张 昊， 郝春雷， 董 喆， 郑 伟， 边丽梅， 张丽妍， 慈艳华， 孟繁盛

(赤峰市农牧科学研究院， 内蒙古 赤峰 024031)

玉米是世界重要的粮食作物，还是重要的饲料、工业原料和新兴的能源作物。玉米也是内蒙古自治区第一大粮食作物，2017年内蒙古自治区玉米种植面积达到371.6万hm2，占内蒙古自治区粮食作物种植面积的54.8%，产量占粮食总产量的76.74%[1]。近年来，制约我国玉米生产发展的主要瓶颈是机械收获，特别是籽粒直收。目前，我国玉米机械收获主要以摘穗为主，直接粒收比例不足5%，主要分布在新疆、黑龙江和内蒙古东北部玉米产区[2]。玉米籽粒收获能一次完成玉米收割、脱粒，减少了晾晒、脱粒等环节，既省时又省力，还可以大大减轻农民劳动强度，降低劳动力投入，节约生产成本[3]。玉米机械粒收质量问题，如杂质率、破碎率、落粒率、落穗率等指标是限制籽粒直收发展的主要因素[4-5]。研究表明，破碎率与籽粒含水率显著正相关，随着含水率增大而增大[6-7]，从而影响机械收获质量。籽粒含水量与籽粒生理成熟后的脱水速率密切相关[8-9]，且品种间差异显著[10-11]；温度和光照与收获期籽粒含水量也呈极显著正相关[12]；倒伏、倒折在造成产量损失的同时还影响机械收获效率[13]。本研究选择内蒙古中东部地区的主栽品种和苗头品种为试材，分析影响玉米籽粒直收质量的指标(籽粒含水量、破损率、杂质率等)，筛选出适合该地区玉米籽粒机械化收获的玉米品种，推动玉米机械化籽粒直收技术的普及推广，并为玉米产业的转型升级和竞争力的提升提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验设计

试验于2017—2018年连续2个生长季在赤峰市农牧科学研究院10号试验基地(41.30°N，118.87°E)开展田间试验。以目前生产中表现较好的玉米品种为试验材料，采用随机排列法，种植方式为全膜双垄沟播膜下滴灌，小区面积21.6 m2，2次重复，小区周围设4行保护行。机械覆膜施肥，肥料为硫包衣缓控释肥(N∶P2O5∶K2O=25∶15∶10)，施用量600 kg·hm-2，点播器人工种植，密度75 000株·hm-2。2017年5月10日播种，9月29日收获；2018年5月16日播种，10月23日收获。2年降雨量和积温分别为352.3 mm、2 930.9 ℃和330.3 mm、3 164.3 ℃。供试品种见表1。

1.2 测试方法

1.2.1人工测产与籽粒含水量测定方法

先玉335、利禾1、京科968于生理成熟期前5 d开始在每小区随机取5个果穗，直收直脱，测定籽粒含水量，每5 d测定1次，共计8次。其余品种在成熟期和收获期测定籽粒含水量。收获期，每小区收获中间4行，调查收获面积内的总株数、双穗数、空杆数、落穗数；人工摘穗，测定全部收获穗的穗鲜重；同步进行机械脱粒，测定粒鲜重、籽粒含水量(重复3次)，随机取样测定杂质重、破碎粒重、破损粒重，分别计算其比率。

表1 2017年和2018年供试的玉米品种

年度参试品种合计/个2017迪卡159金艾130金科玉3306利禾5号金园5号京科968利禾3西蒙6号金科玉3308KD5112秋乐368农华101利禾503号大民3307先玉1213NK718丰田101号农富99先玉1331种星618五谷704金园15CF22号华农887大丰30号种星7号五谷568吉农大401P6512赤单228登海618先玉335五谷318利禾1号MC703利禾6362018先玉335地乐3号宏博701和新9秋乐368泽亿1号利禾1号宏博691LH501五谷704登海618西蒙175京科968地乐2号博金100DF617农华101R5156迪卡159LH502富成265DF607郁青257P6512利禾5丰田608金科玉3308KD5112金园5丰田101五谷31831

