长江中游春播与夏播玉米籽粒脱水及机收质量差异分析

梁如玉 黄益勤 展茗 刘志辉 王燕 刘永忠 杨仁能 汪恒进

摘要：【目的】明確长江中游春播与夏播玉米机收质量、籽粒脱水的差异及其影响因素，为长江中游两熟制玉米机械化收获配套种植模式及农艺措施的优化提供参考依据。【方法】于2019年在长江中游（湖北省荆门市）选用3个当地的主栽玉米品种[登海618（DH618）、迪卡653（DK653）和豫单9953（YD9953）]，设春播和夏播2个播种季，于生理成熟期（T1）、生理成熟后7 d（T2）及生理成熟后14 d（T3）分期进行籽粒机械收获，比较分析春播与夏播玉米的产量、籽粒脱水动态、机收质量及其对延迟收获的响应差异，并通过回归分析研究机收籽粒破碎率的主要影响因子及籽粒脱水与吐丝后活动积温（GDD≥10 ℃）的关系。【结果】春播与夏播玉米生长期间气象条件差异明显，春播玉米较夏播玉米生育期长、干物质积累多，3个品种的春播产量显著高于夏播产量（P<0.05，下同），平均提高64.6%。春播与夏播玉米的机收含杂率均低于3.00%，但机收籽粒破碎率与损失率偏高，是影响机收质量的主要原因。春播玉米收获时的籽粒含水量（15.7%～35.5%）高于夏播玉米（14.6%～21.5%），且均随收获期延迟而明显下降。春播玉米机收籽粒破碎率随籽粒含水量的增加而呈直线升高趋势（R2=0.543，P=0.024），夏播玉米机收籽粒破碎率与籽粒含水量则呈二次曲线关系（R2=0.509，P=0.118）。春播玉米的籽粒体积（0.27～0.36 cm3/粒）明显大于夏播玉米（0.19～0.32 cm3/粒），玉米籽粒体积与机收籽粒破碎率存在显著的负二次曲线关系（R2=0.452，P=0.009）。春播与夏播玉米的籽粒含水量与GDD≥10 ℃呈显著的Logistic曲线关系，不同播种季玉米籽粒脱水速率对GDD≥10 ℃的响应也存在明显差异，籽粒水分下降至相同水平时，春播玉米所需的GDD≥10 ℃均高于夏播玉米。【结论】长江中游春播与夏播玉米生长及收获期间的气象条件差异导致其机收产量、机收质量及籽粒脱水过程存在明显差异。与夏播玉米相比，春播玉米生育期更长，生物产量较高，机收籽粒破碎率较低，但二者的机收损失率相当。在长江中游延迟收获对夏播玉米机收质量影响不明显，但延迟7 d收获可有效降低春播玉米机收籽粒破碎率与机收损失率。

关键词： 玉米;春播;夏播;籽粒脱水;机收质量;长江中游

中图分类号： S513.04                   文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2021）04-0897-11

Comparison of grain dehydration and mechanical harvest quality between spring-sown maize and summer-sown maize in the middle reaches of Yangtze River

LIANG Ru-yu1， HUANG Yi-qin2， ZHAN Ming1*， LIU Zhi-hui1， WANG Yan1，

LIU Yong-zhong1， YANG Ren-neng1， WANG Heng-jin1

（1 College of Plant Science and Technology， Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in the Middle Reaches of the Yangtze River， Wuhan  430070， China;

2Food Crop Institute， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan  430070， China）

