黄淮海夏玉米籽粒脱水与气象因子的关系

玉米籽粒脱水与气象因子之间存在密切的关系, 明确影响籽粒脱水的主要气象因子及其影响程度, 能够更好地预测籽粒含水率的变化动态, 对筛选玉米机械粒收品种, 从而合理安排粒收时间等具有重要的实践价值。本研究于2015—2017年在河南新乡进行, 选用4个目前当地生产中主栽玉米品种京农科728 (JNK728)、郑单958 (ZD958)、先玉335 (XY335)和农华816 (NH816), 通过连续测定获得玉米籽粒含水率的变化过程, 并利用Logistic Power模型拟合, 借鉴去趋势的分析方法, 将玉米籽粒的实际含水率分为趋势含水率、气象含水率与随机误差, 明确黄淮海区域夏玉米籽粒的气象含水率与气象因子之间的关系, 利用逐步回归和通径分析的方法筛选出玉米籽粒生理成熟前后影响籽粒脱水的主要气象因子。分析发现, 玉米籽粒气象含水率与研究分析的大部分气象因子呈显著或极显著相关; 生理成熟前筛选得到的主要气象因子为平均温度(x₁)、平均风速(x₅)和蒸发量(x₁₁), 生理成熟后为平均温度(x₁)和平均相对湿度(x₇), 回归模型均达到极显著水平; 通径分析表明, 生理成熟前蒸发量的贡献最大, 而温度、风速主要通过蒸发量起间接作用, 生理成熟后温度和相对湿度主要为直接作用, 且相对湿度的作用略大于温度。本研究所用去趋势的方法, 从理论和实际操作层面均更具科学性, 其研究结果也更为可信, 对其他类似研究也具有借鉴意义。     

专题导读: 加强籽粒脱水与植株倒伏特性研究、推动玉米机械粒收技术应用

正全程机械化是现代玉米生产方式的方向,当前条件下,机械收获、特别是机械粒收是我国玉米全程机械化发展的瓶颈[1-5]。为推动玉米机械粒收技术的应用,中国农业科学院作物栽培与生理创新团队自2010年起开展了相关工作,先后发表了30余篇相关研究论文,涉及玉米机械籽粒收获的理论基础、关键技术、模式集成等不同层面,研究包括籽     

河北夏播区玉米机械粒收质量及影响因素研究

2014~2017年在河北省邯郸、衡水、石家庄、沧州和邢台市共开展16组机械粒收品种筛选与技术集成示范,对14组试验采取机械粒收及收获质量评价。结果表明,机械粒收子粒破碎率均值为10.19%,高于国标≤ 5%的要求;杂质率均值为1.99%,低于≤ 3%国标标准;产量损失率均值为3.55%,总体小于≤ 5%国标标准,破碎率高是河北夏玉米区机械粒收存在的主要质量问题。子粒含水率总体呈正态分布,均值为28.69%,收获时含水率低于26.01%的样本仅占25%,含水率与子粒破碎率（r=0.534^**,n=130）、杂质率（r=0.437^**,n=130）均呈极显著正相关关系,含水率高是导致收获质量差的主要原因。     

利用研磨法测试玉米子粒耐破碎性方法及参数优化研究

采用二次通用旋转组合设计优化玉米子粒耐破碎性测定方法与参数,提高测定准确率和辨识度。实验选定碾磨时间(X_1)、旋转速度(X_2)、测定子粒质量(X_3)为考察因素,以子粒破碎率为考察指标,采用二次通用旋转组合设计优化子粒耐破碎性测定方法与参数。实验优化所得玉米子粒耐破碎性测定的最佳参数为碾磨时间80 s,转速1 200 r/min,测定子粒质量30 g,在此条件下,玉米品种郑单958和新引M751子粒破碎率差值为4.07。优化所得的测定子粒破碎率的方法及参数稳定可行。     

气候变化背景下华北平原夏玉米适宜播期分析

【目的】随人口增加、饮食结构变化和能源需求的增加,中国粮食安全问题日益严峻,在耕地资源有限的背景下,高产稳产仍是保证粮食安全的主要途径。华北平原是我国夏玉米主产区,明确气候变化背景下该区域夏玉米的适宜播期,对于稳定和提升该地区夏玉米单产,保障我国粮食安全具有重要意义。【方法】依据夏玉米生长季积温和降水将华北夏玉米区分为8个气候亚区,在每个气候亚区内基于1981—2015年气候资料、农业气象观测站夏玉米种植资料和土壤资料,对农业生产系统模型(APSIM-Maize)进行调参验证,选用决定系数(R~2)、D指标、均方根误差(RMSE)和归一化均方根误差(NRMSE)等指标来评价模型调参验证结果。在此基础上设置不同播期,利用调参验证后模型模拟各气候亚区不同播期夏玉米产量,采用高稳系数并综合考虑下茬作物冬小麦的播期,明确各气候亚区冬小麦-夏玉米两熟系统下充分灌溉和雨养条件夏玉米适宜播期,并分析与实际播期相比适宜播期下的夏玉米增产幅度。【结果】(1)模型适应性评价指标中决定系数(R~2)均在0.75以上,D指标均在0.80以上,归一化均方根误差(NRMSE)均在7%以下,表明调参后的APSIM-Maize模型在华北平原夏玉米生育期和产量模拟方面具有较好的模拟效果,可用于华北平原夏玉米生育期和产量模拟研究。(2)充分灌溉条件下,第一气候亚区夏玉米推荐适宜播期主要在6月下旬,第二气候亚区到第七气候亚区,主要在6月中下旬,第八气候亚区主要在6月中上旬。雨养条件下,第一气候亚区主要在6月下旬和7月上旬,第二、三A、四、五、六气候亚区主要在6月中下旬,第三B、七气候亚区适宜播期范围较广,6月均可播种,第八气候亚区在6月上中旬。(3)在充分灌溉和雨养条件下,与实际播期相比,适宜播期在各气候亚区的增产幅度为第一气候亚区到第五气候亚区增产幅度最大,平均在4%—10%;第六气候亚区到第七气候亚区次之,平均在2%—5%;第八气候亚区增产幅度最小,平均在3%以下。【结论】华北平原夏玉米适宜播期随着纬度的升高而提前。充分灌溉和雨养条件下,随着年代的推移,夏玉米适宜播期呈现推迟趋势,自20世纪80年代到21世纪00年代,每10年推迟3 d左右。第一和第二气候亚区雨养条件下的适宜播期晚于充分灌溉条件下适宜播期,其他气候亚区无显著差异。与实际播期相比,各气候亚区适宜播期下产量有2%—10%的提升,但雨养和充分灌溉条件下增产幅度没有明显差异,增产幅度由南到北呈现减小的趋势,第一到第五气候亚区,增产幅度较其他气候亚区大。     

