梁如玉 黃益勤 展茗 劉志輝 王燕 劉永忠 楊仁能 汪恒進(jìn)

摘要：【目的】明確長(zhǎng)江中游春播與夏播玉米機(jī)收質(zhì)量、籽粒脫水的差異及其影響因素，為長(zhǎng)江中游兩熟制玉米機(jī)械化收獲配套種植模式及農(nóng)藝措施的優(yōu)化提供參考依據(jù)?！痉椒ā坑?019年在長(zhǎng)江中游（湖北省荊門市）選用3個(gè)當(dāng)?shù)氐闹髟杂衩灼贩N[登海618（DH618）、迪卡653（DK653）和豫單9953（YD9953）]，設(shè)春播和夏播2個(gè)播種季，于生理成熟期（T1）、生理成熟后7 d（T2）及生理成熟后14 d（T3）分期進(jìn)行籽粒機(jī)械收獲，比較分析春播與夏播玉米的產(chǎn)量、籽粒脫水動(dòng)態(tài)、機(jī)收質(zhì)量及其對(duì)延遲收獲的響應(yīng)差異，并通過(guò)回歸分析研究機(jī)收籽粒破碎率的主要影響因子及籽粒脫水與吐絲后活動(dòng)積溫（GDD≥10 ℃）的關(guān)系?！窘Y(jié)果】春播與夏播玉米生長(zhǎng)期間氣象條件差異明顯，春播玉米較夏播玉米生育期長(zhǎng)、干物質(zhì)積累多，3個(gè)品種的春播產(chǎn)量顯著高于夏播產(chǎn)量（P<0.05，下同），平均提高64.6%。春播與夏播玉米的機(jī)收含雜率均低于3.00%，但機(jī)收籽粒破碎率與損失率偏高，是影響機(jī)收質(zhì)量的主要原因。春播玉米收獲時(shí)的籽粒含水量（15.7%～35.5%）高于夏播玉米（14.6%～21.5%），且均隨收獲期延遲而明顯下降。春播玉米機(jī)收籽粒破碎率隨籽粒含水量的增加而呈直線升高趨勢(shì)（R2=0.543，P=0.024），夏播玉米機(jī)收籽粒破碎率與籽粒含水量則呈二次曲線關(guān)系（R2=0.509，P=0.118）。春播玉米的籽粒體積（0.27～0.36 cm3/粒）明顯大于夏播玉米（0.19～0.32 cm3/粒），玉米籽粒體積與機(jī)收籽粒破碎率存在顯著的負(fù)二次曲線關(guān)系（R2=0.452，P=0.009）。春播與夏播玉米的籽粒含水量與GDD≥10 ℃呈顯著的Logistic曲線關(guān)系，不同播種季玉米籽粒脫水速率對(duì)GDD≥10 ℃的響應(yīng)也存在明顯差異，籽粒水分下降至相同水平時(shí)，春播玉米所需的GDD≥10 ℃均高于夏播玉米。【結(jié)論】長(zhǎng)江中游春播與夏播玉米生長(zhǎng)及收獲期間的氣象條件差異導(dǎo)致其機(jī)收產(chǎn)量、機(jī)收質(zhì)量及籽粒脫水過(guò)程存在明顯差異。與夏播玉米相比，春播玉米生育期更長(zhǎng)，生物產(chǎn)量較高，機(jī)收籽粒破碎率較低，但二者的機(jī)收損失率相當(dāng)。在長(zhǎng)江中游延遲收獲對(duì)夏播玉米機(jī)收質(zhì)量影響不明顯，但延遲7 d收獲可有效降低春播玉米機(jī)收籽粒破碎率與機(jī)收損失率。

關(guān)鍵詞： 玉米;春播;夏播;籽粒脫水;機(jī)收質(zhì)量;長(zhǎng)江中游

中圖分類號(hào)： S513.04? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2021）04-0897-11

Comparison of grain dehydration and mechanical harvest quality between spring-sown maize and summer-sown maize in the middle reaches of Yangtze River

LIANG Ru-yu1， HUANG Yi-qin2， ZHAN Ming1*， LIU Zhi-hui1， WANG Yan1，

LIU Yong-zhong1， YANG Ren-neng1， WANG Heng-jin1

（1 College of Plant Science and Technology， Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in the Middle Reaches of the Yangtze River， Wuhan? 430070， China;

2Food Crop Institute， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan? 430070， China）

