玉米機(jī)播機(jī)收質(zhì)量效果試驗(yàn)研究

楊錦越 趙曉燕 沈建華 任 洪 王 偉 王 竹

（貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱糧研究所，貴陽 550006）

玉米是我國(guó)重要的糧食作物、飼料作物和經(jīng)濟(jì)作物，其播種面積、總產(chǎn)量、消費(fèi)量?jī)H次于美國(guó)，均居世界第2 位，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位[1-2]。近年來，玉米雜交種基本上已在全國(guó)各地推廣種植，多數(shù)品種雖然抗性好，產(chǎn)量較高，但很多不適宜機(jī)械播種或機(jī)械收獲，在一定程度上限制了我國(guó)玉米生產(chǎn)全程機(jī)械化的推廣。通過開展不同玉米品種機(jī)播機(jī)收試驗(yàn)研究，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械化帶來的優(yōu)越性，為我國(guó)畜牧業(yè)和玉米深加工業(yè)的健康發(fā)展提供關(guān)鍵支撐，對(duì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，保障糧食安全和農(nóng)副產(chǎn)品有效供給，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程具有十分重要的意義。前人對(duì)影響玉米機(jī)械播種和機(jī)械粒收質(zhì)量的因素已經(jīng)做了大量研究，孫士明等[3]研究得出不同作業(yè)速度下不同級(jí)別玉米種子的機(jī)械播種質(zhì)量差異顯著，同級(jí)別品種在不同類型排種器上的播種性能特點(diǎn)效果不同；王洪預(yù)等[4]研究表明機(jī)播密植條件下，精細(xì)整地、適時(shí)播種、精心播種、適當(dāng)提高用種量是提高玉米機(jī)械播種質(zhì)量的主要措施；孔凡磊等[5]研究得出隨收獲日期推遲，玉米籽粒含水率逐漸降低，破碎率先快速降低后略有升高，雜質(zhì)率快速降低并趨于穩(wěn)定，而落穗損失率顯著增加；Moentono 等[6]研究認(rèn)為，增加種植密度或缺氮會(huì)使籽粒破碎率增大，從而影響機(jī)械收獲質(zhì)量。目前，前人在研究機(jī)械播種質(zhì)量影響因素時(shí)，很少同時(shí)考慮機(jī)械粒收質(zhì)量的影響因素，易出現(xiàn)某些玉米品種適宜機(jī)械播種但不適宜機(jī)械粒收或適宜機(jī)械粒收但不適宜機(jī)械播種的情形。本研究通過分析不同機(jī)播密度對(duì)不同玉米品種機(jī)械播種質(zhì)量、機(jī)械粒收質(zhì)量和產(chǎn)量的影響，為西南地區(qū)選擇耐密植、宜機(jī)播、宜機(jī)收高產(chǎn)玉米品種提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2020 年在貴州省安順市普定縣化處鎮(zhèn)太平農(nóng)場(chǎng)（26°32′N，105°75′E）進(jìn)行，該地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫15.1℃，年平均日照時(shí)數(shù)1164.9h，無霜期301d，年平均降水1378.2mm。

