?夏玉米品種籽粒灌漿、脫水及機(jī)收特性研究

?楊瑞晗 許海濤?

摘 要：以先玉335、橋玉8號(hào)、華美1號(hào)和鄭單958這4個(gè)玉米品種為試驗(yàn)材料，研究了不同玉米品種籽粒的灌漿速率、脫水速率及機(jī)收性狀指標(biāo)。結(jié)果表明：玉米授粉后15 d籽粒灌漿速率逐漸加快，授粉35 d達(dá)最大值后緩慢下降，且均表現(xiàn)出拋物線型單峰變化特性，先玉335、橋玉8號(hào)、華美1號(hào)的平均灌漿速率分別為6.70、6.86、7.06 mg/（?！），均高于對(duì)照鄭單958;灌漿后期先玉335、橋玉8號(hào)、華美1號(hào)脫水速率均高于對(duì)照，華美1號(hào)脫水速率最快，有利于降低玉米收獲期籽粒含水量;各玉米品種落穗率為2.46%～6.01%，機(jī)收產(chǎn)量損失率為0.93%～1.79%，落籽率為0.17%～0.27%，其中鄭單958和先玉335的籽粒破碎率較高，分別為6.17%和5.24%，華美1號(hào)最低，為4.19%，籽粒雜質(zhì)率以華美1號(hào)最低，為1.21%。

關(guān)鍵詞：玉米;籽粒灌漿速率;籽粒脫水速率;籽粒機(jī)械化收獲;破碎率;雜質(zhì)率

中圖分類號(hào)：S513文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-060X（2020）05-0013-04

Study on the Characteristics of Grain Filling， Dehydration and Mechanical

Harvesting-of Summer Maize

YANG Rui-han，XU Hai-tao

（Zhumadian Academy of Agricultural Sciences; Zhumadian Comprehensive Experimental Station， Henan Maize Industrial

Technology System， Zhumadian 463000， PRC）

Abstract：Four maize varieties， Xianyu 335， Qiaoyu No.8， Huamei No.1 and Zhengdan 958， were used as experimental materials to study the filling rate， dehydration rate and mechanical harvest index of different maize varieties. The results showed that 15 days after pollination， the filling rate of maize increased gradually. After 35 days of pollination， it reached the maximum value and then decreased slowly， and all of them show the characteristics of parabolic single peak change. The average filling rates of Xianyu 335， Qiaoyu No.8 and Huamei No.1 were 6.70， 6.86 and 7.06 mg/grain·d， respectively， which were higher than that of Zhengdan 958. The dehydration rate of Xianyu 335， Qiaoyu No.8 and Huamei No.1 were higher than that of the control in the late stage of grain filling， and Huamei No.1 was the fastest， which was beneficial for reducing the water content of maize grain in the harvest period. The ear drop rate was 2.46% ～ 6.01%， the yield loss rate of machine harvest was 0.93%-1.79% and the seed drop rate was 0.17%-0.27% for all maize varieties， among which the seed breakage rate of Zhengdan 958 and Xianyu 335 was higher， 6.17% and 5.24% respectively， the lowest was 4.19% for Huamei No.1， and the lowest grain impurity rate was 1.21% for Huamei No.1.

Key words： maize; grain filling rate; grain dehydration rate; grain mechanized harvest; breakage rate; impurity rate

玉米是河南省重要的糧食作物，常年種植面積超過(guò)290萬(wàn)hm2，種植面積及產(chǎn)量約占全國(guó)的10%[1-2]。人工收獲是玉米生產(chǎn)過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度最大的環(huán)節(jié)，約占全部勞動(dòng)力投入的50%以上[3]。

