Analysis on Mechanical Grain Harvesting Characteristics of Different New Maize Varieties

In order to screen new varieties of suitable mechanical grain harvesting maize, the main agronomic traits, stem traits and harvesting traits of maize in the harvest period were studied through taking 18 main varieties and newly-tested varieties in Liaoning Province as materials. It obtained the following results. Between different maize varieties, there was significant difference in the mechanical grain yield, and the quality difference was also significant. Ten test varieties including Tieyan 818 and Danyu 311 obtained higher yield than the control variety. The moisture content at harvesting was 26.0%-30.4%, the average moisture content was 28.22%, the average breaking rate was 6.52%, the average impurity rate was 1.91%, and the average yield loss rate was 6.33%. Danyu 212, Tieyan 58, Dika 516 and Danyu 801 had higher yield, and the grain moisture content, broken rate, impurity rate and yield loss rate were relatively low, so these varieties are suitable for promoting mechanical harvesting. Among the 8 traits surveyed, the traits positively correlated with yield were the percentage of broken stalks, degree of lodging, moisture content at harvesting, and percentage of kernel weight in ear weight, and traits negatively correlated with the yield included plant height, ear height, percentage of bare plants, and degree of lodging. Therefore, high moisture content is the main problem in the mechanical grain harvesting of maize, it is required to properly select early maturing varieties.

洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种筛选

为筛选适宜湖南省洞庭湖平原地区种植的高产耐密宜机收的春玉米新品种,加快推进玉米生产全程机械化水平、提高农户种植效益,以西南地区近几年新选育的36个杂交玉米新品种和对照品种中玉335为试验材料,采用大区比较试验分析各品种的产量、抗逆性和机收相关性状。结果表明:参试品种的折合产量在6.39~10.88 t/hm2间,比对照品种中玉335增产10%以上的品种有17个;不同品种收获时籽粒含水量存在明显差异,最高为33.5%(凉435),最低为23.7%(SAU210),平均值为27.6%,共有25个品种收获时籽粒含水量低于28%(符合标准要求),可以满足机收需求;不同籽粒含水量类型品种之间的杂质率、籽粒破碎率差异较大,而抗病性、生育期差异较小。综合考虑品种的生育期、抗逆性、产量和机收相关性状,沣玉4号、DS20101、雅玉158和KD205等品种可作为洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种。

切流-横轴流玉米脱粒系统改进设计及台架试验

对玉米脱粒过程的研究,理论分析与数学建模存在着理想假设的局限性,整机田间试验受制于系统结构、环境条件而不能深入测试分析。为便于室内研究玉米脱粒过程,以4YL-4/5型收获机脱粒系统为参照,设计了切流-横轴流脱粒试验系统,结构设计模块化,可根据需要更换脱粒滚筒等关键零部件或调整技术参数,以便兼顾开展多种谷物脱粒试验研究。工作参数标定表明,试验台架可满足最高37 k W的工作负载,满足滚筒线速度为0~29.06 m/s、喂入量为0~8.08kg/s的谷物脱粒试验。在入口脱粒间隙为36 mm,出口间隙为12 mm,喂入量为2.6 kg/s的条件下,切流滚筒采用螺旋柱齿结构、横轴流滚筒采用柱齿-板齿结构形式,以不同的横轴流滚筒线速度为测试速度,对含水率在22%~32%的玉米果穗进行脱粒试验,试验表明:切流滚筒的脱粒物质量占比随着含水率的增加而减弱,当含水率在28%以下,切流滚筒与横轴流滚筒脱粒筛分段的脱粒能力几乎相当,当含水率高于28%,切流滚筒的脱粒物质量占比下降明显。脱粒系统在线速度15.84~18.72 m/s和含水率为22%~26%的条件下,籽粒破碎率指标满足国标规定值≤5%。在滚筒线速度为17.28 m/s、含水率为24%~26%区间内,脱粒系统的籽粒破碎率最低,平均值为1.7%。通过脱粒试验台,将玉米脱粒过程的试验研究与田间测试有效结合,可为玉米籽粒收获机脱粒系统的设计提供科学依据。

