內(nèi)容提要：

籽粒田間機(jī)械直接收獲是我國(guó)玉米機(jī)械收獲和實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是今后玉米生產(chǎn)轉(zhuǎn)方式的方向。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外玉米機(jī)械粒收技術(shù)相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)和分析認(rèn)為，1）破碎率偏高是當(dāng)前我國(guó)玉米機(jī)械粒收存在的主要質(zhì)量問(wèn)題；2）收獲時(shí)籽粒水分含量是影響玉米機(jī)械粒收質(zhì)量、安全貯藏和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，已經(jīng)成為一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)性狀；3）玉米機(jī)械粒收技術(shù)的推廣受品種遺傳因素、生態(tài)氣象因素與栽培措施、收獲機(jī)械及其作業(yè)質(zhì)量、收獲時(shí)期、烘干收儲(chǔ)等多因素影響，不同產(chǎn)區(qū)各種因素影響的程度不同；4）篩選早熟、適合機(jī)械粒收品種，研發(fā)推廣破碎率和損失率低的收獲機(jī)械，選擇最佳收獲期收獲，建立烘干存貯設(shè)施，構(gòu)建配套收儲(chǔ)模式，是未來(lái)我國(guó)玉米機(jī)械粒收技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。對(duì)此本文構(gòu)建了玉米機(jī)械粒收栽培新理念：通過(guò)選用早熟、脫水快的品種，以生育期換水分，實(shí)現(xiàn)籽粒田間直接收獲、降低烘干成本，提高效益；通過(guò)增密種植，以密度增產(chǎn)量，降低熟期縮短對(duì)產(chǎn)量的影響；將增密種植、高質(zhì)量群體調(diào)控為核心的高產(chǎn)栽培與以機(jī)械粒收技術(shù)為核心的全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)相融合，實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)高效協(xié)同發(fā)展，提高玉米生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。

引言：

玉米作為我國(guó)糧食增產(chǎn)的主力軍，種植面積已超過(guò) 5 億畝，成為面積最大、總產(chǎn)最多的作物。針對(duì)勞動(dòng)力成本高，玉米市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力差的問(wèn)題，傳統(tǒng)玉米生產(chǎn)方式已不能適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，而面向市場(chǎng)，建立與之相適應(yīng)的以全程機(jī)械化為顯著特征的現(xiàn)代玉米生產(chǎn)技術(shù)體系是解決這些問(wèn)題的必然選擇。

美、德等國(guó)家在 20 世紀(jì) 60 年代前后相繼實(shí)現(xiàn)了全面機(jī)械化，其中，50年代玉米收獲作業(yè)以機(jī)械穗收為主，70年代已全面采用大型聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行田間直接脫粒收獲。近年來(lái)我國(guó)玉米生產(chǎn)的機(jī)械化水平提高較快，機(jī)械播種率達(dá) 80%，但機(jī)械收獲率仍較低，2015 年達(dá)到 63%，且以摘穗為主，直接粒收的比例不足 5%，主要分布在新疆、黑龍江 3-5 積溫帶和內(nèi)蒙古東北部玉米產(chǎn)區(qū)。

玉米機(jī)械收獲、特別是粒收水平低是制約我國(guó)玉米全程機(jī)械化的瓶頸。為加速玉米機(jī)械粒收技術(shù)的推廣，本團(tuán)隊(duì)自 2010 年起在全國(guó)率先開(kāi)始粒收技術(shù)的研究與示范，每年在全國(guó)各玉米產(chǎn)區(qū)布置 60-70 個(gè)試點(diǎn)，開(kāi)展適宜粒收品種的篩選、影響收獲質(zhì)量的關(guān)鍵因素及粒收相關(guān)技術(shù)的研究與集成示范，至2016 年已在全國(guó) 16 個(gè)省市區(qū) 194 個(gè)地塊獲得 2450 組機(jī)械粒收田間測(cè)試樣本。本文以這些研究為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，分析了玉米機(jī)械粒收質(zhì)量及其影響因素，提出了我國(guó)玉米機(jī)械粒收技術(shù)發(fā)展的方向。

玉米作為我國(guó)糧食增產(chǎn)的主力軍，種植面積已超過(guò)5億畝，成為面積最大、總產(chǎn)最多的作物。針對(duì)勞動(dòng)力成本高，玉米市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力差的問(wèn)題，傳統(tǒng)玉米生產(chǎn)方式已不能