隨著農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)量的增加，土地經(jīng)營(yíng)規(guī)模不斷增大，而城市化進(jìn)程的發(fā)展又促使農(nóng)村勞動(dòng)力向外轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力緊缺。因此，玉米機(jī)械化收獲水平已成為影響玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，玉米直接機(jī)械化粒收必然成為玉米生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)[4]。近幾年我國(guó)玉米機(jī)械化播種率已達(dá)80%，而機(jī)械化收獲率不高，2015年機(jī)械收穗率只有63%，機(jī)械粒收比例不到5%[5]。玉米全程機(jī)械化收獲可以降低工作量，減少勞動(dòng)力投入及勞動(dòng)強(qiáng)度。目前玉米品種繁多，且農(nóng)戶對(duì)玉米品種的選擇比較盲目，因此缺乏系統(tǒng)可靠的大田品種特性數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)玉米機(jī)械收獲[6]。基于此，筆者分析了適宜機(jī)械收獲的夏玉米品種的灌漿脫水特性及機(jī)收性狀指標(biāo)，以期為夏玉米機(jī)械化收獲大面積推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年在駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)試驗(yàn)站（114°02′ E，32°98′ N）進(jìn)行，該區(qū)地處亞熱帶暖溫帶過(guò)渡區(qū)域，屬典型大陸性季風(fēng)型半濕潤(rùn)氣候。前茬作物為小麥，供試土壤質(zhì)地為粘壤（0～20 cm），基本理化性狀：pH值為6.4，有機(jī)質(zhì)為18.27 g/kg，全氮為2.01 g/kg，堿解氮為58.39 mg/kg，有效磷（P2O5）為14.83 mg/kg，速效鉀（K2O）為59.25 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試玉米品種有緊湊類型先玉335、河南省機(jī)收玉米區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照品種橋玉8號(hào)、早熟耐密宜機(jī)收類型華美1號(hào)及廣適類型鄭單958。供試肥料為尿素（N含量46%）、硫酸鉀（K2O含量51%）和過(guò)磷酸鈣（P2O5含量16%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用大區(qū)種植，以便于機(jī)械收獲。田間隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)品種設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積300 m2，行長(zhǎng)100 m，行寬0.6 m，5行一區(qū)，小區(qū)四周設(shè)4行保護(hù)區(qū)。先玉335、橋玉8號(hào)、華美1號(hào)和鄭單958的種植密度分別為6.75萬(wàn)、6.00萬(wàn)、7.50萬(wàn)和6.75萬(wàn)株/hm2。播種前準(zhǔn)備尿素225 kg/hm2，其中40%作為基肥，60%作為追肥在拔節(jié)期施入;過(guò)磷酸鈣75 kg/hm2，氯化鉀150 kg/hm2，作為基肥一次性施入。

各品種均于6月5日播種，6月11日出苗，9月28日采用福田雷沃谷神CB40收割機(jī)直接機(jī)收玉米籽粒，各小區(qū)收割中間3行，為降低試驗(yàn)誤差，各小區(qū)由同一農(nóng)機(jī)操作人員收割，統(tǒng)一收獲長(zhǎng)度100 m，收割速度控制在0.8 m/s。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

參照柯福來(lái)法[7]測(cè)定玉米籽粒灌漿過(guò)程，每小區(qū)在玉米吐絲前選取生長(zhǎng)整齊、高度基本一致的邊行玉米植株150株掛牌進(jìn)行標(biāo)記，并記錄吐絲日期;自授粉15 d開(kāi)始，每隔10 d取果穗1次，直至授粉后55 d，每次取5個(gè)果穗;將果穗全部脫?；旌暇鶆蚝箅S機(jī)數(shù)取500粒稱鮮粒重，105℃殺青30 min，再在75℃下烘干36 h至恒重，稱干粒重。

每小區(qū)隨機(jī)取3個(gè)樣點(diǎn)直接機(jī)械化收獲，每樣點(diǎn)長(zhǎng)3 m，3行幅寬1.8 m;人工收集樣點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的落穗和落籽粒并稱重，計(jì)算落穗率和落籽率[3]。

收獲后每小區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)面積5.4 m2（1.8 m×3 m），通過(guò)人工撿拾田間損失的籽粒并稱重，計(jì)算機(jī)械化收獲產(chǎn)量損失率[6]。