Abstract：【Objective】To clarify the differences in mechanical harvest quality and grain dehydration dynamics between spring-sown maize（SP）and summer-sown maize（SM） and the influencing factors， provide reference for matching planting modeand agronomic measures for mechanical harvest of double-cropping maize in the middle reaches of Yangtze River. 【Method】Three main local maize varieties， including Denghai 618（DH618）， Dika 653（DK653） and Yudan 9953（YD9953）， were selected in the field experiment in the middle reaches of Yangtze River（Jingmen， Hubei） in 2019.They were successively sown as spring maize and summer maize， and were mechanically harvested at physiological maturity （T1）， 7 d（T2） and 14 d（T3） after physiological maturity， respectively. The differences in yield， grain dehydration dynamics， mechanical harvest quality and its response to delayed harvest between spring maize and summer maize were analyzed. Regression analysis was used to study the main influencing factors for the gain broken rate and the relationship between grain dehydration and the accumulated temperature after silking（GDD≥10 ℃）. 【Result】The results showed the meteorological conditions during the plant growing season were different between SP and SM. The SP had longer growth period， more dry matter accumulation than that of SM. The average yield of three varieties in SP was significantly higher than that of SM with average increase of 64.6%（P<0.05， the same below）. The impurity ratesin SP and SM were all lower than 3.00%. However， the grain broken rate and loss rate were all higher， which were the main problems in maize mechanical harvest quality in this region. The grain water content of SP（15.7%-35.5%） was higher than that of SM（14.6%-21.5%）， and remarkably dropped along with the delay in harvest. The grain broken rate of SP linearly increased with the increase of grain water content（R2=0.543， P=0.024）， while the broken rate of SM showed a quadratic curve relationship with grain water content（R2=0.509，P=0.118）. The grain volume of SP（0.27-0.36 cm3/grain） was greater than that of SM（0.19-0.32 cm3/grain）， and there was a significant negative quadratic relationship between grain volume and the grain broken rate（R2=0.452，P=0.009）.Both of SP and SM presented an obvious Logistic model linking the grain water content and the GDD≥10 ℃. However， the responses of grain moisture dehydration to the GDD≥10 ℃ were quite different between SP and SM. When the grain water content decreased to the same level， the SP required more GDD≥10 ℃ than SM according to the logistic models. 【Conclusion】The differences of meteorological conditions between SP and SM maize growing period resulted in significant differences in mechanical harvest yield， mechanical harvest quality and grain dehydration process in the middle reaches of the Yangtze River. Compared with SM， SP has longer growth period， higher biomass and yield， lower grain breakage rate， but has similar mechanical loss rate. In the middle reaches of the Yangtze River， delayed harvest has no obvious effect on the mechanical harvest quality of summer maize， but delayed harvest for about 7 d can effectively reduce the broken rate and loss rate in mechanical harvest of spring maize.

Key words： maize; spring-sown; summer-sown; grain dehydration; mechanical harvest quality; the middle reaches of Yangtze River

Foundation item： National Key Research and Development Program of China（2016YFD0300308）

0 引言

【研究意義】玉米是長(zhǎng)江中游第三大糧食作物，也是當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)的主要飼料用糧，目前產(chǎn)需矛盾突出（展茗等，2010）。受市場(chǎng)需求增加的影響，湖北省玉米種植面積不斷擴(kuò)大，2018年玉米播種面積達(dá)78.1萬(wàn)ha（雷昌云和羿國(guó)香，2019）。高產(chǎn)高效機(jī)械化是長(zhǎng)江中游玉米規(guī)?；a(chǎn)的必然趨勢(shì)，但目前我國(guó)玉米籽粒機(jī)械收獲的推廣區(qū)域主要集中在西北、東北和黃淮海地區(qū)（王克如等，2016;李璐璐等，2017;郝引川等，2018;梁效貴等，2019），長(zhǎng)江中游尚處于起步階段，普遍存在玉米機(jī)收籽粒破碎率及損失率高等問(wèn)題（李少昆，2017）。長(zhǎng)江中游主要以兩熟制春播玉米和夏播玉米為主，但不同種植模式下玉米機(jī)收質(zhì)量的差異及其影響因素尚不清楚。因此，探明農(nóng)藝措施對(duì)玉米機(jī)收籽粒質(zhì)量的影響，明確提高玉米籽粒機(jī)收質(zhì)量的技術(shù)途徑是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江中游玉米高效機(jī)械化籽粒收獲亟待解決的首要問(wèn)題?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】玉米籽粒機(jī)械化收獲質(zhì)量受品種、配套農(nóng)藝措施、收獲機(jī)械類型及收割速度等多種因素影響（王克如等，2016;郝引川等，2018;李璐璐等，2018b）。相對(duì)于其他機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)，玉米機(jī)械收獲時(shí)其籽粒破碎率過(guò)高，普遍難以達(dá)到GB/T 21961—2008《玉米收獲機(jī)械 試驗(yàn)方法》中的機(jī)收籽粒破碎率標(biāo)準(zhǔn)（≤5%），因此籽粒破碎率被認(rèn)為是評(píng)價(jià)玉米籽粒機(jī)械收獲質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一（龐晨等，2019）。已有研究表明，籽粒含水量與籽粒破碎率呈顯著或極顯著正相關(guān)（樊廷錄等，2018;宮帥等，2018;王浥州等，2019;孔凡磊等，2020），即降低收獲時(shí)的籽粒含水量能有效降低機(jī)收籽粒破碎率（李璐璐等，2017）。收獲時(shí)玉米籽粒含水量是品種、氣象條件和栽培措施共同作用的結(jié)果（王克如和李少昆，2017b;王利鋒等，2018）。玉米籽粒含水量隨籽粒發(fā)育而呈遞減趨勢(shì)，但易受溫度、濕度和風(fēng)速等環(huán)境條件的影響（高尚等，2018）。玉米吐絲后的積溫條件與籽粒脫水動(dòng)態(tài)呈顯著回歸關(guān)系，能較好地反映玉米籽粒脫水特征及預(yù)測(cè)玉米籽粒成熟和收獲時(shí)間（李璐璐等，2017;徐國(guó)平等，2020）。玉米成熟后，其籽粒可繼續(xù)脫水，故延遲收獲能顯著降低籽粒含水量，提高籽粒壓碎力，從而降低籽粒破碎率（梁效貴等，2019），但存在增加籽粒腐爛和伏馬菌素污染的風(fēng)險(xiǎn)（da Costa et al.，2018）。此外，籽粒脫水速率與穗粗、軸粗、粒長(zhǎng)和百粒重等農(nóng)藝性狀存在顯著相關(guān)性（趙寬厚等，2018;張順風(fēng)等，2020），但影響玉米籽粒脫水的內(nèi)在生理機(jī)制、關(guān)鍵品種性狀及農(nóng)藝措施的調(diào)節(jié)規(guī)律等均有待進(jìn)一步探究?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】湖北省地處長(zhǎng)江中游北部，溫光水資源豐富，玉米可播期較長(zhǎng)，生產(chǎn)上以兩熟制春播玉米和夏播玉米為主，但春播與夏播玉米生長(zhǎng)及收獲期間的氣象條件差異明顯，不同播種季玉米籽粒脫水規(guī)律及其對(duì)機(jī)收質(zhì)量的影響、延遲收獲的可行性等尚未明確?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】比較春播與夏播玉米籽粒脫水動(dòng)態(tài)及機(jī)收質(zhì)量差異，分析影響玉米機(jī)收質(zhì)量的潛在因素，以期為長(zhǎng)江中游兩熟制玉米機(jī)械化收獲配套種植模式及農(nóng)藝措施的優(yōu)化提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)域及試驗(yàn)點(diǎn)概況

