世界玉米種植、加工技術(shù)發(fā)展趨勢研究

祖　剛　高鴻燕

一、世界玉米生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢

1．實(shí)行種植區(qū)域化和生產(chǎn)專業(yè)化。根據(jù)各地的氣候及土壤等自然條件，因地制宜地安排作物布局，實(shí)現(xiàn)玉米區(qū)域化種植，是目前世界先進(jìn)玉米生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢，以美國為例，玉米帶上的玉米面積和總產(chǎn)量都占全國80％左右，全部實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化和區(qū)域化種植。實(shí)行種植區(qū)域化和生產(chǎn)專業(yè)化更便于大面積實(shí)行機(jī)械化作業(yè)，提高勞動生產(chǎn)率；便于集中使用資金，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益；有利于推廣應(yīng)用新品種、新農(nóng)藥、除草劑等；有利于推廣先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)驗；適地種植可以更好地適合玉米的需要，充分利用當(dāng)?shù)氐膬?yōu)越自然條件和社會經(jīng)濟(jì)條件，更好地發(fā)揮玉米的增產(chǎn)潛力。

2．雜交品種的大面積使用。以美國為例，玉米產(chǎn)量的增加30－40％屬于遺傳因素獲得。據(jù)試驗遺傳增益在栽培管理水平較差的土地上，每年每公頃為10kg；在中等和高水平土地上，可達(dá)到40kg—50kg。近30年來美國玉米產(chǎn)量的提高，50％左右應(yīng)歸因于雜交種的推廣應(yīng)用。

3．科學(xué)合理施肥保持和培肥地力。目前，美國玉米生產(chǎn)主要使用的肥料是復(fù)合肥料和高濃度肥料。其中，復(fù)合肥料已占化肥使用總量的80%左右。美國是世界上應(yīng)用液態(tài)肥料最多的國家，主要是結(jié)合灌溉用作追肥。為減少氮素在土壤中的流失，把速效氮制成緩效肥料，這種肥料在土壤中緩慢分解，可以延長肥效，提高其利用率。美國在施氮時加入硫脲、雙氰銨、五氯6吡啶等氮肥穩(wěn)定劑。可以抑制土壤中亞硝化極毛桿菌的活性，從而抑制氨態(tài)氮的硝化作用，可使氮肥利用率提高15％—25％。應(yīng)用氮肥穩(wěn)定劑可使玉米增產(chǎn)4％-5％。

美國玉米帶上的玉米之所以能夠持續(xù)地高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，很重要的一個原因就是保持和培肥地力。土壤有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)3％—5％，這是世界上的高水平。美國保持和培肥地力的3項措施是合理的輪作制度，大量的秸稈還田，注意施用有機(jī)肥料和高效復(fù)合肥料。合理的輪作體系，保證了用地養(yǎng)地結(jié)合。

4．增加種植密度。增加種植密度是近年來美國玉米大面積高產(chǎn)的關(guān)鍵措施之一。玉米密植帶來的問題是倒伏。美國每年因倒伏損失產(chǎn)量5％—10％。近年，已經(jīng)通過培育矮稈抗倒品種解決了倒伏問題。隨著高產(chǎn)耐密品種的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，施肥量的增加，各項農(nóng)業(yè)技術(shù)的改進(jìn)和提高，玉米的種植密度還會有所增加。

5．選擇適宜的播種期。美國玉米播種期每年都要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀箢A(yù)報和土壤墑情等具體情況，由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)試驗站做出預(yù)報。一些特殊品種的最佳播期要由供種的種子公司提供。

6庇衩咨產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。高度的機(jī)械化不僅可以充分保證農(nóng)時，并能保證各項農(nóng)田作業(yè)的高水平和高質(zhì)量，可以做到及時播種、施肥和及時防治病蟲草害，保證在最佳期內(nèi)收獲玉米。大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用促進(jìn)了玉米生產(chǎn)的集約化規(guī)模。農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展對雜交種、化肥、農(nóng)藥都提出了更高的要求。為此，美國普遍采用了高濃度的顆粒復(fù)合肥料，要求種植株高和穗位整齊一致的雜交種，便于機(jī)械化收獲。

