薛军, 李璐璐, 张万旭, 王群, 谢瑞芝, 王克如, 明博, 侯鹏, 李少昆. 玉米穗轴机械强度及其对机械粒收籽粒破碎率的影响[J]. 中国农业科学, 2018, 51(10): 1868-1877 https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.006
XUE Jun, LI LuLu, ZHANG WanXu, WANG Qun, XIE RuiZhi, WANG KeRu, MING Bo, HOU Peng, LI ShaoKun. Maize Cob Mechanical Strength and Its Influence on Kernel Broken Rate[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2018, 51(10): 1868-1877 https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.006

0 引言

【研究意义】破碎率偏高是当前我国玉米机械粒收存在的主要质量问题^[1],探索籽粒破碎的原因,明确机械籽粒收获最佳时期,对于提高机械粒收质量、推进机械籽粒收获技术具有重要意义。【前人研究进展】前人研究表明,影响籽粒破碎的因素包括品种、收获机械及操作、种植区生态气象因素、栽培措施及收获时期等^[2,3],其中,收获时籽粒含水率高是导致破碎率高的主要因素^[3,4,5,6,7]。破碎率与玉米籽粒含水率符合二次多项式关系,当含水率高于一定值时（20%左右）,破碎率随含水率增大而增大;而含水率较低时,破碎率随含水率的降低而有增大的趋势^[6]。目前,国际上普遍认为,籽粒含水率在18%—23%时破碎率最低、机械粒收效果最佳^[8,9]。但含水率低于一定程度后收获破碎率增加的原因仍存在一定争议^{[3,4,5,6,7,8,9]}。当前主流的玉米籽粒机械收获机具在脱粒过程中,果穗要遭受7—9 次冲击才能将籽粒从穗轴上脱下,被脱下的籽粒还有相当一部分会随着滚筒转动而遭受脱粒元件、果穗、穗轴的多次打击与磨擦^[10]。一般认为,当籽粒含水率过低时,籽粒自身弹性降低,受到机械、果穗和穗轴的碰撞,容易发生破裂。籽粒从穗轴上脱下但未能及时通过凹板又被栅格条和滚筒等冲击造成的损伤占总损伤的50%以上^[11]。还有一些****认为,玉米穗轴特性对籽粒机械损伤可能存在显著影响^{[12,13,14,15]}。WAELTI^[13]研究表明穗轴较小的果穗收获时籽粒更容易破碎。玉米穗轴机械强度是指穗轴受到外力作用发生形变时的力学值,包括穗轴穿刺强度和抗折断力^[14]。SEHGAL等^[15]发现果穗穗轴硬的品种在脱粒时,因穗轴容易断成几段,机械脱粒中因破碎的穗轴对籽粒的撞击造成籽粒破碎率增大。穗轴抗折断力与籽粒破碎率呈显著正相关^[16]。国外对玉米穗轴机械强度与籽粒破碎的研究多在20世纪60至90年代^[13,14,15],我国玉米机械粒收处于起步阶段,此方面研究较少。【本研究切入点】玉米生育后期,籽粒含水率不断降低,穗轴的含水率也随之下降^[17],但有关玉米穗轴机械强度评价指标、穗轴机械强度的变化规律、影响穗轴机械强度变化的因素以及穗轴机械强度的变化与籽粒破碎率的关系等研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】本研究在同一田块,采用相同机械和操作人员分期收获,调查玉米生育后期籽粒和穗轴的含水率、穗轴机械强度和籽粒破碎率,分析玉米穗轴力学强度的变化特征及其影响因素,探讨穗轴机械强度与籽粒破碎率之间的关系,为提高玉米机械粒收质量提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2017年在中国农业科学院作物科学研究所河南新乡农业综合试验站（35°10′N,113°47′E）和新疆奇台总场试验示范基地（43°50' N,89°46′E）进行。其中在新乡试验站选用28个适合机械粒收并且具有高产潜力的主栽玉米品种（表1）,大区种植,行距为60 cm,行长为100 m,每个品种种植行数不少于10行,种植面积不少于600 m²,种植密度均为6.75×10⁴株/hm²。6月17日和6月18日播种,田间管理同当地大田生产。分别于10月6日、10月16日、10月27日、11月10日和11月25日在田间进行机械籽粒收获。收获机为福田雷沃谷神GE 50,割台为立广机械厂生产的喜盈盈牌玉米专用割台,该机割幅4行,5次收获采用同一台机器、同一操作手,收获机行走速度、转速、割台高低、筛孔大小等设置在5次收获时均一致。每次收获长度不少于20 m,每次收获前测定玉米穗轴特征值,收获后测试籽粒相关质量。同年,在新疆奇台试验示范基地测定40个具有高产潜力玉米品种（表1）的穗轴机械强度和机械粒收籽粒破碎率,播期为4月22日,密度为13.0×10⁴株/hm²,采用宽窄行种植,行距为40 cm +70 cm,测定日期统一为10月18日,收获机械为约翰迪尔1076,割幅为6行。
Table 1
表1
表1供试玉米品种
Table 1Experimental maize cultivars

试验地点 Experimental site	品种数 Number of cultivars	玉米品种名称 Maize cultivars name
新乡 Xinxiang	28	辽单585、辽单586、辽单575、MC670、泽玉501、泽玉8911、吉单66、东单913、裕丰303、中科玉505、联创808、联创825、金通152、农华5号、农华816、恒玉898、迪卡517、迪卡653、新单58、新单65、新单68、陕单636、陕单650、宇玉30、利单295、LA 505、北斗309、豫单9953 LD585, LD586, LD575, MC670, ZY501, ZY8911, JD66, DD913, YF303, ZKY505, LC808, LC825, JT152, NH5, NH816, HY898, DK517, DK653, XD58, XD65, XD68, SD636, SD650, YY30, LD295, LA505, BD309, YD9953
奇台 Qitai	40	辽单585、辽单575、辽单586、泽玉8911、泽玉501、MC670、M751、九玉Y02、联创528、登海318、登海105、登海618、登海1739、登海1786、登海1769、豫单9953、郑单309、郑单528、郑单1002、陕单628、农华213、大成168、新玉47、北斗309、利单295、联创808、矮单268、郑单1002、九玉M03、金珠58、先玉1331、豫单132、增玉1572、增玉1317、优旗909、京华8号、和育187、KWS9384、KWS3564、植青1号 LD585, LD575, LD586, ZY8911, ZY501, MC670, M751, JYY02, LC528, DH318, DH105, DH618, DH1739, DH1786, DH1769, YD9953, ZD309, ZD528, ZD1002, SD628, NH213, DC168, XY47, BD309, LD295, LC808, AD268, ZD1002, JYM03, JZ58, XY1331, YD132, ZY1572, ZY1317, YQ909, JH8, HY187, KWS9384, KWS3564, ZQ1

