2O含量分別為28%、5%、7%），其他管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。

1.2 測定指標(biāo)與方法

1.2.1 玉米穗部性狀 玉米籽粒含水量降至25%以下時(shí)進(jìn)行收獲，每個(gè)處理隨機(jī)選取5 m長進(jìn)行測產(chǎn)，并對其穗部性狀進(jìn)行測量，測量項(xiàng)目為穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)及行粒數(shù)。

1.2.2 玉米籽粒性狀 采用考種儀測量各品種玉米籽粒平均面積、平均周長、平均長度、平均寬度、長寬比、平均粒厚及平均體積。

1.2.3 籽粒機(jī)收品質(zhì) 籽粒生理成熟后，采用玉米籽粒收獲機(jī)進(jìn)行全區(qū)機(jī)械籽粒直收。隨機(jī)在收割機(jī)艙內(nèi)取2 kg籽粒樣品（m1為樣品質(zhì)量），手工分揀破碎粒和雜質(zhì)，分別稱質(zhì)量（Cm1為破碎粒質(zhì)量、Im2為雜質(zhì)質(zhì)量）。在各品種小區(qū)中隨機(jī)選取2個(gè)樣方并稱質(zhì)量（m2為第一樣方質(zhì)量，m3為第二樣方質(zhì)量），數(shù)出每樣方落籽個(gè)數(shù)并稱質(zhì)量（Fm2為第一樣方落籽質(zhì)量，F(xiàn)m3為第二樣方落籽質(zhì)量）。最后計(jì)算破籽率、雜質(zhì)率、落籽率。

破籽率=Cm1/m1×100%;

雜質(zhì)率=Im2/m1×100%;

落籽率=[Fm2/m2+Fm3/m3]/2×100%。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 25進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同春玉米品種機(jī)收性狀比較

將不同春玉米品種機(jī)收性狀做柱狀圖分析如圖1所示。各春玉米品種破籽率在11.82%～19.45%之間，中玉9號破籽率最小，正成018破籽率最大;各品種落籽率在0.61%～2.53%之間，正成018落籽率最小，張粒178落籽率最大;各品種雜質(zhì)率在0.06%～1.20%之間，正成018雜質(zhì)率最小，京農(nóng)科828雜質(zhì)率最大。各春玉米品種機(jī)收質(zhì)量排序均為破籽率>落籽率>雜質(zhì)率。

2.2 不同春玉米品種穗部性狀

將不同春玉米品種穗部性狀做柱狀圖分析如圖2所示。各春玉米品種穗粗在4.21～5.38 cm之間，京農(nóng)科728穗粗最小，京農(nóng)科828穗粗最大;各品種禿尖長在1.70～4.54 cm之間，正成018禿尖長最小，京農(nóng)科728禿尖長最大;各品種穗長在16.04～18.46 cm之間，金農(nóng)科738穗長最小，京農(nóng)科828穗長最大;各品種穗行數(shù)在13.80～18.80行之間，京農(nóng)科828穗行數(shù)最小，正成018穗行數(shù)最大;各品種行粒數(shù)在24.40～35.60粒之間，張粒178行粒數(shù)最小，正成018行粒數(shù)最大。

將不同春玉米品種穗部性狀與機(jī)收性狀做相關(guān)性分析如表1所示。破籽率與穗行數(shù)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.576;落籽率與穗行數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.770;雜質(zhì)率與行粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.502。結(jié)果表明玉米穗行數(shù)越大，破籽率越高;穗行數(shù)越小，落籽率越高;行粒數(shù)越小，雜質(zhì)率越高。

2.3 不同春玉米品種籽粒性狀

將不同春玉米品種籽粒性狀做柱狀圖分析如圖3所示。各春玉米品種籽粒平均面積在30.32～40.12 mm2之間，京農(nóng)科728最小，京農(nóng)科828最大;各品種籽粒平均周長在22.17～25.26 mm之間，京農(nóng)科728最小，京農(nóng)科828最大;各品種籽粒平均長度在7.81～8.84 mm之間，京農(nóng)科728最小，正成018最大;各品種籽粒平均寬度在4.84～6.18 mm之間，正成018最小，京農(nóng)科828最大;各品種籽粒長寬比在1.38～1.83之間，京農(nóng)科828最小，正成018最大;各品種籽粒平均粒厚在7.80～11.30 mm之間，京農(nóng)科728最小，京農(nóng)科828最大;各品種籽粒平均體積在185.30～453.32 mm3之間，張粒178最小，京農(nóng)科828最大。