注：加粗品种为2年共有品种。

1.2.2统计分析方法

数据处理及统计分析采用Excel 2010软件和SPSS 20.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同时期收获玉米籽粒含水率的变化

从图1可以看出，生理成熟期所有品种的籽粒含水量都高于25%，其中，迪卡159和五谷318的籽粒含水量分别为26.05%和25.2%；到收获期(10月23日)，所有品种的籽粒含水量都低于25%，除个别品种外籽粒含水量都低于20%，籽粒含水量介于20%～25%之间的品种有京科968、泽亿1号、西蒙175、郁青257和和新9。

图1 不同生育时期籽粒含水量比较

对不同品种、不同时期籽粒含水量分析如图2所示，3个品种分别为先玉335、利禾1、京科968，籽粒含水量均随生育进程的推迟呈线性下降趋势，决定系数分别为0.939 0、0.906 5和0.917 5。

在不同年份和供试品种条件下，2年品种筛选试验的结果如图3所示，2017年收获时间为9月29日，36个品种的平均籽粒含水量为24.58%；2018年收获时间为10月23日，31个品种的平均籽粒含水量为18.34%，说明玉米籽粒含水率总体随收获时间的推迟呈下降趋势。67个供试品次籽粒含水率≤28%的有65个，占97%；≤25%的有53个，占79.1%。

图2 先玉335、利禾1、京科968不同时期籽粒含水量变化

图3 不同收获时期玉米籽粒含水量

2.2 玉米产量和籽粒含水率的品种分类

表3 玉米机械粒收适宜品种的表现

品种年份播种日期/(月-日)收获日期/(月-日)播种—收获天数/d收获时籽粒含水量/%倒伏率/%倒折率/%产量/(kg·hm-2)登海618201705-1009-2914221.38—0.6016618.5201805-1610-2316019.051.61.9014047.5迪卡159201705-1009-2914224.40——17095.5201805-1610-2316016.65—1.2014929.5金科玉3308201705-1009-2914224.05—3.1014971.5201805-1610-2316017.900.61.3015415.5利禾1201705-1009-2914223.500.83.715730.5201805-1610-2316018.551.61.9014250.0丰田101201705-1009-2914228.00—4.9015096.0201805-1610-2316019.50—2.9014971.5先玉335(ck1)201705-1009-2914223.356.80.8015687.0201805-1610-2316016.6010.42.6012885.0京科968(ck2)201705-1009-2914231.45—4.2010839.0201805-1610-2316022.35100—11440.5

67个供试玉米品次的籽粒含水量和产量结果见图4，其中平均籽粒含水量为21.46%，平均产量为13 939.5 kg·hm-2，参试品种籽粒含水量和产量之间总体不存在显著相关关系。将2年67个品次的试验结果利用籽粒含水量和产量2个指标和双向平均作图法进行分类统计[3]，结果表明，位于第Ⅰ象限的品种21个，占31.3%；位于第Ⅱ象限的品种14个，占20.9%；位于第Ⅲ象限的品种20个，占29.9%；位于第Ⅳ象限的品种12个，占17.9%。

图4 供试玉米品种籽粒含水量与产量分布图

2.3 适宜机械粒收玉米品种的筛选

根据产量水平和籽粒含水量双向平均作图结果进行品种筛选，结果显示，登海618在2年试验中均处于第Ⅰ象限，稳定表现出产量高于平均值、含水量低于平均值，可以作为适宜机械粒收品种。

2年中处于第Ⅱ象限和第Ⅰ象限的品种有4个，分别为迪卡159、金科玉3308、利禾1和丰田101，可作为较适宜机械粒收品种。在2017年，这4个品种处在第Ⅰ象限是因为收获期较早，如果适当延长收获期，籽粒含水量能降到均值以下。

