玉米种子形态对窝眼轮式精量排种器性能的影响

杨 勤，岳丽杰，陈 岩，李 卓,2，刘永红,2*

(1.四川省农业科学院作物研究所，四川 成都 610066；2.南方丘区节水农业研究四川省重点实验室，四川 成都 610066)

【研究意义】西南山地丘陵区是我国玉米生产的重要产区之一。受地形复杂、田块面积小、多熟间套、适宜农机装备缺乏等因素的影响，制约了该区玉米生产机械化水平的提高，玉米机播面积不足玉米种植总面积的10%[1-2]。【前人研究进展】近年来，随着农机产品和配套技术的不断完善，玉米机播技术日趋成熟[3-6]，以微耕机为动力的玉米播种机推广迅速。排种器是影响播种机播种质量的重要部件。窝眼轮式排种器具有结构简单、价格低、使用方便、工作可靠、通用性较好等优点，多用于精播玉米、高粱、大豆、丸粒化甜菜等作物[7-9]；也是目前西南山地丘陵区玉米播种机中使用最为广泛的排种器之一。窝眼轮式排种器的排种质量取决于窝眼的充种情况和清种情况，而种子的物理特性直接决定种子在排种盘孔中的充排种能力[10-11]。【本研究切入点】国外玉米种子加工厂通常按照种子形状、大小分为6 级[12]，以适应不同类型玉米播种机，但国内主要以品种纯度、净度和发芽率为分级依据[13]，极少按照播种机的要求分级。【拟解决的关键问题】本研究选用53个玉米品种，研究玉米种子形态对窝眼轮式精量播种机排种器播种效果的影响，建立适合机播的鉴选指标，以期为鉴选适合机播的玉米品种及种子提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

本试验选用目前在四川丘陵区推广应用的53个玉米品种为供试品种(表1)。试验中采用的排种器为窝眼轮式精量排种器，排种窝眼数12个，窝眼直径1.14 cm，窝眼体积0.6 mL。在自制的排种器性能检测试验台上进行。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用双因素随机区组试验设计，试验因素为品种、转速，在自制播种试验台上完成，各因素处理水平如下。A品种：53个品种；B转速：B1 5 r/min，模拟播种机行走速度0.74 km/h；B2 15 r/min，模拟播种机行走速度 2.23 km/h；B3 30 r/min，模拟播种机行走速度4.83 kg/h。

1.2.2 试验实施 在四川省农业科学院简阳试验基地实施，通过在播种器台架上分别设置不同的转速，然后分别将试验种子装入台架进行模拟播种。每处理连续运行2 min，重复3次，检验播种效果。

1.3 调查指标

1.3.1 种子尺寸 随机选取30粒种子，分别用电子天平和游标卡尺测定单粒种、长、宽、厚，并利用排水法测定其体积，每个品种重复3次。

1.3.2 漏播率(重播率) 运行2 min后测定播种粒数，计算理论播种数和漏播率(重播率)。

漏播率(重播率)=[(实际播种数/理论播种数)-1]×100%

1.4 统计分析

应用Excel 2003 以及DPS 13.0 版数据处理软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 种子形态指标

参试品种的种子形态指标存在显著差异(表1)。变幅为籽粒长0.99～1.20 cm、籽粒宽0.71～0.93 cm、籽粒厚0.45～0.76 cm、单粒体积0.18～0.34 mL、单粒重0.2187～0.4033 g，平均数分别为长1.00 cm、宽0.84 cm、厚0.61cm、单粒体积0.26 mL、单粒重0.3180 g。

表1 53个参试品种种子的形态指标

续表1 Continued table 1

2.2 重播率和漏播率

不同品种、不同转速及互作处理的重播率和漏播率差异达极显著水平(表2～3)。总体变化趋势为随播种器转速的增加，出现漏播的品种增加且漏播率逐渐增大，出现重播的品种减少。其中，转速在5 r/min 条件下19个品种出现漏播，平均漏播率为3.81%；34个品种出现重播，平均重播率为8.95%；符合《单粒(精密)播种机技术条件》漏播率和重播率指标分别为≤10%和≤20%规定的品种有50个。在15 r/min 条件下36个品种出现漏播，平均漏播率为6.71%；17个品种出现重播，平均重播率为9.65%；符合标准规定的品种有41个。在30 r/min条件下41个品种出现漏播，平均漏播率为10.97%；12个品种出现重播，平均重播率为7.73%；符合标准规定的品种有28个。综合品种漏播率、重播率，本试验以转速15 r/min条件下机播质量较好。

