苏北夏玉米机械粒收品种筛选与制约因素探讨
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作者:邵青 刘冬玲 孔令杰
摘要： 农业生产机械化已是现代农业发展的必然趋势，玉米机械收获特别是粒收水平低是制约我国玉米全程机械化的瓶颈。筛选熟期早、脱水快的品种尤为重要，通过对13个品种机械粒收特性进行分析，初步筛选出7个品种。生产对机械粒收技术的需求逐步增强，须要继续完善品种、种植规模、种植模式、配套条件、收获机械等条件，克服粒收技术的制约因素，推动机械粒收技术的推广应用。
关键词： 苏北;夏玉米;品种筛选;机械粒收技术;因素分析
中图分类号：S513.037 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2020）05-0076-04
苏北夏玉米区地处我国黄淮海玉米区的南部，种植制度以小麦—水稻（玉米）1年2熟模式，玉米种植面积近40万hm2。劳动力数量和质量下降，一度成为制约该区域农业生产效率提高的主要限制因素，玉米生产的全程机械化生产技术的推广利用有效缓解了这一问题，江苏省相继推进玉米全程机械化生产示范县和粮食生产全程机械化示范县。但玉米收获的机械化水平低、粒收质量差，尤其是机械化收获的籽粒含水率高、损失大、破损率高，制约了玉米生产全程机械化质量的提高及普及利用[1-3]。收获时籽粒含水率多在30%以上，未能达到机械粒收籽粒含水率的要求，制约着黄淮海夏玉米区北部的机械粒收，但是黄淮海南部的皖北、苏北和豫南地区，秋季热量资源充足，传统玉米生产方式浪费了20 d左右的热量资源，通过引导农民改变种植习惯，筛选后期抗倒品种、延迟玉米收获、促进玉米籽粒成熟和熟后脱水，当前主栽熟期的品种完全可以脱水至适合机械粒收的含水率范围[4-5]。本研究通过调查玉米收获期籽粒含水率、产量和机械收获籽粒的损失率等指标，对品种的宜机收性能进行综合评价，筛选出适宜在淮北地区的机械粒收品种，探讨苏北夏玉米机械粒收的可行性。
1 材料与方法
1.1 试验地点与试验材料
试验地点位于江苏省连云港市赣榆区班庄镇，该地区位于黄淮海夏玉米区的南部、江蘇省夏玉米区的北部，地处南北过渡区域。
试验品种为国家玉米产业技术体系开展宜机收品种筛选试验统一供种和当地主推品种2个部分，分别为苏玉29、苏玉37、苏玉41、焦点玉1301、金大丰1906、苏试51417、吉单66、先玉047、SK567、迪卡517、登海618、泽玉8911、京农科728。
1.2 试验设计
试验采用大区比较试验，每个品种种植8行，行长210 m，行距0.65 m，小区面积1 092 m2，种植密度6.75万株/hm2。
1.3 调查项目与方法
1.3.1 绿叶数与单位面积穗数
收获前，按照绿叶比例统计玉米植株每张叶片的绿叶比例，全部绿叶记为1，全部干枯记为0，绿叶一半记为0.5，单株绿叶数为所有绿叶数总和，每个品种连续调查10株玉米的绿叶数。
收获前，每个小区选5点调查连续20 m的株数、空秆数、双穗数，计算单位面积穗数。连续收获10穗进行室内考种，得到穗粒质量、千粒质量等数据。
1.3.2 产量与机收特性
每个参试品种全区机收计产，随机抽取收获机仓内的籽粒样品2 kg，使用PM8188谷物水分测定仪测定籽粒含水率。手工分拣将其分为籽粒和杂质（非籽粒）2个部分，分别称质量;再根据籽粒完整性，将其分为完整籽粒和破损籽粒，并分别称质量。据此计算机械收获籽粒的破损率、杂质率等指标。对取样后的全小区籽粒经地磅秤称质量，通过籽粒含水率计算每个品种14%含水率下的单位面积产量。
1.3.3 机收损失率
机械收获籽粒后，每小区随机选取3个样点，每个样点取1个2 m长的割幅宽（4行）面积作为样区，收集样区内所有的落穗和落粒，并分别称籽粒质量，按照样区面积计算单位面积的落穗质量和落粒质量，计算落穗损失率、落粒损失率和总损失率。
2 结果与分析
2.1 产量
对参试品种的产量、机械粒收特性、脱水特性等主要农艺性状进行相关分析，产量与生育期、绿叶数、穗粒质量、单位面积穗数呈极显著正相关;千粒质量与产量也呈正相关，但受变幅较大影响，未达到显著水平（表1）。由于群体密度偏低和散粉期高温影响部分品种的结实，通过筛选适宜品种和加强田间管理提高单位面积穗数和穗粒质量是提高产量的重要措施。