播種試驗(yàn)于2019年在湖北省荊門市屈家?guī)X管理區(qū)（東經(jīng)112°46'，北緯30°53'）進(jìn)行。研究區(qū)域地處江漢平原北界，屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候，全年日均氣溫在10 ℃以上的天數(shù)有230～240 d，且雨熱同期，降雨充沛，年均降水量為1100～1300 mm。研究區(qū)域?yàn)楹笔〉湫蛢墒熘茀^(qū)，常見玉米種植模式有小麥—夏玉米及春玉米—蔬菜等。試驗(yàn)點(diǎn)土壤類型為潮土，土壤有機(jī)質(zhì)含量14.60 g/kg、全氮含量0.53 g/kg、全磷含量0.48 g/kg、速效磷含量17.78 mg/kg、速效鉀含量53.99 mg/kg。

1. 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)當(dāng)?shù)貎墒熘朴衩椎牟シN時(shí)間，設(shè)2個(gè)播種時(shí)期，春播玉米（SP）于3月26日播種，夏播玉米（SM）于5月24日播種。每個(gè)播種季均選用登海618（DH618）、迪卡653（DK653）及豫單9953（YD9953）3個(gè)品種，同時(shí)設(shè)3次機(jī)收時(shí)間，分別為生理成熟期（T1）、生理成熟后7 d（T2）和生理成熟后14 d（T3）。每個(gè)播種季采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，收獲時(shí)間為主區(qū)，品種為副區(qū)，3次重復(fù)，小區(qū)面積216 m2（4.8 m×45.0 m）。

1. 3 田間管理

玉米播種前進(jìn)行旋耕整地。春播與夏播均使用精量播種機(jī)單粒播種，苗期不間苗。種植行距60 cm，種植密度75000株/ha;播種后噴封閉型除草劑。結(jié)合播前整地，施用玉米專用配方肥（N∶P2O5∶K2O=24∶7∶7）600 kg/ha和復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）375 kg/ha作底肥;小喇叭口期噴施乙烯利進(jìn)行化學(xué)控制;大喇叭口期追施尿素150 kg/ha;吐絲期葉面噴施0.2%磷酸氫二鉀溶液。于各玉米品種生理成熟后按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的收獲時(shí)間，選用雷沃谷神GE60玉米收獲機(jī)進(jìn)行機(jī)械化籽粒直收。其他田間管理同當(dāng)?shù)卮筇镉衩咨a(chǎn)。

