辽宁中部地区玉米机械粒收质量及其限制因素研究

研究和明确制约机械粒收质量的因素,对于辽宁省玉米机械粒收技术的推广和生产转型升级具有重要意义。2015-2017年在辽宁省中部的铁岭县蔡牛镇、沈北新区黄家村和海城市耿庄开展了5组玉米机械粒收试验与示范,通过对41个参试品种57个品次粒收质量指标的测试与评价,结果表明：（1）子粒破碎率均值为11.38%,5组试验均高于国家标准≤5％的要求,破碎率偏高是目前辽宁机械粒收存在的主要质量问题;（2）收获产量损失率平均为3.93%,低于国家标准≤5％要求,但不同试验组间差异较大,变幅为0.78%~12.60%,部分田块机械粒收产量损失较大;（3）57个品次样本子粒含水率与破碎率、杂质率的相关系数分别为0.596和0.454,均达到极显著水平,子粒含水率高是导致破碎率和杂质率高的重要因素;（4）产量损失主要来自落穗损失,占总损失量的63.2%~92.5%,落穗损失与植株倒伏倒折密切相关;（5）10月中下旬（10月13日至10月21日）收获,87.2%的参试品种子粒含水率可下降至25%以下,处于适宜机械粒收水分范围。本研究认为,辽宁中部地区热量资源丰富、玉米适采期长,10月中下旬收获时子粒含水率不是当前制约机械粒收质量和技术推广的首要因素,而后期茎秆衰老慢和抗玉米螟、茎腐病品种的选育,控制倒伏与落穗的技术措施应引起关注。     

北疆玉米密植高产宜粒收品种筛选

筛选耐密植、产量潜力大、脱水快、适宜机械粒收的品种是玉米密植高产全程机械化绿色生产的关键。在密植栽培条件下,2012-2017年在北疆昌吉奇台总场、伊犁新源71团和伊宁县3地开展了15个点次、133个品种/组合267个品次的品种/组合筛选试验,收获时采取机械粒收测产方式,测试收获质量、子粒含水率和单产,并按子粒含水率和产量水平2个指标采用双向平均法作图进行品种分类。试验结果表明：（1）267个样本收获时子粒破碎率均值为5.20%,略高于国家标准（GB/T 21961—2008）规定的5%水平;杂质率和产量损失率均值分别为0.67%和0.92%,低于国家标准3%和5%的要求;（2）子粒含水率均值为24.65%,子粒含水率与破碎率呈极显著正相关（r=0.461）,子粒含水率高是造成破碎率高的主要原因,两者关系可以用二次函数y=0.0346x ²-1.443x+18.998（R ²=0.3799,n=267）拟合,当子粒含水率为20.9%时,破碎率最低;（3）筛选出子粒含水率低、单产水平高的品种华美1号、晋单73、金9913、MC670、增玉1317和豫单9953,推荐为玉米密植高产全程机械化绿色生产技术适宜品种;早熟、脱水快、但产量水平低于平均值的品种有KX9384、KWS5383、登海1786、泽玉501和郑单528,推荐在热量资源偏少的地区种植,或作为热量资源适合地区的搭配品种。     

2005—2016年中国玉米种植密度变化分析

【目的】合理增加种植密度是国内外玉米增产的重要途径,但合理的密植范围受资源条件、品种和种植技术共同影响。研究旨在分析中国玉米种植密度的现状及其在不同区域、不同年份的变化,辨析玉米产量提升途径,为明确未来技术发展方向和应对措施提供依据。【方法】研究整理了2005—2016年间全国农业科技入户示范工程和国家玉米产业技术体系示范县测产调研数据,包括北方春玉米区、黄淮海夏玉米区、西北玉米区、西南玉米区以及南方甜、糯玉米区共5大玉米产区,累计调研23个省（区）、267个县（市）,共117 960份调查数据,以测产调研的收获株数分析中国玉米种植密度的变化情况。经过数据审核订正,各县市逐年农户数据平均代表该县（市）逐年种植密度,缺失数据利用5点平滑插值法插值补缺。根据区域环境资源条件及种植模式,将玉米主要产区细分为25个典型生态区域,以县（市）为单位分析玉米主要产区及其生态区域的种植密度和变化规律。研究运用箱形分析法和Tukey’s HSD法比较各区域种植密度差异及其显著性;将各区域种植密度与年代进行回归,分析种植密度年际变化趋势及其显著性。【结果】分析表明,目前（2014—2016年）,5大玉米产区和25个生态区域种植密度存在明显差异。种植密度由高到低依次为西北玉米区（6.77万株/hm²）＞黄淮海夏玉米区（6.19万株/hm²）＞北方春玉米区（5.91万株/hm²）＞南方甜糯玉米区（5.13万株/hm²）＞西南玉米区（4.80万株/hm²）,西北玉米区种植密度极显著高于其他主产区,而南方甜糯玉米区与西南玉米区种植密度极显著低于其他主产区。各主要产区种植密度变化情况存在明显差异。北方春玉米区种植密度2005—2016期间呈极显著增长,12年间上升了1.5万株/hm²;黄淮海夏玉米区2005—2009年种植密度明显上升,2009年后种植密度稳定在6.2万株/hm²左右;西北玉米区自2009年以来始终是种植密度最高的产区,2013年达到阶段性顶峰,近年没有继续突破。西南玉米区2009—2016年种植密度维持在4.80万株/hm²左右,与其他主产区种植密度差距在不断加大;南方甜、糯玉米区的种植密度自2009年以来下降趋势明显。【结论】中国玉米种植密度在主产区之间、主产区内不同生态区域之间的现状和发展趋势并不均衡,整体上呈现北高南低的态势,虽然区域环境条件是决定种植密度的关键因素,但合理的耕作栽培技术和适宜的耐密品种是克服资源限制、提高种植密度的途径。进一步辨析促进和限制区域种植密度发展的资源环境、品种与栽培技术因素,能够为各区域构建密植增产技术模式提供理论支持。     

