玉米机械直收技术的应用现状与发展路径

党政平雷 力刘俊香（陕西省农作物品种试验站，富平7700；陕西省富平县种子技术推广中心，7700）



玉米机械直收技术的应用现状与发展路径

党政平1，2雷 力1刘俊香2
（1陕西省农作物品种试验站，富平711700；2陕西省富平县种子技术推广中心，711700）

摘要：透过玉米直收技术发展现状，分析其存在问题及形成原因，提出在现推品种中筛选机收替代品种的方案，主张在加快培育机收品种、提升直收机械设备性能的同时，应未雨绸缪，注重晾晒收储设施建设，借助技术融合、多方力量协作的方式，整体推进玉米直收技术的发展。

关键词：玉米机收品种；机械直收；子粒含水量；技术融合

玉米机械直收集成农机、种子两大技术，运用性能优异的收获机械组合机收品种，把玉米子粒收获及秸秆粉碎集中在田间一次完成，省去了机械摘穗、果穗剥皮、果穗晾晒及机械脱粒的繁琐过程，彻底颠覆了传统的玉米收获模式。该技术刚一问世，就以其化繁为简、快速高效、省工省时的特点备受关注。人们翘首以待，急盼推广应用，但由于玉米直收技术在我国刚刚起步，在应用方面还存在诸多需要解决的问题，因此目前并未大面积推广。

1　玉米机械直收技术的现状

由于我国农业机械化水平相对落后，技术积淀明显不足，导致玉米全程机械化进展极为缓慢。直到2010年全国玉米机收面积仅占25%，此后随着我国城镇化、工业化和现代化的快速发展，农村劳动力大批转移，农业生产发生了深刻变化，此时又恰逢土地流转政策出台等多重因素影响，诱发了农业机械井喷式发展，到2014年我国玉米机收面积达3．2亿亩，占总面积56%以上。就玉米收获方式而言，可大致将其划分为以下4个阶段：第1阶段基本是以人工摘穗、脱粒的手工方式进行；第2阶段主要是以人工摘穗、机械脱粒的半机械方式进行；第3阶段发展到了机械摘穗、机械脱粒分期进行的方式；第4阶段就是当今炙手可热的玉米直收技术。回顾前3个阶段，虽然机械化程度逐步提高，但农机与品种之间的技术融合度几乎为零，犹如两条平行线一样，虽不断向前延伸但始终没有交集。玉米机械直收技术横空出世，倒逼农机、农技体系打破壁垒，深度融合。研发性能优异的收获机械、选育优良的机收品种，这是发展直收技术最有效途径，也是推广应用玉米直收技术关键所在。但从目前实际情况来看，无论是收获机械的研发能力，还是现有设备技术性能，以及培育机收品种方法等方面都亟待提升。尽管如此，玉米机收子粒仍以其先进的技术优势和巨大的市场潜力始终成为人们关注的焦点。

2　机收品种应具备的特征

所谓机收品种并非成熟后即刻就能机收子粒，而是利用其后熟过程，凭借品种强大的脱水能力，使子粒含水量在短期内达到机收标准。它要求玉米成熟时植株不倒伏、果穗不脱落、子粒不霉变（即三不标准），而且收获期不能超过下茬作物的最适播期。

研究表明玉米成熟后子粒含水量与脱粒破损率呈正相关关系，不同收获时期的子粒含水量取决于该品种脱水能力，因此影响玉米直收的核心问题就是子粒含水量及脱水速率水平。以往研究显示玉米品种成熟时子粒含水量大致在35．61%～42．17%之间，自交系及杂交种在成熟期间脱水速率的变幅在0．326%～1．371%之间，以上数据表明品种间的子粒含水量及脱水速率存在较大差异，这为今后机收品种的培育、筛选提供了巨大空间。理论认为子粒灌浆时间长短及灌浆速率的大小决定了玉米产量水平，而子粒脱水速率与灌浆速率的正相关关系，又将脱水速率与产量性状间接联系起来。霍仕平等[1]认为在田间对子粒脱水速率相关性状，特别是对生理成熟时果穗和子粒含水量的直接选择，可以定向选育子粒脱水速率性状，从而得到高产且脱水速率较快的材料或品系。另外由于机收品种生育期受连茬作物播期、收获期以及田间子粒脱水时间限制，同普通玉米相比，机收品种生育期被缩短在100d以内。因此理想中的机收品种除应具备“三不标准”外，还必须具备灌浆速率高、脱水速率快、成熟时基础含水量低、生育期≤100d能力[2]。