1. 4 樣品采集及指標(biāo)測(cè)定

觀測(cè)記錄玉米出苗、吐絲及生理成熟等生育期。于玉米吐絲期和成熟期，在每小區(qū)內(nèi)選取3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)連續(xù)調(diào)查50株玉米的穗位高、株高及穗位葉長(zhǎng)寬;同時(shí)每個(gè)點(diǎn)選取3株玉米，分解為莖、葉及穗（成熟期進(jìn)一步分解為苞葉、穗軸和籽粒）等部分，置于105 ℃烘箱殺青30 min，再85 ℃烘干至恒重，計(jì)算干物質(zhì)積累量。收獲前每小區(qū)選3個(gè)點(diǎn)，調(diào)查實(shí)收密度，并調(diào)查10 m雙行總株數(shù)、倒伏株數(shù)及莖腐病株數(shù)。玉米生理成熟期，每小區(qū)選取3個(gè)點(diǎn)，采用連續(xù)間隔法，每個(gè)點(diǎn)收取中間行50株玉米果穗，自然風(fēng)干后脫粒稱重并測(cè)定籽粒含水率，計(jì)算實(shí)收產(chǎn)量（按14%含水量進(jìn)行換算）。另選取接近平均穗鮮重的30個(gè)果穗，風(fēng)干后測(cè)定穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重（百粒重）、穗長(zhǎng)、穗粗及禿尖長(zhǎng)等。玉米吐絲時(shí)，選取吐絲一致的代表性植株，進(jìn)行掛牌標(biāo)記。于吐絲后19或20 d，每隔7 d每小區(qū)取3株掛牌玉米果穗，取果穗中部籽粒，測(cè)定鮮重，然后置于105 ℃烘箱殺青30 min，85 ℃烘干至恒重，計(jì)算玉米籽粒含水率。籽粒含水率（%）=（鮮重-干重）/鮮重×100。每次取樣時(shí)，挑取30粒籽粒采用排水法測(cè)定籽粒體積，再取30粒籽粒以谷物硬度計(jì)測(cè)定籽粒壓縮破碎力。

試驗(yàn)期間的氣象數(shù)據(jù)從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T獲取，包括氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)及大氣濕度等日值氣象數(shù)據(jù)。參照嚴(yán)定春等（2004）的方法計(jì)算玉米出苗后第i天的累積有效積溫（GDDef≥10 ℃），GDDef≥10 ℃= Σ[（Tmax+ Tmin）/2-10]。式中，Tmax和Tmin分別為第i天的最高和最低氣溫（10 ℃

參照柴宗文等（2017）的方法進(jìn)行玉米機(jī)收質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定。玉米籽粒機(jī)收時(shí)，從機(jī)倉(cāng)內(nèi)稱取不少于2000 g的籽粒樣品，首先采用LDS-1G水分測(cè)定儀測(cè)定籽粒含水量，從中選出雜質(zhì)，稱量雜重（Wza）與混合籽粒質(zhì)量（Wh），二者的百分比即為機(jī)收含雜率（%）;撿出機(jī)器損傷、有明顯裂紋及破皮的籽粒，分別稱出破損籽粒質(zhì)量（Ws）及樣品籽?？傎|(zhì)量（Wi），二者的百分比即為機(jī)收籽粒破碎率（%）;測(cè)定區(qū)機(jī)收玉米重量記為Wz，在機(jī)收玉米小區(qū)內(nèi)收集落地的果穗（包括5 cm以上的果穗段），脫凈后稱出籽粒質(zhì)量（Wu），每小區(qū)選取3個(gè)點(diǎn)，撿起2 m2全部落地籽粒（包括莖稈中夾帶籽粒）和小于5 cm長(zhǎng)的碎果穗，脫凈后稱量籽粒質(zhì)量（WL），則機(jī)收果穗損失率（%）=Wu/Wz×100;落粒籽粒損失率（%）=WL/（Wz×2/機(jī)收面積）×100;果穗損失率與落粒籽粒損失率之和即為機(jī)收損失率。

1. 5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)和制圖，利用Statistix 8.0進(jìn)行方差分析與顯著性檢驗(yàn)（LSD法）。采用 SPSS 16.0進(jìn)行二次線性回歸擬合與顯著性檢驗(yàn)，并以SigmaPlot 10.0構(gòu)建籽粒含水量與吐絲后GDD≥10 ℃的Logistic模型，統(tǒng)計(jì)模型建立所用數(shù)據(jù)均為各指標(biāo)3次重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2. 1 春播與夏播玉米生育期及其氣象條件的差異

夏播玉米較春播玉米的生育期明顯縮短，3個(gè)品種平均約縮短7 d，其原因主要是夏播玉米從播種至吐絲期的天數(shù)明顯縮短所引起，3個(gè)品種夏播在該階段的天數(shù)平均比春播短14 d，而2個(gè)播期條件下吐絲期—成熟期的歷時(shí)天數(shù)差異不明顯。2個(gè)播期玉米不同生育階段的氣象條件差異明顯（圖1）。夏播玉米吐絲前的日均氣溫波動(dòng)較小，日均氣溫和GDDef≥10 ℃明顯高于春播玉米（圖1-A和圖1-B），是夏播玉米花前生長(zhǎng)期縮短的主要影響因素;夏播玉米灌漿前期的日均氣溫高于春播玉米，但灌漿后期與春播玉米相當(dāng)，且成熟后延遲收獲期間的日均氣溫明顯低于春播玉米。春播玉米生育期內(nèi)的累積降水量明顯高于夏播玉米，3個(gè)品種平均高出265 mm;但夏播玉米生育前期的累積降水量高于春播玉米，累積降水量減少主要出現(xiàn)在灌漿期，其累積降水量較春播玉米減少139 mm（圖1-C）。不同播種季玉米生育期內(nèi)的相對(duì)濕度變化不明顯，基本維持在80%左右，但在玉米成熟后延遲收獲期間，春播玉米所處季節(jié)的相對(duì)濕度明顯高于夏播玉米（圖1-D）。