將不同春玉米品種籽粒性狀與機(jī)收性狀做相關(guān)性分析如表2所示。破籽率與平均寬度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.471，與長寬比呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.528，與平均體積呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.602;落籽率與平均體積呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.604;雜質(zhì)率與平均寬度呈顯著正相關(guān)，與長寬比呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 -0.489。結(jié)果表明玉米籽粒平均寬度越小，長寬比和平均體積越大，破籽率越高;籽粒平均體積越小，落籽率越高;籽粒平均寬度越大，長寬比越小，雜質(zhì)率越高。

3 討論

3.1 春玉米穗部性狀對機(jī)收品質(zhì)的影響

玉米機(jī)械粒收的機(jī)收品質(zhì)受多種因素的影響，李和順發(fā)現(xiàn)玉米穗軸機(jī)械強(qiáng)度影響籽粒破碎率[12]，薛軍等發(fā)現(xiàn)玉米穗粗越粗，破籽率越高[13]。本試驗(yàn)中通過將不同春玉米品種穗部性狀（穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)及行粒數(shù)）與機(jī)收品質(zhì)（破籽率、雜質(zhì)率、落籽率）做通徑分析如表3所示。玉米籽粒的行粒數(shù)與破籽率、落籽率、雜質(zhì)率的直接效應(yīng)均為最大，分別是0.454、0.200、-0.286，進(jìn)而表明玉米籽粒的行粒數(shù)對機(jī)收品質(zhì)（破籽率、雜質(zhì)率、落籽率）影響最大，且行粒數(shù)越大，破碎率和落籽率越高，行粒數(shù)越小，雜質(zhì)率越高。

3.2 春玉米籽粒性狀對機(jī)收品質(zhì)的影響

目前國內(nèi)對籽粒機(jī)收品質(zhì)研究方向主要在籽粒含水率等方面[14-15]，在收獲期籽粒大小和粒型等方面研究較少。因此本試驗(yàn)通過將不同春玉米品種籽粒性狀（平均面積、平均周長、平均長度、平均寬度、長寬比、平均粒厚、平均體積）與機(jī)收品質(zhì)（破籽率、雜質(zhì)率、落籽率）做通徑分析如表4所示。結(jié)果表明玉米籽粒的平均寬度與破籽率、落籽率、雜質(zhì)率的直接效應(yīng)均為最大，分別是-0.602、-0.577、0.280，進(jìn)而表明玉米籽粒的平均寬度對機(jī)收品質(zhì)（破籽率、雜質(zhì)率、落籽率）影響最大，且籽粒平均寬度越小，破碎率和落籽率越高，平均寬度越大，雜質(zhì)率越高。

4 結(jié)論

玉米機(jī)械化收獲可顯著提高勞動(dòng)效率[16-17]，推廣玉米機(jī)械化生產(chǎn)顯得至關(guān)重要[18-19]。玉米機(jī)收粒品質(zhì)包括破籽率、落籽率、雜質(zhì)率等指標(biāo)[20]，關(guān)鍵在于品種上的選擇[21-22]。

通過對金農(nóng)738、京農(nóng)科728、京農(nóng)科828、張粒178、正成018和中玉9號6個(gè)春玉米品種的穗部性狀與籽粒機(jī)收品質(zhì)進(jìn)行相關(guān)分析后得出：破籽率與穗行數(shù)呈顯著正相關(guān);落籽率與穗行數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān);雜質(zhì)率與行粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。通過對各品種穗部性狀與籽粒機(jī)收品質(zhì)進(jìn)行通徑分析后得出：玉米籽粒的行粒數(shù)對機(jī)收品質(zhì)（破籽率、雜質(zhì)率、落籽率）影響最大，且行粒數(shù)越大，破碎率和落籽率越高，行粒數(shù)越小，雜質(zhì)率越高破籽率與平均寬度呈顯著負(fù)相關(guān)，與長寬比呈顯著正相關(guān)，與平均體積呈極顯著正相關(guān);通過對各品種籽粒性狀與籽粒機(jī)收品質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析后得出：落籽率與平均體積呈極顯著負(fù)相關(guān);雜質(zhì)率與平均寬度呈顯著正相關(guān)，與長寬比呈顯著負(fù)相關(guān)。通過對各品種籽粒性狀與籽粒機(jī)收品質(zhì)做通徑分析后得出：玉米籽粒的平均寬度對機(jī)收品質(zhì)（破籽率、雜質(zhì)率、落籽率）影響最大，且籽粒平均寬度越大，破碎率和落籽率越低，表明圓粒型玉米籽粒更適宜籽粒機(jī)收。因此在機(jī)收玉米選育時(shí)應(yīng)優(yōu)先選育行粒數(shù)少和圓粒型籽粒的春玉米品種，同時(shí)兼顧穗行數(shù)、籽粒長寬比和籽粒體積等農(nóng)藝性狀。