产量与籽粒含水率、落穗损失率、落粒损失率、籽粒破损率等机械收获籽粒相关指标相关性不显著。但通过产量和籽粒含水率双坐标分析，其中SK567、京农科728、泽玉8911、先玉047、迪卡517、吉单66、登海618、金大丰1906等8个品种的籽粒含水率符合国标（GB/T 21962—2008《玉米收获机机械 技术条件》）对籽粒含水率的要求（≤25%），其中登海618和SK567的籽粒含水率低于平均值、单位面积产量水平高于平均值，位于双坐标分析的第二象限（图1）。
2.2 绿叶数对产量及机收特性的影响
[CM（20]玉米花后的持绿性可以充分发挥叶片的光合
能力，利用秋季光温资源，利于增加花后的光合积累;玉米成熟期较多的绿叶数表征了品种成熟后期较强的抗病虫害能力、抗衰老特性等抗逆性，降低了抗逆性差造成的空秆风险，因此成熟期的绿叶数与单位面积穗数、穗粒质量及产量均呈极显著正相关（r=0.71、0.69、0.70）。本试验绿叶数与籽粒含水率和杂质率呈极显著正相关（r=0.87），与籽粒破碎率呈正相关（r=0.42），较高的籽粒含水率和杂质率不利于机械直接收获籽粒。在生产实践中，后期绿叶数可作为衡量收获籽粒是否适宜的简易指标。
Bekavac提出持绿度（即绿叶面积占植株总叶面积的比例）的概念及分级标准，根据持绿度和籽粒含水率把玉米分为持绿型和为非持绿型品种[6]。本试验基于参试品种的绿叶数和籽粒含水率数据，利用最短距离法对13个玉米品种进行简单聚类分析，以欧氏距离为0.65时将参试品种分为4个不同类群：第1类群为绿叶数和籽粒含水率均较低的早熟品种京农科728、迪卡517、先玉047、泽玉8911、SK567和吉单66;第2类为绿叶数中等、籽粒含水率较低的品种登海618;第3类群为绿叶数和籽粒含水率均偏高的中晚熟品种;受本年病害影响，绿叶数较少，苏试51417被聚为第4类（图2）。 2.3 主要性状对机收特性的影响
机械粒收是我国玉米生产发展的方向，是目前制约玉米生产全程机械化的关键点。与机械粒收质量相关的主要指标包括籽粒破碎率、杂质率和损失率（包括田间落粒率和落穗率）。在本试验中，籽粒破碎率与籽粒含水率等呈正相关，但未达到显著水平，可能是受籽粒破碎率数据变异较大、样本量低的影响。籽粒机械粒收的杂质率与籽粒含水率、绿叶数和穗粒质量呈极显著正相关，收获期过高的籽粒含水率和绿叶数增加了收获机械的清筛负荷和难度，作业质量差。籽粒含水率与生育期呈极显著正相关（r=0.75），落穗率和落粒率与生育期、籽粒含水率和绿叶数等农艺性状呈负相关但未达显著水平，仍可说明早熟品种可以通过熟期增加脱水时间、降低收获时的籽粒含水率，但增加了倒伏造成的机收落穗率和落粒率。
3 机械粒收制约因素探讨
3.1 品种
传统生产方式重点关注玉米品种的稳产、高产特性，对机械粒收特性需求较弱。随着玉米生产方式的逐步转变，全程机械化生产技术得到推广，经种子精选分级，种子质量逐步适应机械化播种，但收获期玉米籽粒含水率过高显著影响籽粒收获质量和品质，且含水率越高（含水率大于19.9%时），籽粒的破碎率就越大[2]，适应当地气候的宜机收品种成为玉米机械粒收技术推广应用的制约因素。在本试验种植模式和收获条件下，13个品种籽粒含水率在19.5%～28.5%之间，品种间差异显著，符合玉米收获机机械技术条件对籽粒含水率要求的品种占参试品种的62%，可以从中筛选一些适宜机械粒收的品种。但品种的适应性和产量水平差异较大，在当地的适应性须要进一步试验观察。
有研究表明，玉米籽粒含水率在18%～23%时适宜机械粒收[2]。江苏省积温资源相对充足，通过选择熟期早、脱水快的品种控制播期和收获时间，可进一步挖掘玉米机械粒收技术的潜力[4]。农业农村部和部分省份的种子管理部门已开设机收组的品种审定渠道，为玉米的机械粒收提供品种保障。江苏省地处南北气候过渡带，极端气候多，审定的宜机收品种难以覆盖江苏独特的气候，地方农技推广部门不仅要对审定的宜机收品种进行引进试种，还要对已推广品种的机械粒收特性进一步评价筛选，为当地机械粒收做好品种储备、逐步适应机械粒收的生产需要。
本研究中当地主推品种表现生育期长、脱水慢的特点，但抗逆性、适应性强，较好地利用了当地光温资源，表现较高的产量水平，满足了农民在当前种植模式下的品种需求。虽然难以直接应用于粒收，但是可以通过适当早播和晚收，延长成熟后的站秆脱水时间，降低籽粒含水率，提高宜机械粒收特性[7-8]。