2. 2 春播與夏播玉米的生物量、產(chǎn)量及其構(gòu)成

由表1可看出，春播玉米吐絲期干重、成熟期干重和產(chǎn)量均顯著高于夏播玉米（P<0.05，下同），3個(gè)品種春播的吐絲期平均干重較夏播提高89.0%，而成熟期平均干重較夏播提高40.5%。3個(gè)品種的穗粒數(shù)和千粒重對(duì)播種季的響應(yīng)差異較明顯，其中，DH618和YD9953春播時(shí)的穗粒數(shù)顯著低于夏播，分別減少8.7%和5.8%，千粒重則分別較夏播時(shí)顯著提高25.5%和37.4%;DK653春播時(shí)的穗粒數(shù)較夏播顯著提高12.7%，而千粒重與夏播時(shí)的差異不顯著（P>0.05，下同）。由表1還可看出，品種、播種季及其交互作用對(duì)單位面積穗數(shù)影響均不顯著，但品種與播種季的交互作用對(duì)干物質(zhì)積累、產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒重及收獲指數(shù)有顯著或極顯著（P<0.01，下同）影響?？傮w來(lái)看，3個(gè)品種春播的產(chǎn)量顯著高于夏播，平均提高64.6%;春播時(shí)YD9953的產(chǎn)量顯著高于其他2個(gè)品種，夏播時(shí)則是DH618的產(chǎn)量顯著高于其他2個(gè)品種。

2. 3 播種季及不同收獲期對(duì)玉米機(jī)收質(zhì)量的影響

由表2可看出，播種季、品種和收獲期及其交互作用對(duì)機(jī)收籽粒破碎率均有極顯著影響。從不同收獲期來(lái)看，延遲收獲對(duì)春播和夏播玉米的影響不一致，隨著收獲期的延長(zhǎng)春播玉米機(jī)收籽粒破碎率呈顯著的下降趨勢(shì)，而夏播玉米延遲14 d收獲（T3）的機(jī)收籽粒破碎率顯著升高。此外，3個(gè)品種夏播的機(jī)收籽粒破碎率均明顯高于春播，遠(yuǎn)高于我國(guó)現(xiàn)行的玉米機(jī)收籽粒破碎率標(biāo)準(zhǔn)（≤5%），僅DH618和DK653春播時(shí)推遲14 d收獲（T3）的機(jī)收籽粒破碎率低于5.00%。在機(jī)收損失率方面，除了品種對(duì)機(jī)收損失率有極顯著影響及品種與收獲期的交互作用對(duì)機(jī)收損失率有顯著影響外，播種季、收獲期及其交互作用對(duì)機(jī)收損失率的影響均不顯著。春播與夏播玉米的平均機(jī)收損失率高于5.00%，分別為6.30%和5.10%;相對(duì)于DK653和YD9953，DH618的機(jī)收損失率相對(duì)較低，在春播與夏播條件下通過(guò)適當(dāng)延長(zhǎng)收獲期可將機(jī)收損失率控制在5.00%以下。在機(jī)收含雜率方面，播種季和收獲期及其交互作用對(duì)機(jī)收含雜率的影響均達(dá)極顯著水平。無(wú)論是春播玉米還是夏播玉米，其機(jī)收含雜率均較低，符合我國(guó)現(xiàn)行的玉米機(jī)收含雜率標(biāo)準(zhǔn)（≤3%）。此外，在生理成熟期（T1）和生理成熟后7 d（T2）時(shí)收獲，夏播玉米的機(jī)收含雜率均明顯低于春播玉米;而在生理成熟后14 d（T2）時(shí)收獲，3個(gè)品種的春播和夏播機(jī)收含雜率差異均不顯著。

2. 4 籽粒水分與籽粒體積對(duì)玉米機(jī)收籽粒破碎率的影響

不同播種季和收獲期對(duì)玉米籽粒含水量有明顯影響，春播與夏播玉米的籽粒含水量分別為15.7%～35.5%和14.6%～21.5%，二者均隨收獲期的推遲而呈明顯下降趨勢(shì)，但夏播玉米籽粒含水量的變化幅度小于春播玉米。在相同收獲期下，春播玉米籽粒含水量均明顯高于夏播玉米，而機(jī)收籽粒破碎率顯著低于夏播玉米。不同播種季玉米機(jī)收時(shí)的籽粒含水量與籽粒破碎率間的關(guān)聯(lián)性也存在一定差異（圖2）。其中，春播玉米機(jī)收籽粒破碎率隨籽粒含水量的增加而呈直線升高趨勢(shì)（R2=0.543，P=0.024），夏播玉米的機(jī)收籽粒破碎率與籽粒含水量則呈二次曲線關(guān)系（R2=0.509，P=0.118）?？傮w而言，春播玉米隨收獲期的延長(zhǎng)其籽粒含水量降低，機(jī)收破碎率也隨之降低，當(dāng)籽粒含水量維持在16.0%左右時(shí)機(jī)收籽粒破碎率低于5.00%;隨著收獲期的延長(zhǎng)，夏播玉米籽粒含水量及其機(jī)收籽粒破碎率均呈降低趨勢(shì)，當(dāng)籽粒含水量維持在18.0%左右時(shí)機(jī)收籽粒破碎率最低，但隨著籽粒含水量的進(jìn)一步下降，機(jī)收籽粒破碎率反而呈明顯升高趨勢(shì)。