1. 國(guó)外玉米機(jī)械粒收技術(shù)的發(fā)展

玉米機(jī)械收獲最早可追溯到 1886 年美國(guó) Ohio 州 Peterson J C 獲得的第一個(gè)玉米收割機(jī)專利，它標(biāo)志著用收割機(jī)代替人工收獲。該收割機(jī)功能非常簡(jiǎn)單，僅相當(dāng)于現(xiàn)在的割曬機(jī)，但工作效率比人工收獲大大提高。1908 年，美國(guó)制造了第一臺(tái)機(jī)械摘穗剝皮機(jī)，可一次完成收割、摘穗和剝苞葉等功能，開(kāi)始了真正意義上的玉米機(jī)械收獲。1921 年澳大利亞的 Allen 設(shè)計(jì)了世界上第 1 臺(tái)玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)，增加了機(jī)械脫粒功能，并嘗試在田間進(jìn)行籽粒直接收獲。但直到 20 世紀(jì) 60 年代，美國(guó)把玉米割臺(tái)與籽粒聯(lián)合收獲機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)田間籽粒直接收獲后，并且隨著玉米割臺(tái)被廣泛接受，玉米機(jī)械粒收技術(shù)才迅速發(fā)展起來(lái)。據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，在美國(guó)玉米帶的 Iowa, Illinois, Indiana,Minnesota 等州，從 1964 到 1968 年，玉米籽粒聯(lián)合收獲的面積從 24%增加到 48%；其中，玉米種植面積最大的 Iowa州在 1966 年機(jī)械粒收的面積 26％，到  1970年這一比例增加到 46％，另外還有 8％的田塊采取摘穗后在田間脫粒的方式 ，至此機(jī)械粒收技術(shù)在美國(guó)全面推廣。

當(dāng)前，北美的美國(guó)、加拿大種植模式為一年一季，玉米收獲時(shí)籽粒水分較低，收獲作業(yè)主要采用大型玉米聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行籽粒直收；南美的巴西、阿根廷等玉米生產(chǎn)國(guó)也以機(jī)械粒收為主。英、法、德等歐洲國(guó)家，畜牧業(yè)高度發(fā)達(dá)，其青/黃貯飼料玉米機(jī)械收獲較為普遍，普通粒用玉米則采用機(jī)械粒收。東南亞等國(guó)，一年兩季或三季，收獲期籽粒水分較高，目前多以機(jī)械穗收和人工收獲為主。

2.玉米機(jī)械粒收質(zhì)量及其影響因素

2.1破碎率偏高是當(dāng)前我國(guó)玉米機(jī)械粒收存在的主要質(zhì)量問(wèn)題

籽粒破碎率、雜質(zhì)率和田間損失率是評(píng)價(jià)玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的主要指標(biāo)，國(guó)標(biāo)“玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件”（GBT-21961-2008）中規(guī)定籽粒破碎率應(yīng)≤5％，雜質(zhì)率≤3％，田間損失率≤5％。對(duì)本團(tuán)隊(duì)獲取的 2450 組機(jī)械粒收質(zhì)量測(cè)試樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（表1）表明，當(dāng)前玉米機(jī)械粒收破碎率均值為 8.56％，高于國(guó)標(biāo)≤5％ 的要求；其中，破碎率≤5％以下的樣本僅占 31.92％，而≥8％的樣本占到 39.47％；雜質(zhì)率均值為 1.22％，低于≤3％國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；田間機(jī)收總損失率為 4.76％，接近≤5％國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。因此，籽粒破碎率偏高是當(dāng)前我國(guó)玉米機(jī)械粒收存在的主要質(zhì)量問(wèn)題。籽粒破碎不僅造成玉米收獲損失、降低玉米等級(jí)和銷(xiāo)售價(jià)格，導(dǎo)致收獲產(chǎn)量下降，而且增大烘干成本、增加安全貯藏的難度，成為我國(guó)玉米機(jī)械粒收技術(shù)推廣的重要限制因素。因此，破碎率高是當(dāng)前機(jī)械粒收需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。  

國(guó)外有關(guān)玉米籽粒破碎率的問(wèn)題及其針對(duì)性研究主要集中于 20 世紀(jì) 60-90 年代，與機(jī)械粒收技術(shù)快速推廣的時(shí)期基本一致。Henry W 等（1969）曾報(bào)道，在相同籽粒水分條件下存放，機(jī)械脫粒玉米因存在機(jī)械損傷，在 29%的機(jī)械損傷率條件下，其霉變速度比手工脫粒玉米快 2～3 倍，而且?guī)в衅扑榈挠衩缀娓少M(fèi)用是無(wú)破碎的6～7倍。由于籽粒破碎嚴(yán)重，美國(guó)玉米在出口貿(mào)易時(shí)曾經(jīng)因等級(jí)下降，農(nóng)民遭受巨大損失。這些質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重威脅到了美國(guó)玉米在國(guó)際市場(chǎng)的地位 。為此，美國(guó)及相關(guān)玉米生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)國(guó)家圍繞籽粒破碎問(wèn)題開(kāi)展了大量研究，并逐步使這一問(wèn)題得到了解決。