參考文獻(xiàn)：

[1]李少昆，趙久然，董樹亭，等. 中國玉米栽培研究進(jìn)展與展望[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50（11）：1941-1959.

[2]盧德成. 中國玉米生產(chǎn)成本優(yōu)化研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2018.

[3]張 振. 玉米籽粒機(jī)械化收獲的研究與探討[J]. 時(shí)代農(nóng)機(jī)，2017，44（2）：11-12.

[4]李 川，喬江方，谷利敏，等. 影響玉米籽粒直接機(jī)械化收獲質(zhì)量的生物學(xué)性狀分析[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2015，30（6）：164-169.

[5]佟屏亞. 玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)必須“以產(chǎn)量為綱”[J]. 種子科技，2017，35（3）：5-6.

[6]崔 濤，樊晨龍，張東興，等. 玉米機(jī)械化收獲技術(shù)研究進(jìn)展分析[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2019，50（12）：1-13.

[7]王克如，李少昆. 玉米機(jī)械粒收破碎率研究進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50（11）：2018-2026.

[8]柴宗文，王克如，郭銀巧，等. 玉米機(jī)械粒收質(zhì)量現(xiàn)狀及其與含水率的關(guān)系[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50（11）：2036-2043.

[9]王克如，李少昆. 玉米籽粒脫水速率影響因素分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50（11）：2027-2035.

[10]趙帥帥. 玉米籽粒機(jī)收相關(guān)性狀的配合力分析[D]. 鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[11]柳楓賀. 影響玉米機(jī)械收粒質(zhì)量的主要因素研究[D]. 石河子：石河子大學(xué)，2013.

[12]李合順. 玉米籽粒直收質(zhì)量影響因素分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2020（24）：28-30.

[13]薛 軍，李璐璐，張萬旭，等. 玉米穗軸機(jī)械強(qiáng)度及其對機(jī)械粒收籽粒破碎率的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，51（10）：1868-1877.

[14]馬文杰，鄧 敏，胡錦祥，等. 洞庭湖區(qū)夏玉米機(jī)收籽粒破碎率和含雜率相關(guān)因素分析[J]. 分子植物育種，2021，19（7）：2338-2345.

[15]虞順成. 玉米脫粒過程中的籽粒破損試驗(yàn)與分析[D]. 鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)，2019.

[16]尚 賞，郭書亞，張 艷，等. 豫東地區(qū)夏玉米籽粒直接機(jī)收研究初報(bào)[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，49（2）：85-88.

[17]易克傳，朱德文，張新偉，等. 含水率對玉米籽粒機(jī)械化直接收獲的影響[J]. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2016，37（11）：78-80.

[18]李小龍，趙麗霞，張 莉，等. 北京市延慶區(qū)適宜籽粒直收的春玉米品種篩選[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2015，5（增刊2）：100-103.

[19]謝瑞芝，雷曉鵬，王克如，等. 黃淮海夏玉米籽粒機(jī)械收獲研究初報(bào)[J]. 作物雜志，2014（2）：76-79.

[20]呂天放，徐田軍，趙久然，等. 京農(nóng)科828京津冀夏播玉米區(qū)機(jī)收籽粒質(zhì)量研究[J]. 玉米科學(xué)，2020，28（5）：137-141.

[21]李少昆. 我國玉米機(jī)械粒收質(zhì)量影響因素及粒收技術(shù)的發(fā)展方向[J]. 石河子大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，35（3）：265-272.

[22]盧海博，閆靜琦，蔣傲男，等. 寒旱區(qū)春玉米機(jī)械化籽粒直收品種篩選[J]. 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，35（1）：35-38.