各小區(qū)隨機(jī)選取收割機(jī)倉(cāng)內(nèi)3份玉米籽粒樣品各1 kg，人工分揀破碎籽粒、完整籽粒及雜質(zhì)，分別稱重，計(jì)算籽粒破碎率、籽粒雜質(zhì)率[8]。

籽粒灌漿速率[mg/（?！）]=（后1次取樣單粒干重-前1次取樣單粒干重）/2次取樣間隔天數(shù)

籽粒含水量（%）=（籽粒鮮重-籽粒干重）/籽粒鮮重×100

籽粒脫水速率（%/d）=（前1次籽粒含水量-后1次籽粒含水量）/2次取樣間隔天數(shù)

落穗率（%）=單位面積落穗粒重/單位面積籽粒重×100

落籽率（%）=單位面積落籽粒重/單位面積籽粒重×100

機(jī)械化收獲產(chǎn)量損失率（%）=單位面積損失玉米籽粒重/（單位面積損失玉米籽粒重+單位面積機(jī)械化收獲玉米籽粒重）×100

籽粒破碎率（%）=樣品中破碎籽粒重/樣品籽?？傊亍?00

籽粒雜質(zhì)率（%）=樣品中雜質(zhì)重量/樣品籽?？傊亍?00

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型玉米品種籽粒灌漿速率的變化

灌漿是玉米生育進(jìn)程中極為關(guān)鍵的生長(zhǎng)發(fā)育階段，玉米籽粒基因型和外部環(huán)境條件對(duì)籽粒灌漿速率產(chǎn)生共同影響，灌漿速率及時(shí)長(zhǎng)對(duì)玉米干物質(zhì)的積累量起決定作用[9-10]。由圖1可知：不同類型玉米品種授粉后15 d灌漿速率逐漸加快，授粉35 d達(dá)最大值后緩慢下降，灌漿速率最快是在授粉后35 d左右，且均表現(xiàn)出拋物線型單峰變化特性。授粉35 d，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)灌漿速率分別為9.2、9.4和9.0 mg/（?！），比對(duì)照鄭單958分別增加了4.55%、6.82%和2.27%。授粉15～35 d，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)灌漿速率日均分別增加0.23、0.23和0.18 mg/（粒·d），而授粉后35～55 d，灌漿速率日均分別降低了0.22、0.23和0.24 mg/（粒·d）。灌漿期間，平均灌漿速率先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)分別為6.70、6.86和7.06 mg/（?！），均高于對(duì)照鄭單958。

2.2 不同類型玉米品種籽粒脫水速率的變化

籽粒脫水是指玉米生理成熟之后籽粒含水量逐漸下降的過(guò)程，在生理成熟后期，籽粒脫水速率較快的玉米更有益于機(jī)械化收割，因此籽粒脫水速率快也是適宜機(jī)械化收獲玉米品種應(yīng)具備的特征之一[11]。由圖2可知：不同類型玉米品種籽粒脫水速率均表現(xiàn)出灌漿前期脫水快后期脫水慢的趨勢(shì)，但品種間不同灌漿期脫水速率變化有差異。授粉15～25 d，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)籽粒脫水速率分別為2.37%/d、

2.49%/d和2.23%/d，先玉335和華美1號(hào)比對(duì)照鄭單958分別減少了1.66%和7.47%，橋玉8號(hào)則比對(duì)照增加了3.32%，灌漿前期，橋玉8號(hào)脫水速率高于對(duì)照，而先玉335和華美1號(hào)比對(duì)照低。授粉45～55 d，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)籽粒脫水速率分別為0.61%/d、0.59%/d和0.78%/d，比對(duì)照分別增加了52.5%、47.5%和95.0%，灌漿后期，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)脫水速率均比對(duì)照高，華美1號(hào)后期脫水速率最高，有利于降低收獲時(shí)籽粒含水量，適合機(jī)械化收獲玉米品種的要求，宜于機(jī)械化收獲。華美1號(hào)和先玉335屬于灌漿前期脫水慢，后期脫水快的品種，橋玉8號(hào)前期保持較高脫水速度后期有所降低。