新窗口打开

1.2 测定项目与方法

1.2.1 籽粒含水率 机械籽粒收获前,在田间随机摘取长势均匀的5个果穗,手工脱粒,称籽粒鲜重,烘干,称干重,计算籽粒含水率,籽粒含水率（%）=（籽粒鲜重-籽粒干重）/籽粒鲜重×100%^[6,17]。
1.2.2 穗轴长度、直径和外壁厚度 随机取5个代表性果穗,用直尺测量脱粒后的长度（L）,在穗轴中部（1/2处）用游标卡尺测量穗轴的外直径（D）和髓部直径（d）,计算穗轴外壁厚度,外壁厚度=（D-d）/2,每个穗轴外径和内径均测定2次,取平均值^[18]。
1.2.3 穗轴力学强度 取测定完长度的5个果穗,用茎秆强度测定仪（浙江托普仪器有限公司,中国杭州,最大量程为500 N）将直径为1 mm、长度为1.5 cm的测头,在穗轴中部1/2处垂直于穗轴方向匀速缓慢插入,读取穿透穗轴外壁的最大值,测定点位于籽粒和穗轴连接的部位,每个穗轴测定4次;同时,分别以穗轴中部8 cm和全长为支点,两端固定,测定穗轴刚好被折断时的最大力学值^{[12, 18]}。
1.2.4 穗轴含水率和干物质积累 力学强度测定完成后,将穗轴称鲜重（CW₁）,烘干,称干重（CW₂）,计算含水率、单位长度干重（dry weight per unit length,DWUL）、单位体积干重（dry weight per unit volume,DWUV）。其中,含水率（%）=（CW₁-CW₂）/CW₁×100%,DWUL（g·cm^-1）=CW₂/L,DWUV（g·cm^-3）= CW₂/V,V为穗轴体积,其计算公式按圆柱体计算,即V=L×π×(D/2)^2[17,18,19]。
1.2.5 籽粒破碎率 机械粒收后,取收获机粮仓内的籽粒样品约2 kg,称重,手工分拣破碎籽粒（KW₁）和完整籽粒（KW₂）,计算破碎率,破碎率（%）=KW₁/（KW₁+KW₂）×100%,重复3次^[6]。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010和Predictive Analytics Software（PASW）18.0分析处理试验数据;用最小显著差数法（LSD _0.05）检验平均数;用广义线性模型和Pearson相关分析法分析影响玉米穗轴机械强度和籽粒破碎率的因素;用Microsoft Excel 2010进行方程拟
合;用DPS进行通径分析。用SigmaPlot 10.0作图。

2 结果

2.1 不同时期收获对玉米穗轴机械强度、含水率和籽粒含水率、破碎率的影响

河南新乡夏玉米分期收获结果表明,随收获期后移,玉米籽粒含水率逐渐降低;穗轴含水率也呈逐渐降低的趋势,前3次穗轴含水率降低幅度较小,从10月27日之后显著降低;籽粒破碎率呈先降低后升高的趋势,11月10日的破碎率最低;穗轴8 cm抗折力和全长抗折力呈先降低后升高的趋势,其中以10月27日收获时最低,11月25日收获时显著高于其他收获期。对所有样本籽粒含水率和破碎率数据进行拟合分析表明,当籽粒含水率高于20.1%时,破碎率随含水率的降低而降低;当籽粒含水率低于20.1%时,破碎率随含水率的降低而升高。这种变化趋势可能与穗轴机械强度及其他因素有关（图1）。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图1不同收获日期下玉米籽粒含水率、破碎率、穗轴含水率和抗折断力（河南新乡,夏玉米）
-->Fig. 1The moisture content, broken rate of maize kernel, and moisture content, bending strength of cob under different harvest dates (Xinxiang, Henan, summer maize)
-->

2.2 穗轴机械强度与籽粒破碎率的关系

河南新乡夏玉米试验点的5次收获数据分段分析表明,当籽粒含水率低于20.1%时,玉米穗轴中部8 cm抗折断力、全长抗折断力均与机械粒收破碎率符合指数曲线,分别为y=2.0355e^0.0049x（R²=0.2061**,n=40）和y=2.7621e^0.0054x（R²=0.1413**,n=40）;当籽粒含水率高于20.1%时,玉米穗轴全长抗折断力与破碎率拟合方程为y=1.4457e^0.0152x（R²=0.1978**,n=72）（图2）。由此说明,穗轴机械强度显著影响机械粒收籽粒破碎率,尤其在籽粒含水率小于20.1%时,是造成破碎率升高的重要因素之一。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图2玉米穗轴抗折断力与机械粒收籽粒破碎率的关系（河南新乡,夏玉米）
-->Fig. 2Relation between cob bending strength and kernel broken rate in maize mechanical grain harvesting (Xinxiang, Henan, summer maize)
-->

对新疆奇台高产春玉米40个品种的穗轴抗折断力和籽粒破碎率进行拟合,结果表明,籽粒含水率在21.2%—34.3%时,玉米穗轴8 cm抗折断力和全长抗折断力均与籽粒破碎率符合指数曲线,分别为y=2.5438e^0.0035x（R²=0.2697**,n=40）和y=2.5801e^0.0054x（R²=0.3001**,n=40）（图3）。由此进一步说明玉米穗轴机械强度是影响破碎率的重要因素之一,籽粒破碎率随穗轴机械强度增大而升高。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图3玉米穗轴抗折断力与机械粒收籽粒破碎率的关系（新疆奇台,春玉米）
-->Fig. 3Relation between cob bending strength and kernel broken rate in maize mechanical grain harvesting (Qitai, Xinjiang, spring maize)
-->

2.3 影响玉米穗轴机械强度变化的因素分析

采用广义线性模型对影响抗折断力的因素进行综合分析可知,定性因素中收获日期和品种对8 cm抗折断力和全长抗折断力均有显著影响;定量因素中穗轴含水率、单位长度干重及长度/外径对8 cm抗折断力影响显著（表2）。
Table 2
表2
表2玉米抗折断力影响因素分析（河南新乡,夏玉米）
Table 2Analysis of effect factor on bending strength of maize cob (Xinxiang, Henan, summer maize)

变量 Variable	P-值 P-value
	8 cm抗折断力 Bending strength of 8 cm cob	全长抗折断力 Bending strength of whole cob
收获日期 Harvest date	<0.001**	<0.001**
品种 Cultivar	<0.001**	<0.001**
长度 Length	0.060 ns	0.935 ns
外直径 Outside diameter	0.196 ns	0.890 ns
内直径 Internal diameter	0.355 ns	0.884 ns
壁厚 Wall thickness	0.398 ns	0.847 ns
穗轴含水率 Moisture content	0.017*	0.627 ns
穿刺强度 Penetration strength	0.859 ns	0.120 ns
干重 Dry weight	0.990 ns	0.485 ns
单位长度干重 Dry weight per unit length	0.003**	0.242 ns
单位体积干重 Dry weight per unit volume	0.567 ns	0.277 ns
长度/外径 Length/outside diameter	0.042*	0.795 ns

* and ** represent significant difference at 0.05 and 0.01 levels, respectively, ns represents no significantly different. The same as below*和**分别表示0.05和0.01水平显著差异,ns表示无显著性。下同
新窗口打开
进一步分析可知,玉米穗轴8 cm抗折断力与穗轴外直径、内直径、穿刺强度、干重、单位长度干重、单位体积干重均呈显著正相关,其中相关度最高的是单位长度干重（r = 0.7064**）;而穗轴含水率、长度/直径均与8 cm抗折断力呈显著负相关关系。穗轴全长抗折断力与穿刺强度、干重、单位长度干重、单位体积干重呈显著正相关,与穗轴含水率、长度/外径呈显著负相关（表3）。总体来看,穿刺强度、穗轴含水率和干物质积累对穗轴抗折断力影响较大,穗轴形态特征参数对抗折断力影响较小。
Table 3
表3
表3玉米穗轴形态、干重、含水率与抗折断力的相关性分析（河南新乡,夏玉米）
Table 3Correlation analysis among maize cob bending strength, weight and moisture content (Xinxiang, Henan, summer maize)

