不同中晚熟玉米品种机械粒收适宜收获期研究

徐青松 徐劲松 张红梅 李 欣 申媚贤 王志宏

（1山西农业大学山西功能食品研究院，山西太原 030031；2山西青卓玉米种子研究所，山西太原 030031；3山西农业大学玉米研究所，山西忻州 034000；4忻州市气象局，山西忻州 034000）

玉米机械粒收作为玉米高产全程机械化技术体系的一个重要环节，可以有效地提高机械化生产的作业效率，降低成本[1]。有关机械粒收对玉米产量的影响研究表明，玉米后期籽粒含水率偏高是直接影响籽粒质量的重要因素[2-3]。因此，筛选出后期脱水快、产量高、综合性状表现好的机械粒收玉米品种，有利于不同地区玉米机械粒收技术的推广和应用[4]。玉米籽粒机收已经成为我国玉米产业发展的自然趋势，但目前生产上适于籽粒机收的品种较少，主推品种收割时籽粒含水率高，导致破碎率、损失率和杂质率显著提高[5-7]。李凤海等[8]研究表明，不同时期玉米籽粒含水率存在显著差异，熟期对玉米脱水速率有明显影响，中晚熟品种脱水速率高于晚熟品种，籽粒生理成熟时的含水率影响收获时的含水率。收获期籽粒含水率高不仅增加了籽粒破碎程度，而且增加了霉变风险和生产成本，严重阻碍了玉米籽粒机收技术的大规模应用[9]。收获时籽粒含水量过高，对玉米的烘干、储藏和加工影响极大，经常给经营者造成很大经济损失。因此，选择脱水快的玉米品种，适当提早播种期和推迟收获期，降低收获时籽粒含水率，是降低机械粒收破碎率的重要途径[10]。

玉米中晚熟区是我国玉米生产的黄金地带，无霜期长，日照时间长，播种前和生理成熟后热资源丰富，但是籽粒机械直收水平很低，主要原因是种植户收获较早，籽粒含水率和破碎率高。为了解决这个问题，本文选择国内春播中晚熟区推广的20个玉米品种为材料，设置了不同收获期试验，正常成熟后在地块内站秆自然脱水，通过分析不同收获期玉米籽粒含水率与破碎率的关系，初步探讨供试玉米品种的适宜收获期，以期为春播中晚熟区玉米机械粒收提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在山西省忻州市忻府区前郝村（山西青卓玉米种子研究所试验田）进行。试验田海拔 869.9 m，位于东经 112°42′、北纬 38°24′，日照时数2 466.7 h，无霜期159 d，日平均气温5.49℃，年降雨量为506 mm。试验田前茬为白菜，土壤肥沃、肥力均匀，土壤类型为黄壤土。

1.2 供试材料

供试玉米品种共20个，其中国内品种13个，国外品种7个，各品种具体概况见表1。

表1 供试20个玉米品种情况

1.3 试验设计

以当地宜机械粒收玉米品种先玉335作对照（CK），设置 9 月 30 日（S1）、10 月 6 日（S2）、10 月 13 日（S3）和 10 月 20 日（S4）等 4 个收获期处理。 等行距种植，行距50 cm，株距31 cm，种植密度66 000株/hm2。5月5日播种，施复合肥600 kg/hm2，不进行追肥，7月15日浇水1次。其他管理同当地大田生产。在地块内站秆自然脱水，行长4 m，6行区，调查中间4行，重复3次。

1.4 测定内容与方法

先在中间行直收果穗，再用SV-58-80型脱粒机脱粒，取脱粒样品1 kg，用PM8188水分测定仪测定含水率，称重量。手工分拣完整籽粒和破碎籽粒并分别称重，完整籽粒重量记为KW1，破碎籽粒重量记为KW2。计算公式如下：

