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玉米籽粒脱水速率影响因素分析 总被引：35，自引：3，他引：32
玉米收获时籽粒含水率是影响机械粒收质量、安全贮藏和经济效益的关键因素,已经成为一个重要的技术与经济问题。当前玉米品种收获期籽粒含水率偏高不仅制约了中国玉米粒收技术的推广、影响到玉米收获及生产方式的转变,也严重影响了玉米品质。从国内外相关文献综述可见,收获期玉米籽粒含水率主要由生理成熟前后籽粒的脱水速率控制,该性状是可遗传的,品种间具有显著的差异;品种间脱水速率与苞叶、穗轴、籽粒特征及果穗大小等许多农艺性状有关;玉米生育后期的空气湿度(环境水分的饱和亏缺程度)、温度、日辐射、风速、降雨等生态气象因子对籽粒脱水速率具有重要影响;播期、种植密度、株行距、水肥管理等栽培措施对籽粒脱水也有一定影响。通过生理成熟时籽粒含水率和生理成熟后籽粒脱水速率参数可预测籽粒的适宜机械收获时间。本文建议,当前选择适当早熟、籽粒发育后期脱水快、成熟与收获时含水量低的品种是中国各玉米产区实现机械粒收技术的关键措施。同时,鉴于籽粒脱水速率受基因型、生态气象因素和栽培措施的共同作用,而中国玉米种植区域广、种植方式与品种类型多,因此,需要深入研究玉米籽粒脱水的生理机制,并在各产区针对籽粒脱水特征开展系统观测,为玉米机械粒收技术的推广和品质改善提供理论依据和技术支撑。 相似文献
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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[2-4]。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。 相似文献
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四川省夏玉米机械化籽粒收获质量及其影响因素 总被引：2，自引：1，他引：1
为明确四川省夏玉米机械化粒收质量现状及主要影响因素,2017—2018年对四川省大面积主推的20余个玉米品种开展机械粒收试验,测定各参试品种植株性状、果穗性状及每次收获各品种的茎杆、穗轴、籽粒含水率,籽粒和穗轴力学强度,机械粒收质量。结果表明:1)2年收获的籽粒含水率为10.14%～37.16%,90.00%的测试样本籽粒含水率在29.00%以下;破碎率为5.80%,未达到≤5.00%的国家标准;杂质率为2.56%,符合≤3.00%的国家标准;落粒率为1.02%。收获推迟可降低籽粒含水率,能提高玉米机械粒收质量;2)破碎率在品种间差异明显,主要受籽粒含水率和籽粒力学强度的影响;穗轴是杂质的主要成分,杂质率与穗轴含水率及力学强度关系密切;随籽粒含水率的降低,落粒率呈逐渐降低的趋势。四川省单作夏玉米可满足机械粒收对籽粒含水率的要求,选用生育后期脱水快、籽粒物理力学特性适宜、穗轴力学强度小、韧性强、株高及穗位高适宜的品种,并根据气候条件及作物衔接情况适时晚收,来提高四川省夏玉米机械粒收质量。 相似文献
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玉米生理成熟后田间脱水期间的籽粒重量与含水率变化 总被引：15，自引：2，他引：13
【目的】黄淮海夏播玉米区收获期偏早、籽粒含水率普遍偏高,制约了机械粒收的收获质量,延期收获能够降低收获期籽粒含水率,但是该过程是否因籽粒重量下降造成产量损失尚不明确。本文开展玉米生理成熟后田间站秆脱水期间籽粒含水率与粒重变化情况研究,为机械粒收技术的推广应用提供依据。【方法】本研究于2015年和2016年在河南新乡中国农业科学院综合试验站进行,选择22个当前主要种植品种为供试材料,采取统一授粉,连续测定籽粒重量与籽粒含水率变化。其中,2015年授粉后26 d开始测定,生理成熟后26—52 d结束;2016年授粉后11 d开始测定,生理成熟后16—35 d结束。分析生理成熟后田间脱水期间籽粒含水率与粒重变化。【结果】22个参试品种生理成熟期百粒干重为23.3—37.4 g,平均为30.8 g;籽粒含水率为21.5%—33.1%,平均为27.5%。22个品种生理成熟后分别经过16—52 d田间站秆晾晒后,百粒干重为22.9—38.4 g,平均为32.0 g;籽粒含水率为12.9%—24.4%,平均为17.3%。生理成熟前籽粒重量随着授粉后天数增加而逐渐增加,不同测试时期之间存在显著差异;生理成熟后随着田间站秆时间延长,籽粒含水率变化呈极显著下降趋势,而籽粒重量未表现出显著变化,不同熟期品种和不同年份结果表现一致;生理成熟后籽粒重量与籽粒含水率之间不存在显著相关关系。【结论】黄淮海夏玉米生理成熟后田间站秆晾晒脱水期间,籽粒含水率显著下降,而籽粒重量并未发生显著变化,延期收获降低了籽粒含水率,并且不会因粒重下降造成产量损失。 相似文献
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山西中晚熟区春玉米宜粒收品种筛选试验 总被引：5，自引：0，他引：5