Abstract：【Objective】To clarify the differences in mechanical harvest quality and grain dehydration dynamics between spring-sown maize（SP）and summer-sown maize（SM） and the influencing factors， provide reference for matching planting modeand agronomic measures for mechanical harvest of double-cropping maize in the middle reaches of Yangtze River. 【Method】Three main local maize varieties， including Denghai 618（DH618）， Dika 653（DK653） and Yudan 9953（YD9953）， were selected in the field experiment in the middle reaches of Yangtze River（Jingmen， Hubei） in 2019.They were successively sown as spring maize and summer maize， and were mechanically harvested at physiological maturity （T1）， 7 d（T2） and 14 d（T3） after physiological maturity， respectively. The differences in yield， grain dehydration dynamics， mechanical harvest quality and its response to delayed harvest between spring maize and summer maize were analyzed. Regression analysis was used to study the main influencing factors for the gain broken rate and the relationship between grain dehydration and the accumulated temperature after silking（GDD≥10 ℃）. 【Result】The results showed the meteorological conditions during the plant growing season were different between SP and SM. The SP had longer growth period， more dry matter accumulation than that of SM. The average yield of three varieties in SP was significantly higher than that of SM with average increase of 64.6%（P<0.05， the same below）. The impurity ratesin SP and SM were all lower than 3.00%. However， the grain broken rate and loss rate were all higher， which were the main problems in maize mechanical harvest quality in this region. The grain water content of SP（15.7%-35.5%） was higher than that of SM（14.6%-21.5%）， and remarkably dropped along with the delay in harvest. The grain broken rate of SP linearly increased with the increase of grain water content（R2=0.543， P=0.024）， while the broken rate of SM showed a quadratic curve relationship with grain water content（R2=0.509，P=0.118）. The grain volume of SP（0.27-0.36 cm3/grain） was greater than that of SM（0.19-0.32 cm3/grain）， and there was a significant negative quadratic relationship between grain volume and the grain broken rate（R2=0.452，P=0.009）.Both of SP and SM presented an obvious Logistic model linking the grain water content and the GDD≥10 ℃. However， the responses of grain moisture dehydration to the GDD≥10 ℃ were quite different between SP and SM. When the grain water content decreased to the same level， the SP required more GDD≥10 ℃ than SM according to the logistic models. 【Conclusion】The differences of meteorological conditions between SP and SM maize growing period resulted in significant differences in mechanical harvest yield， mechanical harvest quality and grain dehydration process in the middle reaches of the Yangtze River. Compared with SM， SP has longer growth period， higher biomass and yield， lower grain breakage rate， but has similar mechanical loss rate. In the middle reaches of the Yangtze River， delayed harvest has no obvious effect on the mechanical harvest quality of summer maize， but delayed harvest for about 7 d can effectively reduce the broken rate and loss rate in mechanical harvest of spring maize.

Key words： maize; spring-sown; summer-sown; grain dehydration; mechanical harvest quality; the middle reaches of Yangtze River

Foundation item： National Key Research and Development Program of China（2016YFD0300308）

