夏玉米成熟度的评判依据及田间判断方法

付浩然，刘家欢

(中国农业大学 资源与环境学院 中国 北京 100193）

摘要：山东省阳信、乐陵两地区的调查表明81%的玉米早收，仅有19%的玉米适期收获。玉米晚收技术是一项无需增加任何投入的增产措施，与早收农户相比，晚收5-7天，可增产10%以上，应广泛推广应用。当前，农户普遍缺乏科学判断玉米成熟度的方法，易将苞叶变白作为玉米成熟的依据，而苞叶变白后11天左右才进入玉米生理成熟期。玉米成熟的标志为苞叶变白、乳线消失，黑层出现。实际生产中，可考察玉米果穗中上部籽粒，若籽粒乳线消失、黑层出现，说明玉米成熟，籽粒含水量一般在30%以下，适宜机械收获，此时收获可最大限度保证玉米高产。

关键词：夏玉米 成熟程度 适时晚收

玉米晚收可以充分利用光热资源，增加千粒重，提高作物产量^[1]。李晔对菏泽地区的夏玉米研究表明，延迟玉米收获5-7天可增加千粒重23.4-42.2g，增产7.2%-13.8%^[2]。刘月娥对中国不同生态区玉米收获期研究表明，推迟收获7天，玉米平均增产4.57%，推迟收获14天增产7.86%^[3]。此外，玉米推迟收获还可提高玉米籽粒粗脂肪含量和碘值，增加蛋白质和氨基酸含量，改善玉米品质^[4]。

山东省位于黄淮海玉米种植区，是中国玉米主产省份之一。其中，2017年山东省玉米播种面积315.9万公顷，占全国播种面积的8.9% ^[5]，阳信县和乐陵县是山东省典型的冬小麦-夏玉米轮作种植区。阳信县和乐陵县128个农户的调查结果表明，7.0%的农户在9月23日之前收获玉米，74.4%的农户提前一周以上收获，即在9月23日至9月30日收获玉米，仅有18.6%的农户适期收获，即在10月1日之后收获玉米。大多数农户提前7天以上收获玉米，玉米减产可达10%以上。

玉米晚收技术是一项无需增加任何其它投入的增产措施，应该进行广泛推广^[6]。研究表明，夏玉米每推迟收获一天可增加玉米产量59.8kg/ha^[7]。目前，农户对玉米晚收技术有一定的了解，但在玉米成熟与否的判断上往往比较模糊，缺乏科学的判断标准。苞叶变白常被农户视为玉米成熟的标志，而当玉米苞叶变白后再过10-11天，玉米才真正进入生理成熟时期^[12]。农户倾向于9月中旬收获玉米, 但该时期玉米乳线仅形成50%左右，最终导致作物减产达10%以上^[8]。本文对夏玉米成熟的标志和判断标准进行了系统的总结和梳理，提出了田间科学判断玉米成熟度的方法，引导农户合理规划玉米收获时间，适时晚收玉米，最大限度保证玉米高产。

1玉米成熟的三大标志

1.1玉米成熟的前提——苞叶变白 

玉米苞叶作为玉米茎基部的变态叶，在玉米进入生殖生长阶段时，苞叶会从原来的库器官转变为源器官，并将体内营养物质分配到其他器官，促进籽粒生长^[9]。最初，人们习惯把玉米苞叶变黄作为玉米成熟和收获的主要标志^[10]。但是Rácz 等人研究表明，玉米苞叶变白时植株营养器官积累的内源物质还会继续向籽粒转移^[11]。

生产中，农户常常将苞叶变白又作为玉米成熟的标志。而实际上，玉米具有“假熟性”，玉米苞叶白皮时，乳线基本上还处于1/2-2/3处。当玉米苞叶变白后再过10-11天，玉米才真正进入生理成熟时期^[12]。因此，苞叶变白只是玉米即将成熟的表现，不能作为判断玉米成熟与否的标准。 

图1 玉米苞叶变白

1.2玉米成熟的标志——籽粒黑层出现

玉米籽粒黑层是玉米胚乳基部的细胞收缩并压缩而形成的致密层，肉眼看上去是黑色的^[13]。研究发现，当玉米籽粒达到生理成熟和最高干物质含量时，该致密层就会出现。其中当籽粒含水量为32%时，黑色层形成^[14]。一般在授粉后42天前后籽粒基部会变为浅灰色，46天前后颜色为褐色，48天前后最终变为黑色。此外，黑色层的形成过程也会随着条件的改变而发生改变^[15]。黑层随籽粒干物质积累和水分的降低, 颜色会由浅灰色逐渐变为黑色^[9]。 玉米籽粒中黑层的出现可作为玉米生理成熟的标志^[13] 。

