新疆玉米机械收获籽粒含水率与相关性状的关系

王浥州，张万旭，王克如，肖春花，周先林，张园梦，翟 娟，谢瑞芝，明 博，侯 鹏，李少昆

(1.石河子大学 农学院/绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子 832003；2.中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物生理生态重点实验室，北京 100081)

全程机械化是现代玉米生产方式的方向，在当前条件下，机械收获特别是机械粒收水平低是制约中国玉米全程机械化发展的瓶颈[1-5]。至2015年，中国机械收获率为63%，机械粒收占比不足5%，主要集中在北疆、黑龙江第3～第5积温带和内蒙古东北部等春玉米种植区[2]。评价机械粒收质量的指标主要包括破碎率、杂质率和损失率，损失率由落粒损失和落穗损失构成[4]。国家标准 GBT21962-2008[6]规定机械粒收破碎率≤5%，杂质率≤3%，损失率≤5%，玉米检测国家标准 GB1353-2009[7]将三等玉米破碎率规定为≤8%。同时，籽粒含水率和产量也是评价机械收获质量的重要指标。康云友等[8]研究表明，机械粒收时籽粒含水率应控制在25%以下。国际上普遍认为，当籽粒含水率在18%～23%时机械粒收质量最佳[9-11]，过高的含水率不但会造成烘干成本的增加，也会导致破碎率和杂质率上升。机械收获质量受多种因素影响，研究结果显示，粒收时的籽粒含水率与破碎率、杂质率和损失率显著相关，籽粒含水率越高，机收破碎率和杂质率越高[4,12-13]。不同机型作业对玉米籽粒破碎率和落粒率产生显著影响，同一机型不同收获机器、不同操作机手之间作业也会对玉米籽粒破碎率、杂质率和落粒损失率产生显著影响[14-15]。同时，在相近含水率下，不同品种之间的破碎率具有极显著差异，杂质率、落粒率和落穗率也有一定差异[16]。中国农业科学院作物科学研究所栽培与生理创新团队前期研究表明，中国当前玉米机械粒收破碎率均值为8.56%，其中破碎率≤5%以下的样本占31.92%，而≤8%的样本占39.47%；杂质率均值为1.22%；田间机收总损失率为4.76%，北疆是中国玉米机械粒收率最高的地区，平均破碎率为6.38%，虽低于全国破碎率均值[17]，但仍未达到机械粒收破碎率≤5%的国家标准，籽粒破碎率高是中国玉米机械粒收最主要的质量问题[2]。西北春玉米区1年1季种植、后期空气湿度低、玉米病虫害轻，非常适合玉米机械粒收技术推广。本研究于新疆昌吉和奇台两地，在收获机械型号相同的条件下，通过分期收获，分析籽粒含水率和品种等因素对收获质量的影响，为最佳收获期的确定、品种的筛选和提高西北春玉米机械收获质量提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

于2018在新疆昌吉西部农业研究中心和奇台试验示范基地进行试验。其中，在昌吉试验基地，选取‘JP6145’‘联创808’‘联创825’‘KX9384’‘新玉47’‘陕单650’‘富育1512’‘陕单620’‘九玉M03’‘元华9号’‘东单6531’‘泽玉8911’‘先玉335’‘先玉1331’‘KWS2030’‘铁源24’‘东单1331’‘九圣禾2468’18个国内主栽品种，4月28日-4月29日播种，种植密度为9 万株/hm2， 50 cm等行距种植，每个品种种植12行，行长100 m，按当地大田模式管理；分别于8月28日、9月10日、9月20日、10月2日、10月13日和10月20日6个时期收获。

在奇台试点选取‘KWS2030’‘KX9384’‘M751’‘新玉77’‘优旗909’5个品种，4月25日播种，对‘KWS2030’增设一个5月15日播期，种植密度为10.5万株/ hm2，每个品种种植面积 0.67 hm2，行长为100 m,40 cm+70 cm宽窄行种植，分别于9月22日、10月2日、10月10日、10月16日和10月23日5个时期收获。

两地收割机类型同为John Deere W210谷物联合收获机配装天人玉米专用割台，割幅为7行。昌吉、奇台两地分期收获时分别采用同一台收割机、同一操作机手和同一机械调试参数进行。

