丁德芳，柴宗文，徐喜俊，莊志揚(yáng)，袁政祥，孔 融，孫多鑫，王克如，李少昆，趙貴賓

(1.甘肅省武威市涼州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 武威 733000；2.甘肅省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，甘肅 蘭州 730020；3.甘肅省酒泉市肅州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 肅州 735000；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081)

玉米是河西灌區(qū)主要種植的農(nóng)作物，當(dāng)前玉米收獲方式以機(jī)械穗收為主，收穗后還要進(jìn)行果穗剝皮、晾曬、脫粒和籽粒再晾曬等環(huán)節(jié)，費(fèi)時費(fèi)力、耗能、成本高，如若不能及時晾曬，還易發(fā)生霉變，降低玉米品質(zhì)[1-2]。近年來，玉米機(jī)械粒收技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展迅速，實(shí)現(xiàn)了玉米籽粒田間直接收獲，節(jié)省了收獲果穗后再脫粒過程，節(jié)本增效，是我國玉米收獲方式的發(fā)展趨勢[2-4]。玉米機(jī)械粒收對品種提出了相應(yīng)的要求，河西灌區(qū)目前種植的高稈、大穗、稀植型品種存在生育期長、抗倒伏能力弱、籽粒脫水速度慢和收獲時籽粒含水率過高等問題，不適合機(jī)械粒收。美國目前廣泛推廣種植的機(jī)械粒收玉米品種大多具有植株緊湊、耐密植、抗倒伏、生育期短、籽粒脫水快和收獲時含水率低等特點(diǎn)，收獲時籽粒含水率一般可下降至15%～20%[5-7]。因此，早熟、耐密、抗倒伏、籽粒脫水快的品種是機(jī)械粒收技術(shù)推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本研究主要針對河西灌區(qū)開展適宜機(jī)械收粒玉米品種的篩選，通過測試不同玉米品種產(chǎn)量水平、收獲期籽粒含水率等指標(biāo)，并結(jié)合收獲時機(jī)械粒收作業(yè)質(zhì)量評價，篩選出適宜河西灌區(qū)機(jī)械粒收的玉米品種，為區(qū)域玉米機(jī)械粒收技術(shù)的推廣提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

本研究于2014年、2015年和2017 年在位于河西灌區(qū)的武威市涼州區(qū)和酒泉市肅州區(qū)進(jìn)行，遴選國內(nèi)表現(xiàn)較好及當(dāng)?shù)刂髟缘?2個品種為供試材料，采用大區(qū)種植，每個品種種植面積0.1 hm2。涼州區(qū)試驗(yàn)地采用全膜雙壟溝灌技術(shù)，按40 cm+70 cm寬窄行種植，每壟2行，株距16 cm，行距55 cm，保苗11.25×104株·hm-2。肅州區(qū)試驗(yàn)地采用半膜平作技術(shù)，按40 cm+70 cm寬窄行種植，每壟2行，株距15 cm，行距55 cm，保苗12.13×104株·hm-2。各試驗(yàn)點(diǎn)供試品種、播種與收獲日期、收獲機(jī)械等基本情況如表1所示。收獲機(jī)型號：涼州區(qū)為“約翰迪爾C110”，配置8行無人割臺，割幅6行，收割速度0.6 m·s-1；肅州區(qū)由“花田玉溪”谷物聯(lián)合收獲機(jī)改裝安裝割臺，割幅4行，收割速度0.8 m·s-1；“中農(nóng)博遠(yuǎn)”4YL-5(籽粒型)自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)，割幅4～5行，收割速度0.7 m·s-1。

1.2 試驗(yàn)地概況

武威市涼州區(qū)試驗(yàn)地海拔1 535 m，屬井水灌區(qū)，沙壤土，前茬玉米。土壤含有機(jī)質(zhì)21.1 g·kg-1，全N 1.05 mg·kg-1，堿解氮120 mg·kg-1，有效磷18.5 mg·kg-1，速效鉀102 mg·kg-1，pH值8.5。

酒泉市肅州區(qū)試驗(yàn)地海拔1 420 m，屬井河混灌區(qū)，灌漠土，前茬玉米。土壤含有機(jī)質(zhì)14.26 g·kg-1，堿解氮67.5 mg·kg-1，有效磷17.9 mg·kg-1，速效鉀166 mg·kg-1，pH值8.6。

1.3 田間調(diào)查與測產(chǎn)

選擇長勢均勻的采樣區(qū)域，收獲前調(diào)查 10 m行長的株數(shù)，計算收獲密度；連續(xù)選取20株，測量株高、穗位高，并取下全部果穗，調(diào)查行粒數(shù)、穗行數(shù)，稱量果穗籽粒重，用 PM8188 谷物水分測定儀測定籽粒含水率，3次重復(fù)，取其平均值。

