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[2,3,4]。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。
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献 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] | . 为探索生产方式转变,实现玉米产量与效益协同提高,分析了玉米种植密度提高与单产增加的关系、不同产区玉米种植密度现状、增密种植的增产效果以及子粒机械直收技术的优势,构建了以筛选耐密抗倒适合机械化生产品种、密植增穗增产、提高群体整齐度、构建高质量群体、全程机械化作业、强化规模种植与统一管理、实施全成本核算为核心的玉米密植高产全程机械化生产技术模式。该模式2013年起被农业部遴选为全国玉米主推技术,在全国玉米主产区推广,创建了一批高产高效典型。其中,经农业部组织专家验收,2014年在新疆兵团71团创造了18 414kg/hm~2的全国玉米大面积高产纪录,净利润达到24 118.2元/hm~2,实现了玉米高产与高效协同,为玉米生产方式转变和发展现代玉米生产提供了典型案例。 为探索生产方式转变,实现玉米产量与效益协同提高,分析了玉米种植密度提高与单产增加的关系、不同产区玉米种植密度现状、增密种植的增产效果以及子粒机械直收技术的优势,构建了以筛选耐密抗倒适合机械化生产品种、密植增穗增产、提高群体整齐度、构建高质量群体、全程机械化作业、强化规模种植与统一管理、实施全成本核算为核心的玉米密植高产全程机械化生产技术模式。该模式2013年起被农业部遴选为全国玉米主推技术,在全国玉米主产区推广,创建了一批高产高效典型。其中,经农业部组织专家验收,2014年在新疆兵团71团创造了18 414kg/hm~2的全国玉米大面积高产纪录,净利润达到24 118.2元/hm~2,实现了玉米高产与高效协同,为玉米生产方式转变和发展现代玉米生产提供了典型案例。 |
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| [5] | . 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。 . 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。 |
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| [11] | A conventional rasp-bar cylinder type combine-harvester, a single and a double-rotor type, were evaluated for their effect on breakage, damage and germination percentages for maize, threshing and separation losses. Field tests were made at 28.8, 20.3 and 18.6% m.c. (w.b.). Maize samples taken from the clean-grain auger and the tank auger were compared for each of 3 cylinder or rotor speeds. It ... |
| [12] | . 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。 . 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。 |
| [13] | . 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。 . 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。 |
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| [15] | . 设置不同玉米品种和收获时期试验,研究黄淮海地区夏玉米子粒机械收获的可能性及影响收获质量的因素。结果表明,选择适宜品种和收获时期,在黄淮海小麦/玉米一年两作区实施夏玉米机械直接收获子粒是可行的。影响收粒质量的主要因素是子粒水分含量,随含水量增加,机收时子粒损失率、破碎率和杂质率明显上升,适宜子粒收获的含水量建议控制在27%以内。 . 设置不同玉米品种和收获时期试验,研究黄淮海地区夏玉米子粒机械收获的可能性及影响收获质量的因素。结果表明,选择适宜品种和收获时期,在黄淮海小麦/玉米一年两作区实施夏玉米机械直接收获子粒是可行的。影响收粒质量的主要因素是子粒水分含量,随含水量增加,机收时子粒损失率、破碎率和杂质率明显上升,适宜子粒收获的含水量建议控制在27%以内。 |
| [16] | . 以郑单958、先玉335、农华101、登海11、中单909、正大12为研究材料，研究了子粒、苞叶、穗轴含水量及其脱水速率。结果表明：不同品种间的子粒、苞叶、穗轴含水量差异极显著，不同品种间的子粒脱水速率差异极显著。子粒含水量与苞叶、穗轴含水量呈极显著正相关，相关系数分别为0.777和0．267，苞叶含水量与穗轴含水量呈极显著正相关，相关系数为0．312。先玉335、农华101在子粒脱水前期较其他品种脱水快且快速脱水时间长，收获时（9月24日）的子粒含水量分别为25．40％和26．58％；符合机械收粒的标准，可作为机械收粒的备选品种。 . 以郑单958、先玉335、农华101、登海11、中单909、正大12为研究材料，研究了子粒、苞叶、穗轴含水量及其脱水速率。结果表明：不同品种间的子粒、苞叶、穗轴含水量差异极显著，不同品种间的子粒脱水速率差异极显著。子粒含水量与苞叶、穗轴含水量呈极显著正相关，相关系数分别为0.777和0．267，苞叶含水量与穗轴含水量呈极显著正相关，相关系数为0．312。先玉335、农华101在子粒脱水前期较其他品种脱水快且快速脱水时间长，收获时（9月24日）的子粒含水量分别为25．40％和26．58％；符合机械收粒的标准，可作为机械收粒的备选品种。 |
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| [18] | . 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％. . 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％. |
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| [21] | . 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。 . 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。 |
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