不同播種季和品種玉米的籽粒體積也存在一定差異，具體表現(xiàn)為春播玉米的籽粒體積（0.27～0.36 cm3/粒）明顯大于夏播玉米（0.19～0.32 cm3/粒）?；貧w分析結(jié)果（圖3）表明，玉米籽粒體積與機(jī)收籽粒破碎率存在顯著的負(fù)二次曲線關(guān)系（R2=0.452，P=0.009），根據(jù)回歸模型得知，當(dāng)玉米籽粒體積為0.36 cm3/粒時(shí)，其機(jī)收籽粒破碎率最低;而玉米籽粒體積小于0.36 cm3/粒時(shí)，玉米機(jī)收籽粒破碎率隨籽粒體積的下降而明顯升高。

2. 5 播種季對(duì)玉米籽粒脫水的影響

由圖4-A可看出，春播與夏播玉米籽粒含水量隨吐絲后天數(shù)的推移呈先快速下降后變緩慢的變化趨勢(shì)。不同播種季下3個(gè)品種的籽粒含水量均表現(xiàn)為吐絲后75 d內(nèi)呈先快速下降后緩慢下降的變化趨勢(shì)，且夏播玉米的下降速度大于春播玉米，即與春播玉米相比，夏播玉米的脫水更快，主要是吐絲后28～56 d期間2種播種季的玉米籽粒脫水速率差距較大所致。由圖4-B可看出，玉米籽粒含水量隨吐絲后GDD≥10 ℃的升高也呈先快速下降后變緩慢的變化趨勢(shì)。利用Logistic模型對(duì)籽粒含水率與GDD≥10 ℃進(jìn)行回歸曲線擬合，發(fā)現(xiàn)其擬合度（R2）均在0.980以上（表3），達(dá)極顯著水平，因此可利用該模型預(yù)測(cè)玉米籽粒水分下降到某水平時(shí)所需的GDD≥10 ℃。3個(gè)品種的籽粒脫水在不同播種季對(duì)吐絲后GDD≥10 ℃的響應(yīng)存在明顯差異。春播時(shí)3個(gè)品種籽粒脫水至某一籽粒含水量時(shí)所需的GDD≥10 ℃均高于夏播;根據(jù)回歸方程進(jìn)行估算，當(dāng)籽粒水分下降到可機(jī)收籽粒水分（25%）及適宜機(jī)收籽粒水分（20%）時(shí)，3個(gè)品種春播時(shí)所需的平均GDD≥10 ℃分別較夏播高306和406 ℃?d（表3），說(shuō)明生理成熟后春播玉米籽粒脫水速度慢于夏播玉米。3個(gè)品種相比，當(dāng)籽粒水分下降至某一籽粒含水量時(shí)，春播時(shí)DH618所需的GDD≥10 ℃明顯高于YD9953和DK653。

3 討論

3. 1 長(zhǎng)江中游春播與夏播玉米產(chǎn)量形成差異明顯

播期調(diào)整是協(xié)調(diào)作物生長(zhǎng)與光熱水資源匹配的有效手段，能有效影響玉米產(chǎn)量的形成（李向嶺等，2012;李文科等，2013;豆攀等，2017）。本研究發(fā)現(xiàn)3個(gè)品種春播的產(chǎn)量較夏播更具優(yōu)勢(shì)，平均提高64.6%，可能是由于2個(gè)播種季玉米生育期間氣象因素的差異所引起。已有研究表明，玉米的生育進(jìn)程隨著溫度的升高而加快，其中日均氣溫與生長(zhǎng)天數(shù)呈負(fù)相關(guān)（Liu et al.，2013）。本研究中，夏播玉米生育前期的日均氣溫、GDDef≥10 ℃明顯高于春播玉米，導(dǎo)致其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期約縮短2周，繼而降低干物質(zhì)積累量，3個(gè)品種夏播的吐絲期平均干物質(zhì)積累量較春播降低39.2%。夏播玉米生育后期的日均氣溫逐漸低于春播玉米，吐絲期—生理成熟期的天數(shù)與春播玉米相當(dāng)，但由于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期干物質(zhì)積累少，授粉及關(guān)鍵灌漿期遭受高溫和干旱脅迫，可能導(dǎo)致后期光合作用受阻，籽粒灌漿不充實(shí)，至生理成熟時(shí)其平均干物質(zhì)積累量較春播時(shí)顯著下降28.8%。高溫脅迫是長(zhǎng)江中游夏播玉米生產(chǎn)中普遍發(fā)生的自然災(zāi)害（肖瑋鈺等，2020），常導(dǎo)致玉米花粉敗育及籽粒灌漿受阻。本研究發(fā)現(xiàn)夏播玉米吐絲期及吐絲后30 d內(nèi)的日均氣溫基本在25 ℃以上，高于玉米籽粒灌漿的最適溫度22～24 ℃（徐田軍等，2020），且降水偏少，可能是導(dǎo)致夏播玉米籽粒灌漿受阻及粒重顯著下降的主要原因。因此，在長(zhǎng)江中游夏播玉米生產(chǎn)中如何合理調(diào)控播期及加強(qiáng)田間管理等措施，以減輕高溫干旱對(duì)干物質(zhì)積累與籽粒灌漿的影響，還有待進(jìn)一步探究。