收获期 Harvest date	抗折断力 Bending strength	穗轴特征 Cob characteristic
		长度 Length	外直径 Outside diameter	内直径 Internal diameter	壁厚 Wall thickness	含水率 Moisture content	穿刺强度 Penetration strength	干重 Dry weight	单位长度干重 Dry weight per unit length	单位体积干重 Dry weight per unit volume	长度/外径 Length/ outside diameter
10-6— 10-16	8 cm抗折断力 Bending strength of 8 cm cob	0.195 ns	0.483**	0.224 ns	0.382**	-0.057 ns	0.743**	0.662**	0.239 ns	0.491**	-0.187 ns
	全长抗折断力 Bending strength of whole cob	-0.009 ns	0.249 ns	0.014 ns	0.305 ns	-0.287 ns	0.658**	0.743**	0.475*	0.649**	-0.229 ns
10-27—11-25	8 cm抗折断力 Bending strength of 8 cm cob	0.027 ns	0.309**	0.281**	0.087 ns	-0.292**	0.640**	0.754**	0.377**	0.618**	-0.162 ns
	全长抗折断力 Bending strength of whole cob	-0.216*	0.069 ns	0.047 ns	0.035 ns	-0.450**	0.464**	0.680**	0.555**	0.686**	-0.216*
10-6— 11-25	8 cm抗折断力 Bending strength of 8 cm cob	0.021 ns	0.297**	0.252**	0.128 ns	-0.308**	0.575**	0.575**	0.706**	0.352**	-0.179*
	全长抗折断力 Bending strength of whole cob	-0.176 ns	0.104 ns	0.047 ns	0.084 ns	-0.358**	0.671**	0.484**	0.675**	0.525**	-0.220*

The samples of bending strength of 8 cm cob were 56 from 10-6 to10-16, 84 from 10-27 to 11-25, and 140 from 10-6 to 11-25. The samples of bending strength of whole cob were 28 from 10-6 to10-16, 84 from 10-27 to 11-25, and 112 from 10-6 to 11-2510月6日至10月16日、10月27日至11月25日和10月6日至11月25日3个收获阶段8cm 抗折断力的样本量分别为56、84和140,全长抗折断力样本量分别为28、84和112
新窗口打开
对穗轴抗折断力与穿刺强度、穗轴含水率及干物质积累量进行拟合,结果表明,穗轴穿刺强度、含水率、干重、单位长度干重、单位体积干重与8 cm抗折断力及全长抗折断力符合线性关系（图4）。穿刺强度与抗折断力拟合的R²为0.3303—0.4497,含水率与抗折断力拟合R²为0.0946—0.1286,穗轴干物质积累与抗折断力拟合R²为0.1234—0.496。由此说明,穗轴穿刺强度可以解释抗折断力33%—45%的变化,穗轴含水率解释了穗轴抗折断力9%—13%的变化,穗轴干物质积累解释了折断力12%—50%的变化。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图4玉米穗轴穿刺强度、含水率及干物质积累与抗折断力之间的关系（河南新乡,夏玉米）
-->Fig. 4Relationship between penetration strength, moisture content, dry matter accumulation and bending strength of maize cob (Xinxiang, Henan, summer maize)
-->

玉米穗轴抗折断力与含水率、穿刺强度及干物质积累等指标5次收获期的通径分析表明,对穗轴8 cm抗折断力的直接作用为单位长度干重>单位体积干重>含水率>穿刺强度>干重,对全长抗折断力的直接作用为单位长度干重>穿刺强度>干重>单位体积干重>含水率,说明单位长度干重是影响玉米穗轴抗折力的主要因素（表4）。间接通径系数也可以看出,含水率通过穿刺强度对抗折断力的影响最大,干重、单位体积干重和穿刺强度通过单位长度干重对抗折力的贡献最大。由此说明,促进穗轴碳水化合物向籽粒转运,适当降低穗轴单位长度干重和硬度,可有效降低机械粒收时的籽粒破碎率。
Table 4
表4
表4玉米穗轴含水率、干物质积累、穿刺强度与抗折断力的通径分析（河南新乡,夏玉米）
Table 4Path analysis of moisture content, dry matter accumulation, penetration strength and bending strength of maize cob (Xinxiang, Henan, summer maize)

穗轴机械强度 Mechanical strength of cob	因素 Factors	直接通径系数 Direct path coefficient	间接通径系数 Indirect path coefficient
			X1	X2	X3	X4	X5
8 cm抗折断力 Bending strength of 8 cm cob	X1	-0.299**		-0.001	-0.047	0.151	-0.113
	X2	-0.008	-0.019		0.665	-0.177	0.114
	X3	0.779**	0.018	-0.007		-0.206	0.122
	X4	-0.358**	0.126	-0.004	0.448		0.139
	X5	0.220**	0.153	-0.004	0.431	-0.225
全长抗折断力 Bending strength of whole cob	X1	-0.011		-0.004	-0.088	0.010	-0.265
	X2	-0.370**	-0.001		0.643	-0.012	0.223
	X3	0.755**	0.001	-0.316		-0.014	0.249
	X4	-0.023	0.005	-0.193	0.460		0.276
	X5	0.440**	0.007	-0.188	0.427	-0.014

X₁, X₂, X₃, X₄ and X₅ indicate maize cob moisture content, dry weight, dry weight per unit length, dry weight per unit volume, and penetration strength, respectively. The coefficient of determination is 0.638** in bending strength of 8 cm cob and 0.616** in bending strength of whole cobX₁、X₂、X₃、X₄和X₅分别表示穗轴含水率、干重、单位长度干重、单位体积干重和穿刺强度,8 cm抗折断力和全长抗折断力的模型决定系数分别为R²=0.638**和R²=0.616**
新窗口打开

3 讨论

3.1 玉米穗轴机械强度是影响机械粒收籽粒破碎率的重要因素之一

本研究通过河南新乡夏玉米分期收获试验表明,籽粒含水率随收获期推迟呈逐渐降低的趋势,而籽粒破碎率随收获期推迟呈先降低后升高的趋势,说明当籽粒含水率低于一定值时,含水率不能解释籽粒破碎率升高的原因。穗轴抗折断力和籽粒破碎率有相似的变化趋势,均呈先降低后升高的趋势,对穗轴抗折断力和籽粒破碎率拟合分析表明,籽粒破碎率随穗轴机械强度增加而提高,尤其是在籽粒含水率低于20.1%时决定系数较高。同样的趋势也在新疆奇台春玉米试验中得到验证,说明穗轴机械强度是导致破碎率升高的重要原因之一,尤其是在籽粒含水偏低时作用更大。
机械粒收过程中玉米籽粒破碎受多种因素的影响。本研究表明,玉米穗轴抗折断力和籽粒破碎率拟合曲线的决定系数在0.1413*—0.1978**,说明穗轴机械强度仅能解释破碎率的14%—20%,除籽粒含水率和穗轴机械强度之外,还有其他因素影响籽粒的破碎率。前人研究表明,影响玉米籽粒破碎率的力学特征包括籽粒脱粒力、籽粒强度、籽粒变形能力（加压前籽粒厚度与加压后籽粒厚度之差）和穗轴机械强度等^[11-13,15]。籽粒破碎率与籽粒分离力、籽粒形变量及穗轴机械强度呈正相关,与籽粒强度呈负相关^[11]。籽粒硬度随含水率降低而升高^{[12-13, 20]},籽粒含水率过低时更容易脱粒,但是籽粒弹性降低,对撞击的缓冲能力下降^[21,22],导致在脱离过程中多次冲击出现更多的机械损伤^[10]。穗轴是机械内部撞击籽粒的重要因素之一^[12],因此穗轴越硬,破碎率也越高。CHOWDHURY^[11]对含水率16%—28%的籽粒进行脱粒,结果表明当籽粒含水率在16%时,机械损伤最高,特别是籽粒顶部损伤;随着籽粒含水率增大,顶部损伤变小,但种皮损伤增大;胚损伤在籽粒含水率22%—23%时最低。玉米籽粒破碎也与其外部形态及胚乳质地有关,研究表明,圆形籽粒具有较高的胚乳应力损伤,收获时破碎率更高,外形较小且胚乳呈角质化的籽粒破碎率较低^[23,24,25]。总之,当籽粒含水率过高时,因为籽粒硬度较差而引起破碎率较高,而籽粒含水率过低时,在脱粒过程中受机械部件、穗轴等碰撞会导致破碎率的升高。