两地生育期内气候条件见图1，昌吉试点具有平均温度较高、相对湿度较低和降雨较少的特点，属于温热干燥型气候；奇台试点温度较低、相对湿度较高、降雨较多且降雨量大，具有冷凉湿润的气候特征。

图1 2018年昌吉和奇台试点玉米生育期间气象资料Fig.1 Meteorological data of Changji and Qitai during the maize growth period in 2018

1.2 测定项目与方法

产量测定：昌吉试点于10月15日，奇台试点于10月20日，选择长势均匀一致处作为样区，调查20 m 行长的株数、双穗率和空秆率，重复3次，计算单位面积穗数。同时在此区域内连续选择 100 穗，称取总质量以平均穗质量计为单穗质量，选取20穗手工脱粒后计算出籽率，用 PM-8188 水分仪测定含水率，重复3次，将含水率折合为14%计算理论产量[18]。

对两地品种通过产量和破碎率的双向平均法分类，结果表明(图7)：在昌吉试点平均破碎率较低、产量较高的品种有‘泽玉8911’‘九圣禾2468’‘富育1512’‘铁源24’‘先玉335’‘先玉1331’和‘东单6531’7个品种；奇台试点因所选品种较少未出现产量较高、破碎率较低的品种。根据两地气候特征，昌吉试点应选择较晚熟、产量较高的品种，如‘泽玉8911’‘九圣禾2468’和‘东单6531’；奇台试点应加大宜机收品种的筛选数量，找出产量高、破碎率低的品种。

在昌吉试点5个收获时期籽粒含水率均相近的2组品种中(表1)，以‘陕单620’和‘东单6531’机械收获质量间的差异最大，其破碎率和杂质率间在前两期收获时均有显著差异；‘先玉335’和‘铁源24’仅破碎率在前两次收获时有极显著差异，而杂质率、落粒率和落穗率间的差异不显著。

在机械粒收测试地点，每个品种收获后从机仓内随机取收获的籽粒样品不少于2 kg并混合均匀，用PM-8188谷物水分测定仪测定含水率，重复5次，取平均值即为该品种此期收获的籽粒含水率；然后称取600 g籽粒样品，手工分拣将其分为籽粒和非籽粒两部分；籽粒部分称量记为KW1，非籽粒部分称质量记为NKW；再根据籽粒的完整性，将其分为完整籽粒和破碎籽粒并分别称量，完整粒质量量记为KW2，破碎粒质量记为BKW,重复3次。

破碎率=[BKW/(KW2+BKW)]×100%

对于使用过程中进行焊补、有表面裂纹觉得有必要进行埋藏性缺陷检测的部位，以及使用中出现焊接接头泄露的部位，需要采用超声、衍射时差法或射线等探伤方式进行埋藏性缺陷检测。

在收割段随机选取 3 个样点，取每个样点 2 m 长一个割幅宽(7行玉米)的面积，收集样点内落粒与落穗，并将落穗手工脱粒，称量落粒质量与落穗质量。将理论产量、落粒质量和落穗粒质量分别折合成单位面积数值。

损失率= [(单位面积落粒质量+单位面积落穗质量)/单位面积产量] ×100%

杂质率=[NKW/(KW1+NKW)]×100%

落粒率=(单位面积落粒质量/单位面积 产量)×100%

由图3可知，昌吉试点5次收获籽粒破碎率和杂质率随收获期的推迟逐渐降低，18个品种破碎率在各时期收获变幅依次为74.5%～13.5%、41.6%～8.2%、35.3%～4.6%、17.8%～3.4%和14.0%～1.4%；在所有测试样本中破碎率小于5%和8%的样本占比分别为19.3%和 27.3%，主要分布在10月2日以后收获的样本，其中在10月13日收获时破碎率最低。杂质率除第1次收获杂质率均值较大，其余4次收获杂质率均值均能满足≤3%的国家标准，全部测试样本杂质率小于3%的样本占80.7%。落粒率在第1次收获时相对较高，其余4次变化幅度不大。落穗率在不同收获期之间变化较小，第2次收获略高于其余4次，但品种间差异较大，‘元华9号’在5次收获中有3次落穗率大于3%，‘联创808’和‘KWS2030’在5次收获中有4次落穗率均为0%；每期收获所有样本的平均损失率均满足 ≤5%的国家标准。