生产中可将玉米籽粒黑层出现及黑层颜色深浅作为判断玉米成熟程度的依据。

图2 玉米黑层出现

1.3玉米成熟标志——乳线消失

乳线是成熟胚乳固体和液体基质之间的过渡层。在玉米籽粒上部淀粉充实固体部分与下部未充实部分之间有一条明显的分界线称为乳线^[15] ，如图3左图所示。随着玉米灌浆的不断进行，乳线会从顶部向基部不断下移，直到最终消失^[16]。一般情况下，玉米在授粉后30天左右，乳线位于籽粒的中上部，籽粒干物质为最终干重的65%左右^[13]。授粉40天左右，乳线位置下移至中部，含水量下降到40%左右，此时粒重为最大粒重的90%左右。当授粉50-55天后，乳线消失，含水量进一步下降至26%-30%，粒重达到最大值，也达到机械收获的标准^[17-18] 。

因此，玉米籽粒乳线可以作为监测玉米籽粒成熟度的有效方法^[19]，当玉米乳线消失时，玉米处于成熟期，并且可进行机械化收获^[20]。 

图3 玉米乳线及玉米成熟过程中乳线位置变化过程

（注：乳线位置=乳线下移量/籽粒长度*100%）

取生长中的玉米穗，从中间掰断，即可在穗断面观察到乳线，根据玉米成熟程度高低，乳线处于不同的位置。玉米成熟度越高，乳线越靠近穗中心轴，直至乳线消失，如图3右图所示。

2.生产实践中判断玉米成熟度方法

苞叶作为玉米完熟前最直观的表现，可将苞叶变白作为玉米即将成熟的标志。在苞叶变白的基础上，结合籽粒黑层是否出现，黑层颜色深浅，或根据穗截面乳线位置判断玉米是否成熟和预估玉米成熟的时间。

籽粒黑层出现和乳线消失均可作为判断玉米成熟程度的标准，但籽粒黑层形成受外界条件影响较大，且在黑色深浅的判断上存在明显的个体差异，影响玉米成熟情况的判断效果。

玉米乳线是成熟胚乳固体和液体基质之间的分界线，乳线位置是一种便于观察的客观特征，判断乳线位置距中心轴距离或乳线消失与否受观察者主观因素的影响较小，不容易形成误判或错判，有利于在生产中推广应用。然而不同类型的玉米品种，乳线位置相同时，不同玉米品种距离生理成熟的时间也有所不同^[21]。但当玉米乳线消失时，籽粒含水量一般在30%以下，玉米成熟，可以进行机械化收获^[22]。在实际操作中，当观察点处于玉米穗不同部位时，同一果穗的乳线位置也不同。一般穗下部籽粒乳线位于2/3处时，顶部籽粒乳线大约位于1/3处。因此，田间判断玉米成熟情况，应多取一些样点，并以观察果穗中上部位置的乳线变化为宜^[12]。

综上所述，通常玉米苞叶变白后11天左右进入生理成熟期。若需要进一步了解田间玉米成熟情况，可按照对角线法或五点法取3-5个样点，以玉米果穗中上部籽粒为考察对象，根据籽粒乳线位置和籽粒黑层是否出现判断玉米成熟情况。若籽粒乳线消失、黑层出现，说明玉米成熟，此时籽粒含水量一般在30%以下，适宜机械收获，此时收获可最大限度保证玉米高产。

3.讨论

前人的研究对乳线消失时玉米灌浆停止、籽粒千粒重达最大值，此时收获可获得最高产量有比较一致的结论^[9,15,16]。

但在小麦玉米轮作系统中，须尽可能协调玉米晚收与小麦播种之间的矛盾，可能不得不在乳线消失前收获玉米。因此，根据乳线下移量预估玉米成熟时间，进而合理规划玉米收获和小麦播种成为生产中的迫切要求。

籽粒及产量的差异主要是由灌浆时间的长短和灌浆速率的高低决定^[23]。玉米乳线的位置反映玉米籽粒灌浆的进度^[24] 。灌浆时间长短和速率受品种自身遗传特性和外界环境的影响^[25]，所以即使乳线位置相同，不同品种所处成熟时期也可能有所不同。生产实践中，如何根据不同品种标定乳线下移量与玉米成熟度的关系还需要进一步研究。

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