3.2 生育后期玉米穗轴干物质和含水率是影响穗轴机械强度的重要因素

玉米穗轴和茎秆有相似的结构,前人研究认为玉米茎秆碳水化合物是机械强度形成的物质基础,茎秆机械强度与单位长度干重呈显著正相关^[18]。借鉴茎秆强度研究方法,本研究分析了玉米穗轴碳水化合物含量与机械强度之间的关系。结果表明,穗轴单位长度干重和单位体积干重与8 cm抗折断力、全长抗折断力均呈线性正相关。同时,本研究还表明生育后期玉米穗轴含水率与机械穿刺强度呈显著负相关。通径分析结果显示,穗轴单位长度干重对抗折断力的直接影响作用最大,干重、单位体积干重和穿刺强度通过单位长度干重对抗折断力有较高的影响。由此说明,玉米生育后期穗轴干物质积累与转运以及含水率是影响穗轴机械强度的重要因素。
本研究中玉米穗轴抗折断力在生育后期的变化趋势与前人研究结果相似,ANAZODO^[12]认为玉米生育后期穗轴抗折力先降低后升高,并且不同玉米品种之间穗轴弹性系数和抗折力差异显著。在本研究的5次收获中,第1次（10月6日）收获时28个品种均未达到生理成熟,第2次（10月16日）收获时仅有7个品种达到生理成熟,第3次（10月27日）及以后收获时所有玉米品种均达到生理成熟期。玉米穗轴机械强度在5次收获中呈先降低后升高的趋势,这可能是因为生理成熟前,玉米穗轴中碳水化合物向籽粒中运输^[26,27],使穗轴的单位长度干重和单位体积干重降低,导致穗轴机械强度下降;生理成熟后穗轴干物质变化幅度较小,而含水率显著降低,使细胞失水、排列变得紧凑,从而提高了穗轴机械强度。
综上所述,玉米穗轴机械强度是影响机械粒收籽粒破碎率的重要因素,尤其是在籽粒含水率低于一定值（20.1%）时,表现更为突出;影响玉米穗轴机械强度的主要因素为碳水化合物的积累与转运及含水率。生产中应选用生育后期籽粒脱水快、穗轴适当偏软、易脱粒、穗轴干物质转运率高的玉米品种,适时收获,有助于降低籽粒破碎率、提高玉米机械粒收质量。

4 结论

玉米籽粒含水率降低到一定程度时,穗轴机械强度是影响机械粒收籽粒破碎率的重要因素之一;玉米生长后期穗轴机械强度随收获时期推迟呈先降低后升高的趋势,主要受穗轴干物质积累和含水率变化的影响。
The authors have declared that no competing interests exist.