黄土高原旱作玉米籽粒水分与机械粒收质量的关系

玉米机械粒收是全程机械化的关键,但存在着籽粒破碎、果穗和落粒损失严重等备受关注的问题。开展机械粒收质量及其影响因素研究,对推进旱作玉米机械粒收技术应用具有重要意义。本研究选择国内玉米主栽品种33个,于2016–2017年在甘肃泾川同一地块上用福田雷沃谷神收割机械粒收,分析籽粒水分与机械粒收质量指标的关系。结果表明,基因型差异是造成玉米机械粒收质量不同的主要原因,两年收获时平均籽粒水分26.05%,破碎率7.47%,产量损失率3.25%,落穗损失率2.58%,杂质率1.04%;籽粒水分(X)与破碎率(Y1)、产量损失率(Y2)显著正相关,并且存在Y1=0.027X2–0.987X+14.06(R2=0.373**,n=51),Y2=0.052X2–2.223X+24.86(R2=0.418**,n=51)的变化关系,籽粒水分依次下降到18.3%、21.4%时,对应的破碎率(5.1%)、产量损失率(1.1%)最低,即在一定含水率范围内随着籽粒水分的增加破碎率、产量损失率升高,机械粒收的籽粒适宜水分为18%~22%,破碎率可控制在5.0%~5.5%的范围内;籽粒水分对落穗损失的影响大于落粒损失,随着籽粒水分增加落穗损失率增加的幅度明显高于落粒损失率的升高;各因素对玉米机械粒收产量损失的影响为:落穗损失率(0.924)>籽粒水分(0.048)>破碎率(0.043),因而籽粒水分高和落穗损失量大是影响黄土高原旱作玉米机械粒收质量的主要因素。

玉米机械粒收破碎率研究进展

机械粒收是玉米收获技术发展的方向,是玉米实现全程机械化、转变生产方式的关键。当前,籽粒收获过程中破碎率高的问题不仅降低玉米等级和销售价格,而且导致收获产量下降,并增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,是推广机械粒收技术面临的重要问题。玉米不同基因型间籽粒破碎率存在显著差异,抗破碎特性是可遗传的性状,可通过育种培育抗破碎率的品种;不同收获机械和作业参数对籽粒破碎率有显著影响,选择轴流式收获机,并根据玉米生长、成熟和籽粒含水率状况及时检查与调试收获机参数是保证低破碎率的有效措施;生态环境因素对破碎率也有显著的影响,籽粒形成、自然干燥和收获期的光照、温度、湿度等因素均会影响到籽粒硬度、容重、含水率和质地等与籽粒破碎相关的特性;种植密度、水肥管理、收获时期等栽培管理措施对籽粒破碎率也会产生明显的影响。因此,针对不同区域生态环境条件,应选择适宜生育期内能与当地光温资源匹配的品种以及确定品种适宜的种植区域。合理种植密度、优化氮肥管理和适量灌溉有利于降低破碎率,而选择在最佳收获期收获是降低籽粒破碎率的最有效措施。

黄淮海不同生态区玉米机械化粒收初步研究

玉米机械化粒收是未来的发展方向,当前玉米机械化粒收的最大瓶颈是收获时玉米籽粒含水量偏高,导致籽粒破碎率偏高及收获质量差等问题。为推广黄淮海地区夏玉米机械化粒收,以该地区适宜机械化粒收的玉米新品种新单58为材料,郑单958为对照,在25个生态区开展机械化粒收试验,调查产量、籽粒含水量、杂质率、籽粒破碎率、生育期等。结果表明,新单58的籽粒破碎率平均值为4.8%,杂质率平均值为2.7%,均符合GB/T 21962—2008《玉米收获机械技术条件》要求;收获期新单58和郑单958的籽粒含水量与籽粒破碎率均呈显著或极显著正相关;新单58在15个生态区收获期籽粒含水量低于28%且产量高于对照产量平均值,适宜粒收;在7个生态区收获期籽粒含水量低于28%而产量低于对照平均值,较适宜粒收;在卫辉市、永年县、嘉祥县3个生态区建议适当推迟收获时期,使其在机械化粒收时籽粒含水量低于28%,以利于开展玉米新品种新单58机械化粒收。