在国家第三产业中，会展业已经成为了主要的组成力量。会展行业所带来的发展方式虽然与其他传统行业存在明显不同，但会展行业注重创新性以及交流性思维，符合当前国家急需发展的宏观政策。而中小型会展中心作为国家会展行业的基层组成力量，故其虽具有规模较小的特质，但仍旧需要对自身的管理模式以及运营模式进行研究和改良。这样才能保证中小型会展在发展进程中得到升级经验，进而迅速提升自身的发展实力，为国家第三产业的持续发展做出一份切实的推动贡献。为此，本文选取会展管理以及运营模式为研究方向。

1.3 数据处理

采用SigmaPlot 10.0绘制折线图和柱形图，用Microsoft Excel 2007绘制散点图，并用 SPSS Statistics 17.0 进行方差分析和回归方程拟合度检验。

2 结果与分析

2.1 不同收获期籽粒含水率及收获质量的变化

随收获期的推迟，昌吉和奇台两地籽粒含水率逐渐降低(图2)。同一期收获的不同品种之间籽粒含水率差异较大，8月28日至10月13日期间，昌吉试点供试18个品种的总体含水率范围为12.5%～39.6%；9月22日至10月16日期间，奇台试点5个品种总体含水率为15.8%～ 38.6%；两地最后一次收获平均含水率分别为 25.0%和20.3%。

落穗率=(单位面积落穗质量/单位面积 产量)×100%

为支持塔里木大学的教学实践活动，帮助少数民族学生学用结合提高综合能力，在吴辉生的多方努力和协调下，兵团六建与塔里木大学水建院签订了“校企合作协议”，同时还在兵团六建设立了“实训基地”和“大学生就业创业见习基地”。这两所基地从2014至2015年在塔里木大学图书综合信息楼工程项目在建期间发挥了重要作用，共接待施工现场实习生1226人，其中少数民族学生占30%。

图2 不同时期收获玉米籽粒含水率Fig.2 Maize grain moisture content in different harvest date

图3 分期收获玉米的破碎率、杂质率、落粒率、落穗率和损失率的变化(昌吉)Fig.3 Broken rate,impurity rate,grain loss rate,ear loss rate and loss rate of maize in different harvest dates in Changji

由图4可知，奇台试点4次收获籽粒破碎率、杂质率、落穗率和落粒率随收获期的推迟逐渐降低，变幅分别为3.6%～36.3%、4.0%～30.2%、2.6%～26.7%和3.3%～19.7%，但各次收获的平均破碎率均高于5%，其中破碎率≤5%的样本均为‘KWS2030’和‘KX9384’。杂质率在第1次收获的杂质率显著高于后3次，其变幅为 0.25%～5.89%，在10月2日以后收获的样本杂质率均能满足≤3%的国家标准。落穗率在第3次收获时显著增加，主要部分品种倒伏所致，4次收获平均损失率均满足≤5%的国家 标准。

2.2 籽粒含水率与收获质量的关系

昌吉与奇台试点分次收获籽粒破碎率与含水率均呈二次曲线关系(图5)，拟合方程分别为y=0.090x2-3.188x+ 32.74(R2= 0.784**，n=88)和y=0.079x2- 2.831x+27.89(R2= 0.834**，n=24)。由拟合曲线可得，在昌吉试点，当籽粒含水率为17.7%时达到4.5%的最低破碎率；籽粒含水率在15.4%～20.0%时，破碎率能满足≤5%的国家标准；籽粒含水率在 11.5%～23.9%时，破碎率≤8%。在奇台试点，当籽粒含水率为17.9%时达到2.5%的最低破碎率；籽粒含水率在12.3%～23.5%时，破碎率≤5%；在9.6%～26.2%时破碎率≤8%。两试点杂质率与籽粒含水率均呈指数关系，拟合方程分别为y=0.007e0.162x(R2= 0.731**，n=88)和y=0.002e0.186x(R2= 0.740**，n=24)；当籽粒含水率在37%以下时两地均能达到杂质率≤3%的国家标准。在昌吉试点，籽粒含水率与损失率和落粒率呈二次曲线关系，与落穗率呈线性关系，拟合方程分别为y= 0.009x2- 0.439x+6.536(R2= 0.245**，n=88)和y= 0.010x2- 0.532x+7.316(R2= 0.375**，n=88)及y= 0.050x-0.217(R2= 0.069**，n=88)；当籽粒含水率为24.4%时达到1.18%的最低损失率，籽粒含水率在3.8%～45.0%范围内，损失率满足≤5%的国家标准；籽粒含水率在26.6%时达到 0.24%的最低落粒率。在奇台试点籽粒含水率与损失率、落粒率和落穗率间均无显著相关。