7輩〕娌鶯ψ酆戲樂渭際?。有效地窐肺病虫产Lκ敲攔玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要保證，美國在農(nóng)藥研制與使用上取得很大進(jìn)展，特別是發(fā)展了高效低毒、低殘毒的農(nóng)藥。采用毒土、顆粒劑、超低量噴霧等先進(jìn)的植保技術(shù)防治病蟲害。應(yīng)用農(nóng)藥肥料把玉米病蟲害防治、消滅雜草和施用化肥結(jié)合在一起。農(nóng)藥肥料在玉米的各生育時期都能施用，避免了農(nóng)藥被沖刷、蒸發(fā)和流失的損失，節(jié)省農(nóng)藥和工時。玉米除草大量采用高效低毒、低殘留和廣譜型除草劑。微波除草和生物方法防治雜草都處于研究階段。

8輩捎孟冉的節(jié)水灌溉技術(shù)。由于種植密度加大，施肥量增加，致使玉米的需水量大增。美國的玉米灌溉方法主要是噴灌、滴灌和滲灌。重視研究玉米的高產(chǎn)需水規(guī)律。探討玉米各生育階段的耗水量和耗水強(qiáng)度、玉米田蒸發(fā)及蒸騰強(qiáng)度和土壤水分變化規(guī)律等。依據(jù)這些數(shù)據(jù)用電子計算機(jī)設(shè)計出灌溉模式。參照玉米的預(yù)計產(chǎn)量指標(biāo)、種植密度、施肥數(shù)量、土壤類型及天氣預(yù)報等多項資料制定出灌溉規(guī)劃。

近來，美國正在把許多新興技術(shù)應(yīng)用到玉米生產(chǎn)中。如農(nóng)田管理逐步實(shí)現(xiàn)自動化，農(nóng)業(yè)機(jī)械采用電子遙控技術(shù)；玉米播種、施肥、噴藥、灌溉、收獲全部實(shí)現(xiàn)電子遙控；應(yīng)用電子計算機(jī)模擬玉米生長進(jìn)程，建立高產(chǎn)生長模型；根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓庹?、熱量和降水資源，按程序設(shè)計實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)管理科學(xué)化和規(guī)范化；應(yīng)用計算機(jī)、雷達(dá)預(yù)測病蟲害發(fā)生趨勢；在大面積生產(chǎn)中通過地球資源衛(wèi)星遙感技術(shù)普查氣候和土壤資源，監(jiān)視各種自然災(zāi)害，調(diào)查玉米生育狀況和預(yù)報產(chǎn)量等。

二、國內(nèi)外玉米加工技術(shù)發(fā)展趨勢

1．玉米葡萄糖質(zhì)量的提高。旋轉(zhuǎn)真空過濾裝置和離子交換技術(shù)的應(yīng)用，使玉米糖漿的質(zhì)量大為提高。α淀粉酶在葡萄糖生產(chǎn)中得到應(yīng)用，使葡萄糖的產(chǎn)量提高，并易于結(jié)晶。

2備吖糖玉米糖漿。色譜技術(shù)的應(yīng)用使葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖能力提高到90％以上。在美國飲料工業(yè)廣泛應(yīng)用。

3逼咸煙喬饣產(chǎn)品。利用色譜分離技術(shù)與酶技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)糖醇類物質(zhì)，在美國的化學(xué)工業(yè)中占有重要位置。

4．有機(jī)酸產(chǎn)品。以葡萄糖為原料通過酶技術(shù)生產(chǎn)各種有機(jī)酸，在美國過去十年的化學(xué)工業(yè)中占有重要地位。

5．環(huán)狀糊精。80年代后期，應(yīng)用環(huán)狀糊精糖基轉(zhuǎn)移酶，生產(chǎn)出大量環(huán)狀糊精，在美國是用途非常廣的產(chǎn)品之一。