四川省夏玉米机械粒收适宜品种筛选与影响因素分析

为筛选适宜四川机械粒收夏玉米品种,明确玉米机械粒收质量影响因素,2017-2019年在四川省中江县开展了夏玉米机械粒收品种筛选试验研究,对参试28个玉米品种、98个品次机械粒收质量、籽粒含水率和产量数据进行分析。结果表明,玉米籽粒破碎率和落穗损失率高是四川夏玉米机械粒收存在的主要问题。夏玉米机械粒收籽粒破碎率平均为5.63%,杂质率平均为2.39%,落穗损失率平均为4.12%,籽粒总损失率平均为4.76%,其中落穗损失占籽粒总损失的86.55%。籽粒含水率与籽粒破碎率、杂质率、落粒损失率呈显著正相关,而与落穗损失率、籽粒总损失率相关不显著。收获时较高的籽粒含水率是导致籽粒破碎率高的主要原因,适当推迟收获时间可有效降低籽粒含水率,进而降低机械粒收籽粒破碎率。种植行距与收获机械行距不匹配导致错行收获是落穗损失率高的主要原因,保证收获机对行收获可显著降低落穗损失率,进而降低籽粒总损失率。本研究以玉米产量和机收时籽粒含水率为指标,筛选出产量高、籽粒含水率低的‘仲玉3号’‘渝单30’‘正红6号’‘延科288’ 4个玉米品种,可作为四川省夏玉米适宜机械粒收的品种。

河西灌区玉米密植高产机械粒收品种筛选

为筛选适合河西灌区的机械粒收玉米品种,于2014、2015和2017年在凉州区和肃州区开展了6组适合机械粒收品种的筛选试验,共获得了72个品种122个品次的调查数据,分析结果表明:不同品种适宜机械粒收的特性存在较大差异:以籽粒含水率与单产2个因素按双向平均作图法进行分析,获得籽粒含水率低于平均值、单产高于平均值的品种(次)33个,占比27.0%;其中在2个点次以上表现出稳定性较好的品种有7个,包括迪卡517、登海618、先玉335、迪卡519、农华101、农华106和联创808;进一步以籽粒含水率与破碎率2个因素按双向平均作图法分析,筛选出破碎率低于平均值且籽粒含水率低于平均值的品种(次)有11个,包括破碎率低于5%的德单1002、中种8号、迪卡519和迪卡517(肃州区);破碎率在5%~8%之间的迪卡517(凉州区)、登海618、真金318、真金308、丹8201、M753和正德305。综合评价,推荐籽粒含水率低、耐破碎性能好和单产水平高的迪卡517、迪卡519和登海618为河西灌区适宜机械粒收品种。