1.2 試驗(yàn)材料選擇經(jīng)前期研究比較適宜當(dāng)?shù)胤N植，具有機(jī)械化生產(chǎn)潛力的玉米品種5 個(gè)，分別為先玉1171、金玉101、華興單88、京農(nóng)科728 和中單901。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)2 種機(jī)播密度，分別為4.95 萬株/hm2（理論株距：28.87cm）、7.20 萬株/hm2（理論株距：19.85cm）。小區(qū)面積84m2（15m×5.6m）。采用勺輪式（東方紅品牌的42.3KW 輪式拖拉機(jī)+2BYCF-4 精量播種機(jī)）單粒播種，作業(yè)速度6km/h，行距70cm，播種8 行，基肥施用緩釋肥（N∶P2O5∶K2O=26∶12∶13）600kg/hm2，采用機(jī)械播種時(shí)一次性深施，后期不進(jìn)行追肥，其他栽培管理措施同當(dāng)?shù)卮竺娣e生產(chǎn)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法播種均勻性 調(diào)查3 個(gè)點(diǎn)每點(diǎn)20 穴的每穴播種數(shù)，按照標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)比值計(jì)算變異系數(shù)，以變異系數(shù)的倒數(shù)作為均勻性指標(biāo)。粒距合格指數(shù) 播行內(nèi)相鄰兩粒（穴）種子間距＞0.5 倍理論株距、≤1.5 倍理論株距為合格，調(diào)查3 個(gè)點(diǎn)每點(diǎn)20 穴的種子間距。重播指數(shù) 種子間距≤0.5 倍理論株距為重播，調(diào)查3 個(gè)點(diǎn)每點(diǎn)20穴的種子間距。漏播指數(shù) 種子間距＞1.5 倍理論株距為漏播，調(diào)查3 個(gè)點(diǎn)每點(diǎn)20 穴的種子間距。

使用雷沃谷神收獲機(jī)（4LZ-4G1 型）收獲之后，在測(cè)定區(qū)域?qū)⑹斋@機(jī)倉(cāng)內(nèi)收獲的籽?；靹颍S機(jī)取2kg 左右?guī)Щ貙?shí)驗(yàn)室。再?gòu)?kg 樣品中隨機(jī)取3 份各300g 揀出機(jī)器損傷、有明顯裂紋及破皮的籽粒，挑出雜質(zhì)，記錄破碎粒質(zhì)量（W1）和雜質(zhì)質(zhì)量（W2），取平均值。

雜質(zhì)率（%）=W2/300×100

破碎率（%）=W1/（300-W2）×100

機(jī)械收獲之前，先隨機(jī)取具有代表性的10 個(gè)果穗進(jìn)行考種，再分小區(qū)進(jìn)行實(shí)收測(cè)產(chǎn)。收集每個(gè)小區(qū)內(nèi)的落粒和落穗，測(cè)定落穗、落粒的質(zhì)量，計(jì)算產(chǎn)量損失率。

產(chǎn)量損失率（%）=（落穗質(zhì)量+落粒質(zhì)量）/小區(qū)產(chǎn)量×100

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，DPS 7.05 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同機(jī)播密度對(duì)玉米機(jī)械播種質(zhì)量的影響由表1 可知，當(dāng)密度為4.95 萬株/hm2時(shí)，平均粒距合格指數(shù)為83.16%，除了京農(nóng)科728 品種之外，其余品種的粒距合格指數(shù)都大于80%，當(dāng)密度為7.20萬株/hm2時(shí)，平均粒距合格指數(shù)為76.49%，所有品種的粒距合格指數(shù)都小于80%。說明機(jī)械播種的密度調(diào)得越高，粒距合格指數(shù)越低，播種質(zhì)量越易受影響，機(jī)播密度調(diào)整為4.95 萬株/hm2更易保證播種的質(zhì)量，其中，金玉101、華興單88 和先玉1171 品種的播種質(zhì)量較優(yōu)，符合NY/T 1768—2009《免耕播種機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)NY/T 1768—2009《免耕播種機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，種子間距小于等于0.5 倍理論株距為重播，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的重播指數(shù)應(yīng)小于≤15%。由表1 可知，當(dāng)密度為4.95 萬株/hm2時(shí)，所有品種的重播指數(shù)都小于15%，平均重播指數(shù)為7.45%；當(dāng)密度為7.20 萬株/hm2時(shí)，重播指數(shù)大于15%的品種只有中單901，平均重播指數(shù)為8.47%，說明調(diào)高機(jī)械播種密度，重播的可能性變大，但仍可以達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