玉米机械粒收质量现状及其与含水率的关系

【目的】机械粒收技术是现代玉米生产的关键技术,是国内外玉米收获技术发展的方向和中国玉米生产转方式的关键。明确当前中国玉米机械粒收质量的现状,研究影响收获质量的主要因素,推动玉米机械粒收技术发展。【方法】利用2011—2015年在西北、黄淮海和东北和华北玉米产区15个省(市)168个地块获得的1 698组收获质量样本数据,分析当前中国玉米机械粒收质量的现状及其影响因素。【结果】结果表明,籽粒破碎率平均为8.63%,杂质率为1.27%,田间损失籽粒(落穗、落粒合计)为24.71 g·m~(-2),折合每亩损失16.5 kg,平均损失率为4.12%,破碎率高是当前中国玉米机械粒收存在的主要质量问题。收获玉米籽粒平均含水率为26.83%,含水率与破碎率、杂质率及机收损失率之间均呈极显著正相关。其中,破碎率(y)与籽粒含水率(x)符合二次多项式y=0.0372x~2-1.483x+20.422(R~2=0.452**,n=1 698),在一定含水率范围内(含水率大于19.9%),破碎率随籽粒含水率增大而增大。【结论】当前中国玉米机械粒收时破碎率偏高,而籽粒含水率高是导致破碎率高的主要原因。对此,建议选育适当早熟、成熟期籽粒含水率低、脱水速度快的品种,适时收获,配套烘干存贮设施等作为中国各玉米产区实现机械粒收的关键技术措施。     

郑单958在东北春玉米区生态适应性研究

为研究郑单958在东北地区的生态适应性,确定其适宜的种植区域,充分发挥郑单958的生产潜力,本文以当地主栽品种为对照,在北纬40°~48°、≥10℃活动年积温在2 916~4 380℃的东北玉米产区开展了郑单958的多点联网试验。结果表明,在东北春玉米区,吐丝至完熟期热量和降水与纬度呈极显著负相关,郑单958的生育进程和产量因各地光热条件不同而表现出较大差异。其中,从播种到完熟/收获的全生育期天数、千粒重、产量均随纬度先增后减,出苗天数和出苗至吐丝天数随纬度北移而延长,吐丝至成熟天数随纬度升高而缩短。各试验点穗粒数与生态条件无显著关系,千粒重随纬度升高先增后减。郑单958高产主要出现在≥10℃活动年积温在3 450~3 700℃地区,当≥10℃活动年积温约低于3 200℃时,不能正常生理成熟,千粒重明显下降。东北春玉米区气候条件差异显著,气象生态条件对郑单958千粒重的影响显著大于对穗粒数的影响,千粒重不同导致其在各地呈现不同的产量表现。在高纬度的低热量地区,造成郑单958减产的主要因素是吐丝至收获期的热量匮乏,依据郑单958对≥10℃活动年积温的响应制定了安全种植北界线,可为其安全推广提供参考。     