2.2 田間損失率偏高的問(wèn)題也應(yīng)引起重視

田間機(jī)收損失率包括落粒損失和落穗損失兩部分，由表 1 可見(jiàn)，1819 組樣本落粒損失量平均為 7.91g/m2（相當(dāng)于5.27kg/畝）；落穗損失量平均 20.64g/m2（相當(dāng)于13.76kg/畝），落穗、落粒合計(jì)損失籽粒為 28.55g/m2，折合每畝損失 19.0kg籽粒，如果按全國(guó)平均玉米單產(chǎn)6000kg/hm2計(jì)，平均總損失率為 4.76％，接近≤5％的標(biāo)準(zhǔn)（GBT-21961-2008），且田塊間差異較大，最高地塊達(dá)到 459.72 g/m2（相當(dāng)于306.5kg/畝），變異系數(shù)為 198.05%。落粒落穗不僅造成產(chǎn)量損失，也會(huì)影響農(nóng)戶采用機(jī)械粒收技術(shù)的愿望，是當(dāng)前制約玉米機(jī)械粒收技術(shù)推廣的又一重要因素。在機(jī)械粒收損失中，落穗籽粒重占總損失量的72.29%，落粒籽粒重占27.71%，即落穗損失大于落粒損失，這與國(guó)外研究結(jié)果相近。

機(jī)收玉米田間產(chǎn)量損失來(lái)源包括收獲前的掉穗、倒伏和收獲過(guò)程中的損失，受品種特性、植株倒伏倒折狀況、收獲機(jī)的割臺(tái)、脫粒、清選等裝置的工作狀態(tài)及工作原理等多種因素影響。其中，在機(jī)械收獲過(guò)程中的損失來(lái)自割臺(tái)在收集果穗時(shí)造成的田間落穗和落粒，以及脫谷裝置脫粒清選時(shí)由于脫不凈或清選不徹底造成的田間落粒、落穗損失。另外，在摘穗、脫粒時(shí)，又會(huì)造成一定的籽粒破碎，這些物料在收獲機(jī)分離清選過(guò)程中絕大部分會(huì)通過(guò)清選進(jìn)入谷物倉(cāng)，少部分被莖葉碎片和穗軸等雜質(zhì)夾帶吹落到田間而成為落粒損失。

2.3 籽粒水分成為玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)性狀

玉米收獲時(shí)籽粒水分含量是影響機(jī)械收獲質(zhì)量、安全貯藏和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，已經(jīng)成為一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)性狀。對(duì) 2450 組樣本測(cè)試結(jié)果表明（圖1），收獲時(shí)玉米籽粒含水率的分布呈正態(tài)分布，平均值為 26.65％，最小值為 11.30％，最大值為 48.0％，極差 36.70個(gè)百分點(diǎn)，變異系數(shù)為 19.48％。籽粒水分>25％的樣本占 58.78％，≤20％的樣本僅占 9.92％。目前，國(guó)際上普遍認(rèn)為，籽粒含水率18％~23％時(shí)機(jī)械粒收為最佳。顯然，當(dāng)前我國(guó)玉米籽粒機(jī)械收獲時(shí)的含水總體偏高。相關(guān)分析表明，籽粒破碎率、雜質(zhì)率、落粒量與含水率之間均呈極顯著正相關(guān)，其中含水率與破碎率的關(guān)系（r=0.558**, n=2450）最密切，水分偏高是導(dǎo)致當(dāng)前我國(guó)玉米機(jī)械粒收破碎率高的主要原因。

破碎率與收獲時(shí)玉米籽粒含水率兩者呈二次多項(xiàng)式關(guān)系，含水率在 19.26％時(shí)破碎率最低（圖1）。Paulsen（1983）提出籽粒破碎敏感度BS（breakage susceptibility，B）與水分含量（M）的關(guān)系符合：B=171.3exp(-0.29M)，通過(guò)該公式可估測(cè)籽粒破碎率。Hall等（1970）研究認(rèn)為，籽粒水分在 20～23％ 時(shí)收獲破碎率最低；Chowdhury等（1978）報(bào)道籽粒水分 23％ 時(shí)機(jī)械損傷率最低。Plett（1994）對(duì)加拿大 6 個(gè)玉米品種研究表明，籽粒破碎率與水分呈顯著相關(guān)，破碎率最低時(shí)的籽粒水分在16.7～22.1％之間。宋衛(wèi)堂等的試驗(yàn)也得到類(lèi)似結(jié)果：當(dāng)籽粒含水量降至 38.88％ 時(shí)脫粒，破碎率為 28.88％，降至 30.7％時(shí)，破碎率為 11.21％，降至 25.4％時(shí)，破碎率為 7.6％，降至 22.8％時(shí)，破碎率最低，為 5.07％，但當(dāng)水分降至 18.5％時(shí)，破碎率又上升到 13.31％，降至 11.8％時(shí)，破碎率為 19.19％。由上述國(guó)內(nèi)外研究可知：破碎率與收獲時(shí)籽粒含水率呈二次多項(xiàng)式關(guān)系，含水率在18％~23％時(shí)收獲籽粒破碎率最低。