2.4 籽粒含水率与主要收获质量指标之间的相关性

籽粒含水量、破碎率、杂质率和破损率之间的相关分析结果(表2)表明，籽粒破碎率、破损率和杂质率与籽粒含水量之间均呈极显著正相关，其中破损率和破碎率与籽粒含水量的关系最密切，说明籽粒含水量是影响玉米机械粒收质量的主要因素。破碎率与破损率也呈极显著正相关关系。杂质率和破损率也呈极显著正相关关系。

表2 籽粒含水量与杂质率、破损率和破碎率间的相关系数

指标杂质率破损率破碎率籽粒含水量杂质率1破损率0.192*1破碎率0.0610.709**1籽粒含水量0.253**0.660**0.502**1

注：“*”在0.05 水平上差异显著，“**”在0.01 水平上差异显著。

2.5 适宜机械粒收玉米品种的表现

由表3可知，宜机收品种产量与对照品种先玉335产量相当，籽粒含水量相当。2018年受大风天气影响，先玉335和京科968发生不同程度的倒伏和倒折，各个宜机收品种的产量均高于对照品种先玉335和京科968。

2.6 玉米生理成熟期后的田间站秆晾晒脱水

2018年供试的31个品种收获时平均籽粒含水量已下降到18.34%。熟期最早的利禾5于9月17日达到生理成熟，在10月23日收获时，经过田间站秆晾晒36 d，籽粒含水量已经下降至15.65%；生育期最长的泽亿1号于9月29日达到生理成熟，至10月23日收获，站秆晾晒24 d，籽粒含水量也下降到了20.2%，处于适合机械化粒收的籽粒含水量范围。

表4 2018年供试玉米生理成熟期与收获时籽粒含水量

品种生理成熟期/月-日籽粒含水量/%生理成熟至收获持续时间/d先玉33509-1816.6035利禾1号09-2218.5531京科96809-2822.3525迪卡15909-2416.6529利禾509-1715.6536秋乐36809-2817.1025登海61809-2119.0532农华10109-2219.2031KD511209-1919.0034地乐3号09-2717.5026宏博69109-2119.7532地乐2号09-1916.6534LH50209-2016.1033丰田60809-2818.5525泽亿1号09-2920.2024西蒙17509-2220.2531R515609-2018.0533郁青25709-2620.8027宏博70109-2619.8027LH50109-2819.2025博金10009-2719.9526富成26509-1817.6535金科玉330809-1817.9035五谷31809-2114.7032P651209-2516.0528丰田10109-2519.5028金园509-2618.3027和新909-2220.5531五谷70409-1816.9035DF61709-2017.5533DF60709-2818.4025

3 结论与讨论

玉米收获时籽粒含水量影响机械收获质量，在增加籽粒破碎率、杂质率和损失率的同时增加烘干、贮藏和运输成本，易引起霉变，从而影响玉米品质。研究表明，籽粒含水量在17%～25%时最适宜机械粒收[4,14-15]，破碎率、杂质率和损失率等机收质量指标较高。据此，在本研究条件下，根据产量水平和籽粒含水量双向平均作图结果进行品种筛选，期望筛选出产量高、籽粒含水量低的品种。

目前，燕山北部丘陵温热区生产中主要种植品种在9月下旬至10月初达到完全生理成熟，经过3～5周的田间站秆脱水，在10月下旬籽粒含水量已降到25%以下，完全适合机械化粒收，本研究筛选出登海618、迪卡159、金科玉3308、利禾1和丰田101，可作为适宜机械粒收品种。而在本研究中仅开展了1年试验且表现较好，其中包括产量高、籽粒含水量低的品种地乐3号、泽亿1号、西蒙175、宏博701、博金100、和新9和DF 607，但由于上述品种只经过1年测试，其稳定性需进一步试验。通过本研究表明，在不改变熟期的前提下可以通过适当延长采收期即能达到机械粒收的标准，而再此基础上就需要关注后期茎秆衰老和抗玉米螟、茎腐病品种的选育，以及控制倒伏与落穗等问题。