0 引言

【研究意義】玉米是长江中游第三大粮食作物，也是当地养殖业的主要饲料用粮，目前产需矛盾突出（展茗等，2010）。受市场需求增加的影响，湖北省玉米种植面积不断扩大，2018年玉米播种面积达78.1万ha（雷昌云和羿国香，2019）。高产高效机械化是长江中游玉米规模化生产的必然趋势，但目前我国玉米籽粒机械收获的推广区域主要集中在西北、东北和黄淮海地区（王克如等，2016;李璐璐等，2017;郝引川等，2018;梁效贵等，2019），长江中游尚处于起步阶段，普遍存在玉米机收籽粒破碎率及损失率高等问题（李少昆，2017）。长江中游主要以两熟制春播玉米和夏播玉米为主，但不同种植模式下玉米机收质量的差异及其影响因素尚不清楚。因此，探明农艺措施对玉米机收籽粒质量的影响，明确提高玉米籽粒机收质量的技术途径是实现长江中游玉米高效机械化籽粒收获亟待解决的首要问题。【前人研究进展】玉米籽粒机械化收获质量受品种、配套农艺措施、收获机械类型及收割速度等多种因素影响（王克如等，2016;郝引川等，2018;李璐璐等，2018b）。相对于其他机收质量指标，玉米机械收获时其籽粒破碎率过高，普遍难以达到GB/T 21961—2008《玉米收获机械 试验方法》中的机收籽粒破碎率标准（≤5%），因此籽粒破碎率被认为是评价玉米籽粒机械收获质量的关键指标之一（庞晨等，2019）。已有研究表明，籽粒含水量与籽粒破碎率呈显著或极显著正相关（樊廷录等，2018;宫帅等，2018;王浥州等，2019;孔凡磊等，2020），即降低收获时的籽粒含水量能有效降低机收籽粒破碎率（李璐璐等，2017）。收获时玉米籽粒含水量是品种、气象条件和栽培措施共同作用的结果（王克如和李少昆，2017b;王利锋等，2018）。玉米籽粒含水量随籽粒发育而呈递减趋势，但易受温度、湿度和风速等环境条件的影响（高尚等，2018）。玉米吐丝后的积温条件与籽粒脱水动态呈显著回归关系，能较好地反映玉米籽粒脱水特征及预测玉米籽粒成熟和收获时间（李璐璐等，2017;徐国平等，2020）。玉米成熟后，其籽粒可继续脱水，故延迟收获能显著降低籽粒含水量，提高籽粒压碎力，从而降低籽粒破碎率（梁效贵等，2019），但存在增加籽粒腐烂和伏马菌素污染的风险（da Costa et al.，2018）。此外，籽粒脱水速率与穗粗、轴粗、粒长和百粒重等农艺性状存在显著相关性（赵宽厚等，2018;张顺风等，2020），但影响玉米籽粒脱水的内在生理机制、关键品种性状及农艺措施的调节规律等均有待进一步探究。【本研究切入点】湖北省地处长江中游北部，温光水资源丰富，玉米可播期较长，生产上以两熟制春播玉米和夏播玉米为主，但春播与夏播玉米生长及收获期间的气象条件差异明显，不同播种季玉米籽粒脱水规律及其对机收质量的影响、延迟收获的可行性等尚未明确。【拟解决的关键问题】比较春播与夏播玉米籽粒脱水动态及机收质量差异，分析影响玉米机收质量的潜在因素，以期为长江中游两熟制玉米机械化收获配套种植模式及农艺措施的优化提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 研究区域及试验点概况

播种试验于2019年在湖北省荆门市屈家岭管理区（东经112°46'，北纬30°53'）进行。研究区域地处江汉平原北界，属于亚热带季风性气候，全年日均气温在10 ℃以上的天数有230～240 d，且雨热同期，降雨充沛，年均降水量为1100～1300 mm。研究区域为湖北省典型两熟制区，常见玉米种植模式有小麦—夏玉米及春玉米—蔬菜等。试验点土壤类型为潮土，土壤有机质含量14.60 g/kg、全氮含量0.53 g/kg、全磷含量0.48 g/kg、速效磷含量17.78 mg/kg、速效钾含量53.99 mg/kg。

1. 2 试验设计

根据当地两熟制玉米的播种时间，设2个播种时期，春播玉米（SP）于3月26日播种，夏播玉米（SM）于5月24日播种。每个播种季均选用登海618（DH618）、迪卡653（DK653）及豫单9953（YD9953）3个品种，同时设3次机收时间，分别为生理成熟期（T1）、生理成熟后7 d（T2）和生理成熟后14 d（T3）。每个播种季采用裂区试验设计，收获时间为主区，品种为副区，3次重复，小区面积216 m2（4.8 m×45.0 m）。

1. 3 田间管理

玉米播种前进行旋耕整地。春播与夏播均使用精量播种机单粒播种，苗期不间苗。种植行距60 cm，种植密度75000株/ha;播种后喷封闭型除草剂。结合播前整地，施用玉米专用配方肥（N∶P2O5∶K2O=24∶7∶7）600 kg/ha和复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）375 kg/ha作底肥;小喇叭口期喷施乙烯利进行化学控制;大喇叭口期追施尿素150 kg/ha;吐丝期叶面喷施0.2%磷酸氢二钾溶液。于各玉米品种生理成熟后按试验设计的收获时间，选用雷沃谷神GE60玉米收获机进行机械化籽粒直收。其他田间管理同当地大田玉米生产。

