徐田軍 呂天放 趙久然 王榮煥 崔鐵英 賈曉軍張 勇 蔡萬濤 劉月娥 劉秀芝 陳傳永 王元東

（1北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心/玉米DNA指紋及分子育種北京市重點實驗室，100097，北京；2北京龍耘種業(yè)有限公司，101500，北京）

玉米規(guī)?；?、機(jī)械化和輕簡化栽培是我國玉米生產(chǎn)發(fā)展的主要方向[1]。在黃淮海地區(qū)，玉米整地和播種環(huán)節(jié)已基本實現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，但玉米機(jī)械收獲率仍處于較低水平且主要是摘穗為主，機(jī)收籽粒比例不足5%[2]，機(jī)械收獲成為限制玉米生產(chǎn)全程機(jī)械化的主要因素[3]。玉米機(jī)械收獲率低的主要原因除農(nóng)機(jī)不配套外，還有缺乏籽粒脫水快、抗倒能力強(qiáng)及適宜機(jī)械收獲作業(yè)特別是機(jī)械直收籽粒的玉米品種[4]。

20世紀(jì)80年代以來，我國玉米品種選育以高產(chǎn)為主要目標(biāo)，通過選育和推廣高稈大穗型品種和延長生育期來獲得高產(chǎn)，收獲方式主要采用人工收獲，收獲時籽粒含水率一般在30%以上[5]。收獲時籽粒含水率高不僅影響機(jī)收籽粒質(zhì)量，而且增加烘干成本和安全貯藏的難度[6-7]。玉米機(jī)收籽粒質(zhì)量指標(biāo)主要包括籽粒破碎率、雜質(zhì)率和損失率[8-9]，受收獲期籽粒含水率、收獲機(jī)械、氣象因子及栽培措施等多種因素影響[10]。黃淮海夏播玉米區(qū)主要種植制度是冬小麥－夏玉米的一年兩熟制。光溫資源緊張和耕種時間短是該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要矛盾[11]，玉米收獲時籽粒含水率偏高是制約玉米機(jī)械粒收技術(shù)應(yīng)用的重要因素[12]。玉米品種京農(nóng)科728由北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究中心選育，具有早熟優(yōu)質(zhì)、抗旱節(jié)水、耐密抗倒、籽粒脫水快和適宜全程機(jī)械化等突出優(yōu)勢，是符合當(dāng)前玉米生產(chǎn)和市場需求的優(yōu)勢品種。因此，本試驗以京農(nóng)科728為研究材料，于2016-2018年在黃淮海地區(qū)布點開展京農(nóng)科728機(jī)械粒收質(zhì)量性狀研究，以期為該品種示范推廣提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以玉米品種京農(nóng)科728（Jingnongke 728）為試驗材料。

1.2 試驗設(shè)計

于2016-2018年，在黃淮海夏播玉米區(qū)共50個試點開展籽粒機(jī)收試驗。試驗小區(qū)面積666.7m2，留苗密度75 000株/hm2。其他管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。

1.3 調(diào)查指標(biāo)

1.3.1 生育期 調(diào)查并記錄各試點京農(nóng)科728的播種期、出苗期、拔節(jié)期、吐絲期、生理成熟期和收獲期。

1.3.2 株高和穗位高 于吐絲期，在各小區(qū)分別選取代表性植株10株，測定株高和穗位高，取平均值[13]。

1.3.3 籽粒機(jī)收產(chǎn)量 籽粒生理成熟后，選擇合適的時間采用玉米籽粒收獲機(jī)對小區(qū)進(jìn)行全部機(jī)械直收籽粒，并立即稱籽粒質(zhì)量。籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）=[畝產(chǎn)鮮籽粒重（kg）×15]×[1?雜質(zhì)率（%）]×[1?收獲時籽粒含水率（%）]/[1?籽粒標(biāo)準(zhǔn)含水率（14%）]。

1.3.4 籽粒機(jī)收性狀 在機(jī)收地塊，隨機(jī)在收割機(jī)艙內(nèi)取2kg籽粒樣品，用PM8188水分測定儀測定籽粒含水率，3次重復(fù)。手工分揀完整粒、破損粒和雜質(zhì)，分別稱重（KW1為完整粒質(zhì)量，KW2為破碎粒質(zhì)量，NKW為雜質(zhì)質(zhì)量）。計算方法如下[14]：

籽粒雜質(zhì)率（%）=[NKW/（KW1+KW2+NKW）]×100；籽粒破碎率（%）=[KW2/（KW1+KW2）]×100。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2007和DPS 6.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試點和年份生育期的差異