---

参考文献文献选项 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1]	李少昆. 我国玉米机械粒收质量影响因素及粒收技术的发展方向 . 石河子大学学报(自然科学版), 2017, 35(3): 265-272.https://doi.org/10.13880/j.cnki.65-1174/n.2017.03.001URL [本文引用: 1]摘要 籽粒田间机械直接收获是我国玉米机械收获和实现全程机械化的关键环节,是今后我国玉米生产转变方式的方向。本文对国内外玉米机械粒收技术相关研究进行总结和分析认为：（1）破碎率偏高是当前我国玉米机械粒收存在的主要质量问题;（2）收获时籽粒水分含量是影响玉米机械粒收质量、安全贮藏和经济效益的关键因素,已经成为一个重要的经济性状;（3）玉米机械粒收技术的推广受品种遗传因素、生态气象因素与栽培措施、收获机械及其作业质量、收获时期、烘干收储等多因素影响,不同产区各种因素影响的程度不同;（4）筛选早熟、适合机械粒收品种,研发推广破碎率和损失率低的收获机械,选择最佳收获期收获,建立烘干存贮设施,构建配套收储模式,是未来我国玉米机械粒收技术发展的重点。由此本文构建了玉米机械粒收栽培新理念：通过选用早熟、脱水快的品种,以生育期换水分,实现籽粒田间直接收获、降低烘干成本,提高效益;通过增密种植,以密度换产量,降低熟期缩短对产量的影响;将增密种植、高质量群体调控为核心的高产栽培与以机械粒收技术为核心的全程机械化生产技术相融合,实现玉米高产高效协同发展,提高玉米生产竞争力。 LI S K.Factors affecting the quality of maize grain mechanical harvest and the development trend of grain harvest technology .Journal of Shihezi University (Natural Science), 2017, 35(3): 265-272. (in Chinese)https://doi.org/10.13880/j.cnki.65-1174/n.2017.03.001URL [本文引用: 1]摘要 籽粒田间机械直接收获是我国玉米机械收获和实现全程机械化的关键环节,是今后我国玉米生产转变方式的方向。本文对国内外玉米机械粒收技术相关研究进行总结和分析认为：（1）破碎率偏高是当前我国玉米机械粒收存在的主要质量问题;（2）收获时籽粒水分含量是影响玉米机械粒收质量、安全贮藏和经济效益的关键因素,已经成为一个重要的经济性状;（3）玉米机械粒收技术的推广受品种遗传因素、生态气象因素与栽培措施、收获机械及其作业质量、收获时期、烘干收储等多因素影响,不同产区各种因素影响的程度不同;（4）筛选早熟、适合机械粒收品种,研发推广破碎率和损失率低的收获机械,选择最佳收获期收获,建立烘干存贮设施,构建配套收储模式,是未来我国玉米机械粒收技术发展的重点。由此本文构建了玉米机械粒收栽培新理念：通过选用早熟、脱水快的品种,以生育期换水分,实现籽粒田间直接收获、降低烘干成本,提高效益;通过增密种植,以密度换产量,降低熟期缩短对产量的影响;将增密种植、高质量群体调控为核心的高产栽培与以机械粒收技术为核心的全程机械化生产技术相融合,实现玉米高产高效协同发展,提高玉米生产竞争力。
[2]	王克如, 李璐璐, 郭银巧, 范盼盼, 柴宗文, 侯鹏, 谢瑞芝, 李少昆. 不同机械作业对玉米子粒收获质量的影响 . 玉米科学, 2016, 24(1): 114-116.https://doi.org/10.13597/j.cnki.maize.science.20160119URL [本文引用: 1]摘要 在玉米收获季节，通过6组不同收获机械收获玉米子粒的对比试验与测试，研究不同机械作业对玉米子粒直收质量的影响。结果表明，机械收获子粒后，子粒破碎率普遍较高，大多超过5%的国家标准；杂质率和落粒损失率普遍较低，分别低于3%和5%的国家标准。子粒破碎率和落粒损失率在不同收获机械及其作业之间存在明显差异，杂质率差异相对较小，收获机械作业是造成玉米子粒破碎率的一个重要因素。 WANG K R, LI L L, GUO Y Q, FAN P P, CHAI Z W, HOU P, XIE R Z, LI S K.Effects of different mechanical operation on maize grain harvest quality .Journal of Maize Sciences, 2016, 24(1): 114-116. (in Chinese)https://doi.org/10.13597/j.cnki.maize.science.20160119URL [本文引用: 1]摘要 在玉米收获季节，通过6组不同收获机械收获玉米子粒的对比试验与测试，研究不同机械作业对玉米子粒直收质量的影响。结果表明，机械收获子粒后，子粒破碎率普遍较高，大多超过5%的国家标准；杂质率和落粒损失率普遍较低，分别低于3%和5%的国家标准。子粒破碎率和落粒损失率在不同收获机械及其作业之间存在明显差异，杂质率差异相对较小，收获机械作业是造成玉米子粒破碎率的一个重要因素。
[3]	王克如, 李少昆. 玉米机械粒收破碎率研究进展 . 中国农业科学, 2017, 50(11): 2018-2026.https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.007URL [本文引用: 3]摘要 机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响,籽粒形成、自然干燥和收获期的光照、温度、湿度等因素均会影响到籽粒硬度、容重、含水率和质地等与籽粒破碎相关的特性;种植密度、水肥管理、收获时期等栽培管理措施对籽粒破碎率也会产生明显的影响。因此,针对不同区域生态环境条件,应选择适宜生育期内能与当地光温资源匹配的品种以及确定品种适宜的种植区域。合理种植密度、优化氮肥管理和适量灌溉有利于降低破碎率,而选择在最佳收获期收获是降低籽粒破碎率的最有效措施。 WANG K R, LI S K.Progresses in research on grain broken rate by mechanical grain harvesting .Scientia Agricultura Sinica, 2017, 50(11): 2018-2026. (in Chinese)https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.007URL [本文引用: 3]摘要 机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响,籽粒形成、自然干燥和收获期的光照、温度、湿度等因素均会影响到籽粒硬度、容重、含水率和质地等与籽粒破碎相关的特性;种植密度、水肥管理、收获时期等栽培管理措施对籽粒破碎率也会产生明显的影响。因此,针对不同区域生态环境条件,应选择适宜生育期内能与当地光温资源匹配的品种以及确定品种适宜的种植区域。合理种植密度、优化氮肥管理和适量灌溉有利于降低破碎率,而选择在最佳收获期收获是降低籽粒破碎率的最有效措施。
[4]	柳枫贺, 王克如, 李健, 王喜梅, 孙亚玲, 陈永生, 王玉华, 韩冬生, 李少昆. 影响玉米机械收粒质量因素的分析 . 作物杂志, 2013(4): 116-119.URL [本文引用: 2]摘要 研究玉米品种、子粒水分含量、产量水平、种植密度、种植行距、植株高度、穗位高度及收割速率等因素对玉米机械收粒质量(子粒破碎率、杂质率和损失率)的影响。结果表明,子粒含水量与机收时子粒破碎率、损失率和杂质率呈显著相关,子粒水分含量越高,机收子粒破碎率和杂质率越高,但田间损失率越低。不同来源品种机收质量特性表现出较大差异。 LIU F H, WANG K R, LI J, WANG X M, SUN Y L, CHEN Y S, WANG Y H, HAN D S, LI S K.Factors affecting corn mechanically harvesting grain quality.Crops, 2013(4): 116-119. (in Chinese)URL [本文引用: 2]摘要 研究玉米品种、子粒水分含量、产量水平、种植密度、种植行距、植株高度、穗位高度及收割速率等因素对玉米机械收粒质量(子粒破碎率、杂质率和损失率)的影响。结果表明,子粒含水量与机收时子粒破碎率、损失率和杂质率呈显著相关,子粒水分含量越高,机收子粒破碎率和杂质率越高,但田间损失率越低。不同来源品种机收质量特性表现出较大差异。
[5]	李璐璐, 雷晓鹏, 谢瑞芝, 王克如, 侯鹏, 张凤路, 李少昆. 夏玉米机械粒收质量影响因素分析 . 中国农业科学, 2017, 50(11): 2044-2051.https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.010URL [本文引用: 2]摘要 【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,17 LI L L, LEI X P, XIE R Z, WANG K R, HOU P, ZHANG F L, LI S K.Analysis of influential factors on mechanical grain harvest quality of summer maize .Scientia Agricultura Sinica, 2017, 50(11): 2044-2051. (in Chinese)https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.010URL [本文引用: 2]摘要 【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,17
[6]	柴宗文, 王克如, 郭银巧, 谢瑞芝, 李璐璐, 侯鹏, 刘朝巍, 初振东, 张万旭, 张国强, 刘广周, 李少昆. 玉米机械籽粒收获质量现状及其与水分含量的关系 . 中国农业科学,2017, 50(11): 2036-2043. [本文引用: 5] CHAI Z W, WANG K R, GUO Y Q, XIE R Z, LI L L, HOU P, LIU C W, CHU Z D, ZHANG W X, ZHANG G Q, LIU G Z, LI S K.Current status of maize mechanical grain harvesting and its relationship with grain moisture content .Scientia Agricultura Sinica, 2017, 50(11): 2036-2043. (in Chinese) [本文引用: 5]
[7]	李少昆, 王克如, 谢瑞芝, 李璐璐, 明博, 侯鹏, 初振东, 张万旭, 刘朝巍. 玉米子粒机械收获破碎率研究 . 作物杂志, 2017(2): 76-80.https://doi.org/10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.013URL [本文引用: 2]摘要 子粒破碎率是评价玉米子粒机械收获质量的重要指标。2011-2016年在全国16省(市、区)194个地块开展子粒机械收获质量测试,对获取的2450组样本数据的统计表明,当前玉米子粒机械收获破碎率均值为8.56%,高于国标["玉米收获机械技术条件"(GB/T 21961-2008)]≤5%的要求,破碎率偏高是我国玉米子粒机械收获存在的主要质量问题。破碎率与收获时玉米子粒含水率呈极显著正相关,2450组样本子粒含水率平均值达到26.65%,两者呈二次多项式关系,水分偏高是导致当前我国玉米子粒收获破碎率高的主要原因;不同收获机械及其作业对子粒破碎率也会产生显著影响;此外,玉米生育和收获期间生态环境因素、栽培措施对破碎率也有影响。培育早熟、脱水速率快、收获期含水率低及抗破碎性好的品种,研发推广破碎率低的收获机械和选择最佳收获期收获是解决破碎率高的主要措施,而在收获时根据玉米生长、成熟和子粒水分状况及时检查与调试收获机械参数也有助于降低破碎率。 LI S K, WANG K R, XIE R Z, LI L L, MING B, HOU P, CHU Z D, ZHANG W X, LIU C W.>Grain breakage rate of maize by mechanical harvesting in China .Crops, 2017(2): 76-80. (in Chinese)https://doi.org/10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.013URL [本文引用: 2]摘要 子粒破碎率是评价玉米子粒机械收获质量的重要指标。2011-2016年在全国16省(市、区)194个地块开展子粒机械收获质量测试,对获取的2450组样本数据的统计表明,当前玉米子粒机械收获破碎率均值为8.56%,高于国标["玉米收获机械技术条件"(GB/T 21961-2008)]≤5%的要求,破碎率偏高是我国玉米子粒机械收获存在的主要质量问题。破碎率与收获时玉米子粒含水率呈极显著正相关,2450组样本子粒含水率平均值达到26.65%,两者呈二次多项式关系,水分偏高是导致当前我国玉米子粒收获破碎率高的主要原因;不同收获机械及其作业对子粒破碎率也会产生显著影响;此外,玉米生育和收获期间生态环境因素、栽培措施对破碎率也有影响。培育早熟、脱水速率快、收获期含水率低及抗破碎性好的品种,研发推广破碎率低的收获机械和选择最佳收获期收获是解决破碎率高的主要措施,而在收获时根据玉米生长、成熟和子粒水分状况及时检查与调试收获机械参数也有助于降低破碎率。
