?夏玉米品种籽粒灌浆、脱水及机收特性研究

?杨瑞晗 许海涛?

摘 要：以先玉335、桥玉8号、华美1号和郑单958这4个玉米品种为试验材料，研究了不同玉米品种籽粒的灌浆速率、脱水速率及机收性状指标。结果表明：玉米授粉后15 d籽粒灌浆速率逐渐加快，授粉35 d达最大值后缓慢下降，且均表现出抛物线型单峰变化特性，先玉335、桥玉8号、华美1号的平均灌浆速率分别为6.70、6.86、7.06 mg/（粒·d），均高于对照郑单958;灌浆后期先玉335、桥玉8号、华美1号脱水速率均高于对照，华美1号脱水速率最快，有利于降低玉米收获期籽粒含水量;各玉米品种落穗率为2.46%～6.01%，机收产量损失率为0.93%～1.79%，落籽率为0.17%～0.27%，其中郑单958和先玉335的籽粒破碎率较高，分别为6.17%和5.24%，华美1号最低，为4.19%，籽粒杂质率以华美1号最低，为1.21%。

关键词：玉米;籽粒灌浆速率;籽粒脱水速率;籽粒机械化收获;破碎率;杂质率

中图分类号：S513文献标识码：A文章编号：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，常年种植面积超过290万hm2，种植面积及产量约占全国的10%[1-2]。人工收获是玉米生产过程中劳动强度最大的环节，约占全部劳动力投入的50%以上[3]。

随着农村土地流转量的增加，土地经营规模不断增大，而城市化进程的发展又促使农村劳动力向外转移，导致农业生产劳动力紧缺。因此，玉米机械化收获水平已成为影响玉米产业发展的主要因素。而随着科学技术的发展，玉米直接机械化粒收必然成为玉米生产发展趋势[4]。近几年我国玉米机械化播种率已达80%，而机械化收获率不高，2015年机械收穗率只有63%，机械粒收比例不到5%[5]。玉米全程机械化收获可以降低工作量，减少劳动力投入及劳动强度。目前玉米品种繁多，且农户对玉米品种的选择比较盲目，因此缺乏系统可靠的大田品种特性数据来指导玉米机械收获[6]。基于此，笔者分析了适宜机械收获的夏玉米品种的灌浆脱水特性及机收性状指标，以期为夏玉米机械化收获大面积推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年在驻马店市农业科学试验站（114°02′ E，32°98′ N）进行，该区地处亚热带暖温带过渡区域，属典型大陆性季风型半湿润气候。前茬作物为小麦，供试土壤质地为粘壤（0～20 cm），基本理化性状：pH值为6.4，有机质为18.27 g/kg，全氮为2.01 g/kg，碱解氮为58.39 mg/kg，有效磷（P2O5）为14.83 mg/kg，速效钾（K2O）为59.25 mg/kg。

1.2 试验材料

供试玉米品种有紧凑类型先玉335、河南省机收玉米区域试验对照品种桥玉8号、早熟耐密宜机收类型华美1号及广适类型郑单958。供试肥料为尿素（N含量46%）、硫酸钾（K2O含量51%）和过磷酸钙（P2O5含量16%）。

1.3 试验设计

采用大区种植，以便于机械收获。田间随机区组排列，每个品种设3次重复，小区面积300 m2，行长100 m，行宽0.6 m，5行一区，小区四周设4行保护区。先玉335、桥玉8号、华美1号和郑单958的种植密度分别为6.75万、6.00万、7.50万和6.75万株/hm2。播种前准备尿素225 kg/hm2，其中40%作为基肥，60%作为追肥在拔节期施入;过磷酸钙75 kg/hm2，氯化钾150 kg/hm2，作为基肥一次性施入。

各品种均于6月5日播种，6月11日出苗，9月28日采用福田雷沃谷神CB40收割机直接机收玉米籽粒，各小区收割中间3行，为降低试验误差，各小区由同一农机操作人员收割，统一收获长度100 m，收割速度控制在0.8 m/s。

1.4 测定项目与方法

参照柯福来法[7]测定玉米籽粒灌浆过程，每小区在玉米吐丝前选取生长整齐、高度基本一致的边行玉米植株150株挂牌进行标记，并记录吐丝日期;自授粉15 d开始，每隔10 d取果穗1次，直至授粉后55 d，每次取5个果穗;将果穗全部脱粒混合均匀后随机数取500粒称鲜粒重，105℃杀青30 min，再在75℃下烘干36 h至恒重，称干粒重。