1. 4 样品采集及指标测定

观测记录玉米出苗、吐丝及生理成熟等生育期。于玉米吐丝期和成熟期，在每小区内选取3个点，每个点连续调查50株玉米的穗位高、株高及穗位叶长宽;同时每个点选取3株玉米，分解为茎、叶及穗（成熟期进一步分解为苞叶、穗轴和籽粒）等部分，置于105 ℃烘箱杀青30 min，再85 ℃烘干至恒重，计算干物质积累量。收获前每小区选3个点，调查实收密度，并调查10 m双行总株数、倒伏株数及茎腐病株数。玉米生理成熟期，每小区选取3个点，采用连续间隔法，每个点收取中间行50株玉米果穗，自然风干后脱粒称重并测定籽粒含水率，计算实收产量（按14%含水量进行换算）。另选取接近平均穗鲜重的30个果穗，风干后测定穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重（百粒重）、穗长、穗粗及秃尖长等。玉米吐丝时，选取吐丝一致的代表性植株，进行挂牌标记。于吐丝后19或20 d，每隔7 d每小区取3株挂牌玉米果穗，取果穗中部籽粒，测定鲜重，然后置于105 ℃烘箱杀青30 min，85 ℃烘干至恒重，计算玉米籽粒含水率。籽粒含水率（%）=（鲜重-干重）/鲜重×100。每次取样时，挑取30粒籽粒采用排水法测定籽粒体积，再取30粒籽粒以谷物硬度计测定籽粒压缩破碎力。

试验期间的气象数据从当地气象部门获取，包括气温、降水量、日照时数及大气湿度等日值气象数据。参照严定春等（2004）的方法计算玉米出苗后第i天的累积有效积温（GDDef≥10 ℃），GDDef≥10 ℃= Σ[（Tmax+ Tmin）/2-10]。式中，Tmax和Tmin分别为第i天的最高和最低气温（10 ℃

参照柴宗文等（2017）的方法进行玉米机收质量指标测定。玉米籽粒机收时，从机仓内称取不少于2000 g的籽粒样品，首先采用LDS-1G水分测定仪测定籽粒含水量，从中选出杂质，称量杂重（Wza）与混合籽粒质量（Wh），二者的百分比即为机收含杂率（%）;捡出机器损伤、有明显裂纹及破皮的籽粒，分别称出破损籽粒质量（Ws）及样品籽粒总质量（Wi），二者的百分比即为机收籽粒破碎率（%）;测定区机收玉米重量记为Wz，在机收玉米小区内收集落地的果穗（包括5 cm以上的果穗段），脱净后称出籽粒质量（Wu），每小区选取3个点，捡起2 m2全部落地籽粒（包括茎秆中夹带籽粒）和小于5 cm长的碎果穗，脱净后称量籽粒质量（WL），则机收果穗损失率（%）=Wu/Wz×100;落粒籽粒损失率（%）=WL/（Wz×2/机收面积）×100;果穗損失率与落粒籽粒损失率之和即为机收损失率。

1. 5 统计分析

采用Excel 2010整理试验数据和制图，利用Statistix 8.0进行方差分析与显著性检验（LSD法）。采用 SPSS 16.0进行二次线性回归拟合与显著性检验，并以SigmaPlot 10.0构建籽粒含水量与吐丝后GDD≥10 ℃的Logistic模型，统计模型建立所用数据均为各指标3次重复的平均值。

