土默川平原灌区春玉米机械粒收品种的评价与筛选

王富贵，于晓芳，高聚林，王利青，王志刚，包海柱，胡树平，孙继颖，苏治军

玉米作为我国和内蒙古地区第一大粮食作物，是最重要的粮、经、饲一体化作物，在保障我国粮食安全生产中具有战略地位。随着玉米生产方式的改变、生产水平的提高，实现密植与全程机械化生产成为内蒙古地区当前玉米生产的主要任务[1-2]，培育密植、高产高效、适宜机械化粒收的玉米品种是提高生产效率最好的途径[3]。目前，玉米生产中存在缺少耐密、宜机收品种[4]，主要表现在品种生育期过长[5]、群体密度不高[6]、田间病害影响机收质量[7]、茎秆质量差引起倒伏严重[8]、生理成熟后籽粒含水量过高造成产量损失[9-10]，影响机收效率，从而限制了我国春玉米生产从挖掘单一高产优势向提高综合生产力方面转变。因此，开展玉米密植、高产、宜机收品种筛选，能有效促进内蒙古地区未来玉米可持续增产增效，实现农机农艺深度融合。

本试验针对内蒙古西部地区光热资源充足、产量潜力高但优质、抗旱、耐密品种较少，推广密植增产、机械粒收等关键技术应用不足等生产上存在的问题[11]，以耐密春玉米品种为核心，以机械化为主线，从春玉米新品种的生育期、植株性状、穗部性状、粒收质量、粒收时籽粒含水量、籽粒产量等方面进行综合评价与筛选，以期为土默川平原灌区生产上大面积应用耐密、宜机收春玉米新品种提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2019年在内蒙古农业大学玉米研究中心试验基地（内蒙古包头市土默特右旗沟门镇北只图村，40°33′N，110°31′E）进行，试验地前茬作物为玉米；土质为沙壤土，耕层（0～20 cm）土壤pH 值7.6，有机质含量为23.6 g/kg、碱解氮含量为22.3 mg/kg、速效磷含量为25.8 mg/kg、速效钾含量为120.2 mg/kg。

1.2 试验设计

试验材料为11 个春玉米新品种（表1），采用大区种植，面积为800 m2。2019年4月28日播种，采用精量气吸式9 行大播种机，60 cm 等行距种植，播种密度为10.5 万株/hm2，施N 225 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2，纯N 按比例3∶7 于拔节期和大喇叭口期追肥，磷肥播种前一次基施，其他管理措施按大田生产。10月22日进行籽粒机械收获，所用机械为约翰迪尔C230 型谷物联合收割机。

表1 11 个供试春玉米品种及来源

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生育时期的记载 记载各春玉米品种的播种期、出苗期、拔节期、抽雄期、吐丝期、成熟期。

1.3.2 植株和穗部性状的测定 吐丝期，每小区选取长势一致的植株10 株，测定株高和穗位高。成熟期，选择全苗且长势整齐一致的1 行，取样20 穗，待果穗风干后考种，测定穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重、出籽率。

1.3.3 产量及机收性状指标 产量：量取50 m 长，一个割幅宽6 行的春玉米样段，进行籽粒机械收获后，称重计产。

籽粒含水量、破碎率和杂质率：在收割该样段后，从收获机粮仓中取收获的籽粒样品1 kg，用谷物水分测定仪（PM8188 型）测定籽粒含水量，5 次重复，取平均值；然后人工分拣完整粒和破碎粒以及杂质，按重量计算籽粒破碎率和样品杂质率。

产量损失率：在收割该样段后，样段每隔8 m 选取2 m 长样点，共5 个样点，人工收集每个样点的落粒和落穗，称取单位面积的落粒和落穗重量，计算落粒率、落穗率和产量损失率（落粒率+落穗率）。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016 软件进行数据处理；运用DPS 7.05 软件进行统计分析，LSD 法进行差异显著性分析；采用SigmaPlot 12.5 软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同春玉米新品种生育进程差异

由表2 可知，生育期最短的是新玉108，为128 d；其次是联创825、九玉M03、潞玉1611，为129 d；九圣禾2468、银玉439、强盛388 的生育期是130 d；生育期大于130 d 的有陕单650、陕单620、科河699、MC278，以科河699 的生育期最长，为134 d。

