机械播种对不同品种玉米农艺性状的影响

关键词：玉米；机械播种；农艺性状；鲜穗产量；产量构成因子

0 引言

玉米是世界上最重要的粮食作物之一，也是我国农作物中的重要组成部分[1]。它被广泛用于食品加工、饲料、能源等领域，对我国农业和经济发展具有重要意义。我国玉米种植面积和产量居于全球前列，广西壮族自治区（简称广西）作为我国重要的农业省份之一，在玉米种植方面发挥着重要的作用。广西的气候条件适宜玉米生长，土地资源丰富，为玉米生产提供了优越的条件。广西玉米产量和质量不断提高，已经成为国内外市场的主要供应地之一[2]。

广西玉米种植也面临一些问题。首先，土壤质量不均衡是制约玉米产量稳定增长的关键因素之一。部分地区土壤养分不足，影响了作物的生长和产量。其次，传统的农业管理方式仍然存在，在播种、施肥、病虫害防治等方面存在一定的不规范和低效率问题[2]。此外，农民对新技术的了解和应用程度有限，限制了玉米产业的进一步发展。人工劳动力价格的提高及效率低的问题已经成为制约广西玉米种植产业发展的重要问题[3]。机械化种植在作物生产中起到了重要的推动作用。它在提高生产效率、降低劳动强度、改善产品质量等方面有着显著的优势[4-5]。在玉米生产中，机械化种植已经得到广泛应用。如播种机、喷雾机、收获机等机械装备的使用能够提高播种密度、减少病虫害的发生率，并且提高了收获效率和产品质量[6-7]。然而，目前机械化种植在玉米生产中还存在一些问题。首先，机械化设备的成本较高，农民投资较大。其次，机械化种植技术需要专业的操作和维护，需要培养一支熟练的技术队伍。此外，由于地域差异和农田条件的不同，机械化种植技术的适用性也存在一定的局限性[8-9]。

从长远来看，玉米生产机械化在市场前景上具有广阔的发展空间。随着农业科技的不断进步，机械化种植技术将更加智能化、高效化。新型播种机、喷雾机、收获机等设备的推广应用，将进一步提高玉米生产的效率和质量[10]。同时，政府在政策支持、技术创新和人才培养方面的投入也将促进玉米机械化的发展。通过引入先进的技术和管理模式，改善土壤质量，提高农民的技术水平，玉米机械化种植在未来必将为广西乃至全国的农业发展做出重要贡献。本研究结合广西玉米的生产现状，首先探究了机械化和人工两种种植方式对玉米农艺性状和产量构成因子的影响，同时对机械播种条件下的最佳播种密度和播种量进行了分析，最后筛选适合机播的玉米品种并检测了苗期、成熟期的整齐度。研究结果对降低广西玉米生产成本、改善土壤理化性质及环境保护方面也有较大的推动作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021年在广西马山县农业技术推广站进行，前茬作物为马铃薯，试验区地块平坦、土壤疏松，肥力中等，属雨养农业区，无灌溉条件。试验有9个品种，分别为桂单907、正大808、正大719、垦丰909、青青700、中玉303、逍遥玉1号、佳福399和桂单162。2BYFSF-30型3行玉米播种机，河北农哈哈机械集团有限公司生产。播种机主要技术参数：配套动力11.03～18.38kW、行距550～686mm、开沟深度60～80mm、施肥深度60～80mm和播种深度30～50mm。

1.2 试验方法

试验采用3行播种机和人工两种播种方式，行距固定66cm，株距分别为24.5、28.0和31.0cm，每穴播2粒种子，播种后不补苗，间苗至1株/穴。对应设3个组别6.27万、5.40万和4.89万株/hm2，每个处理0.03hm2。选用黑龙江农家乐肥业有限公司的玉米专用缓控释肥，确保控施氮比例>30%，大田施肥量225～975kg/hm2，播种时将种子和缓控释肥同时播入土壤，种子和肥料的垂直距离10～15cm。

1.3 调查项目及方法

1.3.1 农艺性状及产量构成因子

调查参试品种的机播效果。随机取样检测倒伏率、空秆率、株高、茎粗、单株产量、穗长、穗粗、穗行数、穗粒数和百粒质量等指标。出苗率、出苗整齐度、存苗数以60%以上植株4片可见叶时，调查每个点20穴的苗数和株高，计算整齐度和存苗率。

1.3.2 数据处理

试验数据采用MicrosoftExcel2019软件进行标准化处理和作图，利用SPSS.20软件统计分析，采用LSD法分析处理间差异。

2 结果与分析

2.1 播种方式对玉米主要农艺性状的影响

由表1可知，不同玉米品种的主要农艺性状存在一定的差异。在人工播种条件下，中玉303的倒伏率最低，仅有1.5%；正大808的倒伏率最高，达到3.6%。不同品种空秆率差异较大，桂单162只有0.2%，垦丰909达到1.3%，其余品种则是介于0.4%～0.8%之间。中玉303的株型最高，达到284.2cm；最低为正大808，仅253.5cm。不同品种的茎粗和单株产量也存在一定差异，单株产量差异较大，桂单162达到150.2g，逍遥玉1号仅有105.3g，二者相差42.6%。进一步分析了机械和人工两种播种方式是否会对玉米的农艺性状造成差异，不同品种的各项性状指标在两种种植条件下存在一定的差异，但差异均不显著。结果表明，机械方式不会影响玉米的主要农艺性状。