2 结果与分析

2. 1 春播与夏播玉米生育期及其气象条件的差异

夏播玉米较春播玉米的生育期明显缩短，3个品种平均约缩短7 d，其原因主要是夏播玉米从播种至吐丝期的天数明显缩短所引起，3个品种夏播在该阶段的天数平均比春播短14 d，而2个播期条件下吐丝期—成熟期的历时天数差异不明显。2个播期玉米不同生育阶段的气象条件差异明显（图1）。夏播玉米吐丝前的日均气温波动较小，日均气温和GDDef≥10 ℃明显高于春播玉米（图1-A和图1-B），是夏播玉米花前生长期缩短的主要影响因素;夏播玉米灌浆前期的日均气温高于春播玉米，但灌浆后期与春播玉米相当，且成熟后延迟收获期间的日均气温明显低于春播玉米。春播玉米生育期内的累积降水量明显高于夏播玉米，3个品种平均高出265 mm;但夏播玉米生育前期的累积降水量高于春播玉米，累积降水量减少主要出现在灌浆期，其累积降水量较春播玉米减少139 mm（图1-C）。不同播种季玉米生育期内的相对湿度变化不明显，基本维持在80%左右，但在玉米成熟后延迟收获期间，春播玉米所处季节的相对湿度明显高于夏播玉米（图1-D）。

2. 2 春播与夏播玉米的生物量、产量及其构成

由表1可看出，春播玉米吐丝期干重、成熟期干重和产量均显著高于夏播玉米（P<0.05，下同），3个品种春播的吐丝期平均干重较夏播提高89.0%，而成熟期平均干重较夏播提高40.5%。3个品种的穗粒数和千粒重对播种季的响应差异较明显，其中，DH618和YD9953春播时的穗粒数显著低于夏播，分别减少8.7%和5.8%，千粒重则分别较夏播时显著提高25.5%和37.4%;DK653春播时的穗粒数较夏播显著提高12.7%，而千粒重与夏播时的差异不显著（P>0.05，下同）。由表1还可看出，品种、播种季及其交互作用对单位面积穗数影响均不显著，但品种与播种季的交互作用对干物质积累、产量、穗粒数、千粒重及收获指数有显著或极显著（P<0.01，下同）影响。总体来看，3个品种春播的产量显著高于夏播，平均提高64.6%;春播时YD9953的产量显著高于其他2个品种，夏播时则是DH618的产量显著高于其他2个品种。

2. 3 播种季及不同收获期对玉米机收质量的影响

由表2可看出，播种季、品种和收获期及其交互作用对机收籽粒破碎率均有极显著影响。从不同收获期来看，延迟收获对春播和夏播玉米的影响不一致，随着收获期的延长春播玉米机收籽粒破碎率呈显著的下降趋势，而夏播玉米延迟14 d收获（T3）的机收籽粒破碎率显著升高。此外，3个品种夏播的机收籽粒破碎率均明显高于春播，远高于我国现行的玉米机收籽粒破碎率标准（≤5%），仅DH618和DK653春播时推迟14 d收获（T3）的机收籽粒破碎率低于5.00%。在机收损失率方面，除了品种对机收损失率有极显著影响及品种与收获期的交互作用对机收损失率有显著影响外，播种季、收获期及其交互作用对机收损失率的影响均不显著。春播与夏播玉米的平均机收损失率高于5.00%，分别为6.30%和5.10%;相对于DK653和YD9953，DH618的机收损失率相对较低，在春播与夏播条件下通过适当延长收获期可将机收损失率控制在5.00%以下。在机收含杂率方面，播种季和收获期及其交互作用对机收含杂率的影响均达极显著水平。无论是春播玉米还是夏播玉米，其机收含杂率均较低，符合我国现行的玉米机收含杂率标准（≤3%）。此外，在生理成熟期（T1）和生理成熟后7 d（T2）时收获，夏播玉米的机收含杂率均明显低于春播玉米;而在生理成熟后14 d（T2）时收获，3个品种的春播和夏播机收含杂率差异均不显著。