2.3 不同玉米品种收获质量的差异

理论产量=[单位面积穗数×单穗质量× 出籽率×(1-籽粒含水率)]/(1-14%)

在调查中，社区书记表示基层政府的许多工作仍然是发包到社区，“上面千条线，底下一根针”的局面仍然没有得到有效改善。 街道和社区的职责难以区分，许多工作最后还是落到社区，无形中增加了社区的工作量。

图4 分期收获玉米的破碎率、杂质率、落粒率、落穗率和损失率的变化(奇台)Fig.4 Broken rate,impurity rate,grain loss rate,ear loss rate and loss rate of maize in different harvest date in Qitai

图5 玉米收获质量指标与籽粒含水率的关系Fig.5 Relationships of grain moisture content with harvest quality in maize

2.4 不同地区玉米收获质量的差异

昌吉与奇台在最后一次收获时平均破碎率最低，分别为5.1%和10.5%，两地平均产量分别为12 178.3 kg/hm2和17 691.2 kg/hm2；在相同品种下也表现出昌吉具有破碎率和产量较低，奇台试点具破碎率和产量较高的特点(图6)。造成这种差异的主要原因可能与两地不同的气候特征有关，在昌吉试点高温干燥加快了籽粒灌浆速率，所有品种均能在10月10日之前成熟，玉米在收获期含水率低、破碎率低；奇台试点温度较低、空气湿度和降雨量大，使籽粒灌浆期延长。在该气候条件下，品种产量较昌吉地区高，但也造成高的籽粒含水率和破碎率。

表1 两组籽粒含水率相近玉米品种收获质量方差分析(昌吉)Table 1 Variance analysis of harvesting qualities of two maize groups with equally close moisture contents(Changji)

注：*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著,ns表示差异不显著;“/”为空缺值,是由于未计算落粒率,或者落穗率均为 0(方差分析没有意义)。

Note:* and ** show significant difference at the 0.05 and 0.01 probability level respectively,ns show not-significant at the 0.05 probability level;“/” is no data available because of missing grain loss rate or being zero of ear loss rate(variance analysis is meaningless).

图6 昌吉、奇台品种产量和籽粒破碎率差异Fig.6 Differences of maize yield and broken rate in Changji and Qitai

2.2.3 开展岗前安全培训 举办森林消防队员岗前安全培训班，通过考试合格后方可上岗，加强扑救森林火灾安全规程培训演练，使半专业森林消防队员掌握应知应会的森林防火安全知识，提高队员科学扑救技能。防火期内，每月组织一次森林防火知识学习，每年开展一次森林消防演练，通过现场操作演练，熟练使用扑火机具。半专业扑火队每个队员应参加扑火安全培训和风力灭火机使用培训。风力灭火机组每组应保证有2名以上队员掌握风力灭火机调机和化油器拆装清洗技术。

近年来,随着医学技术水平的不断发展与提高,急慢性肾功能衰竭晚期及急性中毒的患者行血液透析治疗后生存率及生活质量得到了显著提高,但由于患病人数的不断增加、血液透析护理人员缺乏、相关人员法律意识淡薄、操作技术的不规范等等问题,从而导致患者在血液透析过程中各种感染、低血压反应、导管脱落等不安全事件的发生[1],严重影响患者健康,甚至出现死亡。因此,临床中应当更加注重对护理人员的专业技术知识和操作的培训、加强护理人员责任心及法律意识,保证血液透析过程中的安全问题。笔者回顾性分析了我院64例血液透析患者的临床资料,总结分析在血液透析护理中的安全因素,并提出护理对策,现将结果报道如下。

