收获期对玉米籽粒含水率及籽粒机收质量的影响

籽粒机收是我国玉米生产发展的趋势和方向,选用熟期适宜、抗倒性好、脱水快的玉米品种并农机农艺结合、良种良法配套是实现玉米籽粒机收的技术途径。选用以耐密抗倒伏、早熟脱水快的玉米骨干自交系京2416为父本组配选育并通过国审的3个早熟耐密玉米新品种京农科728、MC812、MC121,以及郑单958、先玉335两大主导品种,在黄淮北部夏播区北京通州开展籽粒机收试验,设置生理成熟期（H1）及生理成熟后5（H2）、10（H3）、15（H4）、20（H5）d共5个机收籽粒收获期处理,研究并明确了收获期对不同玉米品种籽粒含水率及籽粒机收质量的影响,为黄淮北部夏播区机收籽粒玉米品种选择和适期机收提供指导。结果表明：①参试玉米品种京农科728、MC812、MC121、先玉335和郑单958夏播出苗至成熟分别为101、106、105、111、113 d。②H1、H2、H3、H4、H5五个不同收获期条件下,籽粒含水率平均为31.2%、29.4%、27.6%、26.0%、244%;不同品种生理成熟后的籽粒平均脱水速率差异显著,表现为京农科728 [0.039%·(℃·d) ^-1]＞MC812 [0.037%·(℃·d) ^-1]＞MC121 [0.032%·(℃·d) ^-1]＞先玉335 [0.031%·(℃·d) ^-1]＞郑单958 [0.026%·(℃·d) ^-1]。③H1、H2、H3、H4、H5五个收获期,籽粒破碎率平均为7.4%、6.8%、6.2%、5.4%、5.0%,杂质率平均为1.2%、1.0%、0.8%、06%、0.6%,落粒率平均为3.7%、3.4%、3.3%、3.3%、3.1%;在H4收获期,早熟品种京农科728、MC812和MC121的籽粒破碎率、杂质率和落粒率均达到国家机收标准,而郑单958和先玉335因籽粒破碎率高不适宜机收籽粒。④相关性分析表明,籽粒含水率与破碎率、杂质率和落粒率均极显著正相关,落粒率与破损率和杂质率极显著正相关。由此说明,收获期是影响玉米籽粒含水率和籽粒机收质量特别是籽粒破碎率的重要因素,在黄淮北部夏播区选择早熟、脱水快、收获时籽粒含水率低的品种以及适期收获是实现玉米籽粒机收的关键;京农科728、MC812和MC121熟期早、脱水快,在黄淮北部6月15日夏播条件下生理成熟后15 d即可机收籽粒,而郑单958和先玉335熟期偏长且后期脱水相对较慢,在黄淮北部夏播区不宜机收籽粒。     

不同夏玉米品种影响籽粒机收质量的关键因素

为了摸索能够推广玉米机械粒收的条件和技术指标,为选育出适宜黄淮海地区玉米籽粒机收新品种和籽粒机收技术的推广应用提供理论依据和数据参考,于2019年选用黄淮海地区主栽的10个不同夏玉米品种,开展夏玉米籽粒机收质量的关键因素研究,分析所选品种重要机收质量指标籽粒破碎率、杂质率和损失率与含水率、腐籽率之间的关系。结果表明,重要机收质量指标籽粒破碎率、杂质率、损失率的平均值分别为3.81%、1.26%、3.60%,含水率平均为27.06%;除浚单20籽粒破碎率、损失率较高以及迪卡517损失率较高外,其他供试品种都能满足玉米籽粒机械收获的技术条件;腐籽率整体较高,为1.17%～4.39%,腐籽率高是影响籽粒机收质量的一个重要问题。各因素间的相关性分析结果表明,籽粒含水率与破碎率、杂质率间呈极显著正相关,其中,含水率与破碎率回归方程为y=0.306 9x-4.491 7(R2=0.708 2**,n=30);含水率与杂质率回归方程为y=0.164 9x-3.204 4(R2=0.764 4**,n=30);破碎率与杂质率间、损失率与腐籽率间呈极显著正相关。除含水率、破碎率和杂质率是影响机收质量的关键因素外,还需要关注腐籽率对黄淮海地区夏玉米品种籽粒机收质量的影响。     