2. 4 籽粒水分与籽粒体积对玉米机收籽粒破碎率的影响

不同播种季和收获期对玉米籽粒含水量有明显影响，春播与夏播玉米的籽粒含水量分别为15.7%～35.5%和14.6%～21.5%，二者均随收获期的推迟而呈明显下降趋势，但夏播玉米籽粒含水量的变化幅度小于春播玉米。在相同收获期下，春播玉米籽粒含水量均明显高于夏播玉米，而机收籽粒破碎率显著低于夏播玉米。不同播种季玉米机收时的籽粒含水量与籽粒破碎率间的关联性也存在一定差异（图2）。其中，春播玉米机收籽粒破碎率随籽粒含水量的增加而呈直线升高趋势（R2=0.543，P=0.024），夏播玉米的机收籽粒破碎率与籽粒含水量则呈二次曲线关系（R2=0.509，P=0.118）。总体而言，春播玉米随收获期的延长其籽粒含水量降低，机收破碎率也随之降低，当籽粒含水量维持在16.0%左右时机收籽粒破碎率低于5.00%;随着收获期的延长，夏播玉米籽粒含水量及其机收籽粒破碎率均呈降低趋势，当籽粒含水量维持在18.0%左右时机收籽粒破碎率最低，但随着籽粒含水量的进一步下降，机收籽粒破碎率反而呈明显升高趋势。

不同播种季和品种玉米的籽粒体积也存在一定差异，具体表现为春播玉米的籽粒体积（0.27～0.36 cm3/粒）明显大于夏播玉米（0.19～0.32 cm3/粒）。回归分析结果（图3）表明，玉米籽粒体积与机收籽粒破碎率存在显著的负二次曲线关系（R2=0.452，P=0.009），根据回归模型得知，当玉米籽粒体积为0.36 cm3/粒时，其机收籽粒破碎率最低;而玉米籽粒体积小于0.36 cm3/粒时，玉米机收籽粒破碎率随籽粒体积的下降而明显升高。

2. 5 播种季对玉米籽粒脱水的影响

由图4-A可看出，春播与夏播玉米籽粒含水量随吐丝后天数的推移呈先快速下降后变缓慢的变化趋势。不同播种季下3个品种的籽粒含水量均表现为吐丝后75 d内呈先快速下降后缓慢下降的变化趋势，且夏播玉米的下降速度大于春播玉米，即与春播玉米相比，夏播玉米的脱水更快，主要是吐丝后28～56 d期间2种播种季的玉米籽粒脱水速率差距较大所致。由图4-B可看出，玉米籽粒含水量随吐丝后GDD≥10 ℃的升高也呈先快速下降后变缓慢的变化趋势。利用Logistic模型对籽粒含水率与GDD≥10 ℃进行回归曲线拟合，发现其拟合度（R2）均在0.980以上（表3），达极显著水平，因此可利用该模型预测玉米籽粒水分下降到某水平时所需的GDD≥10 ℃。3个品种的籽粒脱水在不同播种季对吐丝后GDD≥10 ℃的响应存在明显差异。春播时3个品种籽粒脱水至某一籽粒含水量时所需的GDD≥10 ℃均高于夏播;根据回归方程进行估算，当籽粒水分下降到可机收籽粒水分（25%）及适宜机收籽粒水分（20%）时，3个品种春播时所需的平均GDD≥10 ℃分别较夏播高306和406 ℃?d（表3），说明生理成熟后春播玉米籽粒脱水速度慢于夏播玉米。3个品种相比，当籽粒水分下降至某一籽粒含水量时，春播时DH618所需的GDD≥10 ℃明显高于YD9953和DK653。