夏玉米籽粒含水率对机械粒收质量的影响

玉米机械粒收过程中出现的籽粒破碎、果穗遗漏、籽粒散落等影响收获质量的现象是机械粒收推广过程中备受关注的问题。开展机械粒收质量及其影响因素研究,是确定适宜粒收时期、指导品种改良等的基础,对于机械粒收技术的推广普及具有重要意义。本研究于2015年和2017年在中国农业科院新乡综合试验站,以黄淮海夏玉米区生产用品种为试材,采用同一收获机和操作人员分期收获,调查不同收获期籽粒含水率变化以及破碎率、杂质率、落粒率和落穗率等机械粒收质量指标,分析籽粒含水率与粒收质量指标的关系。结果显示,随着收获期推迟,籽粒含水率逐渐降低,籽粒破碎率和落粒率呈先降低后升高趋势,杂质率逐渐降低,落穗率逐渐增加。2年参试样本籽粒含水率分布在9.68%～41.36%之间,破碎率与籽粒含水率的关系符合y=0.068x2–2.743x+31.09 (R2=0.79**, n=140)模型;含水率在15.47%～24.78%之间时,破碎率低于5%;含水率为20.05%时,破碎率最低。杂质率与籽粒含水率的关系符合y=0.0158e0.1111x (R2=0.66**,n=140)模型,杂质率随着含水率降低逐渐降低并趋于稳定。落粒率与籽粒含水率符合y=0.006x2–0.236x+3.479 (R2=0.42**, n=127)模型,含水率为20.37%时,落粒率最低。落穗率与籽粒含水率符合y=2578.7645/x2.2453 (R2=0.35**, n=140)模型,当含水率低于16.15%时,落穗率将超过5%。研究还发现,即使籽粒含水率相近,不同品种的收获质量(特别是籽粒破碎率)也存在显著差异。本研究的结果表明,破碎率是决定机械粒收质量的关键因素,以破碎率5%和落穗率5%为标准,黄淮海夏玉米适宜机械粒收的籽粒含水率范围为16.15%～24.78%,籽粒含水率在20%左右时,收获质量最佳。

洞庭湖区耐密植宜机收夏玉米品种的筛选

为筛选适应洞庭湖区耐密植、宜机械化收获的优良玉米品种,2018年进行大田试验,以6个供试品种(郑单958、豫单9953、湘农玉27号、京农科728、黔779、福玉10号)为材料,采取随机区组试验设计,研究供试品种的产量与实际机收性能指标。结果表明:6个品种的生育期为101~110 d,豫单9953、京农科728的生育期最短(101 d);供试品种间产量无显著差异,豫单9953、京农科728、福玉10号的产量较高,分别为8214.51、8174.13、8065.61 kg/hm^2;产量(y)与穗行数(x1)、行粒数(x2)、百粒质量(x3)的回归方程为y=–8146.84+284.505 x1+255.274x2+157.759x3,3个自变量对产量均为正作用;各供试品种收获期籽粒含水率(16.05%~30.16%)有差异;机收总损失率为2.58%~4.85%,均值为3.49%;部分品种间机收损失率、籽粒破碎率、含杂率差异显著;供试品种籽粒含水率与籽粒损失率、果穗损失率、总损失率、籽粒破碎率呈正相关,与含杂率呈极显著正相关。综合供试品种的生育期、产量性状与机收性状,认为豫单9953、京农科728可作为洞庭湖区耐密植宜机收夏玉米品种进行示范推广。

饲用玉米器官含水率、力学强度与籽粒机收质量的关系研究

在玉米正常收获期间,明确器官含水率、力学强度和机收质量的变化规律,探明影响籽粒机收效果的直接因素,对实现玉米籽粒机收和提升机收质量具有重要意义。本试验以两个不同熟性品种为材料,采用半喂入式籽粒收割机,开展分期收获的田间试验研究。结果表明,籽粒静态压碎强度(耐破碎性)和籽粒与穗轴连接强度(易脱粒性)分别与籽粒破碎率形成了直接的因果关系,两者同是影响破碎率的关键因素。籽粒压碎强度(x)与破碎率(y)可高度拟合为二项式回归关系(R^2=0.8827,P<0.001),回归方程为=0.0021x^2-1.5443x+293.78,籽粒和穗轴连接强度(x)与破碎率(y)可高度拟合为幂函数型回归关系(R^2=0.7656,P<0.001),回归方程为=0.007x^4.12,而穗轴弯折强度与破碎率之间的关系小于上述(R^2=0.1644,0.01<P<0.05)。在玉米收获后期,虽然早熟品种‘金玉99’的籽粒与穗轴连接强度明显小于晚熟品种‘宝玉9号’,但是‘宝玉9号’的籽粒压碎强度却显著大于‘金玉99’,最终导致两品种的籽粒破碎率差异不显著(P>0.05)。落地籽粒损失率除了与植株倒伏倒折有关以外,对刀式割台容易在果穗脱粒前产生落地籽粒损失,并且越容易脱粒的籽粒损失越大,籽粒含杂率总体上随杂质器官含水率的下降而显著降低。适宜籽粒机收的玉米品种应具备的主要特征是茎秆坚韧抗倒伏、籽粒坚硬易脱粒。