表2 11 个春玉米新品种的生育时期 单位：月-日

2.2 不同春玉米新品种植株性状差异

由表3 可知，不同春玉米新品种的株高、穗位高差异显著（P<0.05）。株高以科河699 最高，达315.5 cm；联创825 次之，为305.3 cm；株高最低的是陕单620，为252.9 cm。穗位以银玉439 最高，为129.4 cm；MC278 最低，为80.8 cm。通过采用株高-穗位高双关联分析发现，MC278、陕单650、陕单620、潞玉1611 的株高和穗位高均低于11 个春玉米新品种的平均值，而其余7 个品种的株高和穗位高均高于平均值。

2.3 不同春玉米新品种穗部性状差异

2.3.1 穗长、穗粗、秃尖长、穗粒数 由表4 可知，11 个春玉米新品种的穗部性状差异显著（P<0.05）。穗长以新玉108 最长（18.5 cm），银玉439 最短（16.6 cm），其余品种穗长为16.7～18.4 cm；穗粗以九圣禾2468、潞玉1611 最大，陕单650 最小，其他品种穗粗为4.7～5.1 cm；穗行数介于14～16 行；行粒数以九玉M03 最多（40.1 粒），银玉439 最少（35.7 粒），其余品种行粒数为35.9～38.5 粒，均为中穗型；所有品种有轻微的秃尖现象，总体表现出较好的封顶性。2.3.2 百粒重 由图1 可知，不同春玉米新品种百粒重差异显著（P＜0.05）。强盛388 的百粒重最大，达38.8 g；科河699 次之，为37.8 g；陕单620 最小，为27.9 g。11 个春玉米新品种百粒重的平均值为34.3 g，高于平均值的品种有联创825、新玉108、银玉439、科河699、强盛388 和潞玉1611，九圣禾2468、九玉M03、陕单650、陕单620 和MC278 的百粒重均小于平均值。

表3 11 个春玉米新品种的株高和穗位高单位：cm

表4 11 个春玉米新品种的穗部性状

图1 不同春玉米新品种百粒重的差异

2.3.3 出籽率 由图2 可知，不同春玉米新品种出籽率差异显著（P＜0.05）。九玉M03 的出籽率最大，达88.7%；新玉108 次之，为86.8%；联创825 最小，为82.9%。11 个春玉米新品种出籽率的平均值为85.1%，高于平均值的品种有4 个，大小依次为九玉M03、新玉108、强盛388 和潞玉1611；低于平均值的品种有7 个，大小依次为陕单620、MC278、陕单650、银玉439、科河699、联创825 和九圣禾2468。

图2 不同春玉米新品种出籽率的差异

2.4 不同春玉米新品种机收时籽粒含水量差异

研究表明，玉米收获期籽粒含水量直接影响籽粒机收破损率[12]。10月22日收获时分别测定不同春玉米新品种籽粒含水量，由表5 可知，11 个新品种收获期籽粒含水量的平均值为23.1%，与平均值的差介于-2.6%～4.0%，低于平均值的品种有7 个；机收时籽粒含水量最低的3 个品种依次是陕单620、九玉M03 和MC278，籽粒含水量分别是20.5%、20.5%和21.0%；机收时籽粒含水量最高的3 个品种依次是九圣禾2468、科河699 和银玉439，籽粒含水量分别为27.1%、25.5%和24.9%。

表5 不同春玉米新品种机收时籽粒含水量的差异

2.5 不同春玉米新品种籽粒产量差异

由图3 可知，供试春玉米新品种籽粒产量差异显著（P<0.05）。联创825 籽粒产量最高，达16.75 t/hm2；其次为科河699，为15.32 t/hm2；陕单620 的产量最低，为10.57 t/hm2。11 个春玉米新品种的平均产量为14.28 t/hm2，超过平均产量的品种共有6 个，分别是联创825、九圣禾2468、新玉108、银玉439、科河699、强盛388；低于平均产量的品种共有5 个，分别为九玉M03、陕单650、陕单620、MC278 和潞玉1611；籽粒产量排在后3 位的是陕单650、MC278 和陕单620。这说明不同品种在相同生态条件下产量潜力有差异。