6笨發(fā)代替石油制品的玉米深加工產(chǎn)品，如用于生產(chǎn)可降解的包裝材料。

我國大規(guī)模開展工業(yè)化玉米加工的歷史并不很長。目前，隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，我國已發(fā)展起了規(guī)模很大的現(xiàn)代玉米工業(yè)，發(fā)展方向：一是對玉米進(jìn)行精煉提純，其產(chǎn)品是玉米淀粉、甜味品、玉米油和酒精；二是蒸餾提煉，獲得的產(chǎn)品是飲料和工業(yè)酒精，加工后的副產(chǎn)品為畜牧業(yè)提供飼料原料。

三、世界蔬果玉米技術(shù)發(fā)展趨勢

1迸粗視衩?。糯忠曬米弃剰闹u泄的西南地區(qū)。20世紀(jì)初期，中國糯質(zhì)玉米引起世界玉米育種家的注意，競相引種作為珍貴的種質(zhì)資源。1908年引進(jìn)美國。目前，美國是世界上糯質(zhì)玉米種植面積最多的國家，種植面積約25萬公頃，總產(chǎn)量2000多萬噸。其中65％－70％為供銷商與農(nóng)場主預(yù)約生產(chǎn)。為此，美國發(fā)展起了頗具規(guī)模的糯質(zhì)玉米淀粉工業(yè)和罐頭工業(yè)，有400多種食品利用糯質(zhì)玉米的支鏈淀粉，倍增食品風(fēng)味。美國的部分糯質(zhì)玉米及加工產(chǎn)品還出口到日本、巴西、加拿大等國。

糯質(zhì)玉米是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料，可釀制風(fēng)味獨(dú)特的優(yōu)質(zhì)黃酒；加工生產(chǎn)含95％－100％的純天然支鏈淀粉，經(jīng)過一定的化學(xué)修飾作用，加工成為各種變性淀粉，提高其黏滯性、透明性、穩(wěn)定性以及耐酸堿、耐冷凍和抗切割、抗震動性能。糯玉米支鏈淀粉廣泛應(yīng)用于食品、紡織、造紙、粘合劑、鑄造、建筑和石油鉆井等工業(yè)部門，并已發(fā)展成為重要的高分子原料，其價格比普通淀粉高出2－8倍。經(jīng)過深加工后在食品、釀造、醫(yī)藥、紡織、航空、鉆探等工業(yè)上有很多用途，可以供作增稠劑、漿黏劑、穩(wěn)定劑，等等。

2碧鷸視衩?。铁栆曬米弃剰恼啒匪掦陆。哉敺洲人饺朊乐薮箨懸院?，甜玉米迅速發(fā)展成為庭院植物，17世紀(jì)以后逐步擴(kuò)展為大田作物。20世紀(jì)初期，甜玉米開始商品化。1924年美國康涅狄格州農(nóng)業(yè)試驗站培育出第一個甜玉米雜交種，取名為“矮腳金雞”。30年代開始用甜玉米加工制做罐頭，20世紀(jì)40年代以來美國以每5年增長1倍的速度擴(kuò)大甜玉米種植面積，并逐步發(fā)展起頗具規(guī)模的甜玉米加工業(yè)，包括玉米罐頭、速凍玉米、干制玉米、玉米筍和玉米漿等。美國是世界上最大的甜玉米生產(chǎn)國和出口國。據(jù)報道，1999年全世界甜玉米種植面積超過66．7萬公頃，其中美國種植面積31．4萬公頃，7％供作鮮食，有1／3的加工產(chǎn)品進(jìn)入國際市場。

3．爆裂玉米。爆裂玉米又稱爆炸玉米或爆花玉米，以其獨(dú)具的膨爆特性而著稱，膨爆倍數(shù)達(dá)25－40，是一種專門供作爆玉米花及其加工食用的專用玉米。20世紀(jì)40年代以后，爆裂玉米在美國作為一種甜食加工原料受到重視，特別是簡易小型膨爆電器的問世，使爆裂玉米進(jìn)入千家萬戶。20世紀(jì)五六十年代爆裂玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。60年代美國開始培育爆裂玉米雜交種，80年代爆裂玉米種植面積約8萬公頃，90年代發(fā)展到20萬公頃，1999年為22．7萬公頃。

