玉米容重与降水的关系*

吕荣文 秦晓亮 包乌兰 卜艳玲

(沈阳南方谷物有限公司 110000)

玉米是世界性谷物粮食，也是重要的粮食作物，不仅是重要的食品原材料，还大量被用作饲料、工业加工及其他消费，在农业生产中发挥着相当重要的作用。在粮食收购、储藏过程中，水分含量与容重检测是玉米品质的两个重要指标。2020年以来随着养殖业的恢复、工业玉米需求量的增加、玉米种植面积减小且受到自然灾害、进口玉米减少等综合因素影响，出现了国内玉米价格同比上涨现象。粮食安全问题既是一个重要的经济问题，又是一个重要的政治问题。农业农村部部长在解读2021年中央一号文件时强调了粮食安全决不能出问题。因此将玉米通过不同方式降至安全标准水分，研究玉米容重与水分的关系有着重要的意义[1][2]。

诸多试验表明玉米水分和容重之间的关系复杂，影响容重高低的因素不仅有水分和降水方式，还有其他因素，如产地、品种、籽粒表面光滑度、胚乳质地、籽粒的大小、形状、杂质、成熟度、收割前自然环境等。以往研究文献表明，粮食容重与降水的关系总体呈负相关，晾晒玉米容重高于烘干玉米。但不同品种，同品种不同产地的玉米水分和容重变化关系可能会有差异，目前还没有一个可以概括所有玉米容重与降水关系的变化规律。因此本研究对沈阳周边玉米进行试验，观察自然晾晒方式玉米容重与水分的关系；通过自然晾晒方式和烘干方式对比，比较两种不同降水方式的容重差异，对粮食企业收购玉米具有指导意义[3～8]。

1 材料与方法

1.1 材料

供试用粮为2020年10月收获的沈阳地区玉米，初始水分为(32±3)%，样本数量为15个。

1.2 仪器设备

GHCS-1000容重仪；AUY220万分之一天平；101A-1ET电热恒温鼓风干燥箱；JFSD-100-II谷物粉碎机。

1.3 试验方法

1.3.1 水分测定 定温定时烘干法：用已烘至恒重的铝盒(直径4.5 cm)称取定量试样2 g(精确至0.0001 g)，放入烘箱内温度计周围的烘网上，在(130±2)℃烘箱中干燥40 min，盖好取出放在干燥器内冷却后称量。

式中：m1——(130±2)℃烘干前试样及铝盒质量,g；

m2——(130±2)℃烘干后试样及铝盒质量,g；

m0——已恒重的铝盒质量，g。

1.3.2 容重测定 按GB/T 5498执行。安装：打开箱盖，取出所有部件，放稳铁板底座。电子称校准调零：接通电子称电源，打开电子称开关预热，并按照GHCS-1000使用说明书进行校准，然后将带有排气砣的容量桶放在电子称上，将电子称清零。测定：取下容量筒，倒出排气砣，将容量筒安装在铁板底座上，插上插片，并将排气砣放在插片上，套上中间筒。关闭谷物筒下部的漏斗开关，将制备好的试样倒入谷物筒内，装满后用板刮平。再将谷物筒套在中间筒上，打开漏斗开关，待试样全部落入中间筒后关闭漏斗开关。握住谷物筒与中间筒接合处，平稳迅速地抽出插片，使试样与排气砣一同落入容量筒内，再将插片准确、快速地插入容量筒豁口槽中，依次取下谷物筒，拿起中间筒和谷物筒，倒净插片上多余的试样，取下中间筒，抽出容量筒上的插片。称量：将容量筒放在电子称上称量，称量的质量即为试样容重(g/L)。双试验允许差不超过3 g/L，求其平均数即为测定结果，测定结果取整数。

在实际收粮现场，对于高水分玉米，大多采用直接测定方法即时估测容重。为了使本试验更贴近现实生产，因此本次试验对于水分高于18%的玉米没有进行降水后再测定容重，全过程采用直接测定容重方法，对于水分高于18%的玉米容重检测值仅作参考。