美國(guó)在剛推廣機(jī)械脫粒技術(shù)時(shí)，因籽粒水分較為合適，一般在 20％以下，機(jī)械損傷問(wèn)題并不突出。但當(dāng)烘干技術(shù)被廣泛采用后，收獲玉米的籽粒水分范圍擴(kuò)大，20～35％ 之間水分的玉米都能收獲，因水分高導(dǎo)致籽粒機(jī)械損傷過(guò)大、烘干成本高的問(wèn)題才暴露出來(lái)。

2.4 選用適合的收獲機(jī)械、及時(shí)調(diào)整作業(yè)參數(shù)是提高收獲質(zhì)量的重要措施

除水分因素外，不同收獲機(jī)械及其作業(yè)也是導(dǎo)致籽粒破碎率、雜質(zhì)率和損失率差異的重要因素。

本團(tuán)隊(duì)在 2013-2015 年度調(diào)查的 4 組不同類(lèi)型機(jī)械收獲籽粒對(duì)比測(cè)試中，有3組籽粒破碎率差異達(dá)到了顯著或極顯著的水平，其中，在黑龍江依安，種植品種為德美亞 1 號(hào)，含水率 21.3％，2 臺(tái)供試收獲機(jī)收獲的籽粒破碎率分別為 1.94％和 12.33％，相差高達(dá) 10.39 個(gè)百分點(diǎn)。2015 年在河南臨潁，種植品種為 中種8號(hào)，收獲時(shí)含水率為 25.0％，利用福田雷沃谷神GE60同一型號(hào)8臺(tái)不同機(jī)器收獲對(duì)比測(cè)試，籽粒破碎率變幅為 4.47-9.92％，極差達(dá)到 5.45 個(gè)百分點(diǎn)，差異達(dá)到顯著水平。

前人研究表明，不同類(lèi)型收割機(jī)，滾筒轉(zhuǎn)速、凹板間隙、振動(dòng)篩孔大小和清選風(fēng)機(jī)風(fēng)力大小等機(jī)械參數(shù)不同會(huì)導(dǎo)致不同的破碎率 ，即使是同一型號(hào)的收割機(jī)，因不同機(jī)器其間隙設(shè)置等參數(shù)不同，也會(huì)產(chǎn)生不同的破碎率。其中，機(jī)械粒收過(guò)程中的滾筒轉(zhuǎn)速是造成籽粒破碎的一個(gè)重要機(jī)械原因。高的滾筒轉(zhuǎn)速已超出籽粒脫下所需要的力，更多的力通過(guò)滾筒及脫粒元件傳遞給籽粒導(dǎo)致更大的機(jī)械損傷。對(duì)于采用傳統(tǒng)脫粒裝置的聯(lián)合收割機(jī)，降低滾筒轉(zhuǎn)速，雖然籽粒破碎率下降了，但脫粒不凈率增大，脫粒效率也下降。

為克服這一缺陷，聯(lián)合收割機(jī)企業(yè)對(duì)脫粒裝置進(jìn)行了諸多改進(jìn)，如軸流式聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)是 International Harvester 公司在 1997 年引入的新技術(shù)，代表了現(xiàn)代聯(lián)合收獲機(jī)的一次重大技術(shù)進(jìn)步，使得收獲籽粒的破碎率和收獲損失率更低，同時(shí)收獲的效率更高。滾筒上脫粒元件其形狀、大小和數(shù)量及其在滾筒上的排布方式不同，脫粒過(guò)程中對(duì)果穗籽粒產(chǎn)生的打擊、搓擦力均不相同，也會(huì)產(chǎn)生不同的破碎率。通常脫粒元件在滾筒上呈螺旋式分布，便于玉米果穗轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿軸向運(yùn)動(dòng)，并能降低破碎率。此外，收獲中喂入量的大小、喂入是否均勻以及果穗進(jìn)入方式均會(huì)影響籽粒的破碎率。喂入量過(guò)大、喂入不均勻會(huì)增加破碎率，而果穗軸向進(jìn)入滾筒其破碎率會(huì)比徑向進(jìn)入的低。一般每種收獲機(jī)的喂入量在出廠時(shí)已標(biāo)注，應(yīng)按標(biāo)注的喂入量操作，根據(jù)玉米田間長(zhǎng)勢(shì)或產(chǎn)量水平設(shè)置適合的收割速度來(lái)控制喂入量。目前國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)多款玉米粒收機(jī)型，加強(qiáng)收獲機(jī)駕駛?cè)藛T的操作培訓(xùn)，收獲前根據(jù)地塊玉米的品種、長(zhǎng)勢(shì)、籽粒水分等狀況及時(shí)調(diào)整滾筒轉(zhuǎn)速、凹板間隙、振動(dòng)篩孔大小和清選風(fēng)機(jī)風(fēng)力等機(jī)械參數(shù)，收獲時(shí)設(shè)置適合的收割速度，在保證機(jī)械作業(yè)效率的前提下使籽粒破碎和損失降至最低程度。