1.4 收獲質(zhì)量評價

對每個供試品種分別進(jìn)行機(jī)械粒收并測定籽粒含水率、破碎率等指標(biāo)。參考柴宗文等[8]方法，在測試地塊，隨機(jī)取每品種收割地塊機(jī)倉內(nèi)收獲的籽粒樣品約2kg，首先用PM8188水分測定儀測定含水率，重復(fù)5次，然后稱重量，手工分揀完整粒、破粒，分別稱量，計算籽粒破碎率，3次重復(fù)。

籽粒破碎率(%)=樣品中破碎籽粒的質(zhì)量(kg)/樣品籽?？傎|(zhì)量(kg)×100。

表1 試驗(yàn)設(shè)計及栽培管理

1.5 調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法

用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)計算和作圖，用SPSS 23進(jìn)行相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于產(chǎn)量和籽粒含水率的玉米品種篩選

各試點(diǎn)玉米供試品種產(chǎn)量與籽粒含水率結(jié)果如表2所示，在同一年份各參試品種之間產(chǎn)量、籽粒含水率變幅較大，各品種之間產(chǎn)量最大相差9 862 kg·hm-2，籽粒含水率最大相差13.8%。不同玉米品種收獲時籽粒含水率不同，尤其在生長后期籽粒脫水速度也不同。根據(jù)研究，玉米籽粒脫水慢、收獲時籽粒含水率過高的品種都不適合機(jī)械粒收[8]。因此，篩選單產(chǎn)水平高、產(chǎn)量穩(wěn)定性好、脫水快、籽粒含水率低的品種是機(jī)械粒收技術(shù)推廣的關(guān)鍵。

根據(jù)產(chǎn)量水平和收獲時籽粒含水率2個指標(biāo)，采用雙向平均作圖法[9]將測試品種劃歸為4類，其中，位于第Ⅰ象限的品種表現(xiàn)為籽粒含水率和單產(chǎn)水平均高于平均值；位于第Ⅱ象限的品種為籽粒含水率低于平均值、單產(chǎn)高于平均值；位于第Ⅲ象限的品種為籽粒含水率和單產(chǎn)均低于平均值；位于第Ⅳ象限的品種為籽粒含水率高于平均值、單產(chǎn)低于平均值。適合機(jī)械粒收的品種是單產(chǎn)水平高、脫水快的品種，即位于第Ⅱ象限的品種。

將位于第Ⅱ象限的品種匯總于表3，可以看出在122個參試品種(次)中，籽粒含水率低于平均值、單產(chǎn)高于平均值的品種合計33個，占比27.0%。由表3結(jié)果統(tǒng)計在2個點(diǎn)次以上都能位于第Ⅱ象限、年度間表現(xiàn)出穩(wěn)定性較好的品種包括迪卡517、登海618、先玉335、迪卡519、農(nóng)華101、農(nóng)華106和聯(lián)創(chuàng)808等7個品種，這些品種表現(xiàn)出收獲時單產(chǎn)水平高、籽粒含水率低的特點(diǎn)，可以作為機(jī)械粒收的初步推薦品種。

表2 供試玉米產(chǎn)量和籽粒含水率

2.2 基于籽粒含水率與破碎率的玉米品種分類

對各試點(diǎn)選出的籽粒含水率低于平均值、單產(chǎn)水平高于平均值的品種進(jìn)行機(jī)械粒收質(zhì)量評價，結(jié)果表明(圖1)，供試品種破碎率均值為8.9%，籽粒含水率均值為26.5%，籽粒含水率與破碎率之間呈現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)關(guān)系(p<0.01)，兩者擬合方程為y=0.0941x2-4.1105x+51.1，R2=0.4323**，說明含水率高是導(dǎo)致破碎率高的重要因素。進(jìn)一步利用籽粒含水率和破碎率按雙向平均值分析法(圖1)分析，籽粒含水率低于平均值、且破碎率低于平均值的品種(次)有 11個，包括破碎率低于5%的品種(次)：德單1002、中種8號、迪卡519和迪卡517(肅州區(qū))；破碎率在5%～8%之間的品種(次)6個：迪卡517(涼州區(qū))、登海618、真金318、真金308、丹8201和M753及破碎率位于8%～8.9% 的正德305。這些品種表現(xiàn)出較好的耐破碎性能。

圖1 不同玉米品種籽粒含水率與破碎率的關(guān)系Fig.1 The relationship between grain-broken rate and grain moisture content of different cultivars

注：圖中日期表示每個品種在2015年和2017年不同的收獲時間10月8號和9月29號。Note: Date in the chart indicate different harvest times for each variety in 2015-10-08 and 2017-09-29.圖2 玉米不同收獲時期籽粒含水率與破碎率的關(guān)系Fig.2 The relationship between grain moisture content and grain-broken rate of maize at different harvests