玉米籽粒脱水及机收籽粒研究进展

为了探明玉米籽粒机收质量的关键因素,解决收获期籽粒含水率偏高的问题,总结与分析了国内外玉米籽粒脱水相关研究,笔者提出未来玉米籽粒机收推广过程中,选用适宜籽粒机械化直收优良品种,不断改进种植模式、优化养分和水分施用方式,研发高效促脱水化学调控产品等关键栽培技术途径,是推动中国玉米籽粒机收的重要途径。笔者结合玉米生产实际,提出了加快籽粒机收推广的建议：加快早熟、籽粒脱水快、适宜机收品种的选育;明确各生态区域影响籽粒脱水动态的因素和机制;综合运用粒收品种选育、品种熟期配置、延迟收获期、栽培技术配套。同时,应加强农艺措施相配套的轻简化农机装备的有效研制,农艺农机有机融合,推动玉米籽粒机收技术应用,提升玉米产业整体竞争力。     

密度对玉米生理成熟后籽粒含水率及脱水速率的影响

[目的]为研究种植密度对玉米生理成熟后籽粒含水率及脱水速率的影响,探寻适合玉米籽粒机收的合理密植栽培模式。[方法]以苏玉30、苏玉29、苏玉20和农大108为试验材料,采取裂区设计,分析密度对生理成熟后籽粒含水率与脱水速率的影响。[结果]随着密度的增加,玉米生理成熟期和收获期籽粒含水率增加,而脱水速率降低。与苏玉20和农大108相比,苏玉30和苏玉29生理成熟期的籽粒含水率相对较低,随密度的增加其脱水速率的下降幅度也较小。就脱水性状而言,苏玉30和苏玉20具有耐密植的特点。[结论]该研究为适合玉米籽粒机收条件下的密植栽培模式提供参考依据。     

夏玉米籽粒灌浆与籽粒含水率的关系及籽粒发育过程的分期

实验选用早、中、晚三个玉米品种，研究夏玉米籽粒灌浆与籽粒含水率的关系。结果表明，灌浆速度曲线并不随平均气温的波动而变化，不同品种，不同播期玉米灌浆速率峰值的出现以及灌浆的终止等，与籽粒含水率的关系较为稳定，不同品种，不同播期玉米灌浆速率与籽粒含水率的关系曲线均呈“单峰曲线“。根据含水率与灌浆的关系，提出了玉米籽粒灌浆新的分期方法。     

玉米收获期籽粒含水量的数量遗传分析

收获期籽粒含水量是决定玉米能否实现机械收获的重要性状。要选育适合机收的低收获期含水量玉米杂交种,首先需明确玉米收获期含水量的遗传规律。本研究选用玉米收获期籽粒含水量高的自交系5003和含水量低的自交系PH6WC为亲本,配制PH6WC×5003的F_1、F_2、B_1、B_2四个世代群体,利用便携式籽粒水分测定仪对亲本和4个世代的所有单株收获期籽粒含水量进行测定。结果表明,玉米收获期籽粒含水量是由两对主基因和微效多基因控制,主基因中存在加性、显性、上位性效应,微效基因中存在加性和显性效应,均以显性效应占主导地位。在F_2、B_1、B_2群体中,主基因的遗传贡献率分别为78.60%、59.32%、51.61%,远高于多基因的(6.44%、24.41%、33.81%),说明控制玉米收获期籽粒含水量的遗传基础以主基因为主。     

玉米籽粒机收发展及其与品种的关系

玉米籽粒机收是实现全程机械化的重要一环,其发展进程受到了玉米品种的制约。本文通过品种抗倒性、生育期和收获时籽粒含水量三个方面阐述玉米品种与籽粒机收之间的关系,并提出适宜玉米籽粒机收的玉米品种的五个特点。     

基于品种熟期和籽粒脱水特性的机收粒玉米适宜播期与收获期分析

【目的】规模化生产条件下,需要兼顾产量和效率的协同提高。通过合理配置不同熟期品种及播期,能够延长播种和收获的机械作业时间,提高机械利用效率和玉米生产效率。【方法】本研究于2015—2017年,选用KWS9384、新玉77和M751 3种不同熟期的主栽玉米品种,观测籽粒含水率变化动态,建立基于授粉后积温(≥0℃)的籽粒含水率预测模型,结合当地气象数据,分析不同品种的播种与收获时期。【结果】结果表明,不同熟期品种的产量和适播期不同。早熟品种KWS9384适宜播期和收获期更长,但产量较晚熟品种低;晚熟品种新玉77和M751产量高,但满足生理成熟及脱水至适宜机械粒收含水率的时间更长。通过早熟品种和晚熟品种的搭配,可以有效延长玉米播种及机械粒收的作业时间;早播晚熟品种、晚播早熟品种的配置方案,能够较好地协调产量和籽粒脱水的关系。【结论】通过分析不同品种适宜播种期及其相应的适宜收获期,提出了高产高效协同生产目标下的品种和播期配置原则,实现特定生态和生产条件下机具利用效率和效益的最大化,为相关技术需求的研究和应用提供思路。     