1.5 数据统计分析

采用SAS 9.4软件对收获期样品数据进行分析。采用Pearson对籽粒含水率与破碎率相关系数进行分析。

2 结果与分析

由表2、表3可知，S1收获期处理籽粒含水率平均值为29.86%，变幅为26.40%～35.23%，高于平均值的品种共有7个，占35%；籽粒破碎率平均值为7.10%，变幅为5.33%～10.33%，高于平均值的品种共有10个，占50%。籽粒含水率低于先玉335（CK，28.71%）的品种共有8个，占40%；籽粒破碎率低于或等于先玉335（CK，6.67%）的品种共有9个，占45%。

表2 不同收获期玉米品种间籽粒含水率的变化

表3 不同收获期玉米品种间籽粒破碎率的变化

S2收获期处理籽粒含水率平均值为25.81%，变幅为22.78%～29.52%，高于平均值的品种共7个，占35.0%；籽粒破碎率平均值为4.33%，变幅为2.67%～6.67%，高于平均值的品种有7个，占35%。S2收获期处理较S1收获期处理籽粒含水率降低4.05个百分点，籽粒破碎率降低2.77个百分点。籽粒含水率低于先玉 335（CK，24.69%）的品种共有 6个，占30%；籽粒破碎率低于先玉335（CK，4.33%）的品种共有10个，占50%。

S3收获期处理籽粒含水率平均值为21.60%，变幅为18.84%～24.56%，高于平均值的品种共有9个，占45.0%；籽粒破碎率平均值为1.10%，变幅为0.33%～2.58%，高于平均值的品种共有10个，占50%。S3收获期处理较S1收获期处理籽粒含水率降低8.26个百分点，籽粒破碎率降低6.00个百分点。籽粒含水率低于先玉335（CK，20.03%）的品种共有3个，占15%；籽粒破碎率低于或等于先玉335（CK，0.67%）的品种共有9个，占45%。

S4收获期处理籽粒含水率平均为17.68%，变幅为15.33%～20.15%，高于平均值的品种共有9个，占45%；籽粒破碎率平均值0.07%，变幅为0～0.33%，高于平均值的品种共有4个，占20%。籽粒含水率低于先玉 335（CK，16.80%）的品种共有 6个，占 30%；籽粒破碎率低于先玉335（CK）的品种共有16个，占80%。S4收获期处理较S1收获期处理籽粒含水率下降12.18个百分点，籽粒破碎率降低7.03个百分点。

不同收获期玉米籽粒含水率与破碎率的相关分析（表4）表明，S1收获期处理和S2收获期处理籽粒含水率与破碎率成极显著正相关关系，相关系数分别为0.889 32、0.902 14，说明这2个收获期玉米籽粒含水率与破碎率是影响玉米机械粒收质量的主要因素。S3收获期处理和S2收获期处理随着籽粒含水率和籽粒破碎率的降低，相关性变弱，S3收获期处理籽粒含水率与籽粒破碎率的相关性成中强正相关关系，相关系数为0.690 45；S4收获期处理籽粒含水率与籽粒破碎率成弱相关关系，相关系数为0.398 53。说明S4收获期籽粒含水率与籽粒破碎率对玉米机械粒收质量影响较小。

表4 不同收获期含水率与破碎率相关性分析（Pearson相关系数）

以不同收获期处理籽粒含水率和籽粒破碎率平均值[12]为指标，参照国家标准《玉米收获机械》（GB/T 21962—2020）的规定[13]，初步确立机械粒收玉米品种适宜收获期指标：籽粒含水率和籽粒破碎率均低于平均值以及籽粒含水率高于平均值、籽粒破碎率低于平均值（或≤5%国家规定标准），为机械粒收适宜收获期玉米品种；籽粒含水率和籽粒破碎率均高于平均值以及籽粒含水率低于平均值（或≥5%国家规定标准）为不适宜机械粒收玉米品种。S1收获期处理籽粒含水率和籽粒破碎率低于平均值（29.86%和7.10%）的玉米品种分别有13个和10个，20个玉米品种籽粒破碎率均≥5%标准的机械宜粒收品种个数为0；S2收获期处理籽粒含水率和籽粒破碎率低于平均值（25.81%和4.33%）的玉米品种分别有13个和14个，籽粒破碎率≤5%标准的机械粒收玉米品种有15个（品种有先玉335、大丰30、迪卡517、迪卡653、先玉696、中地88、青卓1号、青卓2号、青卓3号、三联 399、先玉 508、先玉 1225、福盛园57、大正2号和华美1号），占总玉米品种个数的75%；S3收获期处理籽粒含水率和籽粒破碎率低于平均值（21.60%和1.10%）的玉米品种分别有11个和10个。籽粒破碎率≤5%国家规定标准的机械粒收玉米品种有20个，占玉米品种个数的100%。S4收获期处理籽粒含水率和籽粒破碎率低于平均值（17.68%和0.07%）的玉米品种分别有11个和16个，籽粒破碎率≤5%国家标准的宜机械粒收玉米品种有20个，占总玉米品种个数的100%。其中籽粒含水率小于16%的品种有华美1号、先玉1225。