3　玉米机械直收技术存在问题及原因分析

玉米成熟后子粒含水量水平是决定机械直收的关键因素。在一年一熟地区选择符合“三不标准”品种，采用延迟收获的方式，让果穗及子粒在田间自然脱水风干，待含水量降到机收标准后即可收获。由于根本不考虑下茬作物的种植，理论上讲这种收获方式十分可靠。但在一年两熟地区，受下茬作物播期限制，留给果穗的脱水时间并不充裕，子粒含水量在短期内难以达到机收标准，此时贸然收获会带来产量损失，若继续脱水则会延误下茬作物种植，如此进退两难的窘境并非玉米直收技术的过失，而是由以下几方面原因造成的。

3.1 技术成熟度不足，缺乏性能优异、能在较高含水量下正常脱粒的玉米不对行直收机械 目前玉米直收机械大多体形庞大，灵活性差，受技术条件限制，作业时必须对行收获，而且对子粒含水量水平、种植行距要求很高，稍有差异便会出现收获困难，造成产量损失。由于我国地域辽阔，各地自然条件迥异，耕种者常根据个人偏好选择品种，且不同品种要求密度有所不同，玉米播种机工作参数也不一致，所以很难统一规范行距。而直收机械仅能在固定行距模式下作业，这就意味着即使不考虑子粒含水量因素，部分玉米因行距原因仍不能机械直收。因此生产中急需一种能在较高含水量条件下进行不对行直收的高性能收获机械。

3.2 短期内难以选育出适于机械收获的配套品种 在玉米育种过程中常采用灌浆时间较长的自交系，借以延长杂交种灌浆时间，充足的灌浆时间保证了子粒干物质累积，提升了品种产量水平，但却带来生育期延长和子粒含水量的上升。谢瑞芝等[3]研究表明：目前已知的玉米品种成熟时子粒含水量在35．61%～42．17%之间，含水量在27%以下进行机收可降低损失率。按照机收品种技术标准衡量，目前大部分在推品种不适宜机械化收获。

长期以来玉米生产机械化发展缓慢，农机、种子技术融合度不高，育种目标缺乏前瞻性，导致育种人员丧失机械化育种思维，一味追求产量水平，从不关注品种与收获机械的匹配度，甚至依靠延长生育期来达到提高产量的目的。在这种以产量需求为导向的背景下，玉米机收品种的研发被忽视，相关研究大多处于不完整的碎片状态，缺乏一整套系统的理论支撑。因此在目前条件下纵使解决了玉米子粒含水量问题，也并非意味着该技术的推广就一帆风顺。至今人们仍对影响机收技术的一些重要细节知之甚少，但这些技术瑕疵并不会自行消失，而会在应用过程中随机出现，瞬间转变为影响机收的重要问题。譬如果穗苞叶干枯方向的选择，就能对机械直收产生不同影响，如果苞叶由果穗内部向外干枯就可保证玉米顺利机收；如果方向相反，内部新鲜苞叶的粉碎物与子粒混合就会造成子粒染色，严重影响子粒商品性。因此机收育种材料的缺失以及对众多相关性状遗传规律的认识不足，已严重阻碍了机收品种的选育，期望在短期内选育出玉米机收品种的想法是不现实的。

3.3 配套设施不健全，收储能力差，缺乏后期晾晒、烘干设备 在一年两熟地区机收玉米的子粒含水量应在27%以上，而玉米收储要求含水量保持在14%以内，含水量过高会影响玉米子粒品质，给收储工作造成困难，堆放时间过长有可能引起子粒霉变。因此收获后子粒水分在短时间内快速下降是确保粮食安全收储的关键，这就需要配套足够的晾晒场所及烘干设备。而目前这些配套设施根本不具备，不敢想象在玉米收获期，大量玉米子粒需要快速脱水时，种植户却根本找不到晾晒场地和烘干设施，而只能临时存放在房前屋后，无奈地祈求明天又是一个艳阳天。

4　改善、推广玉米机械直收技术的具体措施

玉米机收子粒是玉米生产全程机械化的最后一关，对我国玉米生产具有划时代的意义。为打破技术壁垒，实现玉米机械直收技术推广应用，农机、农技应优势互补，跨界组合，促其产生1+1＞2的效果，以充分发挥“组合拳”的威力。

4.1 农机、农技跨界对接，密切协作，不断提升双方技术融合度 玉米机械直收高度集成了农机、种子技术，打破了长期以来各自为政、自成体系的模式。培育机收品种、提升机械性能是截然不同的两种技术路线，但却殊途同归。集成配套双方技术，合二为一，必能收到事半功倍效果。这就要求彼此深入了解对方技术特点，通过技术融合带动产业联合，共同推进玉米直收技术广泛应用。