現(xiàn)代先進(jìn)的玉米聯(lián)合收割機(jī)多采用軸流式脫粒系統(tǒng)，有更高的脫粒效能和更大的活動(dòng)能力。聯(lián)合收割機(jī)的動(dòng)力高的已達(dá)到 434 kw，割幅超過(guò) 12 m，谷倉(cāng)體積達(dá)到 12500 L，每小時(shí)能收獲 70 t糧食。同時(shí)，配備先進(jìn)的自動(dòng)導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛設(shè)備以及糧食監(jiān)控和評(píng)估裝置，使收獲更精準(zhǔn)、更高效。當(dāng)前，國(guó)際上制造玉米聯(lián)合收割機(jī)的著名企業(yè)包括 John Deere，CNH，AGCO，CLAAS等。我國(guó)的玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)主要是在仿制并消化吸收國(guó)外技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，生產(chǎn)企業(yè)包括常發(fā)佳聯(lián)、四平東風(fēng)、雷沃重工、奇瑞重工等，生產(chǎn)的收獲機(jī)割幅為 3 行-8 行不等，收獲機(jī)械的性能和質(zhì)量總體急待提高。

2.5 當(dāng)前提高玉米機(jī)械粒收質(zhì)量的關(guān)鍵在于品種

玉米機(jī)械粒收是一項(xiàng)涉及農(nóng)機(jī)、品種、栽培、收儲(chǔ)、烘干、銷(xiāo)售的系統(tǒng)工程，其中關(guān)鍵在品種。品種含水率高是導(dǎo)致籽粒破碎的主控因素。20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，我國(guó)玉米育種主要以產(chǎn)量為目標(biāo)，在傳統(tǒng)人工收獲背景下采取了高稈稀植大穗、延長(zhǎng)生育期獲取高產(chǎn)的育種路線，加之脫水性狀的復(fù)雜性，因此，相關(guān)研究進(jìn)展較慢，目前，在我國(guó)許多玉米產(chǎn)區(qū)，收獲時(shí)籽粒含水量通常在 30%~40％，活稈成熟的現(xiàn)象還較為普遍，難以實(shí)現(xiàn)田間籽粒機(jī)械直接收獲，還導(dǎo)致堆積晾曬過(guò)程中的霉變，影響玉米商用品質(zhì)。近年在東北早熟玉米區(qū)和西北玉米產(chǎn)區(qū)，KWS 系列品種的推廣、密植栽培，對(duì)推動(dòng)區(qū)域機(jī)械粒收技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。因此，培育早熟、籽粒脫水快、收獲時(shí)籽粒含水量低的品種應(yīng)成為各產(chǎn)區(qū)機(jī)械粒收技術(shù)推廣的前提。

籽粒水分存在顯著的基因型間差異，果穗和苞葉特性、植株農(nóng)藝性狀對(duì)玉米生育后期籽粒水分有顯著影響，是導(dǎo)致不同品種籽粒脫水速率差異的重要原因。本團(tuán)隊(duì)的研究表明，玉米不同品種生理成熟前、后籽粒含水量均存在顯著差異。在黃淮海夏玉米區(qū)，生理成熟時(shí)，鄭單958 籽粒含水率為 27.19%～30.51%，而先玉335為 24.61%～26.78%，較鄭單958低 2.58～3.73 個(gè)百分點(diǎn)，生理成熟前、后先玉 335的脫水速率均快于鄭單958。近年，相關(guān)企業(yè)和農(nóng)業(yè)主管部門(mén)非常重視適合機(jī)械粒收玉米品種的選育和審定，2014年河南省在全國(guó)率先開(kāi)展了機(jī)械粒收品種的區(qū)試， 2017年 4 個(gè)品種已初步通過(guò)品種審定；2015 年農(nóng)業(yè)部組織國(guó)家黃淮海夏玉米、東北春玉米區(qū)適合籽粒收獲品種的區(qū)試與審定工作，2017 年 4 月吉單66、德育919、迪卡517

等8個(gè)品種已經(jīng)通過(guò)國(guó)家品審會(huì)的初審。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究和育種實(shí)踐，適合機(jī)械粒收的品種至少有以下特點(diǎn)：（1）達(dá)到生理成熟時(shí)籽粒含水量較低。近年來(lái)已有報(bào)道，國(guó)外的部分品種在生理成熟時(shí)籽粒水分含量?jī)H為 22-23%，在收獲時(shí)甚至降至 15%，而國(guó)內(nèi)目前主推品種生理成熟時(shí)籽粒水分多在 30%以上；（2）生育后期籽粒脫水速率快；（3）適當(dāng)早熟；（4）耐密植、產(chǎn)量高；（5）抗倒伏，耐莖腐病，特別是生理成熟后抗倒伏性好。