表2 不同处理的重播率和漏播率

续表2 Continued table 2

表3 不同处理的重播率和漏播率方差分析

2.3 籽粒形态指标与漏播率和重播率的相关性分析

如表4所示，分别将籽粒形态指标设为变量(X1～X9)，即长(X1)、宽(X2)、厚(X3)、长宽比(X4)、长厚比(X5)、宽厚比(X6)、单籽体积(X7)、单粒重(X8)，漏播率和重播率设为目标函数(Y)，分别计算各形态指标与漏播率和重播率的相关系数，结果表明，不同转速情况下漏播率均与籽粒厚呈负相关关系，与其它种子形态指标呈正相关关系。其中，在5 r/min 转速处理下长、长宽比、长厚比和宽厚比与漏播率的相关性达到极显著或显著水平，其中相关系数前3位的分别是长、长厚比和长宽比；在15 r/min 转速处理下，长、宽、长厚比、宽厚比、单粒体积和单粒重与漏播率相关性达到极显著水平，其中相关系数前3位的分别是长、单粒体积和长厚比；在30 r/min 转速处理下除籽粒厚与漏播率相关性未达到显著水平外，其它指标均达到显著水平，相关系数前3位的分别是长、单粒体积和单粒重。由此可见，随转速的提高，影响漏播率的形态指标增多且相关系数增大，其中籽粒长与漏播率的相关系数远高于其它种子形态指标。

在不同转速情况下重播率均与籽粒宽、厚、单粒体积和单粒重呈负相关关系，与其它种子形态指标呈正相关关系。其中，在5 r/min速处理下，除籽粒长外其它指标与重播率相关性达到显著或极显著水平，相关系数前3位的分别是单粒重、单粒体积和籽粒宽；在15 r/min转速处理下，除籽粒长外其它指标与重播率相关性达到极显著水平，相关系数前3位的分别是单粒重、单粒体积和籽粒厚；在30 r/min 转速处理下，重播率与单粒重、单粒体积和籽粒厚的相关性达到显著或极显著水平，相关系数前3位的分别是单粒重、单粒体积和籽粒厚。由此可见，单粒重和单粒体积是影响重播率的重要形态指标，且与重播率呈负相关关系。同时，随转速的提高相关系数呈下降趋势。

表4 种子形态指标与重播率和漏播率的相关系数

表5 符合精播技术标准的种子形态指标阈值

2.4 符合标准的种子形态指标分析

过高的漏播率和重播率均会影响播种的精度，对玉米种植密度和植株生长造成显著影响。根据行业标准《单粒(精密)播种机技术条件》(JB/T 10293—2001)的规定，符合精量播种要求的漏播率和重播率指标分别为≤10%和≤20%。本研究以≤20%重播率的种子形态指标为下限，以≤10%漏播率的种子形态指标为上限，建立适合精量播种不同播种速度条件下的种子形态指标阈值(表5)。采用该指标阈值，结合重播率和漏播率，从参试品种中筛选出成单30、荣玉188、正红505、绵单118、国豪玉13等27个品种在3种转速下播种质量均符合标准规定。

3 讨 论

窝眼轮式精量播种器随转速的提高，出现漏播的品种增加且漏播率逐渐增大，出现重播的品种减少。主要是转速的增加降低了排种器窝眼的充种率[14-15]，导致漏播率增加。因此在实际操作中应注意控制窝眼轮式排种器的转速，否则将造成田间缺窝率上升，影响玉米种植密度。

孙齐磊[16]等研究指出进行种子精选并按尺寸分级，有利于提高窝眼轮式排种的排种效果。本次试验结果也证明种子形态是影响窝眼轮式排种器排种效果的重要因素，其中种子长是影响漏播率的主要因素，单粒重和单粒体积是影响重播率的主要因素。因此，可选择种子长、单粒重和单粒体积作为适合机播品种及种子分级的主要参考指标。参照《单粒(精密)播种机技术条件》(JB/T 10293—2001)行业标准，提出的适合不同播种速度条件下的种子形态指标阈值，可作为西南山丘区不同立地条件下鉴选适合机播品种的依据。

试验结果表明，不同转速条件下，适宜窝眼轮式排种器的种子形态特征存在显著差异。总体变化趋势是随转速的提高，适宜的品种及其各形态指标呈现下降的趋势，也就是说转速越大适宜的品种和种子类型越少。因此，在进行种子精选分级时，还应考虑播种时的排种器转速，具体的分级指标还有待进一步研究。

4 结 论

通过测定不同转速下各品种的重漏率，筛选出成单30、荣玉188、正红505、绵单118、国豪玉13等27个品种适宜窝眼轮式精量排种器，其中种子长、单粒重和单粒体积是影响排种性能的主要因素。