每小区随机取3个样点直接机械化收获，每样点长3 m，3行幅宽1.8 m;人工收集样点区域内的落穗和落籽粒并称重，计算落穗率和落籽率[3]。

收获后每小区随机选取3个样点，每个样点面积5.4 m2（1.8 m×3 m），通过人工捡拾田间损失的籽粒并称重，计算机械化收获产量损失率[6]。

各小区随机选取收割机仓内3份玉米籽粒样品各1 kg，人工分拣破碎籽粒、完整籽粒及杂质，分别称重，计算籽粒破碎率、籽粒杂质率[8]。

籽粒灌浆速率[mg/（粒·d）]=（后1次取样单粒干重-前1次取样单粒干重）/2次取样间隔天数

籽粒含水量（%）=（籽粒鲜重-籽粒干重）/籽粒鲜重×100

籽粒脱水速率（%/d）=（前1次籽粒含水量-后1次籽粒含水量）/2次取样间隔天数

落穗率（%）=單位面积落穗粒重/单位面积籽粒重×100

落籽率（%）=单位面积落籽粒重/单位面积籽粒重×100

机械化收获产量损失率（%）=单位面积损失玉米籽粒重/（单位面积损失玉米籽粒重+单位面积机械化收获玉米籽粒重）×100

籽粒破碎率（%）=样品中破碎籽粒重/样品籽粒总重×100

籽粒杂质率（%）=样品中杂质重量/样品籽粒总重×100

1.5 数据分析

采用Excel 2003对试验数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同类型玉米品种籽粒灌浆速率的变化

灌浆是玉米生育进程中极为关键的生长发育阶段，玉米籽粒基因型和外部环境条件对籽粒灌浆速率产生共同影响，灌浆速率及时长对玉米干物质的积累量起决定作用[9-10]。由图1可知：不同类型玉米品种授粉后15 d灌浆速率逐渐加快，授粉35 d达最大值后缓慢下降，灌浆速率最快是在授粉后35 d左右，且均表现出抛物线型单峰变化特性。授粉35 d，先玉335、桥玉8号和华美1号灌浆速率分别为9.2、9.4和9.0 mg/（粒·d），比对照郑单958分别增加了4.55%、6.82%和2.27%。授粉15～35 d，先玉335、桥玉8号和华美1号灌浆速率日均分别增加0.23、0.23和0.18 mg/（粒·d），而授粉后35～55 d，灌浆速率日均分别降低了0.22、0.23和0.24 mg/（粒·d）。灌浆期间，平均灌浆速率先玉335、桥玉8号和华美1号分别为6.70、6.86和7.06 mg/（粒·d），均高于对照郑单958。

2.2 不同类型玉米品种籽粒脱水速率的变化

籽粒脱水是指玉米生理成熟之后籽粒含水量逐渐下降的过程，在生理成熟后期，籽粒脱水速率较快的玉米更有益于机械化收割，因此籽粒脱水速率快也是适宜机械化收获玉米品种应具备的特征之一[11]。由图2可知：不同类型玉米品种籽粒脱水速率均表现出灌浆前期脱水快后期脱水慢的趋势，但品种间不同灌浆期脱水速率变化有差异。授粉15～25 d，先玉335、桥玉8号和华美1号籽粒脱水速率分别为2.37%/d、

2.49%/d和2.23%/d，先玉335和华美1号比对照郑单958分别减少了1.66%和7.47%，桥玉8号则比对照增加了3.32%，灌浆前期，桥玉8号脱水速率高于对照，而先玉335和华美1号比对照低。授粉45～55 d，先玉335、桥玉8号和华美1号籽粒脱水速率分别为0.61%/d、0.59%/d和0.78%/d，比对照分别增加了52.5%、47.5%和95.0%，灌浆后期，先玉335、桥玉8号和华美1号脱水速率均比对照高，华美1号后期脱水速率最高，有利于降低收获时籽粒含水量，适合机械化收获玉米品种的要求，宜于机械化收获。华美1号和先玉335属于灌浆前期脱水慢，后期脱水快的品种，桥玉8号前期保持较高脱水速度后期有所降低。