3 讨论

3. 1 长江中游春播与夏播玉米产量形成差异明显

播期调整是协调作物生长与光热水资源匹配的有效手段，能有效影响玉米产量的形成（李向岭等，2012;李文科等，2013;豆攀等，2017）。本研究发现3个品种春播的产量较夏播更具优势，平均提高64.6%，可能是由于2个播种季玉米生育期间气象因素的差异所引起。已有研究表明，玉米的生育进程随着温度的升高而加快，其中日均气温与生长天数呈负相关（Liu et al.，2013）。本研究中，夏播玉米生育前期的日均气温、GDDef≥10 ℃明显高于春播玉米，导致其营养生长期约缩短2周，继而降低干物质积累量，3个品种夏播的吐丝期平均干物质积累量较春播降低39.2%。夏播玉米生育后期的日均气温逐渐低于春播玉米，吐丝期—生理成熟期的天数与春播玉米相当，但由于营养生长期干物质积累少，授粉及关键灌浆期遭受高温和干旱胁迫，可能导致后期光合作用受阻，籽粒灌浆不充实，至生理成熟时其平均干物质积累量较春播时显著下降28.8%。高温胁迫是长江中游夏播玉米生产中普遍发生的自然灾害（肖瑋钰等，2020），常导致玉米花粉败育及籽粒灌浆受阻。本研究发现夏播玉米吐丝期及吐丝后30 d内的日均气温基本在25 ℃以上，高于玉米籽粒灌浆的最适温度22～24 ℃（徐田军等，2020），且降水偏少，可能是导致夏播玉米籽粒灌浆受阻及粒重显著下降的主要原因。因此，在长江中游夏播玉米生产中如何合理调控播期及加强田间管理等措施，以减轻高温干旱对干物质积累与籽粒灌浆的影响，还有待进一步探究。

3. 2 长江中游春播与夏播玉米机收质量差异明显

本研究结果表明，长江中游春播玉米的机收籽粒破碎率明显低于夏播玉米，且随收获期的推迟呈明显降低趋势;夏播玉米机收籽粒破碎率较高，推迟7 d收获无显著变化，但推迟14 d收获呈明显升高趋势。这可能与不同播种季的气象因素差异导致籽粒脱水与籽粒发育特性差异有关。机收籽粒破碎率不仅与籽粒水分含量有关，还与籽粒体积、粒长、穗长和穗粗等密切相关（李川等，2015;李树岩等，2019）。籽粒含水量被认为是影响机收籽粒破碎率的关键指标，降低籽粒水分可有效降低机收籽粒破碎率（柴宗文等，2017;李璐璐等，2017;郝引川等，2018;王浥州等，2019）。本研究中，春播玉米生理成熟期的籽粒含水量远高于夏播玉米，且随着收获期的推迟其籽粒水分明显下降，与籽粒破碎率呈显著的直线负相关（R2=0.543，P=0.024）。可见，在长江中游延迟收获春播玉米能有效降低籽粒含水量，从而降低机收籽粒破碎率，与在黄淮海、东北玉米产区延迟收获的效果（柴宗文等，2017;梁效贵等，2019）基本一致。长江中游玉米生理成熟时的籽粒水分较低，随收获期的延迟其籽粒水分呈下降趋势，推迟7 d收获时的机收籽粒破碎率变化不明显，但推迟14 d时明显升高，与黄淮海区夏播玉米延迟收获其机收籽粒破碎率呈先降低后上升的变化趋势（薛军等，2018）略有差异，究其原因可能是玉米籽粒脱水及收获时的籽粒含水量差异所导致。本研究条件下，夏播玉米生理成熟时的籽粒含水量较低，3个品种的籽粒含水量均在21.5%以下，处于适宜机收的籽粒含水量范围内（≤25%）（柴宗文等，2017;李璐璐等，2017;郝引川等，2018），继续延迟收获，水分下降变慢，且造成籽粒破碎率上升，与薛军等（2018）的研究结果相似。随着籽粒含水率的下降，籽粒的强度和应力增强，籽粒脱粒时损伤率下降;当籽粒含水率继续下降到较低水平时，反而导致机收籽粒破碎率升高（王克如和李少昆，2017a）。此外，籽粒形状、结构成分和力学特性也会影响机收籽粒破碎率（侯明涛等，2016）。本研究结果表明，籽粒体积与机收籽粒破碎率呈显著的负二次曲线关系（R2=0.452，P=0.009），当籽粒体积小于0.36 cm3/粒时，玉米机收籽粒破碎率随籽粒体积的下降而明显升高。受灌浆期高温干旱的影响，3个品种夏播时的籽粒体积均明显小于春播，可能是导致夏播玉米机收籽粒破碎率较高的原因之一，但其致使机收籽粒破碎的作用机理（籽粒胚乳特性、籽粒硬度、弹性等）还有待进一步探讨。