收获期对高水分玉米籽粒湿贮品质及真菌毒素的影响

本研究旨在探索收获期对玉米籽粒湿贮品质及真菌毒素(呕吐毒素)的影响.试验选用京农科728(JNK728)玉米品种,分别在20％～30％、30％～40％和40％～50％含水量下收获玉米籽粒进行湿贮,测定其呕吐毒素变化、营养价值和发酵品质.结果表明:①随着收获期推迟,霉菌数量增加;20％～30％含水量下呕吐毒素含量显著高于...     

东北籽粒机收玉米品种选育探讨

玉米机收籽粒是玉米生产的发展趋势。本文介绍了东北籽粒机收玉米品种现状及生产上对此类品种的特殊要求,提出了育种思路和选育方法,阐明适宜机收籽粒玉米新品种选育是未来玉米育种的主攻方向。     

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。     

夏玉米机械粒收质量影响因素分析

【目的】机械粒收是玉米生产的发展方向,收获质量是影响其推广应用的主要因素。中国玉米机械粒收还处于起步阶段,目前在西北和东北等春播玉米区推广应用面积较大,黄淮海夏播玉米区正在积极开展试验示范。本研究通过分析黄淮海夏玉米机械粒收质量及其影响因素,为该技术的推广应用提供支持。【方法】2013—2015年累计选用了23个玉米品种,在黄淮海典型代表区河南新乡开展试验研究。2013年和2015年在收获期分别进行2次机械收获,2014年1次机械收获。收获当天测定各个品种的收获前籽粒含水率,并调查测产。机械收获后从机仓随机取一定量籽粒样品,立即测定收获后籽粒含水率,然后手工分拣样品,测定籽粒破碎率和杂质率;收获后,在田间选取3个代表性样区,调查落穗损失和落粒损失。【结果】2013—2015年,籽粒破碎率共调查131个样点,结果显示,收获时玉米籽粒含水率在20.80%—41.08%,籽粒破碎率变幅为4.98%—41.36%,籽粒破碎率随着籽粒含水率的提高明显升高;破碎率低于8%的有38个样点,占比29.01%,籽粒含水率低于26.92%时,收获的玉米籽粒能够满足破碎率8%以下的要求。机收杂质率共调查134个样点,杂质率0.37%—5.28%,杂质率低于3%的样点有107个,占比79.85%,杂质率也随着籽粒含水率的升高而增加;2013—2014年,籽粒含水率低于28.27%时,杂质率能够低于3%的国家标准;2015年收获时籽粒含水率虽然较高,但杂质率均在3%以下。田间损失率共调查108个样点,变幅为0.18%—2.85%(落穗率和落粒率),均能满足国家标准,损失率不是影响机械收获质量的限制因素。在本试验条件下,籽粒含水率低于26.92%时,破碎率和杂质率分别低于8%和3%,田间损失率也符合国家标准,能够满足机械粒收质量要求。研究还发现,籽粒含水率相近的不同品种之间,机械收获的破碎率和杂质率也存在显著差异,表明品种固有的理化特性对机械收获质量也有影响。【结论】收获时的籽粒含水率是影响机械粒收质量的关键因素,在相同籽粒含水率条件下,品种之间收获质量表现出显著差异。由于年际间热量等条件的不同,收获时的籽粒含水率存在一定幅度的变动,但通过选择适宜品种、科学安排播种和收获时间,以河南新乡为代表的黄淮海夏玉米区完全能够保证玉米机械粒收质量。     

新疆玉米机械收获籽粒含水率与相关性状的关系

采用大田试验,在新疆昌吉以18个玉米品种为材料收获5次,在新疆奇台以5个玉米品种为材料收获4次,分析籽粒含水率、品种及地区差异对玉米机械收获质量的影响。结果表明:两地籽粒破碎率和杂质率均与籽粒含水率呈极显著正相关关系,其中,含水率与破碎率符合二次曲线关系,与杂质率符合指数关系。昌吉和奇台各次收获满足损失率国家标准≤5%的样本量分别占总样本量的90.0%和87.5%,满足杂质率国家标准≤3%的样本量分别占总样本量的80.7%和87.5%,表明损失率和杂质率不是限制两地玉米机械粒收发展的主要因素。昌吉和奇台适宜机械粒收的籽粒含水率分别为15.4%～20.0%与12.3%～23.5%。     