[8]	PLETT S.Corn kernel breakage as a function of grain moisture at harvest in a prairie environment .Canada Journal Plant Science, 1994, 74(3): 543-544.https://doi.org/10.1007/BF02849101URL [本文引用: 2]摘要 The relationship between grain moisture at harvest and the amount of kernel cracking was evaluated at Brandon, Manitoba. Grain moisture at harvest was closely correlated to percentage kernel cracking. Least amount of kernel cracking occurred with grain moisture ranging from 16.7% for K730 to 22.1% for 3979. Maize, kernel breakage, grain moisture
[9]	CHOWDHURY M H,BUCHELE W F.The nature of corn kernel damage inflicted in the shelling crescent of grain combines . Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 1978, 21(4): 610-614.https://doi.org/10.13031/2013.35353URL [本文引用: 2]摘要 This study investigated what percentage of the corn kernel damage was caused by the cylinder and the concave before and after the kernels were shelled from the cob and the effects of kernel moisture contents, cylinder speeds, and the different con-cave zones on these two categories of damage.
[10]	FOX R E.Development of a compression type corn threshing cylinder[D] . Ames: Iowa State University, 1969. [本文引用: 2]
[11]	CHOWDHURY M H.Development of a colorimetric technique for measuring mechanical damaged of grain[D] . Ames: Iowa State University, 1978. [本文引用: 4]
[12]	ANAZODO U G N, WALL G L, NORRIS E R. Corn physical and mechanical properties as related to combine cylinder performance .Canadian Agricultural Engineering, 1981, 23(1): 23-30.https://doi.org/10.1016/0141-4607(81)90017-2URL [本文引用: 5]摘要 Cob breakup. concave separation efficiency. shelling efficiency and kernel damage were measured in a stationary rasp-bar cylinder for three corn varieties over three harvest dates. Concurrently. the physical and mechanical properties of representative samples of corn
[13]	WAELTI H.Physical properties and morphological characteristics of maize and their influence on threshing injury of kernels[D] . Ames: Iowa State University, 1967. [本文引用: 5]
[14]	ANAZODO U G N. Mechanical properties of the corn cob in simple bending .Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 1983, 26(4): 1229-1233.https://doi.org/10.1016/0021-8634(83)90120-8URL [本文引用: 3]摘要 ABSTRACT EQUATIONS were derived for calculating the apparent elastic modulus and bending strength of the corn cob considered as a tapered composite beam of two materials loaded in simple bending. The elastic moduli of the pith and mid-cob rectangular slabs under axial compression were determined. The effects of cob moisture content, rate of loading, corn variety and harvest date were investigated.
[15]	SEHGAL S M, BROWN W L.Cob morphology and its relations to combine harvesting in maize .Iowa Stage Journal of Science, 1965, 39(3): 251-268.URL [本文引用: 4]
[16]	WAELTI H, BUCHELE W F.Factors affecting corn kernel damage in combine cylinders .Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 1969, 12(1): 55-59. [本文引用: 1]
[17]	李璐璐, 谢瑞芝, 范盼盼, 雷晓鹏, 王克如, 侯鹏, 李少昆. 郑单958与先玉335子粒脱水特征研究 . 玉米科学, 2016, 24(2): 57-61, 71.URL [本文引用: 3] LI L L, XIE R Z, FAN P P, LEI X P, WANG K R, HOU P, LI S K.Study on dehydration in kernel between Zhengdan958 and Xianyu335 .Journal of Maize Sciences, 2016, 24(2): 57-61, 71. (in Chinese)URL [本文引用: 3]
[18]	XUE J, ZHAO Y, GOU L, SHI Z, YAO M, ZHANG W.How high plant density of maize affects basal internode development and strength formation .Crop Science, 2016, 56(6): 3295-3306.https://doi.org/10.2135/cropsci2016.04.0243URL [本文引用: 4]摘要 Abstract High plant density of maize (Zea mays L.) reduces the stalk quality of the basal internodes and increases stalk lodging. The objective of this experiment was to explore the mechanism by which plant density influences basal internodes. The morphological, mechanical, anatomical, and biochemical characteristics of the third basal internode were compared at three plant densities. High plant density increased internode length due to an increase in the rate of rapid elongation. High plant density decreased the duration of internode thickening and dry matter accumulation, causing the diameter and dry weight per unit length to decline. However, rind penetration strength (RPS) did not increase rapidly until after the termination of rapid morphological growth. The mid-to-late stage of dry matter accumulation was critical for RPS formation. The rapid increase in RPS was closely related to cellulose and lignin accumulation. High plant density reduced the rates of cellulose and lignin accumulation, which was adverse to the formation of cortex tissue and RPS. High plant density caused rapid elongation, thickening, and structural carbohydrate accumulation to begin and end earlier. These results indicate that measures should be implemented as early as possible in the growing season to increase lodging resistance at high plant density of maize. These measures need to reduce the rate of rapid internode elongation and increase the rate of rapid cellulose and lignin accumulation. Crop Science Society of America | 5585 Guilford Rd., Madison, WI 53711 USA. All rights reserved.
