不同夏玉米品种影响籽粒机收质量的关键因素

尚 赏，汤其宁，张 艳，郭书亚，施立善，卢广远

（1.河南省商丘市农林科学院，河南商丘476000；2.商丘市睢阳区农业技术推广站，河南商丘476000）

我国是全球第二大玉米生产国和消费国，仅次于美国，但是我国的玉米生产成本较高[1-3]，玉米收获方式还多以收穗、脱粒和晾晒过程为主，付出的劳动力占整个生产过程总量的50%以上[4-5]。2016 年出台的《实施农业竞争力提升科技行动工作方案》中指出，玉米生产全过程机械化程度较低是制约玉米产业发展的主要因素[6]。我国玉米机械化收获技术起步较晚，多以摘穗收获为主；以籽粒收获的比例低于5%，主要分布在新疆和内蒙古东北部等玉米产区[7-8]。较机械摘穗收获，直接进行籽粒机收具有更高的生产效率，而且还能节约生产成本[9-11]，但存在籽粒破碎率、杂质率较高的质量问题和后期的收购储存问题。前人研究表明，籽粒机械收获时的含水率较高是造成籽粒破碎率较高的主要原因，籽粒含水率与破碎率间呈显著正相关[12-14]，破碎率、杂质率随着籽粒含水率的增加而呈线性增加，籽粒损失率与含水率并没有显著的相关性[15-16]。不同玉米品种收获时含水率即使相近，但破碎率也会有明显差异，也就是说玉米籽粒耐破碎性因品种而异[17-19]。我国玉米籽粒机收时含水率的标准范围为15%～25%[20]，该条件能够满足机械粒收的籽粒破碎率≤5%、杂质率≤3%、损失率≤5%的技术标准[21]。夏季低温寡照会造成玉米生育期光热资源不足，淀粉未完全转化，从而加重籽粒霉变的发生概率。玉米籽粒霉变也需要引起高度重视，霉粒对玉米收购、储存和再加工都有非常重要的影响[22-23]。

本研究通过选用黄淮海地区主栽的10 个不同的夏玉米品种，分析重要机收质量指标（破碎率、杂质率和损失率）与含水率、腐籽率之间的关系，探讨腐籽率对籽粒机收质量的影响，旨在找出影响机收质量的关键性因素，为黄淮海地区选育适宜的玉米籽粒机收新品种以及籽粒机收技术的推广应用提供理论依据和数据参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2019 年6—9 月在河南省商丘市双八镇薛庄进行。该地区属典型暖温带半温润大陆性季风气候，地处东经 115°64′，北纬 34°50′；年平均辐射量 4 388.59 MJ/m2，年均气温在 13.9～14.3 ℃，年均日照时数为2 204.4～2 427.6 h，年均积温（≥0 ℃）为 5 100～5 300 ℃，降水量为 653～874 mm，无霜期为207～214 d。试验期间6—9 月平均温度为26 ℃，平均降雨量为154.57 mm，平均日照时数为194.1 h（气象数据由商丘市气象局提供）。试验地前茬种植小麦，试验地土壤为黄河冲积潮土，土层深厚，地力肥沃。

1.2 供试材料

供试材料选用黄淮海地区主栽的10 个夏玉米品种：郑单 958、先玉 335、新单 68、浚单 20、登海618、豫单 9953、伟科 702、隆平 206、迪卡 517 和联创 808 （图表中分别记作 958、335、68、20、618、9953、702、206、517、808），其中，郑单 958 和先玉335 为对照品种。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，3 次重复，共计30 个小区。种植行距为60 cm，行长100 m，12 行区，种植密度为 7.5 万株 /hm2。6 月 10 日播种，9 月 25 日机械收获（采用小麦联合收割机福田雷沃谷神GE 60（4LZ-6E3）更换割台改装），割幅4 行，收获速度为0.8 m/s。整个收获过程由同一人进行机械操作。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 籽粒含水率测定 每个玉米品种籽粒收获后随机取出2 kg 左右的样品，采用LDS-1G 谷物水分测定仪测定籽粒含水率。3 次重复，取其平均值作为品种的籽粒含水率。

1.4.2 籽粒机收质量指标的测定 在收割段取收割机仓内籽粒样品2 kg 左右，手工分拣籽粒部分和非籽粒部分，分别称质量并记作KW1 和NKW；其中，籽粒部分再分为完整籽粒和破碎籽粒，分别称质量并记作KW2 和BKW，3 次重复取其平均值。

随机在收割段选取3 个样点，每个样点取2 m行长、一个收割宽幅的面积，收集样点内的落穗和落粒，落穗进行手工脱粒，测定落穗和落粒的质量，计算籽粒的田间产量损失率。3 个样点取其平均值。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2003 进行数据处理和作图，采用SPSS 23.0 进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 不同夏玉米品种对籽粒机收质量指标的影响

从图1 可以看出，所选取黄淮海地区10 个主栽玉米品种的籽粒含水率平均为20.6%～32.4%，其中，浚单20 的籽粒含水率最高，新单68 的籽粒含水率最低；10 个品种的籽粒破碎率在1.53%～5.37%，其中，除浚单20 籽粒破碎率较高外（超过5%），其余所选品种籽粒均低于5%，隆平206 破碎率最低；所选品种的杂质率为0.42%～2.51%，均低于国际标准规定的3%，其中，新单68 的杂质率最低，浚单20 的杂质率最高；所选品种的籽粒损失率为1.66%～6.56%，其中，浚单20 和迪卡517 的籽粒损失率较高，超过标准规定的5%，其余品种的损失率均符合机收质量的要求；不同品种机收的籽粒腐籽率为1.17%～4.39%，除郑单958、浚单20、登海618 和迪卡517 外，其他品种均低于2%（GB 1353—2009 标准中规定的霉粒不得超过2%）。