脉冲微波处理对大米理化指标和流变特性的影响

采用脉冲微波处理大米,以普通连续微波作对照,考察脉冲微波处理对大米理化指标和流变特性的影响,并对蒸煮后的米饭感官品质进行评价。结果表明:大米经过微波处理后其温度、碎米率、爆腰率和碘蓝值均高于未处理,含水量低于未处理,脉冲微波处理后的大米的爆腰率(10%)显著低于普通连续微波处理(24%),更接近于未处理(8.5%)。稳态剪切模式下,未处理和微波处理后的大米糊均属于典型的非牛顿流体,呈现假塑性流体的特征,经脉冲微波和普通连续微波处理后,大米糊的黏稠性降低,流动性增强,更接近牛顿流体。动态振荡模式下,未处理和微波处理后的大米糊化温度均在68℃左右,经脉冲微波和普通连续微波处理后的大米糊G′和G″峰值均高于未处理的大米糊,表明微波处理能增强大米糊的三维凝胶网络结构。脉冲微波处理对蒸煮后米饭的感官品质无显著性影响,且在形态得分上优于普通连续微波处理。

碾米机减碎降耗技术分析

我国每年有近2亿t的稻谷被加工成食用大米,碾米机作为稻谷加工的关键设备,在保证成品大米质量、提高粮食利用率、节能降耗等方面起着至关重要的作用。从工艺设计、设备选型、施工以及操作管理等几个方面对碾米机减碎降耗技术进行了研究分析,并提出相关措施以供参考。

立式研削式碾米机降低籼稻碎米率的研究

研制了立式研削式碾米试验机，在大量试验的基础上，提出了能降低籼稻碎米率的立式研削式碾米机的优化参数和加工工艺参数，为新型立式研削式籼稻碾米机的开发提供了依据。

粘连大米的碎米率检测技术研究

碎米率是衡量大米的外观品质的一个重要指标。在使用机器视觉技术自动检测碎米率的过程中,大米籽粒粘连的情况常常不可避免。为了分割出单颗大米,提出了一种改进的、基于形态学重建处理的标记分水岭算法,可在分割出的单粒大米的基础上,确定大米的数量,并利用外接矩形来确定米粒的长度,从而检测出碎米率。实验结果表明,在大米粘连程度及含有的碎米量不同的情况下,此方法都具有比较高的检测精度。

针对籽粒连接的碎米检测算法的研究

碎米率是检测大米加工质量的重要指标,在利用机器视觉技术进行碎米率的检测中,大米籽粒连接是不可避免的。为此,提出了一种基于腐蚀、膨胀算法的碎米检测方法,可在籽粒连接的情况下,准确判断出样本中存在的碎米,得出碎米率。试验结果表明,在碎米含量不同和籽粒间连接程度不同的情况下,此检测算法均可达到较高的检测精度,且稳定性好。