由表1可知，2016-2018年京農(nóng)科728在黃淮海夏播玉米區(qū)6個省份共50個試點中，播種最早為6月1日，最晚為6月22日，播種后平均5.2d出苗，變幅為3.0～13.0d；吐絲期最早7月25日，最晚8月15日；生理成熟期最早為9月10日，最晚為10月8日。由此可見，京農(nóng)科728在黃淮海夏播玉米區(qū)具有良好播期適應(yīng)性。

表1 京農(nóng)科728在不同試點的生育期Table 1 Growth periods of Jingnongke 728 in different sites 月/日 month/day

續(xù)表1 Table 1 (continued)

京農(nóng)科728出苗期-生理成熟期天數(shù)平均為100.3d，變幅92～107d，變異系數(shù)3.4%；出苗期-吐絲期平均46.3d，變幅40～52d，變異系數(shù)7.1%；吐絲期-生理成熟期平均為54.0d，變幅47～64d，變異系數(shù)8.2%。生理成熟期-收獲期平均10.9d，變幅8～17d，變異系數(shù)19.0%（圖1）。

圖1 京農(nóng)科728各生育期天數(shù)Fig.1 The days of different growth periods of Jingnongke 728

2.2 不同試點和年份植株的株高和穗位高

由圖2可知，京農(nóng)科728在黃淮海夏播玉米區(qū)50個試點平均株高為277.2cm，變幅233.0～305.0cm，變異系數(shù)5.4%；平均穗位高為89.9cm，變幅65.0～110.0cm，變異系數(shù)10.0%。不同年份的株高和穗位高差異不大，2016、2017和2018年平均株高分別為276.3、275.0和280.3cm；平均穗位高分別為93.2、89.0和87.4cm。

圖2 京農(nóng)科728在不同年份和試點的株高和穗位高Fig.2 Plant height and ear height of Jingnongke 728 in different years and sites

2.3 收獲時籽粒含水率、雜質(zhì)率和籽粒破碎率

由表2可知，在不同年份和試點間，京農(nóng)科728收獲期平均籽粒含水率為24.3%，變幅20.8%～28.7%，變異系數(shù)6.6%；籽粒破碎率是評價玉米機(jī)械收獲質(zhì)量的重要指標(biāo)，京農(nóng)科728平均籽粒破碎率為3.9%，變幅2.3%～6.6%，變異系數(shù)27.6%；平均雜質(zhì)率為1.6%，變幅0.2%～3.1%，變異系數(shù)40.7%。根據(jù)GB/T 21962-2008[15]，籽粒破碎率應(yīng)≤5%，雜質(zhì)率≤3%。經(jīng)調(diào)查，籽粒破碎率≤5%的試點有41個，占82.0%，＞5%的試點僅有9個，占18.0%；雜質(zhì)率≤3%的試點有49個，占98.0%，＞3%的試點僅有1個，占2.0%。

表2 京農(nóng)科728在不同年份和試點的產(chǎn)量、籽粒含水率和機(jī)收質(zhì)量Table 2 Yield, grain moisture content and quality indexes of machine harvest of Jingnongke 728 in different years and sites

續(xù)表2 Table 2 (continued)

2.4 不同試點和年份的產(chǎn)量差異

由表2可知，京農(nóng)科728在不同年際和試點間機(jī)械粒收產(chǎn)量平均為10 526.0kg/hm2，變幅8 536.5～12 078.0kg/hm2，變異系數(shù)6.8%，變異系數(shù)小，說明京農(nóng)科728在黃淮海夏玉米區(qū)各試點機(jī)收產(chǎn)量高且穩(wěn)產(chǎn)。50個試點中，13個機(jī)收產(chǎn)量達(dá)11 000.0kg/hm2以上，占26.0%；27個產(chǎn)量在10 000.0～11 000.0 kg/hm2，占 54.0%；10個產(chǎn)量在10 000.0kg/hm2以下，占20.0%。山東省濱州市鄒平縣試點產(chǎn)量最高（12 078.0kg/hm2），河北省滄州市鹽山縣試點次之（11 743.5kg/hm2），安徽省宿州市埇橋區(qū)試點最低（8 536.5kg/hm2）。由圖3可知，不同省市間，平均機(jī)收產(chǎn)量以山東省各試點為最高（10 928.1kg/hm2），天津市、河南省和河北省各試點平均產(chǎn)量相差較小，安徽省相對較低（9 903.0kg/hm2）。不同年份產(chǎn)量順序為2016年（11 018.8kg/hm2）＞2017年（10 500.5 kg/hm2）＞2018 年（10 057.1kg/hm2）。

