近日，河南省玉米产业技术体系张红梅教授课题组在农林科学领域TOP期刊《Industrial Crops and Products》在线发表题为“Multifactor breakage behavior and probabilistic prediction model of maize kernel breakage under quasi-static compression”的研究论文。该研究围绕玉米收获过程及产后处理过程中的破碎问题，系统揭示了多因素耦合作用下的玉米籽粒破碎机理，并提出玉米籽粒破碎概率的预测方法，为玉米低损收获、储运和加工装备设计提供了坚实理论依据。
玉米籽粒在机械收获过程和收获后处理过程中易受压缩、碰撞、挤压作用产生裂纹或破碎，直接影响粮食品质与加工利用效率。传统研究多聚焦单一因素影响，难以全面揭示含水率、粒径及形状等多因素耦合作用规律。针对这一关键问题，课题组开展准静态压缩试验，系统分析不同含水率、等效直径和籽粒形态下的破碎力学响应。
研究发现，玉米籽粒在压缩载荷下主要表现为爆裂破碎、断裂破碎和边缘破碎三种模式；含水率是影响籽粒破碎行为的主导因素，随含水率升高，籽粒抗压破碎能力显著下降，尺寸和形状对破碎行为的影响逐渐减弱。课题组创新性引入Weibull分布建立破碎概率模型，实现不同条件下籽粒破碎概率的定量预测。研究进一步从能量角度阐明不同破碎模式的差异，证实破碎能量可作为评价籽粒损伤过程和加工能耗的重要指标，相关成果对推动玉米低损收获与绿色加工发展具有重要产业价值。
基于本次玉米籽粒破碎机理与破碎概率预测模型研究基础，课题组将持续紧扣粮食安全国家战略与玉米单产提升核心技术需求，立足河南、面向黄淮海主产区，聚焦破解玉米全程机械化“卡脖子”难题，为区域玉米生产规模化、智能化升级提供理论支撑与装备技术保障，持续创造经济、社会与生态效益。下一步，课题组将以本论文成果为依托，重点围绕高水分玉米籽粒直收破碎率高的产业痛点，深化低损伤脱粒分离机理研究，系统开展柔性脱粒清选、收获质量在线检测等关键技术攻关，加快突破玉米全程机械化生产技术瓶颈，推动成果从基础研究向工程应用转化。
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2024级博士生周正为论文第一作者，张红梅教授、张静老师为共同通讯作者，屈哲副教授为多因素耦合破碎机理揭示与数据可靠性提供了关键技术支撑。河南农业大学为唯一署名单位。该研究得到河南省现代农业产业技术体系玉米全程机械化专项（HARS-22-02-G4）、河南农业大学高层次人才专项（No. 30501572, No. 30501719）资金支持。
原文链接：//doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.123374（ 图/文: 周正、张静，审核:王振锋）
原文链接：//doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.123374（ 图/文: 周正、张静，审核:王振锋）