種子間距大于1.5 倍理論株距為漏播，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的漏播指數(shù)應(yīng)小于≤8%。當(dāng)密度為4.95 萬株/hm2時(shí)，漏播指數(shù)小于8%的品種有先玉1171、金玉101 和華興單88，平均漏播指數(shù)為9.40%；當(dāng)密度為7.20 萬株/hm2時(shí)，所有品種的漏播指數(shù)均大于8%，中單901 品種的漏播指數(shù)最低，為10.65%，平均漏播指數(shù)為15.04%；總體來看，各品種之間漏播指數(shù)相差較大，調(diào)整高機(jī)播密度更容易出現(xiàn)漏播。

播種均勻性以變異系數(shù)的倒數(shù)作為衡量指標(biāo)，由于變異系數(shù)的倒數(shù)受變量值離散程度和平均水平大小的影響，因此，變異系數(shù)越小，變量值的離散程度越小，播種均勻性就越好，變異系數(shù)越大，變量值的離散程度越高，播種均勻性就越差。由表1 可知，當(dāng)密度為4.95 萬株/hm2時(shí)，播種均勻性位于0～4.28 之間，其中，先玉1171 和金玉101 品種變異系數(shù)為0，播種均勻性較好；當(dāng)密度為7.20 萬株/hm2時(shí)，播種均勻性位于3.48～7.94 之間，總體來看，各品種的均勻性存在差異，調(diào)高機(jī)械播種密度會(huì)導(dǎo)致播種均勻性變差。

表1 不同機(jī)播密度下參試玉米品種機(jī)械播種質(zhì)量效果

2.2 不同機(jī)播密度對(duì)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的影響由表2 可知，不同玉米品種機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)之間有差異。當(dāng)密度為4.95 萬株/hm2時(shí)，京農(nóng)科728 破碎率最小，為4.39%，其次是華興單88；當(dāng)密度為7.20萬株/hm2時(shí)，華興單88 破碎率最小，為6.09%，兩種密度下參試品種平均破碎率分別為6.94%和6.83%，按破碎率≤8%的糧食烘干收儲(chǔ)企業(yè)三級(jí)糧標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17890—1999《飼料用玉米》[7]，兩種密度下破碎率達(dá)到要求的品種有先玉1171、華興單88、京農(nóng)科728。兩種密度下雜質(zhì)率變化幅度為0.80%～3.42%，所有品種都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21962—2020《玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件》[8]。當(dāng)密度為4.95 萬株/hm2時(shí)，產(chǎn)量損失率的變化幅度為5.81%～7.14%，平均產(chǎn)量損失率6.48%；當(dāng)密度為7.20 萬株/hm2時(shí)，產(chǎn)量損失率變化幅度為6.53%～8.77%，平均產(chǎn)量損失率為7.53%，按產(chǎn)量損失率≤5%的GB/T 21962—2020《玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件》[8]，先玉1171 品種產(chǎn)量損失率最接近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)密度為4.95 萬株/hm2時(shí)，先玉1171、華興單88 品種的籽粒含水量小于28%，平均籽粒含水量29.82%；當(dāng)密度為7.20 萬株/hm2時(shí)，除了京農(nóng)科728 品種外，其余品種的籽粒含水量均大于28%，平均籽粒含水量30.74%。綜上所述，調(diào)高機(jī)械播種密度破碎率和雜質(zhì)率有降低趨勢(shì)，但平均產(chǎn)量損失率和平均籽粒含水量略有增大，低密度下先玉1171 和華興單88 品種比較適合機(jī)收。