2.2 籽粒机收质量指标之间的相关性分析

对籽粒含水率、破碎率、杂质率、损失率和腐籽率之间相关关系进行分析，结果表明（表1），籽粒含水率与破碎率、杂质率均呈极显著正相关关系；杂质率与破碎率之间也呈极显著正相关；损失率与含水率、破碎率、杂质率之间均呈正相关，但都不显著；籽粒腐籽率与含水率、破碎率、杂质率之间也均呈正相关，但都不显著；腐籽率与损失率之间呈极显著正相关。籽粒机收质量指标间的相关分析表明，籽粒含水率是影响机收指标中破碎率、杂质率的关键因素，随着含水率的增加破碎率和杂质率显著线性增加。进一步研究籽粒含水率与破碎率、杂质率的关系，能为所选黄淮海主栽品种高效率机收提供数据参考信息。

表1 不同夏玉米籽粒机收质量指标间的相关关系

2.3 籽粒含水率与破碎率、杂质率之间的关系分析

破碎率是玉米籽粒机收质量的一个重要评价指标，不同品种的耐破碎程度不同。图2 结果表明，籽粒破碎率随着含水率的增加而极显著增加，含水率低于20%的仅占6.7%，含水率大于30%的占13.3%，含水率总体偏高，籽粒含水率与破碎率回归方程为 y＝0.306 9x－4.491 7 （R2＝0.708 2**，n＝30），当含水率在18.7%时，破碎率最低，为1.25%；当破碎率≥5%时，含水率在25.7%～26.3%，虽然籽粒破碎率与含水率间极显著正相关，但含水率不是影响籽粒破碎的唯一因素。

籽粒杂质率也是玉米籽粒机械化收获时的一个重要评价性指标，并且是一个影响玉米收购品质储存的重要指标。从图3 可以看出，随着籽粒含水量的增加，籽粒杂质率也逐渐增加，二者的回归方程为 y＝0.164 9x－3.204 4（R＝0.764 4**，n＝30），拟合达到极显著水平。本研究所选黄淮海主栽的玉米品种都满足了杂质率≤3 的条件。

2.4 供试品种最佳玉米籽粒含水率范围分析

含水率是影响玉米籽粒机械化收获的一个关键因素，由2.2 玉米籽粒重要机收指标与含水率的相关关系和回归方程分析可知，含水率与重要机收指标间都呈正相关关系，其中，含水率与籽粒破碎率、杂质率间呈极显著正相关关系，所以根据机收重要指标的统计情况可推测供试品种最佳适宜机收时的含水率。

由表2 可知，所选供试品种机收后的含水率在19%～33%，当含水率低于29%时，可同时满足适宜玉米籽粒重要机收指标条件破碎率≤5%、杂质率≤3%、损失率≤5%；当含水率低于25%时，既满足重要机收指标条件又符合腐籽率低于2%的条件，所选供试品种适合玉米机收和高品质玉米籽粒储藏。

表2 供试品种不同籽粒含水率条件下破碎率、杂质率和损失率的统计分析 %

3 结论与讨论

玉米是我国第一大粮食作物[24]，但全过程机械化收获程度还很低，机械技术和农民意识成为实现玉米全程机械化收获的主要瓶颈。玉米机械粒收受众多因素的影响，收获时籽粒含水率是一个极其关键的因素。前人研究表明，含水率与品种自身的生育期、生长环境和后期脱水速率等因素有一定的关系[25-26]。本研究通过选取黄淮海地区主栽的10 个玉米品种，探讨不同夏玉米品种影响籽粒机收质量的关键因素，结果表明，机收籽粒的含水率、破碎率、杂质率、损失率的平均值分别为27.06%、3.84%、1.26%、3.60%，机收指标均值都低于国际玉米收获机械技术条件规定的标准（破碎率≤5%、杂质率≤3%、损失率≤5%）。籽粒破碎率、杂质率均随着含水率的增加而极显著增加，含水率与破碎率回归方程为 y＝0.306 9x－4.491 7（R2＝0.708 2**，n＝30），含水率与杂质率回归方程为y＝0.164 9x－3.204 4（R＝0.764 4**，n＝30）。浚单 20、迪卡 517 的破碎率、杂质率和损失率较高，新单68 破碎率和杂质率较低。破碎率、杂质率除了受含水率的影响外，还与品种基因型、栽培密度和当地气候特点等因素有关。根据统计不同含水率条件下的机收指标和腐籽率得知，含水率低于29%时，能够满足籽粒机收技术的要求，但籽粒腐籽率还较高，平均为3.46%；含水率低于25%时，可以既满足机收指标要求又满足霉粒低于2%的要求。

本研究也发现，籽粒杂质率和破碎率之间也呈极显著正相关，这与夏来坤等[27]的研究结果一致，破碎籽粒越多，籽粒杂质率越高。相关性分析表明，腐籽率与损失率间存在着极显著正相关关系，表明在玉米籽粒机收时除了充分考虑含水率、破碎率和杂质率因素的影响外，还需要给予腐籽率一定的关注。本研究探讨了不同黄淮海主栽夏玉米品种影响籽粒机收质量的关键因素，旨在摸索能够推广机械粒收的条件和技术，为选育适宜当地玉米籽粒机收新品种和籽粒机收技术的推广应用提供理论依据和数据参考。