2 结果与分析

2.1 自然晾晒方式玉米容重与水分的变化规律

水分与容重测定结果见表1～表3，表中每个序号代表1个样品。水分与容重对比见图1～图3。通过表1试验结果可以看出，原粮起始平均水分由30.1%降至16.7%，此区间内容重升高了80 g/L；继续降至13.7%，此区间内容重升高了19 g/L。通过表2试验结果可以看出，原粮起始平均水分由31.9%降至16.2%，此区间内容重升高了87 g/L；继续降至14.2%，此区间内容重升高了11 g/L。通过表2试验结果可以看出，原粮起始水分由34.7%降至17.7%，此区间内容重平均升高了80 g/L；继续降至14.1%，此区间内容重平均升高了17 g/L。从图1～图3可以看出，当水分降至(14.0±0.5)%时，容重相对恒定；其中2，7，8，10，11，13号样品水分由10%降至8%过程中，出现了容重小幅度减小现象。

表1 29%～31%水分区间自然晾晒方式玉米水分与容重测定结果 (单位：%，g/L)

表2 31%～33%水分区间自然晾晒方式玉米水分与容重测定结果 (单位：%，g/L)

表3 33%～35%水分区间自然晾晒方式玉米水分与容重测定结果 (单位：%，g/L)

图1 29%～31%区间水分容重对比图

图2 31%～33%区间水分容重对比图

图3 33%～35%区间水分容重对比图

2.2 自然晾晒玉米与烘干玉米容重差异对比

由表4可以看出，玉米水分降至14.0%左右时，起始水分在29%～31%、31%～33%、33%～35%三个不同水分区间两种降水方式平均容重差值分别为10 g/L、16 g/L、20 g/L。由此可见，两种降水方式平均容重差在10 g/L～20 g/L。

表4 两种不同降水方式的容重对比

3 讨论

3.1 自然晾晒玉米容重与水分的变化规律

本试验研究结果表明，不同水分段的容重变化不相同，但总体上呈现负相关，即水分降低容重升高。玉米水分降低容重增加的主要原因是：玉米物理性质发生了一系列变化，玉米比水的比重大(玉米1.11 g/cm3～1.25 g/cm3，水比重为1.00 g/cm3)，玉米水分减小比重增大，容重升高；籽粒体积缩小散落性增强，空隙度减小单位容积内密度增大，容重升高[4][9]。部分样品水分由10%降至8%过程中，出现了容重小幅度减小现象，可能是由于玉米在此水分区间籽粒体积变化微小，因此水分减小容重也随之减小。研究表明，相同品种的玉米在不同水分段的容重变化不相同，但总体上呈现负相关[5]。研究表明玉米水分降低，容重值升高[10～12]；玉米籽粒水分越高，容重越低[8]。这与本试验研究的结论相一致。

3.2 自然晾晒方式与烘干方式玉米容重差异对比

本试验研究结果表明，自然晾晒方式降水比烘干方式降水容重高。水分降至14.0%左右，烘干方式比晾晒方式容重低10 g/L～20 g/L。这是因为晾晒降水的玉米籽粒表皮光滑度受到的影响较小，它能反映出玉米的相对真实容重。研究报道，烘干降水的玉米籽粒，在玉米烘干降水的过程中，比晾晒降水容重低[4]；自然晾晒方式降水比烘干塔烘干方式降水容重高14 g/L～39 g/L[2]。本试验结论与上述学者研究的结论相一致。晾晒方式降水比烘干方式降水容重高，一方面由于玉米在降水的过程中表皮、胚、胚乳水分挥发速度不一致，籽粒外硬里软，表皮粗糙程度增加，摩擦系数增大，导致容重下降。另一方面是由于玉米烘干的过程是急剧降水的过程，温度增高的过程中玉米籽粒体积会膨胀，水分降低后致使单位容积内的重量降低，致使玉米容重值有相应降低。因此要提高容重就要控制表皮水分散发的速度，使表皮缓慢收缩，增加光滑度提高容重值。因此在实际降水过程中，要避免过度降水造成容重的降低，尤其是容重处在等级临界值的玉米，过度降水还可能会出现玉米降等现象，给企业造成经济损失。

不同试验所研究的自然晾晒和烘干方式的容重差值不同，可能与玉米品种、产地、试验前玉米的水分和容重指标、试验设计与检测方法、烘干设备、烘干条件等有关，容重与降水的关系有待于进一步深入探究。

4 结论

水分对玉米容重的影响是个复杂的过程，沈阳周边优质玉米自然晾晒方式降水在不同水分段的容重变化不同，当水分降至14.5%～13.5%时，容重相对恒定；两种降水方式容重与水分总体上呈现负相关，自然晾晒方式降水比烘干方式降水容重高10 g/L～20 g/L。