唐山市玉米作物生產(chǎn)潛力分析

劉 媛

唐山市農(nóng)作物種子管理檢驗(yàn)站

一、引言

光、熱和水對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的作用各不相同。 可以把光看成是決定因子，把溫度和水分別看成限制光能生產(chǎn)潛力發(fā)揮的限制因子，而只考慮光照、溫度或只考慮光照、溫度和水分，其它一切影響產(chǎn)量的因子不予考慮，這樣分別得到的玉米最高產(chǎn)量即為玉米的光溫生產(chǎn)潛力和光溫水生產(chǎn)潛力。計(jì)算玉米光溫水生產(chǎn)潛力可知實(shí)際產(chǎn)量與潛在生產(chǎn)力的差距，為唐山市玉米的高產(chǎn)栽培，合理利用光照、熱量及水資源提供理論依據(jù)。

二、玉米生產(chǎn)現(xiàn)狀

玉米是唐山種植面積最大的糧食作物，種植面積比較穩(wěn)定，常年保持在25 萬(wàn)公頃，產(chǎn)量在140 萬(wàn)噸左右，主要種植品種有鄭單958、紀(jì)元128、浚單20 等。唐山玉米消費(fèi)以飼用為主， 占全市玉米年產(chǎn)量的75%以上。 在唐山市全部的經(jīng)營(yíng)耕地中，絕大多數(shù)還是一家一戶的零散經(jīng)營(yíng)， 規(guī)?；?jīng)營(yíng)的比重非常低。在隨機(jī)抽樣調(diào)查的6206 個(gè)農(nóng)戶中，農(nóng)戶家庭經(jīng)營(yíng)50畝以上的耕地的只有16 戶，占0.26%，經(jīng)營(yíng)耕地面積占抽樣調(diào)查面積的5.38%； 經(jīng)營(yíng)100 畝以上的7 戶，占0.11%；經(jīng)營(yíng)200 畝以上的只有1 戶，占0.02%。 這種現(xiàn)象的存在，嚴(yán)重制約著我市農(nóng)業(yè)規(guī)?；降奶岣?。

三、玉米作物生產(chǎn)潛力計(jì)算與分析

1.光溫生產(chǎn)潛力分析

本研究采用的作物生長(zhǎng)模擬模型為PS123 模型。該模型是首先由荷蘭瓦赫寧根大學(xué)P.M.Driessen 等開(kāi)發(fā)的用于定量化土地生產(chǎn)力評(píng)價(jià)的普適模型。模型的機(jī)理與BACROS、SUCROS 及MACROS 等作物生長(zhǎng)模型一樣，依據(jù)de Wit 的4 級(jí)生產(chǎn)水平理論，從作物器官生理過(guò)程出發(fā)， 分別模擬出作物PS1 (光溫)、PS2(光溫水)和PS3(養(yǎng)分限制)層次上的生產(chǎn)潛力。 從宇振榮等學(xué)者1997 年首次將該模型引入中國(guó)以來(lái)，已針對(duì)小麥、玉米、棉花等多種作物開(kāi)展了大量的修正和校驗(yàn)工作，校驗(yàn)后的PS123 模型能較好地模擬唐山的作物生產(chǎn)潛力。