2.3 不同類型玉米品種落穗、落籽、機(jī)收產(chǎn)量損失比較

由圖3可知：不同類型玉米品種落穗、落籽、機(jī)收產(chǎn)量損失有一定差異。各品種落穗率為2.46%～6.01%，鄭單958落穗率最高，分析原因可能是成熟時(shí)青枯病發(fā)生嚴(yán)重，部分莖稈中空變軟發(fā)生倒伏倒折導(dǎo)致落穗率偏高，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)落穗率比對(duì)照分別降低了23.96%、46.92%和59.01%，華美1號(hào)落穗率最低。不同類型玉米品種落籽率差異不明顯，各品種落籽率變幅為0.17%～0.27%，均小于1%機(jī)械化收割對(duì)玉米籽粒的條件標(biāo)準(zhǔn)，先玉335落籽率最高，比對(duì)照鄭單958高0.03個(gè)百分點(diǎn)，橋玉8號(hào)和華美1號(hào)比對(duì)照鄭單958分別降低了0.06和0.07個(gè)百分點(diǎn)。不同類型玉米品種機(jī)收產(chǎn)量損失率差異顯著，機(jī)收產(chǎn)量損失率范圍在0.93%～1.79%，鄭單958最高，與其他品種相比脫水速率后期稍低，后期病害較重，進(jìn)而影響到機(jī)械化收割效果，華美1號(hào)和橋玉8號(hào)機(jī)收產(chǎn)量損失率相對(duì)較低，分別為0.93%和1.07%，比對(duì)照鄭單958分別降低了0.86和0.72個(gè)百分點(diǎn)。

2.4 不同類型玉米品種籽粒破碎率、籽粒雜質(zhì)率比較

玉米籽粒破碎率、玉米籽粒雜質(zhì)率是機(jī)械化粒收質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，破碎玉米籽粒降低了玉米商品等級(jí)以及售賣價(jià)格，增加機(jī)收玉米產(chǎn)量損失，致使玉米收獲產(chǎn)量下降[5]。由圖4可知：不同類型玉米品種籽粒破碎率、雜質(zhì)率表現(xiàn)明顯差異，鄭單958和先玉335籽粒破碎率比較高分別為6.17%和5.24%，橋玉8號(hào)和華美1號(hào)較低，但二者差異不明顯，華美1號(hào)最低為4.19%，玉米籽粒破碎率高可能與玉米籽粒自身特性、籽粒含水量、籽粒脆性、厚度及品質(zhì)、苞葉厚薄、籽粒松緊程度有關(guān)[12]。不同類型玉米品種籽粒雜質(zhì)率在1.21%～2.86%之間，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)籽粒雜質(zhì)率均比對(duì)照低，華美1號(hào)最低，比對(duì)照鄭單958低1.65個(gè)百分點(diǎn)，先玉335和橋玉8號(hào)分別比對(duì)照鄭單958分別低1.49和0.78個(gè)百分點(diǎn)。

3 結(jié)論與討論

柯福來(lái)等[7]研究認(rèn)為玉米籽粒灌漿速率與產(chǎn)量緊密相關(guān)，籽粒高灌漿速率是玉米高產(chǎn)群體籽粒較重關(guān)鍵因素，而吳春勝[13]研究表明玉米籽粒重及最終產(chǎn)量差異相比于籽粒灌漿速率的高低，其灌漿持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短起決定作用。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同類型玉米品種授粉15 d后籽粒灌漿速率逐漸加快，授粉35 d達(dá)最大值，之后緩慢下降;灌漿速率最快是在授粉后35 d左右，且均表現(xiàn)出拋物線型單峰變化特性;授粉15～35 d，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)灌漿速率分別增加0.23、0.23和0.18 mg/（?！），而授粉后35～55 d，灌漿速率日均分別降低了0.22、0.23和0.24 mg/（?！）。