四、對策與建議

根據(jù)當(dāng)前世界玉米種植、加工技術(shù)的發(fā)展趨勢，結(jié)合我區(qū)實(shí)際情況，內(nèi)蒙古在發(fā)展玉米產(chǎn)業(yè)的同時，應(yīng)采取如下對策：

1、大力發(fā)展現(xiàn)代玉米工業(yè)，加速玉米的轉(zhuǎn)化增值。目前玉米綜合利用主要有兩個方面：一是供作畜禽飼料以發(fā)展畜牧業(yè)，稱為“過腹”轉(zhuǎn)化；二是按玉米所含成分加工工業(yè)產(chǎn)品，稱為“過機(jī)”轉(zhuǎn)化。應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，通過深加工是改進(jìn)和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的重要途徑，也是促進(jìn)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向高級化發(fā)展、產(chǎn)品多層次利用和增產(chǎn)增收的階梯。①大力發(fā)展配合飼料工業(yè)是玉米加工轉(zhuǎn)化的重點(diǎn)。世界畜牧業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家，都與發(fā)展玉米配合飼料工業(yè)有密切的關(guān)系。我區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展有廣闊的空間，在玉米集中產(chǎn)區(qū)，大力發(fā)展畜牧業(yè)就地轉(zhuǎn)化玉米，使“糧倉”變?yōu)椤叭鈳臁薄Ｒ嗲劳顿Y，多形式辦廠，實(shí)行種、加、養(yǎng)結(jié)合，產(chǎn)、供、銷一體化經(jīng)營。②要積極發(fā)展食品加工業(yè)。玉米在我國具有使用上的雙重性：豐年可作飼(料)，欠年可轉(zhuǎn)糧(食)。特別是發(fā)揮玉米蛋白質(zhì)生物效價較高的特點(diǎn)，逐步改變玉米是“粗糧”的舊觀念，在玉米食品中加入各類必需的營養(yǎng)成分，使一部分玉米重新返回餐桌。重點(diǎn)發(fā)展膨化食品和發(fā)酵食品，逐步加工從低檔產(chǎn)品轉(zhuǎn)向中高檔產(chǎn)品，改善形、色、香、味，增強(qiáng)適口性。③要穩(wěn)步發(fā)展現(xiàn)代玉米工業(yè)主要產(chǎn)品有玉米淀粉、高果糖漿、玉米油、玉米酒精以及其他深加工產(chǎn)品。發(fā)達(dá)國家初級產(chǎn)品與加工產(chǎn)品在消費(fèi)比重中已達(dá)2∶8，而我國還達(dá)不到8∶2，我區(qū)的比例則更低。發(fā)達(dá)國家的食品加工業(yè)產(chǎn)值一般為農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的1－2倍，而我國僅為農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的15％－20％。發(fā)展現(xiàn)代玉米工業(yè)要引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，要鼓勵外企和民企投資玉米工業(yè)。發(fā)展現(xiàn)代玉米工業(yè)要分類排隊，提高質(zhì)量，特別是要與深度加工密切配合，保證原料供應(yīng)，拉長產(chǎn)業(yè)鏈條，實(shí)現(xiàn)多層次增值。