3.2 种植规模
苏北玉米种植区户均耕地面积较小、地块分散，制约玉米机械作业效率和生产效益，导致对机械粒收技术的需求较弱。为保证农民权益，土地承包到期后再延长30年;将土地的所有权、承包权和经营权写入农村土地承包法，引导农户走规模化生产的道路。农村老年劳动力农业生产能力下降，已向城镇转移的人口对土地的依赖降低，农村开始出现通过土地入股成立合作社、有偿甚至无偿转移经营权等形式自发地进行土地集中。但是起步階段的土地集中仅停留在种植规模的增加，未实现土地的连片成方，难以发挥机械化高效生产的优势;甚至来源于不同农户的田块，土地不平整、农田基础设施凌乱，降低了规模化生产低成本高效的优势。须引导农户通过转移经营权或土地置换实现土地的连片，通过政策扶持继续推进高标准农田建设，提高耕地质量，实现藏粮于地。
3.3 种植模式
江苏北部夏玉米区常年在9月下旬收获玉米，10月上旬播种小麦[9];本研究的实践经验显示，玉米在10月中旬收获，与小麦的播种未产生冲突，其间有15 d左右的时间可用于玉米籽粒站秆脱水。小麦收获一般在6月5—10日，为避免玉米粗缩病的发生，在技术推广过程中建议推迟至6月20日左右播种，随着粗缩病防治技术的推广，玉米粗缩病风险逐步降低;随着抗粗缩病品种的选育和应用，夏玉米播期可提前5～10 d，玉米的籽粒站秆脱水时间又可相应增加。机械化生产作业可以实现当天完成前茬作物的收获和下茬作物的播种工作，节约更多时间用于玉米籽粒的站秆脱水。品种、机械化水平和粗缩病防治技术的提高推动种植模式的改变，种植模式的改变也推动农机与农艺的深入融合。不仅要实现品种适宜机械化、行距配置适应机械化，还要实现收获和播种时间，甚至种植制度也要逐步适应玉米机械粒收对籽粒站秆脱水的要求。
3.4 配套条件
机械粒收技术的推广应用，重点依靠大户的推广应用。当前大户机械收获玉米籽粒的含水率超过25%，不能直接安全储存，必须经过烘干降水。而传统的房前、路边的晾晒模式，不能解决大户晾晒籽粒的困境。从产业发展来看，除了促进玉米籽粒田间站秆降水，政府应该给予相应补贴，加大仓储与籽粒烘干能力建设，妥善解决玉米收获后籽粒脱水的难题。大户开展玉米规模种植初期管理经验不足，对经营风险和自然灾害的抵御能力弱。须引导大户与收贮、加工企业签定收购合同，提高对市场波动的抵御能力;鼓励大户购买农业保险，降低自然灾害对大户的经济效益不利影响。
3.5 收获机械
现有的玉米收获机械主要为摘穗型，多为小麦收获机改造而成，往往造成机收破碎率、杂质率、损失率偏高。收获机械的性能直接影响玉米机收粒破损率、机收损失率等指标，即使同型号的机械也会因为参数的配组不当影响机收质量。在推广玉米机械粒收的过程中，不仅要提高收获机械性能，还要加强对农机手操作水平的培训。
4 小结
通过宜机收品种的筛选、土地种植规模的增加、高标准农田的改造、种植模式的调整、玉米籽粒收获机械的升级和烘干机械的普及，推广玉米机械粒收技术的时机不断成熟。玉米籽粒机械收获技术是玉米收获技术的发展方向，也是玉米由传统向现代化生产方式转变的主要标志[10]。通过进一步提高群体质量，采用“密植高产栽培方式”和“玉米籽粒直收”相结合，推广应用玉米密植高产全程机械化生产技术[11]，当地夏玉米的生产水平将进一步提高。 参考文献：
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[11]李少昆，王克如，谢瑞芝，等. 实施密植高产机械化生产 实现玉米高产高效协同[J]. 作物杂志，2016（4）：1-6.
收 稿日期：2019-02-20
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项（编号：CARS-02-72）;国家重点研发计划（编号：2017YFD0101205）;农业重大技术协同推广项目[编号：XT（18）002]。
作者简介：邵 青（1976—），女，江苏连云港人，高级农艺师，主要从事农业技术推广研究。Tel：（0518）86235281;E-mail：gyshaoqing@126.com。
通信作者：孔令杰，硕士，副研究员，主要从事玉米栽培研究。Tel：（025）84390308;E-mail：lingkj@126.com。
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