玉米机械粒收质量现状及其与含水率的关系

【目的】机械粒收技术是现代玉米生产的关键技术,是国内外玉米收获技术发展的方向和中国玉米生产转方式的关键。明确当前中国玉米机械粒收质量的现状,研究影响收获质量的主要因素,推动玉米机械粒收技术发展。【方法】利用2011—2015年在西北、黄淮海和东北和华北玉米产区15个省(市)168个地块获得的1 698组收获质量样本数据,分析当前中国玉米机械粒收质量的现状及其影响因素。【结果】结果表明,籽粒破碎率平均为8.63%,杂质率为1.27%,田间损失籽粒(落穗、落粒合计)为24.71 g·m^(-2),折合每亩损失16.5 kg,平均损失率为4.12%,破碎率高是当前中国玉米机械粒收存在的主要质量问题。收获玉米籽粒平均含水率为26.83%,含水率与破碎率、杂质率及机收损失率之间均呈极显著正相关。其中,破碎率(y)与籽粒含水率(x)符合二次多项式y=0.0372x^2-1.483x+20.422(R^2=0.452**,n=1 698),在一定含水率范围内(含水率大于19.9%),破碎率随籽粒含水率增大而增大。【结论】当前中国玉米机械粒收时破碎率偏高,而籽粒含水率高是导致破碎率高的主要原因。对此,建议选育适当早熟、成熟期籽粒含水率低、脱水速度快的品种,适时收获,配套烘干存贮设施等作为中国各玉米产区实现机械粒收的关键技术措施。

玉米穗轴机械强度及其对机械粒收籽粒破碎率的影响

【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。

西南玉米机械粒收籽粒破碎率现状及影响因素分析

籽粒破碎率高是西南玉米机械粒收技术发展和应用的主要限制因素。明确当前西南玉米机械粒收籽粒破碎率现状,研究其主要影响因素,对推动西南玉米机械粒收的发展具有重要意义。利用2017-2018年在西南区开展的多点多品种系列粒收试验获得的788组籽粒破碎率样本数据,分析了西南玉米机械粒收籽粒破碎率现状,并于2018年采用同一机型、同一操作人员开展多品种、大跨度多收期试验,调查不同收获时期籽粒破碎率、含水率、力学强度变化,分析籽粒含水率、力学强度与破碎率的关系。结果表明,当前西南玉米机械粒收籽粒破碎率范围为0.54%~42.72%,平均值为8.34%。随机械粒收时期推迟,籽粒含水率下降,籽粒力学强度增加,破碎率先降低后逐渐升高。破碎率(y)与籽粒含水率(x)间的关系符合y=0.0329x2-1.3328x+15.529(R2=0.5467**)方程,在籽粒含水率为20.26%时破碎率最低,破碎率≤5%的籽粒含水率范围为10.76%~29.76%;破碎率(y)与籽粒立面(x立面)和侧面(x侧面)压碎强度的关系符合y=0.0006x立面2-0.2692x立面+32.7030(R2=0.3138**)和y=0.0021x侧面2-0.6092x侧面+46.979(R2=0.3790**)方程,当籽粒立面和侧面压碎强度为224.33 N和145.05 N时破碎率最低。籽粒压碎强度与含水率呈极显著负相关。随收获时期推迟,籽粒含水率下降导致其力学强度的改变是影响破碎率变化的主要原因,通过选育和选用后期立秆能力强、籽粒脱水快的品种,当籽粒含水率降至28%以下进行机械粒收是降低西南玉米机械粒收籽粒破碎率的重要举措。

新疆玉米机械收获籽粒含水率与相关性状的关系

采用大田试验,在新疆昌吉以18个玉米品种为材料收获5次,在新疆奇台以5个玉米品种为材料收获4次,分析籽粒含水率、品种及地区差异对玉米机械收获质量的影响。结果表明:两地籽粒破碎率和杂质率均与籽粒含水率呈极显著正相关关系,其中,含水率与破碎率符合二次曲线关系,与杂质率符合指数关系。昌吉和奇台各次收获满足损失率国家标准≤5%的样本量分别占总样本量的90.0%和87.5%,满足杂质率国家标准≤3%的样本量分别占总样本量的80.7%和87.5%,表明损失率和杂质率不是限制两地玉米机械粒收发展的主要因素。昌吉和奇台适宜机械粒收的籽粒含水率分别为15.4%~20.0%与12.3%~23.5%。