2.3 不同类型玉米品种落穗、落籽、机收产量损失比较

由图3可知：不同类型玉米品种落穗、落籽、机收产量损失有一定差异。各品种落穗率为2.46%～6.01%，郑单958落穗率最高，分析原因可能是成熟时青枯病发生严重，部分茎秆中空变软发生倒伏倒折导致落穗率偏高，先玉335、桥玉8号和华美1号落穗率比对照分别降低了23.96%、46.92%和59.01%，华美1号落穗率最低。不同类型玉米品种落籽率差异不明显，各品种落籽率变幅为0.17%～0.27%，均小于1%机械化收割对玉米籽粒的条件标准，先玉335落籽率最高，比对照郑单958高0.03个百分点，桥玉8号和华美1号比对照郑单958分别降低了0.06和0.07个百分点。不同类型玉米品种机收产量损失率差异显著，机收产量损失率范围在0.93%～1.79%，郑单958最高，与其他品种相比脱水速率后期稍低，后期病害较重，进而影响到机械化收割效果，华美1号和桥玉8号机收产量损失率相对较低，分别为0.93%和1.07%，比对照郑单958分别降低了0.86和0.72个百分点。

2.4 不同类型玉米品种籽粒破碎率、籽粒杂质率比较

玉米籽粒破碎率、玉米籽粒杂质率是机械化粒收质量的重要评价指标之一，破碎玉米籽粒降低了玉米商品等级以及售卖价格，增加机收玉米产量损失，致使玉米收获产量下降[5]。由图4可知：不同类型玉米品种籽粒破碎率、杂质率表现明显差异，郑单958和先玉335籽粒破碎率比较高分别为6.17%和5.24%，桥玉8号和华美1号较低，但二者差异不明显，华美1号最低为4.19%，玉米籽粒破碎率高可能与玉米籽粒自身特性、籽粒含水量、籽粒脆性、厚度及品质、苞叶厚薄、籽粒松紧程度有关[12]。不同类型玉米品种籽粒杂质率在1.21%～2.86%之间，先玉335、桥玉8号和华美1号籽粒杂质率均比对照低，华美1号最低，比对照郑单958低1.65个百分点，先玉335和桥玉8号分别比对照郑单958分别低1.49和0.78个百分点。

3 结论与讨论

柯福来等[7]研究认为玉米籽粒灌浆速率与产量紧密相关，籽粒高灌浆速率是玉米高产群体籽粒较重关键因素，而吴春胜[13]研究表明玉米籽粒重及最终产量差异相比于籽粒灌浆速率的高低，其灌浆持续时间的长短起决定作用。试验结果表明，不同类型玉米品种授粉15 d后籽粒灌浆速率逐渐加快，授粉35 d达最大值，之后缓慢下降;灌浆速率最快是在授粉后35 d左右，且均表现出抛物线型单峰变化特性;授粉15～35 d，先玉335、桥玉8号和华美1号灌浆速率分别增加0.23、0.23和0.18 mg/（粒·d），而授粉后35～55 d，灌浆速率日均分别降低了0.22、0.23和0.24 mg/（粒·d）。

王志红等[11]研究认为品种、种质特性、农艺特征、果穗及品质均可直接或间接对玉米籽粒脱水速率产生一定影响。试验结果表明，不同类型玉米品种籽粒脱水速率均表现出灌浆前期脱水快、后期脱水慢的趋势，但品种间不同灌浆期脱水速率变化有差异，授粉45～55 d，先玉335、桥玉8号和华美1号籽粒脱水速率分别为0.61%/d、0.59%/d和0.78%/d，比对照分别增加了52.5%、47.5%和95.0%，灌浆后期先玉335、桥玉8号和华美1号脱水速率均比对照高，华美1号后期脱水速率最高，有利于降低收获时籽粒含水量，适合机械化收获玉米品种的要求，宜于机械化收获。

不同类型玉米品种落穗、落籽、机收产量损失有一定差异，落穗率为2.46%～6.01%，机收产量损失率为0.93%～1.79%，落籽率为0.17%～0.27%，华美1号机收产量损失率最低，为0.93%，落穗率最低，为2.46%，郑单958和先玉335籽粒破碎率比较高，分别为6.17%和5.24%，桥玉8号和华美1号较低但二者差异不明显，华美1号最低，为4.19%，华美1号籽粒杂质率最低，为1.21%。

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（责任编辑：肖彦资）

收稿日期：2020-03-09

基金项目：河南现代玉米产业技术体系驻马店综合试验站建设项目（Z2019-02-04）

作者简介：杨瑞晗（1981—），女，河南驻马店市人，助理研究员，主要从事农业技术推广工作。

通信作者：许海涛