[19]	李璐璐, 谢瑞芝, 王克如, 明博, 侯鹏, 李少昆. 黄淮海夏玉米生理成熟期子粒含水率研究 . 作物杂志, 2017(2): 88-92.https://doi.org/10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.015URL [本文引用: 1]摘要 为明确夏玉米生理成熟期子粒含水率及其影响因素,2014-2016年,以郑单958、先玉335等玉米品种为研究对象,分别在北京和河南新乡开展品种比较和播期研究.结果表明:生理成熟期玉米子粒含水率平均27.8％,在品种间存在极显著差异,变幅为21.5％～33.1％,按80％置信区间为24.2％～31.4％;环境条件对子粒达到生理成熟的时间和含水率有极显著影响,且环境和品种之间具有明显的交互作用;生理成熟期子粒含水率高低与授粉到生理成熟经历的天数之间相关度较低.夏玉米区主栽品种郑单958、先玉335、农华101、中单909、京农科728、华美1号和农华816生理成熟期子粒含水率平均值分别为28.4％、24.9％、27.9％、29.1％、28.7％、29.2％和29.9％. LI L L, XIE R Z, WANG K R, MING B, HOU P, LI S K.Kernel moisture content of summer maize at physiological maturity stage in Huanghuaihai region .Crops, 2017(2): 88-92. (in Chinese)https://doi.org/10.16035/j.issn.1001-7283.2017.02.015URL [本文引用: 1]摘要 为明确夏玉米生理成熟期子粒含水率及其影响因素,2014-2016年,以郑单958、先玉335等玉米品种为研究对象,分别在北京和河南新乡开展品种比较和播期研究.结果表明:生理成熟期玉米子粒含水率平均27.8％,在品种间存在极显著差异,变幅为21.5％～33.1％,按80％置信区间为24.2％～31.4％;环境条件对子粒达到生理成熟的时间和含水率有极显著影响,且环境和品种之间具有明显的交互作用;生理成熟期子粒含水率高低与授粉到生理成熟经历的天数之间相关度较低.夏玉米区主栽品种郑单958、先玉335、农华101、中单909、京农科728、华美1号和农华816生理成熟期子粒含水率平均值分别为28.4％、24.9％、27.9％、29.1％、28.7％、29.2％和29.9％.
[20]	张锋伟, 赵武云, 韩正晟, 刘聚才, 杨小平, 戴飞. 玉米籽粒力学性能试验分析 . 中国农机化学报, 2010(3): 75-78.https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-7205.0000.00.020URL [本文引用: 1]摘要 对甘肃省玉米种植主导品种金穗4号玉米籽粒的压缩和剪切力学性能进行了实验研究,采用针尖压入法对玉米籽粒各组分的硬度作了试验分析。实验结果表明,含水率以及压缩和剪切位置对玉米种子籽粒静压破损特性和硬度有明显的影响;角质胚乳的硬度明显高于粉质胚乳和胚,而粉质胚乳的硬度略高于胚。 ZHANG F W, ZHAO W Y, HAN Z M, LIU J C, YANG X P, DAI F.Experimental researches on mechanical properties of corn kernels .Chinese Agricultural Mechanization, 2010(3): 75-78. (in Chinese)https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-7205.0000.00.020URL [本文引用: 1]摘要 对甘肃省玉米种植主导品种金穗4号玉米籽粒的压缩和剪切力学性能进行了实验研究,采用针尖压入法对玉米籽粒各组分的硬度作了试验分析。实验结果表明,含水率以及压缩和剪切位置对玉米种子籽粒静压破损特性和硬度有明显的影响;角质胚乳的硬度明显高于粉质胚乳和胚,而粉质胚乳的硬度略高于胚。
[21]	唐福元, 冯家畅, 严晓婕, 杨文生, 程绪铎, 温吉华, 杨大明, 单贺年. 经溜槽装入筒仓的玉米减损效果试验 . 中国粮油学报, 2015, 30(12): 98-101.https://doi.org/10.3969/j.issn.1003-0174.2015.12.018URL [本文引用: 1]摘要 不同含水率（11.64%、13.54%、15.43%、16.43%w.b.）的玉米从仓顶入仓,一种工况是玉米经直溜槽与螺旋溜槽流入筒仓与仓底碰撞;另一种工况是玉米从仓顶自由下落与仓底碰撞。测定2种工况下落碰撞的玉米籽粒破碎率,并使用质构仪测定2种碰撞后的玉米籽粒及未碰撞的玉米籽粒的破坏力和破坏能。结果表明：玉米的含水率越大,经过碰撞后破碎率越小;不同含水率的玉米,经过溜槽下落碰撞的平均破碎率是3.84%,自然下落碰撞的平均破碎率是7.65%;不同含水率的玉米,经过溜槽下落碰撞的玉米籽粒的破坏力平均值是234.96 N,破坏能平均值是49.71 m J,自由下落碰撞的玉米籽粒的破坏力平均值是219.09 N,破坏能平均值是42.43 m J;说明溜槽起到了缓冲碰撞的作用。 TANG F Y, FENG J C, YAN X J, YANG W S, CHENG X D, WEN J H, YANG D M, DAN H N.The effect of detract of corn into the silo from chute .Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2015, 30(12): 98-101. (in Chinese)https://doi.org/10.3969/j.issn.1003-0174.2015.12.018URL [本文引用: 1]摘要 不同含水率（11.64%、13.54%、15.43%、16.43%w.b.）的玉米从仓顶入仓,一种工况是玉米经直溜槽与螺旋溜槽流入筒仓与仓底碰撞;另一种工况是玉米从仓顶自由下落与仓底碰撞。测定2种工况下落碰撞的玉米籽粒破碎率,并使用质构仪测定2种碰撞后的玉米籽粒及未碰撞的玉米籽粒的破坏力和破坏能。结果表明：玉米的含水率越大,经过碰撞后破碎率越小;不同含水率的玉米,经过溜槽下落碰撞的平均破碎率是3.84%,自然下落碰撞的平均破碎率是7.65%;不同含水率的玉米,经过溜槽下落碰撞的玉米籽粒的破坏力平均值是234.96 N,破坏能平均值是49.71 m J,自由下落碰撞的玉米籽粒的破坏力平均值是219.09 N,破坏能平均值是42.43 m J;说明溜槽起到了缓冲碰撞的作用。
[22]	程绪铎, 冯家畅, 严晓婕, 黄之斌. 碰撞对玉米籽粒结构损伤的实验研究 . 粮食储藏, 2014, 43(3): 19-22.URL [本文引用: 1] CHENG X D, FENG J C, YAN X J, HUANG Z B.Experimental study on structure damage of corn grain after collision .Grain Storage, 2014, 43(3): 19-22. (in Chinese)URL [本文引用: 1]
[23]	GUNASEKARAN S, PAULSEN M R.Breakage susceptibility of corn as a function of drying rates .Transactions of the ASABE, 1985, 28(6): 2071-2076. [本文引用: 1]
[24]	JOHNSON D Q, RUSSELL W A.Genetic variability and relationships of physical grain-quality traits in the BSSS population of maize .Crop Science, 1982, 22(4): 805-809.https://doi.org/10.2135/cropsci1982.0011183X002200040025xURL [本文引用: 1]摘要 The objective of this research was to determine the potential for selection of maize (Zea mays L.) genotypes that are superior for resistance to kernel breakage and to evaluate the relationships among several kernel characteristics affecting grain quality. Eighty random inbreds and 40 of their single-cross hybrids were grown at two locations in 1976 to 1979. Data taken included date of anthesis, endosperm type, harvest moisture, Stein breakage test, 300-kernel weight, 300 kernel volume, specific gravity, and a Fast Green dye test. The combined analysis of variance for inbreds and hybrids indicated highly significant differences among genotypes for all traits. Heritability estimates (entry mean basis) were relatively high for all traits (77 to 87%), except for specific gravity (39%). The estimated variance component for genotype x environment was significant for all traits, but the relative magnitude was 25% to 58% as large as the estimate for genotype. Breakage-resistant genotypes tended to have smaller flinty-type kernels. Inbred-hybrid correlations were calculated for the midparent values with their hybrid progeny. Correlations for an inbred trait with the same trait of the hybrid were relatively large (r = 0.54 to 0.79). Endosperm type (r = 0.34) and 300-kernel weight (r = 0.53) of parents may predict resistance to breakage in hybrids. Selection differentials showed a restricted selection index controlling seed size would most likely improve resistance to kernel breakage.
[25]	VYN T J, MOES J.Breakage susceptibility of corn kernels in relation to crop management under long growing season conditions .Agronomy Journal, 1988, 80(6): 915-920.https://doi.org/10.2134/agronj1988.00021962008000060015xURL [本文引用: 1]摘要 Corn (Zea mays L.) kernels are subject to breakage during postharvest handling. Manipulation of crop management factors has influenced kernel breakage susceptibility, but the effects of hybrid, plant density, harvest moisture content, and drying temperature on breakage susceptibility have not been studied under long growing season conditions. Field experiments were conducted in 1985 and 1986 at Ridgetown, Ontario. Five commercial hybrids were grown at different plant densities (5.5 and 7.0 plant m-2 in both years, and 6.3 plants m-2 in 1985), harvested at 300 and 240 g kg-1 moisture content (wet basis), and dried at different air temperatures (20, 40, and 