2.6 影響玉米籽粒破碎等收獲質(zhì)量的其他因素

除品種和收獲機(jī)械外，玉米種植密度、播期、水肥管理、收獲時(shí)期等栽培管理措施、病蟲(chóng)害及氣象因素對(duì)籽粒收獲質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。合理的種植密度、優(yōu)化的氮肥管理和適量的灌溉有利于減少破碎；籽粒形成發(fā)育期間的高溫、低溫凍害和干旱等脅迫環(huán)境均有使籽粒破碎性增大的趨勢(shì)；籽粒在田間干燥脫水階段的溫濕度變化，或干濕交替變化會(huì)導(dǎo)致玉米籽粒產(chǎn)生應(yīng)力損傷，為機(jī)收脫粒時(shí)的破碎提供內(nèi)在條件。一般晴天與雨天交替，即干濕交替次數(shù)越多、干濕差異強(qiáng)度越大，造成籽粒應(yīng)力損傷程度也越大。機(jī)械收獲時(shí)大氣的溫、濕度同樣也會(huì)影響籽粒的破碎率。Benson（1984）研究表明生理成熟前遭遇霜凍是造成籽粒變脆、BS 增大的重要原因，機(jī)械收獲時(shí)破碎率高。因此，針對(duì)不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境條件，應(yīng)選擇在適宜生育期內(nèi)能與當(dāng)?shù)毓鉁貤l件匹配的品種以及確定品種適宜的種植區(qū)域，采取優(yōu)化的栽培管理措施，選擇最佳收獲期收獲有助于降低籽粒破碎率，提高收獲質(zhì)量。

3.我國(guó)不同產(chǎn)區(qū)玉米機(jī)械粒收技術(shù)推廣存在的主要問(wèn)題

我國(guó)玉米種植區(qū)域廣、生產(chǎn)方式多樣，氣候生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，既有與北美相同的一年一季種植模式和類(lèi)似氣候特征的東北春玉米區(qū)，也有與東南亞相似的一年兩季、多熟種植方式的西南玉米區(qū)，以及在世界上最為獨(dú)特的黃淮夏玉米區(qū)。目前各區(qū)域普遍缺少早熟、籽粒后期脫水快、適宜籽粒收獲的品種，但在不同產(chǎn)區(qū)也存在一些不同問(wèn)題，其中：

（1）西北玉米產(chǎn)區(qū)。光熱條件較好、后期空氣干燥，是我國(guó)最適合玉米機(jī)械粒收技術(shù)推廣的區(qū)域，目前在北疆已全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械粒收，技術(shù)成熟，今后應(yīng)加大該產(chǎn)區(qū)機(jī)械粒收技術(shù)的推廣。在有灌溉條件地區(qū)，建議融合密植高產(chǎn)栽培和以籽粒收獲技術(shù)為核心的全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)，全面實(shí)施機(jī)械粒收、推進(jìn)玉米生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。

（2）東華北春玉米區(qū)。該去是我國(guó)玉米生產(chǎn)黃金地帶，緯度、生態(tài)條件與美國(guó)玉米帶相近，具備機(jī)械粒收的客觀生態(tài)氣象條件。近年來(lái)，在東北北部早熟區(qū)，通過(guò)KWS公司德美亞系列早熟品種的推廣和密植栽培，推動(dòng)了區(qū)域機(jī)械粒收技術(shù)的發(fā)展，但全區(qū)整體推進(jìn)較慢，建議加大早熟、脫水快、適合粒收品種的創(chuàng)制、培育與品種審定，以合作社、家庭農(nóng)場(chǎng)和大戶為重點(diǎn)，在籽粒收獲全產(chǎn)業(yè)鏈上予以扶持，加大機(jī)械粒收技術(shù)的示范推廣。

（3）黃淮海夏玉米區(qū)。主體種植模式為小麥玉米一年兩熟，玉米生長(zhǎng)季節(jié)短，熱量資源總體偏少，且分布不均，玉米適宜收獲期較短，大多數(shù)區(qū)域籽粒水分難以降到25%以下，今后需要加大早熟、脫水快品種的選育和篩選，研發(fā)能在較高水分條件下（25%-28%）收獲的機(jī)械及配套技術(shù)，同時(shí)結(jié)合籽粒干燥技術(shù)，加強(qiáng)烘干設(shè)施的補(bǔ)貼和建設(shè)，解決籽粒水分較高、不宜貯存的問(wèn)題。此外，有條件的地區(qū)可探索種植制度改革和發(fā)展新的種植模式，如一年二熟改二年三熟，種植一季春玉米，延長(zhǎng)玉米田間生長(zhǎng)時(shí)間，為玉米籽粒田間降水留下時(shí)間。

（4）西南山地玉米。該區(qū)生態(tài)類(lèi)型復(fù)雜、種植模式多樣、機(jī)械化程度低，但熱量資源豐富，應(yīng)分析適合機(jī)械粒收技術(shù)推廣的區(qū)域，加大脫水快、適合籽粒收獲品種的選育，研發(fā)適合坡地、穩(wěn)定性能好的中、小型收獲機(jī)械，并加大玉米凈作面積的推廣。