王志紅等[11]研究認(rèn)為品種、種質(zhì)特性、農(nóng)藝特征、果穗及品質(zhì)均可直接或間接對(duì)玉米籽粒脫水速率產(chǎn)生一定影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同類型玉米品種籽粒脫水速率均表現(xiàn)出灌漿前期脫水快、后期脫水慢的趨勢(shì)，但品種間不同灌漿期脫水速率變化有差異，授粉45～55 d，先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)籽粒脫水速率分別為0.61%/d、0.59%/d和0.78%/d，比對(duì)照分別增加了52.5%、47.5%和95.0%，灌漿后期先玉335、橋玉8號(hào)和華美1號(hào)脫水速率均比對(duì)照高，華美1號(hào)后期脫水速率最高，有利于降低收獲時(shí)籽粒含水量，適合機(jī)械化收獲玉米品種的要求，宜于機(jī)械化收獲。

不同類型玉米品種落穗、落籽、機(jī)收產(chǎn)量損失有一定差異，落穗率為2.46%～6.01%，機(jī)收產(chǎn)量損失率為0.93%～1.79%，落籽率為0.17%～0.27%，華美1號(hào)機(jī)收產(chǎn)量損失率最低，為0.93%，落穗率最低，為2.46%，鄭單958和先玉335籽粒破碎率比較高，分別為6.17%和5.24%，橋玉8號(hào)和華美1號(hào)較低但二者差異不明顯，華美1號(hào)最低，為4.19%，華美1號(hào)籽粒雜質(zhì)率最低，為1.21%。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王友華，許 波，許海濤. 生物炭對(duì)夏玉米形態(tài)指標(biāo)、生理特性和產(chǎn)量性狀的影響[J]. 河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，45（5）：1-7.

[2] 黃 璐，喬江方，劉京寶，等. 夏玉米不同密植群體抗倒性及機(jī)收指標(biāo)探討[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2015，30（2）：198-201.

[3] 謝瑞芝，雷曉鵬，王克如，等. 黃淮海夏玉米子粒機(jī)械收獲研究初報(bào)[J]. 作物雜志，2014（2）：76-79.

[4] 岳海旺，卜俊周，陳淑萍，等. 河北省低平原區(qū)不同夏玉米品種灌

漿、脫水、子粒機(jī)收特性的研究[J]. 玉米科學(xué)，2018，26（1）：50-55.

[5] 李少昆. 我國(guó)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量影響因素及粒收技術(shù)的發(fā)展方向[J].

石河子大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，35（3）：265-272.

[6] 李 娜，邱 牧，黃進(jìn)勇，等. 魯西地區(qū)適宜機(jī)收玉米品種特征特性研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，46（7）：55-58.

[7] 柯福來(lái)，馬興林，黃瑞冬，等. 種植密度對(duì)先玉335群體子粒灌漿特征的影響[J]. 玉米科學(xué)，2011，19（2）：58-62，66.

[8] 李 川，喬江方，谷利敏，等. 影響玉米籽粒直接機(jī)械化收獲質(zhì)量的生物學(xué)性狀分析[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2015，30（6）：164-169.

[9] 馮漢宇，孫 健，周順利，等. 2種熟型玉米籽粒灌漿特性及其與產(chǎn)量關(guān)系的比較研究[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2007，22（S1）：135-139.

[10] 張守華，孫克仕，李 毅，等. 玉米灌漿異常原因分析及防止措施[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008（24）：221.

[11] 王志紅，周福民，郭 華，等. 玉米籽粒脫水速率研究分析及種質(zhì)改良策略[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2015，5（7）：15-18.

[12]程建梅，趙連峰，鹿紅衛(wèi)，等. 浚單系列玉米品種機(jī)收特性研究[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊，2016（9）：53-55.

[13] 吳春勝. 超高產(chǎn)玉米灌漿速率與干物質(zhì)積累特性研究[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（4）：382-385，400.

（責(zé)任編輯：肖彥資）

收稿日期：2020-03-09

基金項(xiàng)目：河南現(xiàn)代玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系駐馬店綜合試驗(yàn)站建設(shè)項(xiàng)目（Z2019-02-04）

作者簡(jiǎn)介：楊瑞晗（1981—），女，河南駐馬店市人，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

通信作者：許海濤