图7 两地玉米品种分类Fig.7 Classification of maize varieties

3 讨论与结论

在昌吉和奇台试点，随收获期的推迟玉米籽粒含水率、破碎率和杂质率降低，在相近收获期奇台试点籽粒含水率整体高于昌吉试点。两地籽粒破碎与含水率间均符合二次曲线关系，杂质率与籽粒含水率间均符合指数关系，均与黄淮海夏播玉米[16]的测试结果趋势一致。其中，在昌吉试点拟合方程分别为y破碎率= 0.090x2- 3.188x+ 32.74；y杂质率=0.007e0.162x，在奇台试点拟合方程分别为y破碎率=0.079x2- 2.831x+27.89；y杂质率=0.002e0.186x。在昌吉试点，籽粒含水率与落粒率和损失率符合二次曲线关系，与落穗率符合线性关系，拟合方程分别为y损失率=0.009x2- 0.439x+6.536，y落粒率=0.010x2- 0.532x+ 7.316，y落穗率=0.050x- 0.217，在奇台试点则无显著相关。该结果与李璐璐等[16]在夏玉米上的结果不同，夏玉米随收获期推迟落穗率增大，与籽粒含水率符合y= 2 578.764 5/x2.245 3(R2= 0.35**，n=140)曲线关系，这种差异可能与夏玉米区收获期阴雨天多、后期植株倒伏率较高有关；而在西北春玉米区气候相对干燥，后期倒伏率较低，落穗率未表现出明显的增加趋势。因此，西北春玉米区更适合生理成熟后田间站杆脱水。此外，昌吉、奇台两地的样本损失率≤5%的分别占总样本量的90.0%和87.5%，满足杂质率≤3%的样本量分别占总样本量的80.7%和87.5%，说明损失率和杂质率均不是影响两地玉米机械粒收质量的主要因素。根据昌吉与奇台试点破碎率与含水率模型拟合，两地满足破碎率≤5%的籽粒含水率为15.4%～20.0%与12.3%～ 23.5%；达到最低破碎率时含水率分别为17.7%和17.9%，低于黄淮海夏玉米[16]20.37%的结果，其原因尚需进一步研究。

他把强烈的事业心和责任感传递给每名同志，锻造了队伍的凝聚力、战斗力。作为“食品、药品、医疗器械”三大检验职能集一身的全额拨款事业单位，在任务量不断增加、人员编制基本未变、没有绩效工资、没有奖金的情况下，为了鼓舞士气，他经常加班加点到深夜，周六周日几乎不休息，平均每周都有三四个晚上到单位巡视，连续几年除夕之夜都是在单位度过。在他的影响下，全所没有一名同志在工作面前讲困难，讲条件，恪尽职守蔚然成风。

籽粒含水率对机械粒收质量特别是破碎率有重要影响，但也不可忽视品种及环境对收获质量造成的影响。在昌吉试点含水率相近的两组品种机械粒收质量存在显著差异，这种差异在籽粒破碎率上体现最为明显，分析认为这与不同品种籽粒破碎敏感性不同有关。两地环境的差异也造成了玉米收获期籽粒含水率、破碎率和产量的差异，昌吉的高温干燥加快了籽粒灌浆速率与脱水速率，但却不容易高产；奇台温度较低、空气湿度较高、玉米贪青晚熟，容易高产，但也出现了收获期籽粒含水率和破碎率较高等问题。在昌吉试点应选择较长熟期、产量较高、破碎率相对较低的品种，如‘泽玉8911’‘九圣禾2468’和‘东单6531’；奇台试点可通过增加筛选品种数量选出高产低含水率低破碎率品种。观察发现，在两地收获机型号相同的条件下，两地共有品种‘KWS2030’和‘KX9384’在籽粒含水率相近时都表现为昌吉试点破碎率略高于奇台试点。分析认为该现象可能与昌吉试点温热干燥气候造成籽粒脱水时应力裂纹增加[18-19]、破碎敏感性上升有关，其具体原因还需进一步研究。