2、加快科研和種業(yè)體制改革，加速種子產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。加入世貿(mào)組織對中國玉米育種和種子行業(yè)有一定積極的促進(jìn)作用。一是豐富玉米育種的種質(zhì)資源。從國外引進(jìn)玉米種質(zhì)為中國玉米育種發(fā)展和增加產(chǎn)量起著重要作用。隨著貿(mào)易自由和資源引進(jìn)，跨國種業(yè)集團(tuán)公司和外資的進(jìn)入，將對我國種質(zhì)創(chuàng)新和培育新種創(chuàng)造條件。二是促進(jìn)玉米育種科研體制改革。我區(qū)玉米科研長期在計劃經(jīng)濟(jì)體制下運(yùn)行，機(jī)構(gòu)臃腫，工作重復(fù)，依靠國家撥款，度日艱辛。今后科研體制改革必須突破所有制形式，并與種子行業(yè)改革同步進(jìn)行。鼓勵民營企業(yè)收購、兼并玉米育種科研院所或玉米種子公司，也鼓勵科研院所或育種家?guī)Ъ夹g(shù)、帶成果進(jìn)入股份制種子企業(yè)。要以優(yōu)惠政策鼓勵外資或跨國種業(yè)集團(tuán)合作開發(fā)內(nèi)蒙古玉米種業(yè)，加速種業(yè)技術(shù)、經(jīng)營管理和企業(yè)制度的現(xiàn)代化進(jìn)程。三是加快內(nèi)蒙古種子產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程?？鐕N業(yè)集團(tuán)公司和外資的進(jìn)入，將加劇內(nèi)蒙古種業(yè)市場的競爭，客觀上將促進(jìn)種業(yè)體制改革和技術(shù)革新。

3、不斷提高玉米綜合品質(zhì)，增強(qiáng)國際市場競爭力。玉米的優(yōu)質(zhì)化問題是一個綜合性概念，它有三個涵義：一是營養(yǎng)品質(zhì)。泛指玉米籽粒中所含的營養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉以及各種維生素、礦質(zhì)元素、微量元素等，進(jìn)一步說，則是指蛋白質(zhì)中所含的人畜必需的賴氨酸和色氨酸，脂肪中所含的亞油酸，淀粉中所含的支鏈淀粉等。二是商業(yè)品質(zhì)。指的是產(chǎn)品形態(tài)、色澤、整齊度、容量以及化學(xué)物質(zhì)的污染程度。三是加工品質(zhì)，或稱食用品質(zhì)或適口性。我區(qū)玉米資源豐富，種質(zhì)多樣，養(yǎng)分齊全，特別是蛋白質(zhì)和淀粉含量高，其中賴氨酸和色氨酸也含有一定數(shù)量，很適于加工配合飼料和綜合利用。但我區(qū)玉米加工品質(zhì)跟不上去，商業(yè)品質(zhì)較差，特別是東部地區(qū)生產(chǎn)的玉米籽粒灌漿不足，含水量偏高，待干燥后成為癟粒，容重降低，在市場中缺乏競爭力。因此，要加強(qiáng)科學(xué)研究，提高玉米綜合品質(zhì)：一是通過育種途徑不斷提高養(yǎng)分含量。二是通過發(fā)展食品加工業(yè)制成各種形、色、香味俱佳的食品，增強(qiáng)玉米的適口性。三是通過發(fā)展高科技檢測技術(shù)，提高玉米的商業(yè)品質(zhì)，擴(kuò)大出口，適應(yīng)國際市場競爭的新形勢。

4、依靠科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，挖掘玉米增產(chǎn)潛力。玉米是我國現(xiàn)階段增產(chǎn)潛力最大的谷物之一。要使內(nèi)蒙古玉米生產(chǎn)持續(xù)增產(chǎn)，必須依靠科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，創(chuàng)造一個適宜的物質(zhì)投入和智力投入環(huán)境，采用優(yōu)良品種和組裝適用栽培技術(shù)，充分發(fā)揮措施效益。一是提倡組裝科學(xué)。它克服了單項技術(shù)之所短，使其綜合效應(yīng)顯著高于單項技術(shù)所起的作用，把先進(jìn)的單項適用技術(shù)和傳統(tǒng)的精細(xì)農(nóng)藝結(jié)合，良田、良制、良種、良法配套，組建新型的耕作栽培技術(shù)體系。二是樹立“七分種，三分管”玉米高產(chǎn)新概念。玉米不同于稻麥作物，它依靠單株大穗奪高產(chǎn)，千方百計抓好播前準(zhǔn)備和全苗技術(shù)，包括深耕改土，播前整地。精選良種，處理種子，實(shí)現(xiàn)一播全苗，讓玉米沿著理想型的預(yù)定優(yōu)化途徑穩(wěn)定發(fā)展，實(shí)現(xiàn)玉米的高產(chǎn)量、高品質(zhì)、高效益。