3. 2 長(zhǎng)江中游春播與夏播玉米機(jī)收質(zhì)量差異明顯

本研究結(jié)果表明，長(zhǎng)江中游春播玉米的機(jī)收籽粒破碎率明顯低于夏播玉米，且隨收獲期的推遲呈明顯降低趨勢(shì);夏播玉米機(jī)收籽粒破碎率較高，推遲7 d收獲無(wú)顯著變化，但推遲14 d收獲呈明顯升高趨勢(shì)。這可能與不同播種季的氣象因素差異導(dǎo)致籽粒脫水與籽粒發(fā)育特性差異有關(guān)。機(jī)收籽粒破碎率不僅與籽粒水分含量有關(guān)，還與籽粒體積、粒長(zhǎng)、穗長(zhǎng)和穗粗等密切相關(guān)（李川等，2015;李樹巖等，2019）。籽粒含水量被認(rèn)為是影響機(jī)收籽粒破碎率的關(guān)鍵指標(biāo)，降低籽粒水分可有效降低機(jī)收籽粒破碎率（柴宗文等，2017;李璐璐等，2017;郝引川等，2018;王浥州等，2019）。本研究中，春播玉米生理成熟期的籽粒含水量遠(yuǎn)高于夏播玉米，且隨著收獲期的推遲其籽粒水分明顯下降，與籽粒破碎率呈顯著的直線負(fù)相關(guān)（R2=0.543，P=0.024）?？梢?，在長(zhǎng)江中游延遲收獲春播玉米能有效降低籽粒含水量，從而降低機(jī)收籽粒破碎率，與在黃淮海、東北玉米產(chǎn)區(qū)延遲收獲的效果（柴宗文等，2017;梁效貴等，2019）基本一致。長(zhǎng)江中游玉米生理成熟時(shí)的籽粒水分較低，隨收獲期的延遲其籽粒水分呈下降趨勢(shì)，推遲7 d收獲時(shí)的機(jī)收籽粒破碎率變化不明顯，但推遲14 d時(shí)明顯升高，與黃淮海區(qū)夏播玉米延遲收獲其機(jī)收籽粒破碎率呈先降低后上升的變化趨勢(shì)（薛軍等，2018）略有差異，究其原因可能是玉米籽粒脫水及收獲時(shí)的籽粒含水量差異所導(dǎo)致。本研究條件下，夏播玉米生理成熟時(shí)的籽粒含水量較低，3個(gè)品種的籽粒含水量均在21.5%以下，處于適宜機(jī)收的籽粒含水量范圍內(nèi)（≤25%）（柴宗文等，2017;李璐璐等，2017;郝引川等，2018），繼續(xù)延遲收獲，水分下降變慢，且造成籽粒破碎率上升，與薛軍等（2018）的研究結(jié)果相似。隨著籽粒含水率的下降，籽粒的強(qiáng)度和應(yīng)力增強(qiáng)，籽粒脫粒時(shí)損傷率下降;當(dāng)籽粒含水率繼續(xù)下降到較低水平時(shí)，反而導(dǎo)致機(jī)收籽粒破碎率升高（王克如和李少昆，2017a）。此外，籽粒形狀、結(jié)構(gòu)成分和力學(xué)特性也會(huì)影響機(jī)收籽粒破碎率（侯明濤等，2016）。本研究結(jié)果表明，籽粒體積與機(jī)收籽粒破碎率呈顯著的負(fù)二次曲線關(guān)系（R2=0.452，P=0.009），當(dāng)籽粒體積小于0.36 cm3/粒時(shí)，玉米機(jī)收籽粒破碎率隨籽粒體積的下降而明顯升高。受灌漿期高溫干旱的影響，3個(gè)品種夏播時(shí)的籽粒體積均明顯小于春播，可能是導(dǎo)致夏播玉米機(jī)收籽粒破碎率較高的原因之一，但其致使機(jī)收籽粒破碎的作用機(jī)理（籽粒胚乳特性、籽粒硬度、彈性等）還有待進(jìn)一步探討。