圖3 京農(nóng)科728在不同試點和年份的產(chǎn)量Fig.3 Yield of Jingnongke 728 in different experiment sites and years

2.5 籽粒含水率與主要機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)性

籽粒含水率與機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)相關(guān)性分析（表3）表明，籽粒破碎率、雜質(zhì)率與籽粒含水率呈極顯著正相關(guān)（r分別為0.48和0.57，n=50），說明籽粒含水率是影響京農(nóng)科728機(jī)械粒收質(zhì)量的主要因素。

表3 京農(nóng)科728機(jī)收質(zhì)量性狀指標(biāo)相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of quality indexes of machine harvest of Jingnongke 728

3 討論

黃淮海區(qū)冬小麥和夏玉米一年兩熟輪作，由于玉米生育期短、茬口緊，播種晚、收獲早，多數(shù)品種收獲時籽粒含水率高達(dá)30%以上[16]。籽粒含水率偏高是造成機(jī)收破碎率高的主要因素。本研究表明，破碎率、雜質(zhì)率與籽粒含水率呈極顯著正相關(guān)，這說明籽粒含水率是影響玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的主要因素。收獲期玉米籽粒含水率在品種間存在顯著差異[17]。因此，在生產(chǎn)上選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗旱節(jié)水、耐密抗倒且籽粒脫水快的玉米品種是實現(xiàn)玉米機(jī)械直收籽粒技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵?？翟朴训萚18]研究表明，機(jī)械粒收時收獲期籽粒含水率應(yīng)在25%以下。宋衛(wèi)堂等[19]研究表明，當(dāng)玉米籽粒含水率為18%～23%時收獲破碎率最低，而綜合考慮品種熟期等因素，黃淮海地區(qū)可在籽粒含水率28%以下進(jìn)行機(jī)械粒收[20]。2016-2018年在50個試點京農(nóng)科728收獲期籽粒含水率平均為24.3%，含水率處于較適合機(jī)械粒收的范圍，這與該品種灌漿速率高、生理成熟后籽粒脫水速率快（本課題組之前研究結(jié)果已證明）有關(guān)。破碎率高是目前玉米機(jī)械粒收普遍存在的質(zhì)量問題[21]。根據(jù)GB/T 21962-2008[15]，籽粒破碎率應(yīng)≤5%，雜質(zhì)率應(yīng)≤3%，本研究表明，2016-2018年在50個試點京農(nóng)科728籽粒破碎率平均為3.9%，其中籽粒破碎率≤5%的試點有41個，占比82.0%；雜質(zhì)率平均為1.6%，其中雜質(zhì)率≤3%的試點有49個，占比98.0%。由此可見，在黃淮海地區(qū)大部分試點京農(nóng)科728機(jī)械粒收時破碎率和雜質(zhì)率均達(dá)到國家機(jī)收籽粒標(biāo)準(zhǔn)，可滿足玉米籽粒機(jī)收要求。在關(guān)注玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的同時，還應(yīng)重視熟期和產(chǎn)量的關(guān)系，選育和推廣早熟、籽粒脫水快且與高產(chǎn)相協(xié)同品種是今后需要關(guān)注的重點[22]。本研究表明，京農(nóng)科728在6月1-22日播種，均能在9月10日-10月8日達(dá)生理成熟，平均生育期天數(shù)為100.3d，生育期短。京農(nóng)科728在不同年份和試點平均機(jī)收產(chǎn)量10 526.0kg/hm2，變異系數(shù)6.8%，變異系數(shù)小，機(jī)收產(chǎn)量≥10 000.0 kg/hm2的試點有40個，占比80.0%，說明各試點京農(nóng)科728機(jī)收產(chǎn)量相對穩(wěn)定。

4 結(jié)論

京農(nóng)科728在黃淮海夏播玉米區(qū)具有良好播期適應(yīng)性，6月上旬至下旬播種，可于最早9月中旬、最晚10月上旬均達(dá)生理成熟，機(jī)械粒收質(zhì)量達(dá)國家機(jī)收籽粒標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)玉米籽粒機(jī)械直收，且機(jī)收產(chǎn)量高。在黃淮海夏玉米區(qū)完全能夠保證玉米機(jī)械粒收質(zhì)量和產(chǎn)量，適宜大面積推廣應(yīng)用。