2.3 不同收獲期玉米破碎率與籽粒含水率的關(guān)系

利用2015年、2017年涼州區(qū)重復(fù)試驗(yàn)品種農(nóng)華101、農(nóng)華106、先玉335和登海618兩次測試數(shù)據(jù)(重復(fù)試驗(yàn)品種指：這4個品種在2015年和2017年都進(jìn)行了試驗(yàn)測試，2次測試數(shù)據(jù)指：每個品種在2015年和2017年的測試數(shù)據(jù))(圖2)分析可見，相同品種機(jī)收時間越遲，籽粒含水率越低，破碎率也越低。因此，對于籽粒含水率偏高的品種適當(dāng)延遲收獲，可以有效降低破碎率、從而獲得更好收獲質(zhì)量。影響玉米收獲期籽粒含水量的因素很多，應(yīng)當(dāng)著重篩選早熟、脫水快、籽粒短、體積小、穗位適中、抗倒的玉米新品種，才能達(dá)到増產(chǎn)増質(zhì)的效果。

3 討 論

適宜粒收玉米品種的篩選是機(jī)械粒收技術(shù)推廣的重要環(huán)節(jié)[2]。收獲時子粒含水率偏高導(dǎo)致較高的破碎率是當(dāng)前影響我國玉米機(jī)械粒收技術(shù)推廣的重要制約因素[2,10]；而單產(chǎn)水平又是品種產(chǎn)量潛力及其抗病性、抗逆能力的綜合表現(xiàn)，對此，本文采用子粒含水率和單產(chǎn)水平2個關(guān)鍵指標(biāo)，采用雙向平均作圖法對72個供試品種進(jìn)行了分析，初步篩選出產(chǎn)量水平高、子粒脫水快的迪卡517、登海618、先玉335、迪卡519、農(nóng)華101、農(nóng)華106和聯(lián)創(chuàng)808等7個品種。進(jìn)一步考慮到品種間耐破碎性存在顯著的差異，采用籽粒含水率與破碎率2個因素按雙向平均作圖法，篩選出籽粒含水率和破碎率均低于平均值的德單1002、中種8號、迪卡519、迪卡517、登海618、真金318、真金308、丹8201和M753等品種。經(jīng)過綜合評價，推薦籽粒含水率低、耐破碎性好和單產(chǎn)水平高的迪卡517、迪卡519和登海618作為河西灌區(qū)適宜機(jī)械粒收品種。推薦品種近年在河西灌區(qū)生產(chǎn)示范中表現(xiàn)出較好的適宜機(jī)械粒收性能，表明本文品種篩選方法具有一定的實(shí)用性。

籽粒含水率高不僅造成破碎，而且增大烘干成本、增加安全貯藏的難度，已經(jīng)成為一個重要的經(jīng)濟(jì)性狀。國內(nèi)外研究表明，玉米籽粒破碎率最低時的籽粒含水率一般處于18%～23%之間[11-16]，在河西灌區(qū)，后期空氣干燥，有利于籽粒脫水，通過延遲收獲，可以使籽粒含水率下降至適合機(jī)械粒收的水平，從而有效降低破碎率，因此，需要進(jìn)一步根據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)崃抠Y源條件，確定適宜的收獲時期，充分挖掘當(dāng)?shù)責(zé)崃抠Y源，實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)量和收獲質(zhì)量的協(xié)調(diào)。此外，與傳統(tǒng)生產(chǎn)人工和機(jī)械穗收相比，機(jī)械粒收玉米后期站稈脫水期間對品種的抗倒性能、落穗性提出了更高的要求，因此，還需要對品種后期的抗倒性、落穗性等進(jìn)一步鑒定。

4 結(jié) 論

本文在河西灌區(qū)開展了兩地(涼州區(qū)、肅州區(qū))3個年份(2014、2015和2017年)適宜機(jī)械粒收品種的篩選，共測試了72個品種122個品次，得到如下結(jié)論：

1)采用籽粒含水率與單產(chǎn)水平2個因素按雙向平均作圖法分析，篩選出籽粒含水率低于平均值、單產(chǎn)高于平均值的品種(次)33個，占比27.0%。其中在2個點(diǎn)次以上表現(xiàn)出穩(wěn)定性較好的品種7個，包括迪卡517、登海618、先玉335、迪卡519、農(nóng)華101、農(nóng)華106和聯(lián)創(chuàng)808。

2)采用籽粒含水率與破碎率2個因素按雙向平均作圖法分析，篩選出破碎率低于平均值、且籽粒含水率低于平均值的品種(次)有 11個，包括德單1002、中種8號、迪卡519、迪卡517(涼州區(qū)和肅州區(qū))、登海618、真金318、真金308、丹8201、M753和正德305。

3)綜合評價，推薦籽粒含水率低、耐破碎和單產(chǎn)水平高的迪卡517、迪卡519和登海618為河西灌區(qū)適宜機(jī)械粒收玉米品種。

4)在河西灌區(qū)適當(dāng)延遲收獲，可以降低籽粒含水率和破碎率，有利于獲得更好的收獲質(zhì)量。