機(jī)收損失率偏高是長(zhǎng)江中游玉米機(jī)收的另一主要問(wèn)題，春播與夏播玉米在3個(gè)收獲期的平均機(jī)收損失率在3.95%～7.40%，總體上高于其他產(chǎn)區(qū)的平均水平4.12%（柴宗文等，2017），可能與長(zhǎng)江中游的氣候條件及品種適應(yīng)性等有一定關(guān)系。品種的立桿特性及穗粒特性等均會(huì)影響機(jī)收損失率（李川等，2015）。本研究也發(fā)現(xiàn)，品種對(duì)玉米機(jī)收損失率影響顯著，相對(duì)于DK653和YD9953，DH618的機(jī)收損失率相對(duì)較低，在春播與夏播條件下通過(guò)適當(dāng)延長(zhǎng)收獲期可將機(jī)收損失率控制在5.00%以下。播種季對(duì)玉米機(jī)收損失率總體上影響不明顯，但不同播種季下收獲時(shí)間對(duì)機(jī)收損失率的影響有所差異，春播玉米隨收獲時(shí)間的延遲其機(jī)收損失率呈先降低后升高的變化趨勢(shì)，夏播玉米則呈逐漸降低趨勢(shì)，可能與不同播種季玉米收獲期的氣象條件有關(guān)。樊廷錄等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，收獲期的氣象條件對(duì)黃土高原玉米機(jī)收損失有明顯影響，陰雨天氣會(huì)導(dǎo)致高損失率。本研究條件下，春播玉米在延遲收獲期間處于高溫高濕環(huán)境下，易導(dǎo)致莖腐病發(fā)生（da Costa et al.，2018），莖稈立桿性變差，且果穗易掉落;夏播玉米延遲收獲期間的氣溫與濕度相對(duì)較低，可能是夏播玉米延遲2周收獲機(jī)收損失率繼續(xù)降低的原因之一。長(zhǎng)江中游春播與夏播玉米機(jī)收含雜率均低于3.00%，符合我國(guó)現(xiàn)行的玉米機(jī)收含雜率標(biāo)準(zhǔn)（≤3%），即機(jī)收含雜率并不是影響長(zhǎng)江中游玉米機(jī)收質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題，與其他玉米產(chǎn)區(qū)的情況（樊廷錄等，2018;龐晨等，2019）相似。

3. 3 長(zhǎng)江中游春播與夏播玉米籽粒脫水差異明顯

玉米籽粒含水率隨其生育進(jìn)程的推進(jìn)呈規(guī)律性遞減趨勢(shì)（趙波等，2020），通常采用線性模型、Logistic Power非線性模型或二次曲線模型等進(jìn)行估算（高尚等，2018;武文明等，2020）。玉米籽粒脫水過(guò)程受品種遺傳及生態(tài)環(huán)境等多種因素的影響（王克如和李少昆，2017b），其中溫度是影響玉米籽粒脫水的關(guān)鍵環(huán)境因子（李璐璐等，2018a）。玉米籽粒脫水除了受降水、濕度、風(fēng)速等氣象因子影響外（王克如和李少昆，2017b），還與授粉后的活動(dòng)積溫密切相關(guān)（高尚等，2018;張萬(wàn)旭等，2018）。本研究結(jié)果表明，長(zhǎng)江中游春播與夏播玉米的籽粒含水量與GDD≥10 ℃呈顯著的Logistic曲線關(guān)系，可用于預(yù)測(cè)籽粒含水量下降至某一水平時(shí)所需的GDD≥10 ℃。3個(gè)品種在長(zhǎng)江中游春播與夏播時(shí)籽粒脫水速率對(duì)吐絲后GDD≥10 ℃的響應(yīng)也存在明顯差異，當(dāng)籽粒水分下降至相同水平時(shí)，春播玉米所需的GDD≥10 ℃均高于夏播玉米，且隨脫水進(jìn)程的加劇其差距逐漸擴(kuò)大，究其原因可能與長(zhǎng)江中游夏播玉米灌漿前中期氣溫較高，籽粒灌漿受阻，粒重降低及籽粒體積變小有關(guān)（王克如和李少昆，2017b）?？梢姡陂L(zhǎng)江中游不宜采用同一個(gè)籽粒含水量—積溫模型預(yù)測(cè)春播與夏播玉米籽粒水分的變化。在長(zhǎng)江中游玉米可播期較長(zhǎng)，因此還需進(jìn)一步明確籽粒含水量—積溫模型的適用播期范圍，同時(shí)細(xì)化研究溫度區(qū)間對(duì)玉米籽粒脫水的影響，提高玉米籽粒水分預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度及適用時(shí)空范圍。

4 結(jié)論

長(zhǎng)江中游春播與夏播玉米生長(zhǎng)及收獲期間的氣象條件差異導(dǎo)致其機(jī)收產(chǎn)量、機(jī)收質(zhì)量及籽粒脫水過(guò)程存在明顯差異。與夏播玉米相比，春播玉米生育期更長(zhǎng)，生物產(chǎn)量較高，機(jī)收籽粒破碎率較低，但二者的機(jī)收損失率相當(dāng)，含雜率均較低。在長(zhǎng)江中游延遲收獲對(duì)夏播玉米機(jī)收質(zhì)量影響不明顯，但延遲7 d收獲可有效降低春播玉米機(jī)收籽粒破碎率與機(jī)收損失率。

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（責(zé)任編輯 蘭宗寶）