丁德芳，柴宗文，徐喜俊，莊志揚，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)農業(yè)技術推廣中心，甘肅 武威 733000；2.甘肅省農業(yè)技術推廣總站，甘肅 蘭州 730020；3.甘肅省酒泉市肅州區(qū)農業(yè)技術推廣中心，甘肅 肅州 735000；4.中國農業(yè)科學院作物科學研究所，北京 100081)

玉米是河西灌區(qū)主要種植的農作物，當前玉米收獲方式以機械穗收為主，收穗后還要進行果穗剝皮、晾曬、脫粒和籽粒再晾曬等環(huán)節(jié)，費時費力、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[1-2]。近年來，玉米機械粒收技術在國內外發(fā)展迅速，實現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]。玉米機械粒收對品種提出了相應的要求，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，不適合機械粒收。美國目前廣泛推廣種植的機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，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械粒收技術推廣的關鍵環(huán)節(jié)。

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

1 材料與方法

1.1 試驗設計

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)進行，遴選國內表現較好及當地主栽的72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)試驗地采用全膜雙壟溝灌技術，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)試驗地采用半膜平作技術，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。各試驗點供試品種、播種與收獲日期、收獲機械等基本情況如表1所示。收獲機型號：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”谷物聯合收獲機改裝安裝割臺，割幅4行，收割速度0.8 m·s-1；“中農博遠”4YL-5(籽粒型)自走式玉米聯合收獲機，割幅4～5行，收割速度0.7 m·s-1。

1.2 試驗地概況

武威市涼州區(qū)試驗地海拔1 535 m，屬井水灌區(qū)，沙壤土，前茬玉米。土壤含有機質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。土壤含有機質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 田間調查與測產

選擇長勢均勻的采樣區(qū)域，收獲前調查 10 m行長的株數，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，調查行粒數、穗行數，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，取其平均值。

1.4 收獲質量評價

對每個供試品種分別進行機械粒收并測定籽粒含水率、破碎率等指標。參考柴宗文等[8]方法，在測試地塊，隨機取每品種收割地塊機倉內收獲的籽粒樣品約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。

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

表1 試驗設計及栽培管理

1.5 調查數據的統(tǒng)計分析方法

用Excel 2016進行數據計算和作圖，用SPSS 23進行相關分析。

2 結果與分析

2.1 基于產量和籽粒含水率的玉米品種篩選

各試點玉米供試品種產量與籽粒含水率結果如表2所示，在同一年份各參試品種之間產量、籽粒含水率變幅較大，各品種之間產量最大相差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械粒收[8]。因此，篩選單產水平高、產量穩(wěn)定性好、脫水快、籽粒含水率低的品種是機械粒收技術推廣的關鍵。

根據產量水平和收獲時籽粒含水率2個指標，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象限的品種表現為籽粒含水率和單產水平均高于平均值；位于第Ⅱ象限的品種為籽粒含水率低于平均值、單產高于平均值；位于第Ⅲ象限的品種為籽粒含水率和單產均低于平均值；位于第Ⅳ象限的品種為籽粒含水率高于平均值、單產低于平均值。適合機械粒收的品種是單產水平高、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、單產高于平均值的品種合計33個，占比27.0%。由表3結果統(tǒng)計在2個點次以上都能位于第Ⅱ象限、年度間表現出穩(wěn)定性較好的品種包括迪卡517、登海618、先玉335、迪卡519、農華101、農華106和聯創(chuàng)808等7個品種，這些品種表現出收獲時單產水平高、籽粒含水率低的特點，可以作為機械粒收的初步推薦品種。

表2 供試玉米產量和籽粒含水率

2.2 基于籽粒含水率與破碎率的玉米品種分類

對各試點選出的籽粒含水率低于平均值、單產水平高于平均值的品種進行機械粒收質量評價，結果表明(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出極顯著的正相關關系(p<0.01)，兩者擬合方程為y=0.0941x2-4.1105x+51.1，R2=0.4323**，說明含水率高是導致破碎率高的重要因素。進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系

利用2015年、2017年涼州區(qū)重復試驗品種農華101、農華106、先玉335和登海618兩次測試數據(重復試驗品種指：這4個品種在2015年和2017年都進行了試驗測試，2次測試數據指：每個品種在2015年和2017年的測試數據)(圖2)分析可見，相同品種機收時間越遲，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延遲收獲，可以有效降低破碎率、從而獲得更好收獲質量。影響玉米收獲期籽粒含水量的因素很多，應當著重篩選早熟、脫水快、籽粒短、體積小、穗位適中、抗倒的玉米新品種，才能達到増產増質的效果。

3 討 論

適宜粒收玉米品種的篩選是機械粒收技術推廣的重要環(huán)節(jié)[2]。收獲時子粒含水率偏高導致較高的破碎率是當前影響我國玉米機械粒收技術推廣的重要制約因素[2,10]；而單產水平又是品種產量潛力及其抗病性、抗逆能力的綜合表現，對此，本文采用子粒含水率和單產水平2個關鍵指標，采用雙向平均作圖法對72個供試品種進行了分析，初步篩選出產量水平高、子粒脫水快的迪卡517、登海618、先玉335、迪卡519、農華101、農華106和聯創(chuàng)808等7個品種。進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。經過綜合評價，推薦籽粒含水率低、耐破碎性好和單產水平高的迪卡517、迪卡519和登海618作為河西灌區(qū)適宜機械粒收品種。推薦品種近年在河西灌區(qū)生產示范中表現出較好的適宜機械粒收性能，表明本文品種篩選方法具有一定的實用性。

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，已經成為一個重要的經濟性狀。國內外研究表明，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械粒收的水平，從而有效降低破碎率，因此，需要進一步根據當地熱量資源條件，確定適宜的收獲時期，充分挖掘當地熱量資源，實現玉米產量和收獲質量的協調。此外，與傳統(tǒng)生產人工和機械穗收相比，機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、落穗性等進一步鑒定。

4 結 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，得到如下結論：

1)采用籽粒含水率與單產水平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、單產高于平均值的品種(次)33個，占比27.0%。其中在2個點次以上表現出穩(wěn)定性較好的品種7個，包括迪卡517、登海618、先玉335、迪卡519、農華101、農華106和聯創(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、耐破碎和單產水平高的迪卡517、迪卡519和登海618為河西灌區(qū)適宜機械粒收玉米品種。

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