4.我國(guó)玉米機(jī)械粒收技術(shù)發(fā)展的方向

綜上所述，國(guó)外有關(guān)玉米生育后期籽粒脫水、破碎率等機(jī)械粒收關(guān)鍵問(wèn)題的研究及適合粒收品種選育目標(biāo)的轉(zhuǎn)型主要集中于20世紀(jì)60-90年代，為大面積推廣機(jī)械粒收技術(shù)提供了保障。國(guó)內(nèi)近年隨著玉米機(jī)械粒收技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)研究也呈增加趨勢(shì)。本文認(rèn)為，通過(guò)選擇早熟、適合機(jī)械粒收品種，研發(fā)推廣破碎率和損失率低的收獲機(jī)械，選擇最佳收獲期收獲，建立烘干存貯設(shè)施，構(gòu)建配套的收儲(chǔ)模式，是未來(lái)我國(guó)玉米機(jī)械粒收技術(shù)的發(fā)展方向。

4.1 加強(qiáng)玉米機(jī)械粒收關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范

我國(guó)玉米生產(chǎn)種植區(qū)域廣，各區(qū)域種植方式、所用品種、生態(tài)環(huán)境和栽培措施不同，且與國(guó)外差異較大。國(guó)外的研究結(jié)果難以直接在國(guó)內(nèi)應(yīng)用，但其研究方法、測(cè)試技術(shù)可供國(guó)內(nèi)研究借鑒。同時(shí)，籽粒收獲是一項(xiàng)涉及農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、收儲(chǔ)、烘干、銷(xiāo)售的系統(tǒng)工程，因此，需將機(jī)械粒收看作改變玉米生產(chǎn)方式的一次重大變革，加大力量組織關(guān)鍵技術(shù)的研究與集成示范，為玉米機(jī)械粒收技術(shù)的健康發(fā)展提供支撐。

（1）研究明確不同區(qū)域適合機(jī)械粒收品種的篩選指標(biāo)與技術(shù)體系；基于各地光熱水土資源時(shí)空分布，研究確定適宜機(jī)械粒收品種的鑒選地點(diǎn)與技術(shù)平臺(tái)，加速品種的選育、篩選與審定。

（2）籽粒收獲質(zhì)量受品種、栽培措施、氣候條件和機(jī)械及其作業(yè)綜合影響，因此，機(jī)械評(píng)價(jià)要融合到每個(gè)環(huán)節(jié)，農(nóng)藝農(nóng)機(jī)一體化研究，為機(jī)械粒收品種育種和栽培提供指標(biāo)、方法與手段，同時(shí)研發(fā)推廣破碎率、損失率低的收獲機(jī)械，降低破碎率和產(chǎn)量損失率。

（3）籽粒破碎率、雜質(zhì)率、田間損失率等收獲質(zhì)量與品種、氣候條件、栽培措施密切相關(guān)，因此，需要深入研究這些因素與籽粒收獲質(zhì)量指標(biāo)之間的定量關(guān)系，為制定提高收獲質(zhì)量的措施提供依據(jù)。

（4）機(jī)械粒收玉米對(duì)于莖腐病、穗粒腐、玉米螟等主要病蟲(chóng)害防控提出了更高的要求，其中，莖腐病易造成玉米倒伏，穗粒腐會(huì)隨粒收過(guò)程污染收獲籽粒而影響玉米品質(zhì)。因此，需要加大病蟲(chóng)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與綜合防控。

加快早熟、脫水快、適宜機(jī)械化收獲玉米種質(zhì)創(chuàng)新與新品種選育

品種問(wèn)題是我國(guó)各玉米產(chǎn)區(qū)推廣機(jī)械粒收技術(shù)必須首先解決的一個(gè)共性問(wèn)題。目前我國(guó)玉米早熟、脫水快的種質(zhì)資源少、各產(chǎn)區(qū)品種選擇余地不大，需要加快早熟、脫水快、收獲期含水率低及抗破碎性好、適合籽粒收獲品種資源的創(chuàng)制與品種培育。綜合國(guó)內(nèi)外研究可見(jiàn)，選育生理成熟時(shí)籽粒含水量低、容易實(shí)現(xiàn)田間粒收的玉米品種一般應(yīng)具備以下特征：

（1）品種株高較低，株型清秀，通透性好，穗上葉片間距大，葉片窄，長(zhǎng)短合理；

（2）苞葉薄、數(shù)目較少且疏松；

（3）果穗長(zhǎng)而不粗，軸直徑較??；

（4）生長(zhǎng)期適當(dāng)早熟的玉米品種；

（5）品種的抗倒性、易落穗性對(duì)機(jī)械收獲田間產(chǎn)量損失影響較大，以往我國(guó)玉米育種主要基于人工收獲，對(duì)生理成熟后脫水階段品種的抗倒問(wèn)題關(guān)注不夠，抗倒材料創(chuàng)新和相關(guān)研究較少，今后也需加強(qiáng)培育抗倒伏、特別是生理成熟后站稈脫水期間抗倒的品種。

將抗破碎性作為今后玉米品種選育的重要選擇指標(biāo)