不同采收期对火龙果果实品质的影响

探索适宜的采收期,可为火龙果的发展与应用提供理论指导。以火龙果未熟期(花后21 d)、可采成熟期(花后28 d)、食用成熟期(花后30 d)、生理成熟期(花后33 d)的果实为试材,测定了不同采收期的火龙果及在室内达到成熟时果实的单果质量、可食率、果皮厚、可溶性固形物、还原糖、可溶性糖、可滴定酸、Vc、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白等各项生理生化指标,研究了不同采收期对火龙果果实品质的影响。结果表明,未熟期、可采成熟期采收的果实色泽和品质都与食用成熟期、生理成熟期采收的果实有显著差异,即使在室温下贮藏后,仍不能达到成熟果实的品质。食用成熟期和生理成熟期两种成熟度的火龙果采收后适合鲜食,食用成熟期采收的火龙果适合长距离运输,生理成熟期采收的火龙果适合产地销售;未熟期和可采成熟期采收的果实不适合鲜食。     

不同收获时期对稻米品质的影响

研究了不同收获时期对杂交稻稻米品质的影响。结果表明:研究的7个品质指标中,不同收获时期处理间的精米率、整精米率和蛋白质含量存在显著差异,而垩白粒率、垩白度、粒长、米粒长宽比均无显著差异。精米率、整精米率和蛋白质含量均以黄熟期最高。     

