机械收获方式及籽粒含水率对玉米收获质量的影响

方会敏，牛萌萌，史 嵩，刘 虎，周 进

机械收获方式及籽粒含水率对玉米收获质量的影响

方会敏，牛萌萌，史 嵩，刘 虎，周 进※

（山东省农业机械科学研究院，济南 250100）

该文选用13个玉米品种为研究对象，通过田间试验系统研究了常规玉米栽培模式下延缓收获期间玉米含水率的变化规律，分析了果穗收获和籽粒收获2种收获方式对玉米收获损失率、籽粒破碎率和含杂率的影响，初步研究了不同机械收获方式及籽粒含水率对不同品种玉米收获质量的影响，建立了含水率与籽粒含杂率之间的数学函数。结果表明，延缓收获期间不同品种玉米的含水率均有显著的降低（<0.05），但其变化率存在差异。同期进行的果穗收获和籽粒收获2种收获方式的收获总损失率之间没有显著差异（>0.05），机械收获方式仅显著影响落粒率（<0.05）。延缓收获使落粒率和落穗率都显著下降（<0.05）。采用果穗收获方式时，籽粒含水率与各损失率之间不存在显著相关性；而籽粒收获时，籽粒含水率与落粒率、总损失率、破碎率和含杂率之间存在显著相关性。延缓进行籽粒收获后，籽粒含杂率均值为1.32%，总损失率均值为1.74%，均低于国标要求；而平均籽粒破碎率达13.23%，高于国标要求。含杂率与籽粒含水率之间满足线性关系，根据二者之间关系预测可知，籽粒含水率低于32.40%的收获就可以保证含杂率满足国标要求。该研究可为玉米籽粒收获技术的研究与推广提供数据支撑和科学依据。

农业机械；收获；含水率；总损失率；破碎率；含杂率

0 引 言

在中国的粮食生产中，玉米种植面积和产量均位居第1位。2017年，全国玉米种植面积4 239.90万hm2，总产量25 907.07万t[1]，分别占粮食种植面积和总产量的35.93%和39.16%。玉米在全国范围内的广泛种植，在促进粮食增产、农民增收，保障国家粮食安全方面发挥了巨大作用。但同时，在供给侧结构性改革背景下，玉米种植面积在调减，这决定了玉米生产更需要依赖生产效率的提高。农业农村部的统计数据显示，2016年，中国玉米耕种收综合机械化率为83.08%。其中机耕率为94.81%，机播率为83.85%，而机收率仅66.68%，存在较大的提升空间。此外，玉米籽粒收获技术可减少用工环节，节本增效，提高生产效率，是玉米机收未来的发展趋势和方向。当前中国籽粒收获率仅占玉米种植总面积的5%～6%，果穗收获仍是玉米主要的收获方式[2]。籽粒收获质量低是影响玉米籽粒收获技术推广应用的主要因素，其中籽粒高破碎率是重要制约因素之一。

针对该问题，国内外众多学者从玉米籽粒的力学特性[3-6]、籽粒与脱粒元件的作用规律[7-10]等角度对玉米籽粒的破碎机理和影响籽粒收获质量的因素进行了研究。研究表明，玉米机收效果与品种特性、生理成熟后的脱水速率、收获时籽粒含水率等关系密切[11-14]，籽粒含水率显著影响籽粒破碎率、收获损失率及含杂率等[15-19]。曲宏杰等[20]对不同含水率下玉米的脱粒性能进行研究，指出了玉米籽粒含水率为18.30% 时破碎率最低。Plett[21]对不同品种玉米的破损研究表明，含水率在16.70%～22.10%时破损率最低。Chowdhury等[22]则指出籽粒含水率23%时机械损伤率最低。李璐璐等[12]指出籽粒含水率低于26.92%时，籽粒破碎率能够小于8%。柴宗文等[11]利用拟合的方程预测，当籽粒含水率为19%左右时能够满足国标中破碎率的要求。而对于适宜玉米籽粒收获的含水率，有学者建议27%以内[23]、有的则建议控制在22%～24%[24]之间，还有玉米专家指出玉米含水率在22%～23%时，籽粒收获效果最好。但有研究团队对2010－2016年间的2 450组田间籽粒收获样本数据分析后指出籽粒破碎率平均为8.56%，远高于国家标准[25]。

然而，近年来已有研究多侧重于特定地区适宜机收品种筛选[26-29]，鲜有同时采用果穗收获和籽粒收获方式并进行不同机械化收获方式下收获质量影响因素的研究。本文研究了机械化收获方式（果穗收获和籽粒收获）、籽粒含水率和延缓收获对收获质量的影响，同时分析了籽粒含水率在2种机械收获方式下对夏玉米收获质量的影响，以期为玉米机械收获技术的提升和籽粒收获技术的推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2017年10月在山东省农业机械科学研究院院外试验基地山东省济南市章丘区枣园镇进行。该地区处于36°25′～37°09′N、117°10′～117°35′E，属暖温带半湿润大陆性季风气候区，年均日照时数2 647.60 h，年平均气温12.8 ℃，年均降水量600.80 mm，无霜期约192 d。土壤地力中等，土壤有机质11.86 g/kg，碱解氮65.10 mg/kg，速效磷22.33 mg/kg，速效钾144.14 mg/kg，pH值8.17，土壤湿密度1.43 g/cm3，0～5 cm、5～10 cm土层内土壤平均含水率分别为16.42%和16.30%，土壤紧实度为1.81 MPa。

试验材料包括郑单958、先玉335、登海605、登海618、农华101、伟科702、浚单29、鲁单818、鲁单9066、鑫研218、鲁单9088、鲁单9151、鲁单2016共13个品种，不同品种玉米秸秆和果穗的基本参数见表1。

表1 不同品种玉米秸秆和果穗参数

1.2 试验设计

在黄淮海地区小麦-玉米轮作种植制度条件下，根据试验地玉米种植特点采取免耕播种配套适宜的田间管理措施。2017年6月10日采用农哈哈2BYSF-3玉米免耕播种机播种，同时施用中农瑞丰源缓释肥，N-P2O5-K2O配比为28-5-9。2017年10月18日采用国丰全液压玉米联合收获机4YZP-4X和国丰籽粒收获机4YL-3分别进行穗收和籽粒收试验，此为正常收获；10月24日采用国丰籽粒收获机4YL-3进行籽粒收试验，此为延缓收获。采用果穗收获时，分别测定收获总损失率、落穗率和落粒率；采用籽粒收获时，分别测定收获总损失率、落穗率、落粒率、破碎率和含杂率。收获机整机的主要结构特征（如割台型式、脱粒清选方式等）和收获过程结构参数及工作参数见表2，现场作业图见图1。

表2 果穗收获机和籽粒收获机主要参数