玉米生长后期倒伏研究进展

倒伏是玉米生产中普遍存在的问题。传统生产中玉米一般在生理成熟期收获,前人关于倒伏研究也多集中在生育前期茎秆发育过程或者是生理成熟前的某一阶段,而对生理成熟后倒伏研究较少。玉米机械粒收一般在生理成熟后2—4周进行,倒伏将会增加机械粒收过程中的产量损失,降低籽粒品质,使收获难度加大,收获效率以及玉米种植效益明显降低,成为制约玉米种植密度进一步提高和机械粒收技术发展的重要因素。对此,本文从玉米生育后期植株的衰老生理及其影响因素角度进行综述,提出增强玉米后期抗倒伏能力的措施与建议。分析表明,玉米生育后期植株自然衰老将导致叶片、茎秆和根系活力下降,使茎秆含水量、可溶性糖、半纤维素及总结构性碳水化合物含量均降低,细胞壁变薄、细胞间缝隙变大;同时,茎秆和根系PAL、POD和PPO酶活性下降,抗病能力减弱;茎腐病病原菌产生的细胞壁降解酶分解细胞壁中的纤维素,降解寄主细胞,孢子迅速萌发形成菌丝并进入表皮细胞、皮层和维管束组织,加速茎秆组织失水干缩过程,植株空心变软甚至腐烂,茎秆质量下降。而基于密植高产机械粒收技术需求的增密种植、田间站秆籽粒脱水会加速并延长玉米衰老进程,使茎秆质量和抗病能力进一步下降,导致生理成熟后的倒伏风险加大。为有效控制倒伏、加速我国玉米密植高产机械粒收技术的推广,建议:(1)增强玉米生育后期茎秆衰老和倒伏的理论研究;(2)加强玉米抗倒种质创制,选育早熟、耐密植、籽粒脱水快、抗逆性强、适宜机械粒收的品种;(3)通过构建优质土壤耕层,集成宜机收品种、合理密植、肥水科学运筹、化学调控和病虫害综合防控等关键技术,创制高质量健康群体,提高生育后期茎秆的抗倒伏能力;(4)根据各地气候、生态条件,因地制宜制定降低玉米生育后期倒伏风险的应对措施。     

机械粒收推动玉米生产方式转型

正玉米机械粒收是利用联合收获机摘穗、脱粒一次完成的收获方式,由于减少了果穗储运、晾晒、脱粒等作业环节,不仅大大降低劳动强度、节约人力成本,还可降低晾晒、脱粒过程中的籽粒霉烂与损失,是我国玉米机械收获的发展方向和今后玉米生产转方式的重点~([1])。美、德等国20世纪50年代玉米收获作业也以机械穗收为主,70年代全面采用田间机械粒收~([2-4])。目前我国玉米机械播种率已超过80%,但机械收获率     

春玉米果穗性状对种植密度的响应研究

2015~2016年,选用耐密、适应性广的高产品种先玉335、郑单958和KX3564为试验材料,设置从15 000~180 000株/hm~2不同密度处理,研究种植密度对玉米产量及果穗性状的影响。结果表明,在不同种植密度下,各品种产量均随着密度呈先增加后减少的趋势,符合二次曲线关系。由拟合方程得到最高产量为19 259.55 kg/hm~2,低于实际最高单产,3个品种连续两年在90 000株/hm~2密度下获得最高产量。相关分析显示,单穗粒重、行粒数与产量呈极显著正相关。随着密度的升高,穗行数、行粒数、穗长、穗粗、单穗粒重下降,秃尖长增加;百粒重、单穗粒重与密度呈一般线性关系,且都呈极显著负相关。在保证合理密植条件下,通过协调好穗长与行粒数、穗粗与行粒数、百粒重与穗行数之间的关系,可以在当前密度下获得高产。     

山西玉米子粒含水率与机械粒收收获质量的关系分析

2013～2014年在山西忻州开展适宜机械粒收品种的筛选和机械粒收技术示范,探讨玉米不同品种子粒含水率与子粒破碎率、杂质率以及产量损失率之间的关系。结果表明,破碎率、杂质率以及产量损失率均与子粒含水率存在显著正相关,子粒水分是影响机械粒收质量的重要因素。筛选子粒含水率低、产量水平高的瑞普959、德美亚3号、瑞普908和M753推荐为当地适宜粒收品种。     

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。