图3 不同春玉米新品种籽粒产量

2.6 不同春玉米新品种籽粒机械粒收质量差异

根据《玉米收获机械技术条件》（GB/T 21962—2008）规定，玉米籽粒直收应满足以下条件：籽粒破损率≤5%、籽粒含杂率≤3%、总损失率≤5%[13]。由表6 可知，供试春玉米新品种籽粒机械粒收时的杂质率、籽粒破籽率、落穗率、落籽率、产量损失率差异显著（P<0.05）。生理成熟后站秆脱水30 d 左右，11 个春玉米新品种的籽粒破损率均小于5%，籽粒破损率最小的3 个品种依次是九玉M03、MC278 和陕单620，分别为1.99%、2.77%和2.80%；杂质率均低于3%；产量损失率均低于5%，产量损失率最大的4 个品种依次是强盛388、陕单650、银玉439 和MC278，分别为4.21%、2.11%、1.70%和1.70%；产量损失率最小的3 个品种依次是联创825、新玉108 和科河699，分别为0.60%、0.70%和0.79%。

2.7 综合评价

2.7.1 生育期-籽粒产量双向平均值分析 由图4可知，采用生育期-籽粒产量双向平均值作图法综合评价11 个春玉米新品种，平均生育期天数为130.3 d，平均籽粒产量为14.28 t/hm2；筛选出生育期天数低于供试品种平均值，且籽粒产量高于平均值的品种有5 个，分别为新玉108、联创825、银玉439、九圣禾2468 和强盛388。

2.7.2 粒收时籽粒含水量-籽粒产量双向平均值分析 由图5 可知，采用粒收时籽粒含水量-籽粒产量双向平均值作图法综合评价11 个春玉米新品种，粒收时籽粒平均含水量为23.1%，平均籽粒产量为14.28 t/hm2；筛选出粒收时籽粒含水量低于供试品种平均值，且籽粒产量高于平均值的品种有3 个，分别为新玉108、联创825 和强盛388。

表6 不同春玉米新品种籽粒机收质量差异

图4 春玉米新品种生育期-籽粒产量双向平均值分析

图5 春玉米新品种粒收时籽粒含水量-籽粒产量双向平均值分析

3 结论与讨论

我国玉米籽粒机械收获技术推广的一个重要环节是筛选适宜粒收品种，而籽粒含水量高的主要原因是品种的生育期偏长，但可通过延后收获期降低籽粒含水量，因此，要侧重于选择适宜熟期品种[14-15]。本试验中春玉米新品种生育期主要集中在128～134 d，属于中晚熟品种；在土默川平原灌区，9月中下旬达到生理成熟期，尚有1 个多月的时间可用于进行田间站秆晾晒脱水，从而降低籽粒含水量。

籽粒含水量高不仅会造成籽粒破碎，增加产量损失，而且会增加安全收贮的成本和难度，是一个重要的经济性状[16]，因此，收获时籽粒含水量是影响机械粒收质量的关键因素[17]。国内外学者研究表明，一般籽粒含水量在18%～23%时籽粒机械直收破碎率最低[18-21]。本试验中11 个春玉米新品种收获期籽粒含水量的平均值为23.1%，低于平均值的品种有7 个，分别为联创825、九玉M03、新玉108、陕单650、陕单620、强盛388、MC278，均在18%～23%。

玉米机械粒收质量指标主要包括籽粒破碎率、杂质率以及田间产量损失率[22]。目前，内蒙古玉米机械粒收存在的主要质量问题是籽粒破碎率偏高[23]。本试验春玉米新品种籽粒机械收获时，籽粒破损率均小于5%、杂质率均低于3%、产量损失率均低于5%，产量总损失率最小的3 个品种是联创825、新玉108 和科河699，均满足国家标准《玉米收获机械技术条件》（GB/T 21962—2008）对玉米籽粒机械收获条件的要求。

通过玉米机械粒收可以实现玉米生产方式转变、降低生产成本、提高玉米竞争力、实现全程机械化作业[22-23]，要侧重于早熟、籽粒脱水速度快与高产协同品种的鉴选[24]。本试验对11 个品种通过采用生育期天数、粒收时籽粒含水量和籽粒产量的双向平均值作图法进行综合评价与筛选，生育期天数和粒收时籽粒含水量低于平均值、籽粒产量高于平均值的品种有3 个，分别为新玉108、联创825 和强盛388，具有生育期短、株高穗位高偏低、果穗结实性好、籽粒脱水快、粒收质量高、产量潜力大等特点，是较好的耐密、宜机收玉米新品种，进一步完善其高产高效栽培技术，能挖掘高产潜力，为内蒙古地区玉米全程机械化生产提供技术支撑。