4.2 在现有品种中筛选机收替代品种，解决机械直收技术缺乏品种的问题 研究表明玉米品种间在成熟期子粒含水量存在明显差异，玉米成熟后延期采收可显著降低子粒含水量。该结论为在现推品种中筛选机收替代品种提供了理论依据。在一年两熟区如小麦玉米茬，受小麦作物播期和收获期影响，玉米从播种到收获的时段被限制在6月15日至10月15日之间，共计122d。据此设想对现有中早熟品种进行筛选试验，选拔出成熟时含水量低、脱水速率快的品种，考察各品种成熟后通过田间脱水其含水量达到机收标准的天数（D），考虑到玉米播种到出苗时间5～6d，按照“玉米生育期+D+6≤122”标准筛选，极有可能选拔出符合机收条件的替代品种，以解决玉米机械直收缺乏品种配套问题。

4.3 制定切实可行的育种目标，加大机械装备支持力度，加快专用品种研发速度 玉米脱水速率、子粒破损率这些被长期边缘化的性状，却由于玉米直收技术的出现而变得风生水起，相关研究较之前大幅增加，学术争论也相当激烈。向葵[4]认为玉米子粒脱水速率性状加性遗传效应占87．48%，非加性遗传效应占12．52%，广义遗传力和狭义遗传力均较高说明脱水速率是可遗传的。而吕香玲等[5]研究表明玉米品种果穗脱水速率存在显著差异，通过人工选择鉴定可以培育出符合育种目标的新品种，果穗脱水速率的遗传性较低，所以不能在早代对该性状进行直接选择。诸如此类截然相反的观点有可能给育种工作造成困惑和混乱，因此加强机收育种理论研究，进一步了解掌握其内在规律，合理制定机收品种的育种目标，对品种选育工作至关重要。

品种管理部门应加大考察、调研力度，在不断试验示范的基础上，尽快建立系统的机收玉米品种评价体系，对机收品种的生育期、抗逆性、产量、含水量、灌浆速率、脱水速率及破损率等指标制定具体标准。运用政府、市场两方面手段，引导、鼓励农业院校、科研单位、种子企业积极参与。通过校企联合、科企联合等多种方式，利用常规育种与分子育种相结合的模式，协同攻关，共同创新。

在选育、筛选机收品种的过程中应加强直收机械配置和应用，让农机、种子技术在研发端深度融合，互相适应，互为砥砺，在实际操作中缩短技术融合、技术配套时间。深入研究穗位与收割台高度、茎秆硬度与秸秆粉碎、果穗苞叶紧实度与收割台饲喂速度等一系列互动关系，通过双方联动，对发现的问题及时处理、及时总结。如此既可检验配套品种与收获机械的匹配度，又可减轻育种、试验人员工作强度，一举两得，何乐而不为？

4.4 完善烘干、晾晒设施建设，加强收储能力 玉米作为重要的粮饲原料，也是重要的化工原料。为配套玉米机械直收技术，玉米主产区应未雨绸缪，及早准备，对玉米晾晒场地、烘干设备进行先期规划、建设，采用谁投资谁受益的方式鼓励企业、个人参与建设。同时玉米生产关乎国家粮食安全战略，国家有必要对其在政策和资金上予以支持，切实做好晾晒收储工作，解决玉米直收的后顾之忧。

5　今后发展方向

鉴于目前各项技术的发展还不完备，机械收粒和机械收穗会长期并存。即使将来玉米直收技术成为主要收获力量，机械收穗仍不失为一种很好的补充方式，适度规模的机械收穗不仅可以丰富玉米收获的多样性，还可有效缓解子粒晾晒及烘干的压力。在可预见的未来，当机收品种、机收设备达到技术要求后，烘干收储能力将会成为影响直收技术的关键因素，因此培育机收品种、提升机械性能以及完善烘干收储设施必须三位一体，统筹兼顾，共同发展。

参考文献

[1]霍仕平，晏庆九．玉米生理成熟后籽粒快速脱水的意义及其研究进展．四川农业大学学报，1993，11（4）：626-628

[2]王元东，张华生，段民孝，等．不同播期对玉米品种京农科728产量及机收子粒相关性状的影响．中国种业，2015（9）：43-45

[3]谢瑞芝，雷晓鹏，王克如，等．黄淮海夏玉米籽粒机械收获研究初报．作物杂志，2014（2）：76-79

[4]向葵．玉米籽粒脱水速率测定方法优化及遗传研究．雅安：四川农业大学，2011

[5]吕香玲，兰进好，张宝石．玉米果穗脱水速率的研究．西北农林科技大学学报：自然科学版，2006，34（2）：48-52

收稿日期：（2016-01-22）