机收损失率偏高是长江中游玉米机收的另一主要问题，春播与夏播玉米在3个收获期的平均机收损失率在3.95%～7.40%，总体上高于其他产区的平均水平4.12%（柴宗文等，2017），可能与长江中游的气候条件及品种适应性等有一定关系。品种的立杆特性及穗粒特性等均会影响机收损失率（李川等，2015）。本研究也发现，品种对玉米机收损失率影响显著，相对于DK653和YD9953，DH618的机收损失率相对较低，在春播与夏播条件下通过适当延长收获期可将机收损失率控制在5.00%以下。播种季对玉米机收损失率总体上影响不明显，但不同播种季下收获时间对机收损失率的影响有所差异，春播玉米随收获时间的延迟其机收损失率呈先降低后升高的变化趋势，夏播玉米则呈逐渐降低趋势，可能与不同播种季玉米收获期的气象条件有关。樊廷录等（2018）研究发现，收获期的气象条件对黄土高原玉米机收损失有明显影响，阴雨天气会导致高损失率。本研究条件下，春播玉米在延迟收获期间处于高温高湿环境下，易导致茎腐病发生（da Costa et al.，2018），茎秆立杆性变差，且果穗易掉落;夏播玉米延迟收获期间的气温与湿度相对较低，可能是夏播玉米延迟2周收获机收损失率继续降低的原因之一。长江中游春播与夏播玉米机收含杂率均低于3.00%，符合我国现行的玉米机收含杂率标准（≤3%），即机收含杂率并不是影响长江中游玉米机收质量的关键问题，与其他玉米产区的情况（樊廷录等，2018;庞晨等，2019）相似。

3. 3 长江中游春播与夏播玉米籽粒脱水差异明显

玉米籽粒含水率随其生育进程的推进呈规律性递减趋势（赵波等，2020），通常采用线性模型、Logistic Power非线性模型或二次曲线模型等进行估算（高尚等，2018;武文明等，2020）。玉米籽粒脱水过程受品种遗传及生态环境等多种因素的影响（王克如和李少昆，2017b），其中温度是影响玉米籽粒脱水的关键环境因子（李璐璐等，2018a）。玉米籽粒脱水除了受降水、湿度、风速等气象因子影响外（王克如和李少昆，2017b），还与授粉后的活动积温密切相关（高尚等，2018;张万旭等，2018）。本研究结果表明，长江中游春播与夏播玉米的籽粒含水量与GDD≥10 ℃呈显著的Logistic曲线关系，可用于预测籽粒含水量下降至某一水平时所需的GDD≥10 ℃。3个品种在长江中游春播与夏播时籽粒脱水速率对吐丝后GDD≥10 ℃的响应也存在明显差异，当籽粒水分下降至相同水平时，春播玉米所需的GDD≥10 ℃均高于夏播玉米，且随脱水进程的加剧其差距逐渐扩大，究其原因可能与长江中游夏播玉米灌浆前中期气温较高，籽粒灌浆受阻，粒重降低及籽粒体积变小有关（王克如和李少昆，2017b）。可见，在长江中游不宜采用同一个籽粒含水量—积温模型预测春播与夏播玉米籽粒水分的变化。在长江中游玉米可播期较长，因此还需进一步明确籽粒含水量—积温模型的适用播期范围，同时细化研究温度区间对玉米籽粒脱水的影响，提高玉米籽粒水分预测的精准度及适用时空范围。

4 结论

长江中游春播与夏播玉米生长及收获期间的气象条件差异导致其机收产量、机收质量及籽粒脱水过程存在明显差异。与夏播玉米相比，春播玉米生育期更长，生物产量较高，机收籽粒破碎率较低，但二者的机收损失率相当，含杂率均较低。在长江中游延迟收获对夏播玉米机收质量影响不明显，但延迟7 d收获可有效降低春播玉米机收籽粒破碎率与机收损失率。

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（責任编辑 兰宗宝）