2.2 播种方式对玉米产量构成因子的影响

由表2可知，不同玉米品种的产量构成因子存在一定的差异。在人工播种条件下，垦丰909的籽粒产量最低，为10021.03kg/hm2；正大719的籽粒产量最高，达到了10221.19kg/hm2。不同品种穗长差异较大，中玉303只有14.17cm，桂单162达到19.75cm，其余品种则是介于17～19cm之间。垦丰909的穗最粗，达到5.94cm；最低的为桂单162，为4.17cm。不同品种的行穗数、穗粒数和百粒质量也存在一定差异。进一步分析了机械和人工两种播种方式是否会对玉米玉米产量构成因子产生影响，不同品种的各项产量构成因子在两种播种方式下存在一定的差异，但差异均不显著。结果表明，机械播种不会影响玉米的主要农艺性状。

2.3 机械播种下不同播种密度对产量的影响

在上述研究基础上，以3行播种机进行简易的播种密度对比试验，行距固定66cm，株距分别是24.5、28.0和31.0cm，对应设6.27万、5.40万和4.89万株/hm2，每个处理0.03hm2。由表3可知，在固定的测试面积中，不同的播种密度对实收株数有较大影响，最高185株、最低153株。但是，实收鲜穗质量无明显差异，并且播种密度6.27万株/hm2，实收鲜穗质量最大，为43.8kg，折公顷鲜穗质量13159.5kg/hm2。此外，在所采样品中随机抽样20个玉米穗，检测了其鲜穗质量，计算千粒质量和千粒含水量。结果表明，当播种密度5.40万株/hm2时，其鲜穗质量（6.4kg）和千粒质量（3.69kg）最大，含水率（13.8%）最小。农艺性状方面，播种密度4.89万株/hm2时，穗粗和穗行数均为最大。

2.4 机械播种条件下的玉米出苗率

春玉米示范片播种机设置为精量播种，每穴播1粒种，由表4可知，玉米出苗率较低，出苗率63.2%～81.8%，平均76.2%。漏播率也较高，漏播率2.7%～5.7%，平均4.2%。为此，在秋玉米示范片把播种机改造为每穴播2粒种子，较好地解决了出苗率低的问题。由表5可知，增加了每穴播种量后，出苗率93.7%～98.1%，平均96.3%。此外，增加每穴播种量后漏播率也降低，漏播率0.3%～2.5%，平均1.3%。

2.5 适合机播玉米品种筛选试验

为筛选好适合小型机械播种及收获的品种，选择近几年在当地试种表现较好的佳福399、桂单162、正大719、垦丰909、青青700、正大808、桂单907、逍遥玉1号和中玉303共9个新品种进行筛选，采用小型3行播种机播种，密度统一调设为5.40万株/hm2，每个品种播6行，行距66cm，面积约0.03hm2，总面积约0.3hm2。施肥量和田间管理一致。试验结果表明，桂单162和青青700的实收率（=机播密度/实收密度×100%）最高，达到了101.9%。其次是垦丰909、桂单907、逍遥玉1号、佳福399和正大808品种，实收率都达到了80%以上，说明这些品种的适应机播性较好，而正大719和中玉303两个品种适应机播性相对较差，实收率分别为78.7%和77.8%。

2.6 机播玉米苗期、成熟期整齐度

整齐度是指田间玉米植株的均匀一致性程度。玉米植株间差异较大，生产上很容易出现大小苗现象。植株整齐度好的田块，田间管理也较方便。实现玉米高产要在合理密植前提下，提高田间玉米植株的整齐度。同时实现玉米鲜穗机械化收获，需要提高田间玉米植株的穗位高整齐度。株高（苗高、穗位高）整齐度是平均株高（苗高、穗位高）与株高标准差（苗高标准差、穗位高标准差）的比值，数值越高整齐度越好。由表6可知，苗期整齐度居前3位的品种依次为中玉303、青青700和桂单907，说明3个品种不易出现大小苗现象，穗位高整齐度居前3位的品种依次为桂单162、逍遥玉1号和青青700，适合鲜穗机械收获。

3 结论与讨论

3.1 机播对不同玉米品种产量的影响

VT6IKqKjG13/EVD8A7/yvcEovXjjZ9UQHcfRVjuJwxw=农业生产中全程机械化生产非常重要，而机械播种是其中非常重要的一个步骤[11-12]。然而，农作物的品种不同导致生长习性不同，实际生产中往往会面临有些品种不适宜机械播种的情况[13]。为了解决这一难题，开展选育适宜机械播种的农作物品种及筛选挖掘现有品种中的适宜机械播种品种应该同时进行[14]。相对于传统的手工播种而言，具有效率高、劳动力成本低的优势。而对于不同玉米品种来说，机械播种也会对其产量产生不同的影响。机械播种可以提高种植密度，使得单位面积内种植的玉米数量增加。这可以有效地利用土地资源，提高产量[2]。对于那些生长期较短、灌浆期较快的早熟品种而言，机械播种可以更好地发挥其生长速度快的优势，进而增加产量。机播条件下的产量和产量稳定性是评价品种适应机械化程度的重要指标[15]。机械播种同样面临一个问题，如何确定播种密度？找到适宜实际生产的播种密度同样非常重要。在机播试验中，5.40万株/hm2的播种密度时，玉米生长状况最好，农业性状最优，这说明5.40万株/hm2的播种密度有利于实际生产，可作为农业生产中机械播种的一个参考指标。