可以看出，中熟玉米品种机械粒收适宜收获期在10月6日以后，晚熟玉米品种机械粒收适宜收获期在10月13日左右。

3 结论与讨论

中晚熟春玉米区机械粒收存在的主要质量问题是籽粒破碎率高，破碎率高的主要原因是收获时籽粒含水率高。玉米籽粒破碎率高造成机收产量降低，且影响机收质量，成为限制玉米机械粒收技术推广的主要因素之一[14]。因此，在春播中晚熟地区除选育脱水快、破碎率低、抗倒伏且适宜机械粒收品种外，适当提早玉米播种期和延迟收获期，降低收获时籽粒含水率是降低机械粒收破碎率的主要途径。

春播中晚熟地区是一年一熟制，一般在4月下旬至5月上旬播种，收获期集中在9月末至10月初，10月上旬至10月下旬有20 d以上的空余期，此期完全可以采用玉米籽粒田间站秆方式脱水，从正常收获期9月30日开始推迟6、13、20 d可为玉米分别争取到72.09、140.09、215.69℃的积温用于籽粒后期脱水。因此，从热量条件来分析，玉米春播中晚熟地区用于后期籽粒脱水的热量可以满足籽粒脱水率降低至20%以下收获的要求，这种条件下进行机械粒收籽粒破碎率会大幅度降低。本试验结果表明，以各收获期平均值为指标，参照国家标准《玉米收获机械》（GB/T 21962—2020）规定综合分析正常收获期（9月30日）条件下，籽粒含水率和籽粒破碎率分别为29.86%和7.10%时，100%的中晚熟玉米品种不适宜机械粒收；正常收获期推迟6 d（10月6日）条件下，籽粒含水率和籽粒破碎率分别在25.81%和4.33%时，适宜机械粒收的中熟玉米品种有迪卡517、青卓2号、先玉 1225、先玉 696、先玉 335等 15个；正常收获期推迟13 d（10月13日）条件下，籽粒含水率和籽粒破碎率分别为21.60%和1.10%时，100%的中晚熟玉米品种达到宜机械粒收标准。正常收获期推迟20 d（10月20日）条件下，籽粒含水率和籽粒破碎率分别为17.68%和0.07时，100%的中晚熟玉米品种达到机械宜收标准。收获期为9月30日和10月6日玉米籽粒含水率与籽粒破碎率之间成显著正相关关系，相关系数分别为0.889 32、0.902 14，收获期10月13日和10月20日玉米籽粒含水率与籽粒破碎率分别成中强相关关系和弱相关关系，相关系数分别为0.690 45、0.398 53，说明籽粒含水率高是导致中晚熟玉米品种机械粒收破碎率的重要因素。籽粒破碎率受收获机械及其作业操作和收获时期等多种因素影响，本试验中晚熟玉米品种较多，重复次数多，不能直接采用大田玉米机械收获，可采用5TY-54-80脱粒机，但应将其调试至与大田玉米籽粒收获机相同的转速和破碎率相近的标准，边收获边脱粒，建议应加强边粒收、边烘干和边入库储藏一体化机械的研究，以满足今后规模化大面积玉米机械粒收发展的需要。