2016年在山西忻州开展适宜粒收春玉米品种筛选试验,以先玉335为对照,对12个品种的抗倒性、灌浆、脱水特性及收获期籽粒含水率、产量、机收质量进行分析评价,旨在筛选出山西中晚熟区种植的适宜粒收的春玉米品种。结果表明,和育301、先玉1622的倒伏倒折率分别为2.4%,2.5%,灌浆速率均高于对照;生理成熟期(授粉后65d),和育301籽粒含水率为19.3%,先玉1622籽粒含水率(28.5%)高于对照,但其生理成熟后籽粒脱水速率高,在生理成熟后10 d籽粒含水率为24.48%,二者均达到适宜籽粒机收的水平;和育301、先玉1622的产量较对照分别增加9.1%,6.2%,且在大田机收条件下,其籽粒破碎率分别为4.3%,4.9%,籽粒含杂率分别为1.0%,0.6%,总损失率分别为2.2%,1.9%,符合《玉米收获机械技术条件(GB/T 21961—2008)》中规定的要求。和育301、先玉1622这2个品种倒伏倒折率低、籽粒灌浆快、生理成熟后脱水快、破损率和杂质率低、产量高,为山西中晚熟玉米区适宜粒收的品种。 相似文献
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玉米穗轴机械强度及其对机械粒收籽粒破碎率的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
【目的】明确玉米穗轴机械强度变化规律及其对机械粒收籽粒破碎率的影响,为提高玉米收获质量提供理论依据。【方法】本研究通过设置品种大区鉴选试验,对各品种进行分期收获,历次收获均以相同粒收机械与农机操作人员实施,同步调查玉米穗轴形态、含水率、干物质积累、力学特征以及籽粒含水率、机收破碎率等指标,研究玉米生育后期穗轴机械强度的变化特征及其影响因素,分析穗轴机械强度与籽粒破碎率之间的关系。【结果】结果显示,随着收获期推迟,玉米籽粒和穗轴含水率逐渐降低,而穗轴8 cm和全长抗折断力及籽粒破碎率均呈现先降低后升高的趋势。籽粒含水率低于20.1%时,机械粒收籽粒破碎率随穗轴抗折断力提高呈极显著的指数增加趋势;当籽粒含水率高于20.1%时,破碎率与穗轴全长抗折断力呈极显著的指数模型关系,与8 cm抗折断力的回归分析未达到显著水平。穗轴抗折断力与穗轴含水率呈显著负相关,与穿刺强度、干重、单位长度干重、单位体积干重呈显著正相关;通径分析表明穗轴单位长度干重对抗折断力的贡献最大。【结论】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。 相似文献
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以四川省大面积推广的春玉米品种(正红6号、仲玉3号、先玉1171、成单30)为材料,研究其生理成熟后穗下茎秆倒折率、含水率、干质量、机械强度的动态变化规律,以明确春玉米生理成熟后穗下茎秆倒折的主要影响因素。结果表明:四川春玉米生理成熟后穗下茎秆倒折率呈增加的趋势,在本试验条件下,正红6号、仲玉3号、先玉1171、成单30分别于生理成熟后2.6、17.9、14.6、19.3 d前收获能满足机收倒伏要求;玉米生理成熟后穗下茎秆含水率、干质量、机械强度呈降低趋势,且部分品种间差异显著;穗下茎秆倒折率与穗下茎秆含水率、干质量、机械强度均呈极显著负相关,而穗下茎秆含水率、干质量、机械强度两两间呈极显著正相关;穗下茎秆含水率、干质量、第3节压折强度、第3节穿刺强度与穗下茎秆倒折率均符合指数函数关系,拟合的方程F检验均达到极显著水平。 相似文献
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四川省夏玉米生理成熟后穗下茎秆倒折位置分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为阐明四川省夏玉米生理成熟后穗下茎秆倒折规律,选用四川省大面积推广的夏玉米品种,在田间生理成熟后至收获前调查穗下茎秆倒折的具体位置,分析玉米植株性状与倒折发生位置的关系。结果表明,生理成熟后玉米穗下茎秆倒折各节位占比随节位的上升呈现先增后降的趋势,主要发生在基部第3、4和5节,所占比例分别为33.86%、34.66%和16.33%。生理成熟后穗下茎秆倒折主要发生在各茎节下部2.0cm至茎节上部3.5cm区域。参试品种生理成熟后茎秆倒折高度及倒折节位与株高、穗位高相关性均不显著。 相似文献
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Key indicators affecting maize stalk lodging resistance of different growth periods under different sowing dates 
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下载免费PDF全文 WANG Qun XUE Jun CHEN Jiang-lu FAN Ying-hu ZHANG Guo-qiang XIE Rui-zhi MING Bo HOU Peng WANG Ke-ru LI Shao-kun 《农业科学学报》2020,19(10):2419-2428