80 degrees C in 1985; 20 and 100 degrees C in 1986) to approximately 150 g kg-1 moisture content. A Wisconsin breakage tester was used to measure breakage susceptibility. Small increases in breakage were consistently associated with increased plant densities. Reductions in breakage were sometimes associated with lower grain moisture content at harvest. The largest and most consistent changes in breakage susceptibility were due to changes in drying temperatures. Increased drying temperatures resulted in increased breakage, but there was variation among the hybrids in the size of the response. The results indicate that breakage susceptibility is an inherited trait that is also influenced by crop management. Kernel breakage can be reduced by proper choice of hybrids, drying in low air temperature, and harvesting at low grain moisture content. In both years, increased breakage susceptibility was related to higher levels of endosperm stress cracks, tendency towards roundness in shape, and increased levels of harvest damage in the form of visible chips or cracks.
[26]	张学林, 王群, 赵亚丽, 杨青华, 李潮海. 施氮水平和收获时期对夏玉米产量和籽粒品质的影响 . 应用生态学报, 2010, 21(10): 2565-2572.URLMagsci [本文引用: 1]摘要 <p>为明确黄淮海夏玉米适宜的施肥量和最佳收获时期，设计了5个氮肥水平（不施肥、113、181、249和375 kg N&middot;hm<sup>-2</sup>）和2个收获时期（S<sub>1</sub>：9月23日，农民习惯收获时间；S<sub>2</sub>：9月29日，推迟6 d收获），研究施氮量和收获时期对夏玉米产量和品质的影响.结果表明：随施肥量增加，夏玉米穗粒数、千粒重和产量均增加，但差异不显著，其中施肥量在113～181 kg N&middot;hm<sup>-2</sup>的玉米产量、氮素利用效率均相对较高；随施肥量增加，夏玉米蛋白质和赖氨酸含量增加，淀粉含量降低.与9月23日蜡熟期收获相比，9月29日完熟期收获的夏玉米籽粒千粒重、产量、淀粉和赖氨酸含量均增加，籽粒蛋白质和脂肪含量降低.依据产量水平，黄淮海高产夏玉米区适宜的施肥量在113～180 kg N&middot;hm<sup>-2</sup>，最佳收获时期应推迟至9月29日&mdash;10月5日.</p> ZHANG X L, WANG Q, ZHAO Y L, YANG Q H, LI C H.Effects of nitrogen fertilization rate and harvest time on summer maize grain yield and its quality .Chinese Journal of Applied Ecology, 2010, 21(10): 2565-2572. (in Chinese)URLMagsci [本文引用: 1]摘要 <p>为明确黄淮海夏玉米适宜的施肥量和最佳收获时期，设计了5个氮肥水平（不施肥、113、181、249和375 kg N&middot;hm<sup>-2</sup>）和2个收获时期（S<sub>1</sub>：9月23日，农民习惯收获时间；S<sub>2</sub>：9月29日，推迟6 d收获），研究施氮量和收获时期对夏玉米产量和品质的影响.结果表明：随施肥量增加，夏玉米穗粒数、千粒重和产量均增加，但差异不显著，其中施肥量在113～181 kg N&middot;hm<sup>-2</sup>的玉米产量、氮素利用效率均相对较高；随施肥量增加，夏玉米蛋白质和赖氨酸含量增加，淀粉含量降低.与9月23日蜡熟期收获相比，9月29日完熟期收获的夏玉米籽粒千粒重、产量、淀粉和赖氨酸含量均增加，籽粒蛋白质和脂肪含量降低.依据产量水平，黄淮海高产夏玉米区适宜的施肥量在113～180 kg N&middot;hm<sup>-2</sup>，最佳收获时期应推迟至9月29日&mdash;10月5日.</p>
[27]	杨小敏, 郝明德, 王忠有, 黄耀明, 张涛. 陕西关中地区夏玉米适时延收的增产效应 . 西北农林科技大学学报, 2014, 42(8): 62-68.https://doi.org/10.13207/j.cnki.jnwafu.2014.08.001URL [本文引用: 1]摘要 【Objective】This paper studied the effects of extending harvest time on the 1 000-grain weight,the yield and nutrient contents in some aboveground organs of summer maize in Guanzhong area of Shaanxi Province to provide basis for appropriate extension of harvest.【Method】Zhengdan 958 and Xianyu 335 were chosen as the materials and four test sites in Guanzhong area (Yangling,Xianyang,Weinan,and Baoji) were set up.On the basis of customary harvest time,harvest was extended and 1 000 grain weight,the grain yield and nutrient contents in some aboveground organs of summer maize were measured.【Result】Extending the harvest time by 10－24 d,the 1 000-grain weight and the grain yield increased by 7.9%－40.9% and 17.5%－33.3%,respectively.N and P in blade,stem and cob shifted to the grain,which improved the grain quality.K in stem increased while in blade,cob,and grain reduced.Extension of harvest time was different in different sites in Guanzhong area of Shaanxi Province.With the satisfaction of the accumulated temperature in the growing season and before wintering of the winter wheat,the harvest time of summer maize in the eastern region can be extended by 10－15 days with the appropriate harvest time of October 10 to 15,the suitable harvest time was around October 10 with about a delay of 10 days in the central region,and the harvest time in western region should be before October 10.【Conclusion】Extending harvest time significantly increased the yield of summer maize. YANG X M, HAO M D, WANG Z Y, HUANG Y M, ZHANG T.Effects of appropriately extending harvest on yield of summer maize in Guanzhong area of Shaanxi .Journal of Northwest A&F University, 2014, 42(8): 62-68. (in Chinese)https://doi.org/10.13207/j.cnki.jnwafu.2014.08.001URL [本文引用: 1]摘要 【Objective】This paper studied the effects of extending harvest time on the 1 000-grain weight,the yield and nutrient contents in some aboveground organs of summer maize in Guanzhong area of Shaanxi Province to provide basis for appropriate extension of harvest.【Method】Zhengdan 958 and Xianyu 335 were chosen as the materials and four test sites in Guanzhong area (Yangling,Xianyang,Weinan,and Baoji) were set up.On the basis of customary harvest time,harvest was extended and 1 000 grain weight,the grain yield and nutrient contents in some aboveground organs of summer maize were measured.【Result】Extending the harvest time by 10－24 d,the 1 000-grain weight and the grain yield increased by 7.9%－40.9% and 17.5%－33.3%,respectively.N and P in blade,stem and cob shifted to the grain,which improved the grain quality.K in stem increased while in blade,cob,and grain reduced.Extension of harvest time was different in different sites in Guanzhong area of Shaanxi Province.With the satisfaction of the accumulated temperature in the growing season and before wintering of the winter wheat,the harvest time of summer maize in the eastern region can be extended by 10－15 days with the appropriate harvest time of October 10 to 15,the suitable harvest time was around October 10 with about a delay of 10 days in the central region,and the harvest time in western region should be before October 10.【Conclusion】Extending harvest time significantly increased the yield of summer maize.