机械播种还可以提高种植的均匀性。传统的手工播种容易出现种子分布不均匀的情况，导致部分地区的种植玉米生长不良、产量低。而机械播种则能够通过精确的种子分配，保证每个地区都能获得适当数量的种子，从而提高了整体产量。在机播试验中，桂单162、青青700和垦丰909的实收率居前3位，说明这3个玉米品种的产量稳定性较好；综合来看，垦丰909和逍遥玉1号的理论产量最高，这说明机械播种时垦丰909和逍遥玉1号两个品种的产量可能更有优势，可选为适宜机械播种品种进行推广。然而，机械播种也存在一些限制因素。首先，机械播种对土壤条件的要求较高。如果土壤结构松散或含有大块物质，容易导致机械设备堵塞或损坏，影响正常播种。其次，不同品种的种子大小、形状和密度可能不同，这也会对机械播种的适用性产生影响。再者，机械播种由于其自身的特点，可能无法适应一些特殊的种植环境，比如山地、湿地等。

3.2 机械播种对玉米萌发率的影响

在实际生产中，玉米种子出苗率与种子萌发率、发芽势、土壤环境有关，而出苗率又影响着产量，不同的播种条件影响出苗率[16]。在研究每穴不同播种量对出苗率的影响中，本研究春玉米采用每穴只播1粒种，玉米出苗率较低，并且漏播率较高。这显然不符合实际生产需求。为此，在秋玉米示范片将播种机改为每穴播2粒种，较好地解决了出苗率低的问题。出苗率增加到93.7%～98.1%。此外，增加每穴播种量后漏播率也降低。这说明从种子萌发角度可以初步筛选合适的机播条件。机械播种可以提供均匀的播种密度。机械播种设备通常配备有精确控制种子流量的装置，能够根据不同品种的需求进行调整，确保每个播种孔都有适量的种子。这样可以避免种子过密或过稀的情况出现，有利于玉米种子的充分发芽和生长。此外，机械播种还可以确保播种深度的一致性。机械播种设备通常具备调节播种深度的功能，可以根据土壤条件和种子的要求进行调整。播种深度的一致性对于玉米种子的发芽至关重要，如果播种深度过浅或过深，都会对萌发率产生不利影响。机械播种可以通过精确控制播种深度，提高玉米的萌发率。

大田土壤环境中影响种子出苗的因素主要是土壤湿度和深度[17]。每穴1粒种试验是在春季进行，属于多雨季节，土壤湿度在适宜种子萌发的范围，但出苗率还是较低，足以说明播种的粒数对出苗率有直接影响。播种机的主要参数是播种粒数、播种深度、漏播率，这些参数影响作物的出苗率、存苗率、苗期整齐度，进而影响作物产量。试验中，改变了播种粒数后，较好地解决了出苗率和漏播率的问题；在每穴播2粒种后，漏播率<5%。

3.3 机械播种对不同玉米品种幼苗整齐度的影响

玉米生长过程中，植株高度、生长发育进程、秸秆粗细和果穗大小都影响植株整齐度[18]。而植株的整齐度会影响产量，整齐度越高，产量越高。苗期整齐度是“苗齐”的重要指标，说明大小苗现象的强弱。以往研究也表明，整齐度是影响作物产量的重要指标。试验结果表明，苗期整齐度居前3位的品种依次为中玉303、青青700和桂单907，说明3个品种不易出现大小苗现象。穗位高整齐度居前3位的品种依次为桂单162、逍遥玉1号和青青700，适合鲜穗的机械收获。机械播种能够控制播种深度和行距，进一步提高幼苗的整齐度。在机械播种中，播种机械设备可以根据不同玉米品种的要求，设置适当的播种深度和行距。这样可以使得种子在土壤中的位置相对一致，幼苗的生长条件也相对一致，从而提高了整齐度[19]。另外，机械播种还可以减少人工操作对幼苗造成的损伤，进一步提高整齐度。传统的人工播种过程中，种子的投放和覆土需要手工完成，操作的稳定性和准确性受到限制。而机械播种则可以减少这些不确定因素，提高了播种的一致性和精度，从而保证幼苗的整齐度[20]。

综上所述，机械播种对不同玉米品种产量、萌发率和幼苗整齐度都具有积极的影响。通过机械播种可以实现种子的均匀分布、控制播种深度和行距，减少人工操作对幼苗的损伤等，进一步提高了幼苗的整齐度[21]。机械播种技术的应用将会进一步推动现代农业的发展，提高农作物的产量和质量。