The accurate evaluation of maize stalk lodging resistance in different growth periods enables timely management of lodging risks and ensures stable and high maize yields. Here, we established five different sowing dates to create different conditions for maize growth. We evaluated the effects of the different growth conditions on lodging resistance by determining stalk morphology, moisture content, mechanical strength and dry matter, and the relationship between stalk breaking force and these indicators during the silking stage(R1), milk stage(R3), physiological maturity stage(R6), and 20 days after R6. Plant height at R1 positively affected stalk breaking force. At R3, the coefficient of ear height and the dry weight per unit length of basal internodes were key indicators of stalk lodging resistance. At R6, the key indicators were the coefficient of the center of gravity height and plant fresh weight. After R6, the key indicator was the coefficient of the center of gravity height. The crushing strength of the fourth internode correlated significantly and positively with the stalk breaking force from R1 to R6, which indicates that crushing strength is a reliable indicator of stalk mechanical strength. These results suggest that high stalk strength and low ear height benefit lodging resistance prior to R6. During and after R6, the coefficient of the center of gravity height and the mechanical strength of basal internodes can be used to evaluate plant lodging resistance and the appropriate time for harvesting in fields with a high lodging risk. 相似文献
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以郑单958、先玉335、庐玉9105、中玉303为材料,设置早播、晚播2个播期,通过2020、2021年两年田间试验,研究了不同播期下玉米籽粒产量、籽粒水分变化与其叶片和茎秆特性的相关关系。结果表明：不同玉米品种早播的GY显著高于晚播,而GW早播低于晚播。随着播期的推迟LAI呈下降趋势,适时早播有利于延缓叶片衰老过程,维持较高的LAI。早播显著增加玉米品种茎秆的RPS和BS,提高茎秆的强度,增加茎秆抗倒能力,晚播则玉米的倒伏风险增加。灌浆期玉米品种间的平均HGW呈逐渐升高趋势,而GW呈逐渐下降趋势。相关性分析显示,GY和GW之间呈负相关未达显著水平,GY与LAS、GFR、BS呈显著正相关,LSR与GY呈负相关关系。GW与LAM、BS、GFR呈显著正相关,而与LSR呈显著负相关。这表明强壮的茎秆可提高玉米抗倒能力,增加玉米籽粒产量,但造成收获籽粒含水率较高。玉米品种要达到籽粒高产量与低水分协同共存必须具有籽粒灌浆快、灌浆期长及成熟时脱水快的特点,调整播期可使高GY和低GW有效协同,以适应籽粒机械收获的要求。 相似文献