玉米收獲時(shí)不同品種籽粒破碎率有顯著差異。本團(tuán)隊(duì)對(duì)當(dāng)前我國(guó)玉米生產(chǎn)中來(lái)源于美國(guó)先鋒公司、德國(guó)KWS 公司和我國(guó)自育品種的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，不同來(lái)源玉米品種籽粒脫水速率及其含水量與機(jī)收破碎率等質(zhì)量指標(biāo)之間的關(guān)系存在顯著差異，因此，可以通過(guò)育種途徑培育出抗破碎的品種。

在美國(guó)，一般采用破碎敏感度 BS 表示籽粒受機(jī)械損傷及產(chǎn)生破碎的程度，1983 年美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)對(duì)玉米籽粒 BS 的定義為：在機(jī)械搬運(yùn)過(guò)程中，籽粒遭受到?jīng)_擊力產(chǎn)生損傷或破裂的可能性。測(cè)定方法一般采用特定儀器（如Wisconsin breakage tester和Stein breakage tester）模擬籽粒脫粒時(shí)遭受的沖擊力，通過(guò)對(duì)一定量籽粒樣品施加外力、作用一定時(shí)間后，將處理過(guò)的樣品過(guò) 12/64英寸（4.76mm）圓孔篩，根據(jù)過(guò)篩后的物品重量占樣品總重的百分比來(lái)表征BS。依據(jù)BS值可將玉米品種的破碎表現(xiàn)劃分為感和抗等不同類(lèi)型，籽粒的破碎性有較高的遺傳力。

不同品種抗破碎率差異與品種籽粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)、成分、硬度及相關(guān)籽粒形態(tài)性狀等有關(guān)，一般小粒比大粒品種更抗破碎；圓形籽粒破碎率較高，而扁平籽粒較低；粒重與BS呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，粒重越大，BS越?。蛔蚜ｓw積密度越大的破碎率越低。在培育品種時(shí)可考慮籽粒脫粒這一特性，特別是選育抗縱向破裂的品種。

構(gòu)建玉米機(jī)械粒收栽培新理念與生產(chǎn)技術(shù)體系

與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比，機(jī)械粒收需要建立全新的栽培理念，即通過(guò)選用早熟、脫水快的品種、以生育期換水分，實(shí)現(xiàn)籽粒田間直接收獲并降低烘干成本；通過(guò)增密種植，以密度增產(chǎn)量；將增密種植、高質(zhì)量群體調(diào)控為核心的高產(chǎn)栽培與以機(jī)械粒收技術(shù)為核心的全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)相融合，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效協(xié)同提高。對(duì)此，玉米機(jī)械粒收在關(guān)鍵栽培技術(shù)方面需做相應(yīng)調(diào)整，構(gòu)建新的生產(chǎn)技術(shù)體系：

（1）適當(dāng)增加種植密度，提高單產(chǎn)；

（2）構(gòu)建玉米高質(zhì)量群體，提高植株的抗倒性；

（3）加強(qiáng)病蟲(chóng)害管理，特別是莖腐病、穗腐病和玉米螟的防控；

（4）統(tǒng)一種植行距，提高機(jī)械作業(yè)質(zhì)量與效率；

（5）適時(shí)收獲。

適時(shí)收獲

適時(shí)收獲能減少玉米倒伏和落穗風(fēng)險(xiǎn)，有效降低田間損失。收獲時(shí)期可根據(jù)籽粒水分含量、倒伏風(fēng)險(xiǎn)等確定。Piggott等研究表明，當(dāng)玉米籽粒含水量為 26％～29％ 時(shí)，自然落粒僅為 1％，含水量降至 25％以下時(shí)，自然落粒迅速增至 10％ 左右。

生產(chǎn)中在收獲前應(yīng)及時(shí)判斷莖稈的抗倒性來(lái)確定收獲時(shí)期。收獲前可通過(guò)用手捏地上第 2、3節(jié)莖稈或推拉莖稈呈 45 度角傾斜的方法測(cè)試莖稈或根系質(zhì)量。如果手捏第 2、3 節(jié)莖稈感覺(jué)其松軟，表明莖稈受損（可能由莖基腐病引起），莖稈質(zhì)量明顯下降，倒伏風(fēng)險(xiǎn)加大；如果推拉莖稈呈 45度時(shí)莖稈折斷或倒伏，表明莖稈的質(zhì)量也明顯下降；如果測(cè)試中有 10%植株存在上述現(xiàn)象，表明莖折和根倒的可能性加大，應(yīng)提前收獲。

生理成熟后田間脫水期間，隨站稈晾曬時(shí)間延長(zhǎng)，一些品種倒伏、掉穗會(huì)加重，遇連續(xù)陰雨天氣，籽粒容易發(fā)生霉變，北方春玉米區(qū)當(dāng)環(huán)境溫度降低到10 ℃以下時(shí)籽粒很少脫水，因此，可以根據(jù)氣溫情況及時(shí)收獲。