专题导读：机械粒收推动玉米生产方式转型

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%,但机械收获率仍较低,2015年统计为63%,且以穗收为主;粒收主要分布在新疆、黑龙江3—5积温带和内蒙古东北部等玉米产区^[5],占比不足5%。玉米机械收获、特别是粒收水平低是制约我国玉米全程机械化发展的瓶颈。 国外有关玉米机械粒收技术、相关基础理论研究及适合粒收品种选育的转型主要集中于20世纪60—90年代,为机械粒收技术的全面普及提供了支撑。20世纪60年代,随着能够实现田间籽粒直接收获的玉米割台被广泛接受,粒收技术才迅速发展起来^[6]。在美国玉米带的Iowa,Illinois,Indiana,Minnesota等州,玉米籽粒联合收获的面积从1964年的24%增加到1968年的48%^[7-9] ,从此机械粒收技术在美国全面铺开。美国在刚推广机械粒收技术时,籽粒水分一般在20%以下,机械损伤问题并不突出。但烘干技术被广泛采用后,20%—35%之间水分的玉米都能收获,因水分高导致的籽粒机械损伤过大、烘干成本高等问题出现^[2-3],使得农民遭受巨大损失^[10],并严重威胁到了美国玉米在国际市场的地位^[11]。为此,美国和一些玉米生产技术先进国家开展了大量相关研究,通过品种改良、提早成熟延长脱水时间、改进粒收机械等措施,逐步解决了籽粒含水率高、机械粒收质量不佳的问题。 推广机械粒收是玉米生产方式的一次重大变革,涉及农机、品种、栽培、收储、烘干、销售、加工等多个环节,是一项系统工程。以往我国玉米生产以人工收获和机械穗收为主,在玉米品种籽粒脱水特征和影响因素、生理成熟后田间站秆晾晒、收获机械及其作业质量、籽粒烘干收储等与机械粒收相关领域的研究较为薄弱,制约了粒收技术的应用推广。其中,品种是当前影响我国该技术推广的主要制约因素。20世纪80年代以来,我国玉米育种以高产为目标,在传统人工收获条件下,采取了高秆稀植大穗、延长生育期获取高产的育种路线,加之脱水性状的复杂性,相关籽粒脱水研究进展较慢,后期脱水快的种质资源严重不足。目前,我国许多玉米产区种植的品种生育期偏长,收获时籽粒含水量通常在30%—40%,活秆成熟现象还较为普遍,不仅难以实现机械粒收,而且堆积晾晒过程中霉变严重,影响玉米商用品质。培育早熟、籽粒脱水快、收获时含水量低的品种应成为各产区机械粒收技术推广的前提。此外,籽粒破碎率作为评价玉米机械粒收质量的主要指标,据本团队在全国16个省市区194个地块获得2 450组机械粒收田间测试样本^[5,12-19]统计分析表明,当前玉米机械粒收破碎率均值为8.56%,高于≤5%的要求^[5]。籽粒破碎不仅造成玉米收获损失、降低玉米等级和销售价格,而且增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,成为我国玉米机械粒收技术推广的重要限制因素。鉴于破碎率受品种遗传因素、收获机械及其作业质量、天气因素、栽培措施等多因素综合影响^{[2,4-5,20-22]},深入研究这些因素对破碎率影响的定量关系,才能为制定高质量的收获措施提供依据。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年起开展宜机收品种的筛选、影响收获质量关键因素的研究与技术集成示范,取得较大进展。《中国农业科学》50卷11期“玉米栽培研究”专刊中曾集中发表了6篇团队在玉米机械粒收方面的研究论文,本栏目又以“玉米机械粒收专题”形式发表5篇文章,其中,《玉米生长后期倒伏研究进展》针对倒伏这一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,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分析,提出提高玉米后期抗倒伏能力的措施与建议。《玉米品种穗部性状差异及其对籽粒脱水的影响》测定了苞叶、籽粒、穗轴、穗柄等4个部位共计41项穗部性状指标,剖析了这些性状在品种间的差异及其对籽粒脱水的影响,发现苞叶短、穗轴生理成熟期含水率低、果穗夹角大、穗粒数少、籽粒小等穗部特征有利于籽粒脱水。《玉米穗轴机械强度及其对机械粒收籽粒破碎率的影响》一文研究了玉米生育后期穗轴机械强度的变化特征及其影响因素,提出玉米穗轴机械强度是影响机械粒收籽粒破碎的重要因素之一,生育后期穗轴干物质积累和含水率是影响穗轴机械强度的重要因素。《夏玉米籽粒脱水特征及与灌浆特性的关系研究》通过系统观测玉米籽粒灌浆和脱水动态,建立了玉米籽粒含水率与授粉后积温（＞0℃）的预测模型,分析了夏玉米籽粒脱水和灌浆特征及二者之间的关系,提出灌浆期积温和生理成熟期籽粒含水率两个参数作为粒收品种筛选指标的建议。《基于品种熟期和籽粒脱水特性的机收粒玉米适宜播期与收获期分析》利用籽粒含水率预测模型,分析了西北灌溉春玉米籽粒含水率变化动态及其适宜机械粒收收获期,以规模化生产的大农场为研究对象,提出了高产高效协同生产目标下的品种和播期的配置原则,为规模化生产条件下基于粒收品种的搭配提供了依据。希望这些论文的发表,能抛砖引玉,带动更多科技工作者开展玉米机械粒收相关理论与技术研究,促进以机械粒收为核心的现代玉米生产技术的推广应用。     

中晚熟玉米品种籽粒适宜机械收获的研究

以20个玉米品种为材料,设置了不同收获期试验,通过测定玉米不同收获期子粒含水率与破碎率关系,确定不同玉米品种机械粒收的适宜收获时期。研究表明,S₁(9月30日)和S₂(10月6日)收获期子粒含水率与子粒破碎率呈显著正相关(r=0.889、r=902);S₃(10月13日)和S₄(10月20日)分别呈中强相关和弱相关(r=0.691和r=0.399)。S1正常收获期推后7天、14天和21天,田间站杆脱水可分别争取到77.09℃、140.09℃和215.69℃的积温,用其热量可使子粒含水量分别下降12.74%、25.80%和40.56%;子粒破碎量分别下降38.70%、85.37%和99.12%。以各处理子粒含水率和破碎率平均值为指标和GBT21962—2008国家标准规定综合分析：S1正常收获期宜机械机收品种为0%,S2收获期为75%,S3收获期为100%,S4收获期玉米品种宜于机械粒收、烘干和储藏一体化作业。     

不同收获时期对稻米味度值和RVA谱特性的影响

选用粳稻品种东优9901和长粒香,研究不同收获时期对稻米味度值与RVA谱特性的影响.结果表明:不同收获期处理间的味度值和粘滞峰消减值没有显著差异;但整精米率、下降粘度和最高粘度均存在显著或极显著的差异,东优9901在灌浆35～40 d时RVA谱特性最佳,而长粒香在灌浆35～45 d时RVA谱特性最好.