不同生态区玉米适时晚收增产效果

【目的】研究不同生态类型区玉米适时晚收技术的增产效果和适应性,为玉米适时晚收技术在生产上的应用提供理论依据。【方法】2007年和2008年分别在中国主要玉米产区(东北、华北和黄淮海地区)的41个试验点,设置推迟7d和14d两个时间收获,分析适时晚收对玉米产量的影响。【结果】调查数据显示,适时晚收,玉米产量和千粒重显著增加。推迟7d收获,两年各试点的平均产量分别比对照增产4.20%和4.94%;推迟14d收获,两年各试点的平均产量分别比对照增产7.79%和7.92%。玉米晚收增产效果随着纬度的降低而增加(东北地区华北地区黄淮海地区),推迟7d收获时,纬度每降低一度,2007年和2008年的增产幅度分别为0.08%.d-1和0.06%.d-1;推迟14d收获时,纬度每降低一度,2007年和2008年的增产幅度分别为0.06%.d-1和0.07%.d-1。玉米适时晚收提高了对光温资源的有效利用,推迟7d和14d收获,有效积温分别增加了109.5℃和194.5℃,日照时数分别增加了44.55h和83.38h。【结论】玉米适时晚收具有明显的增产效果,但增产幅度随着纬度的降低而增加,适宜的晚收时间与当地生态条件也密切相关。     

玉米生产限制因素评估与技术优先序

【目的】明确中国玉米生产的主要限制因素和技术发展优先领域。【方法】采用参与式方法,对中国主产省和东北春玉米、黄淮海春、夏播玉米和西南山地玉米三大主产区生产限制因素进行评估,并基于限制因素影响程度、解决的可能性评估,建立玉米生产技术优先序。【结果】当前限制中国玉米产量潜力实现的主要因素:一是以耕作栽培管理粗放、施肥方法不科学、技术到位率低等为主的栽培管理技术问题,在不同生态区玉米产量损失占28.8%—57.7%;二是以干旱为主的自然逆境因素,产量损失占9.3%—35.1%;三是玉米品种遗传基础狭窄,品种"多、乱、杂"、缺乏高产稳产的区域主导品种,良种良法配套差以及种子质量问题,产量损失占11.4%—19.8%;四是水土流失、耕层浅、土壤瘠薄等土壤障碍因素,产量损失占4.8%—20.2%;五是病、虫、草、鼠等生物逆境危害,产量损失占4.5%—11.0%。【结论】加强"轻、简、化"栽培技术研究;选育耐密、抗逆、广适高产优质品种,并筛选确立区域主导品种;推进科技入户和玉米生产机械化,提高技术到位率是近期政府制定相关玉米生产政策时应考虑的重要领域。     

基于改进光谱角算法的小麦产量监测研究

[目的]基于小麦生长发育关键时期的近地面高光谱数据和收获实测产量数据,利用改进的光谱角算法进行冬小麦产量估测.[方法]选择2个小麦品种,设置4个氮素水平处理,根据氮素营养对小麦冠层可见光和近红外光谱影响较大的特点,构建监测小麦冠层氮素营养的光谱角算法.[结果]氮素营养对小麦产量差具有比产量更明显的差别,不同小麦品种在不同生育时期和氮素水平下光谱角变化有明显的差异,小麦生育前期的光谱角变化较小,生育后期光谱角增加,末期光谱角降低,不同氮素水平之间表现出NO-2>N0-3>NO-1.光谱角与小麦产量呈明显的二次线性关系,拟和方程决定系数为0.7844,达到极显著水平.[结论]利用光谱角进行小麦产量监测是可行的.     

基于冠层光谱角算法的小麦氮素营养监测

通过田间小区试验,选择3个小麦品种,在不同氮素水平下,在测定小麦冠层反射光谱和叶片氮素含量基础上,提出小麦冠层光谱角算法,分析小麦冠层光谱角与氮素营养水平的定量关系。结果发现:对选择的3个小麦品种,光谱角均随氮素施用量增加而增大,光谱角预测叶片氮素的最佳模型为y=0.3999x0.3989,其决定系数R2为0.6870,其预测的RE、RMSE和R2分别为1.63%、0.1609、0.7515。利用光谱角算法可以监测小麦冠层氮素营养的差异。     

郑单958与先玉335子粒脱水特征研究

以目前我国种植面积最大的玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,对其子粒脱水情况及相关因素进行初步分析。研究结果表明,子粒含水率与脱水速率均随生育进程的推进不断降低,但两个品种差异明显。生理成熟时,郑单958子粒含水率为27.19%~30.51%,先玉335为24.61%~26.78%,较郑单958低2.58~3.73个百分点。含水率稳定时,郑单958和先玉335的子粒含水率分别为21.77%和16.96%,先玉335较郑单958低4.81个百分点。郑单958的子粒脱水速率低于先玉335,调查范围内该品种子粒含水率均高于先玉335。相关分析显示,子粒含水率变化与苞叶、穗轴的含水率变化呈极显著正相关,与穗柄含水率变化无相关性,苞叶和穗柄的含水率品种间差异不显著,穗轴含水率则有明显的品种间差异。