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【目的】机械粒收背景下,明确不同种植区玉米生理成熟后田间站秆籽粒脱水至适宜收获期的积温需求,以期为各种植区选育适宜粒收品种,合理安排农事作业和提高机械利用效率提供理论指导。【方法】 2014—2018年,在西北灌溉春玉米、北方春玉米和黄淮海夏玉米产区的典型试验点,选用141个不同熟期的主栽玉米品种,系统观测了籽粒含水率的动态变化,结合气象数据,分析不同产区玉米生理成熟后田间站秆籽粒脱水至含水率25%、20%的积温需求。【结果】不同产区玉米生理成熟期籽含水率不同,黄淮海夏玉米区参试品种的生理成熟期含水率均值为28.5%,西北灌溉春玉米区和北方春玉米区分别为29.9%、29.6%。相关分析表明,不同品种的生育期与生理成熟期籽粒含水率之间无显著相关性。以生理成熟至25%、20%含水率积温和生理成熟期含水率为指标,运用双向平均法将参试品种划分为积温需求少含水率高（I）、积温需求多含水率高（II）、积温需求少含水率低（III）、积温需求多含水率低（IV）4种类型。对于西北地区、华北地区和东北地区一年一熟的春播来说,可以选择III、IV类型品种,但是IV类型品种需要预留足够的积温来进行田间站秆脱水。对于黄淮海地区一年两熟的夏玉米,III类型品种能够较好协调小麦和玉米的生产调配,充分利用可供籽粒脱水的积温的余量。【结论】由于区域间玉米脱水期间热量条件的不同,玉米籽粒生理成熟至25%、20%含水率的天数均表现为西北灌溉春玉米区长于北方春玉米区、黄淮海夏玉米区。通过选择适合不同区域的积温类型品种、科学制定收获时间,可以有效降低收获时籽粒含水率和提高收获质量。 相似文献
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大田淹水对高产夏玉米抗倒伏性能的影响 总被引：11，自引：0，他引：11
【目的】倒伏是玉米高产的重要限制因素之一。本研究旨在探讨大田淹水对夏玉米抗倒伏性能的影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,设置大田淹水时期（三叶期、拔节期、开花后10 d）和淹水持续时间（淹水3 d和6 d）处理,研究淹水对夏玉米茎秆形态、穿刺强度、弯曲性能及其显微结构的影响。【结果】淹水后夏玉米基部第3茎节变细,茎秆穿刺强度降低,三叶期淹水6 d造成的影响最大,DH605和ZD958的穿刺强度分别较CK下降32.53%和42.73%;茎秆的皮层厚度和维管束内部厚壁细胞厚度变薄,维管束数目减少。三叶期和拔节期淹水对其影响大于开花后10 d淹水,淹水持续时间越长,影响越严重。淹水后空秆率增加,穗粒数和千粒重显著降低,产量下降,减产幅度表现为三叶期淹水＞拔节期淹水＞开花后10 d淹水,淹水6 d＞淹水3 d。【结论】淹水胁迫降低了茎秆抗倒伏能力,倒伏风险增加,影响产量形成。三叶期淹水对其影响最大,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水的影响较小。淹水持续时间越长,影响越严重。 相似文献
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氮、磷、钾肥对玉米倒伏及其产量的影响 总被引：34，自引：3，他引：34
本文从高产水平下的氮、磷、钾肥用量着手，研究了玉米茎秆的化学成分和解剖结构与倒伏之间的相互联系。结果表明，倒伏率与茎秆含钾量、粗纤维含量、硬皮组织厚度、维管束面积的大小有密切关系，增施钾肥可以增加茎秆的含钾量，有利于提高粗纤维含量，促进了硬皮组织和维管束鞘的发育，从而提高了茎秆强度，减轻了玉米倒伏及其对产量的影响。 相似文献
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玉米茎秆抗倒伏遗传的研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
茎秆倒伏严重影响玉米产量、品质和机械化收获,是当前玉米生产和育种亟待解决的主要问题之一。加强对玉米茎秆抗倒伏性的研究,对提高品种抗倒伏能力具有重要意义。本文综述了玉米茎秆倒伏的主要影响因素及其遗传特征。茎秆倒伏与茎秆自身的强度密切相关。茎秆强度越高,抗倒伏性越强。茎秆强度受茎秆所处的发育阶段、茎秆内部结构和外部形态,及其细胞壁成分等影响。处于分生组织的茎秆细胞分裂旺盛,较易折断,而进入生殖生长后,茎秆表皮、厚壁组织增厚,维管束发育成熟,对茎秆的支撑作用增强。茎秆细胞壁的主要成分——纤维素、半纤维素、木质素、可溶性糖、无机物等均可提升茎秆强度。目前,研究者借助高通量表型平台,利用玉米连锁群体和自交系群体,采用各种定位方法,鉴定到一系列影响茎秆形态、强度、细胞壁成分的相关QTL和候选基因。研究表明,基于单倍型的QTL定位方法比基于单个SNP的定位效果好。一致性QTL分析将不同遗传群体的研究整合到一起,能够提高QTL结果的通用性。茎秆强度的遗传基础复杂,受微效多基因控制,位点间具有加性效应。茎秆成分QTL中的候选基因涉及细胞壁代谢、转录因子、蛋白激酶等。MAIZEWALL是玉米细胞壁相关基因的重要数据库。目前该数据库包含1 156个玉米细胞壁生物学相关的候选基因,为该领域的深入研究提供强大的资源。已鉴定到一系列影响玉米茎秆细胞壁成分、茎秆形态和强度的基因,其功能涉及纤维素合成路径,如纤维素合成酶类、Cobra类、糖基转移酶和核糖转运蛋白类;苯丙烷路径基因,如控制bm1—bm5的相关基因;植物激素类,如赤霉素、生长素、油菜素甾醇相关基因;转录因子如NAC、MYB;miRNA（ZmmiR528）以及F-box基因（stiff1）等。今后应积极探索不同发育时期玉米茎秆倒伏的力学机制;广泛发展自然群体或育种群体进行遗传分析;采取多种定位策略,提高抗倒伏相关基因鉴定的功效;针对优良等位基因,开发各类分子标记,加强抗倒伏分子标记辅助选择。本文将为玉米茎秆抗倒伏遗传机制解析及抗倒伏玉米品种的分子育种提供参考。 相似文献
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