表2 不同機(jī)播密度下參試玉米品種機(jī)械粒收質(zhì)量效果

2.3 不同機(jī)播密度對(duì)玉米產(chǎn)量的影響由圖1 可知，同一密度下，不同玉米品種產(chǎn)量有差異。兩種密度下，先玉1171 產(chǎn)量都是最高，京農(nóng)科728 次之。產(chǎn)量隨機(jī)播密度增加而升高的品種有先玉1171、華興單88 和中單901。結(jié)合各品種的漏播指數(shù)和重播指數(shù)綜合分析看，京農(nóng)科728 漏播指數(shù)高，影響產(chǎn)量的提高；華興單88 調(diào)高密度之后，重播指數(shù)變大，即使有漏播的現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)量的影響不大；金玉101 雖然漏播和重播較少，但產(chǎn)量相對(duì)下降，可能與品種生態(tài)適應(yīng)性有關(guān)。

圖1 不同機(jī)播密度下各參試玉米品種產(chǎn)量對(duì)比

3 討論與結(jié)論

玉米機(jī)械播種質(zhì)量受種子形狀、種子大小、耕地質(zhì)量、播種機(jī)類型等多種因素的影響[9-12]，評(píng)價(jià)指標(biāo)有粒距合格指數(shù)、播種均勻性、漏播指數(shù)和重播指數(shù)，這4 個(gè)指標(biāo)共同決定玉米品種是否適合機(jī)械化播種。前人的研究主要集中在播種機(jī)型設(shè)計(jì)、篩選、作業(yè)速度和宜機(jī)播品種篩選等方面[13-15]，通過調(diào)整機(jī)械播種密度來改善播種質(zhì)量的報(bào)道較少。本試驗(yàn)中機(jī)械播種的密度調(diào)得越高，粒距合格指數(shù)變低，重播和漏播的可能性越大，導(dǎo)致播種均勻性變差，播種質(zhì)量越易受影響。另外，高密度和低密度下各品種的平均漏播指數(shù)都大于8%，不符合NY/T 1768—2009《免耕播種機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)，說明通過調(diào)高機(jī)播密度來控制漏播的效果不好。

種植密度、種植模式、水肥管理、收獲時(shí)期等是影響玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的重要因素[16-18]。夏來坤等[19]研究表明，隨種植密度的增加，機(jī)械粒收時(shí)籽粒含水率、破碎率和雜質(zhì)率均呈降低趨勢(shì)。本試驗(yàn)條件下，調(diào)高機(jī)械播種密度破碎率和雜質(zhì)率有降低趨勢(shì)，但產(chǎn)量損失率和籽粒含水量增大，與前人研究結(jié)果略有差異，原因可能是群體密度增大，影響收獲期透風(fēng)效果，加上收獲期降雨量增多，氣溫降低，導(dǎo)致籽粒含水量增加；產(chǎn)量損失率隨密度增大而上升的可能原因是增大群體密度之后，玉米植株倒伏率和倒折率增加[20]，導(dǎo)致機(jī)械收獲時(shí)部分果穗無法進(jìn)行收獲，從而增加產(chǎn)量損失率。另外，前人研究表明籽粒含水量越高破碎率越大[21-22]，這與本研究中籽粒含水量增大，破碎率反而有降低趨勢(shì)存在差異，原因可能是高密度條件下，有的品種籽粒因發(fā)生早衰使其不易破碎，使得籽粒平均破碎率下降。

調(diào)整機(jī)播密度影響機(jī)械播種和機(jī)械粒收質(zhì)量效果，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要根據(jù)玉米品種的特點(diǎn)，配套或改良播種機(jī)型，調(diào)節(jié)適宜機(jī)播密度來提高機(jī)械播種質(zhì)量和機(jī)械粒收質(zhì)量。漏播指數(shù)和籽粒含水量偏高（多數(shù)超過30%）是西南地區(qū)玉米機(jī)械化生產(chǎn)存在的主要問題之一。本試驗(yàn)條件下，綜合機(jī)播質(zhì)量、機(jī)收質(zhì)量和產(chǎn)量，先玉1171 品種比較耐密植、宜機(jī)播、宜機(jī)收，但應(yīng)注意選擇適宜收獲期降低籽粒含水量，選擇最佳適宜機(jī)播密度，降低重播的可能性。