唐山氣象臺(tái)站連續(xù)30 年(1971～2000)的氣象數(shù)據(jù)， 氣象要素包括: 平均氣壓(0.1hPa)、 最高氣溫(0.1℃)、最低氣溫(0.1℃)、平均氣溫(0.1℃)、降水量(0.1 mm)、相對(duì)濕度(1%)、平均風(fēng)速(0.1m·s-1)、日照時(shí)數(shù)(0.1 h)。首先根據(jù)氣象站連續(xù)30 年的氣象資料，對(duì)光溫產(chǎn)量進(jìn)行模擬。 具體做法是:氣象站作為所選樣本點(diǎn)，運(yùn)行PS1 模型，分別模擬氣象站30 年在PS1 水平下作物生長(zhǎng)發(fā)育狀況，共運(yùn)行模型30 次，根據(jù)模擬結(jié)果分別計(jì)算產(chǎn)量。 按照結(jié)果，將每年模擬產(chǎn)量進(jìn)行平均，作為分區(qū)產(chǎn)量值，然后，檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果的一致性。本研究假定栽培管理技術(shù)一致，種植同一個(gè)品種。唐山市30 年平均光溫產(chǎn)量在13000 千克·ha 左右浮動(dòng)，產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)差也較小，在480 左右浮動(dòng)，變異系數(shù)小于4%， 說(shuō)明唐山的光溫產(chǎn)量主要受光照的影響，溫度的影響很小。

從光溫產(chǎn)量與統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量的比較來(lái)看，唐山地區(qū)有很大的生產(chǎn)潛力可供發(fā)掘。由光溫產(chǎn)量與雨養(yǎng)產(chǎn)量比較來(lái)看，缺水是影響唐山地區(qū)生產(chǎn)力提高的一個(gè)重要因素，因此要改善此區(qū)域的灌溉條件。 從統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量多年的變化可以看出，玉米生產(chǎn)的整體技術(shù)水平一直在不斷提高，實(shí)際產(chǎn)量向潛在產(chǎn)量逐步靠近，但近年來(lái)平均產(chǎn)量也僅為光溫產(chǎn)量潛力的1/3 左右，說(shuō)明該地區(qū)尚有較大的產(chǎn)量潛力可供挖掘。

2.氣候生產(chǎn)潛力（光溫水生產(chǎn)潛力）分析

作物的生產(chǎn)能力，是當(dāng)?shù)氐臍夂蛸Y源、土地資源、品種資源、物資投入和栽培技術(shù)等構(gòu)成的多因子系統(tǒng)決定的。在計(jì)算作物的生產(chǎn)潛力時(shí)，假設(shè)土壤條件、品種、投入和栽培技術(shù)等處于最佳狀態(tài)，則光溫水條件便成了作物生產(chǎn)的主要限制因子，因此，某地的作物最高生產(chǎn)力便是除光溫水以外的其他因子處于最理想狀態(tài)時(shí)， 作物的光溫水生產(chǎn)能力即光溫水生產(chǎn)潛力。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，作物光溫水潛力的研究愈來(lái)愈重要。 既要從遺傳育種的角度，也要從栽培措施上予以深入探討，這對(duì)于如何使低產(chǎn)變高產(chǎn)，高產(chǎn)再高產(chǎn)不僅有理論意義，而且有實(shí)踐意義，以便克服眾多的產(chǎn)量限制因素，達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)之目的。

計(jì)算玉米光溫水生產(chǎn)潛力，首先需要計(jì)算光生產(chǎn)潛力，即只考慮輻射條件。 假設(shè)其他因素均為最理想時(shí)的玉米產(chǎn)量，然后再計(jì)算光溫生產(chǎn)潛力，即在光生產(chǎn)潛力的基礎(chǔ)上，把溫度看成是一個(gè)限制因子而得到的玉米產(chǎn)量，最后再把水做為限制因子，計(jì)算出玉米的光溫水生產(chǎn)潛力。 在水分充足供應(yīng)時(shí)，玉米的光合作用及其它生理生化活動(dòng)都能正常進(jìn)行，否則就對(duì)玉米生產(chǎn)潛力的發(fā)揮起到限制作用。將玉米各生育時(shí)段的光溫生產(chǎn)潛力乘以該時(shí)段內(nèi)的平均水分影響系數(shù)，即得玉米各時(shí)段內(nèi)的光溫水生產(chǎn)潛力(生物產(chǎn)量)。 將各時(shí)段的值家加即得玉米整個(gè)生育期內(nèi)的生物產(chǎn)量的光溫水生產(chǎn)潛力，再將該生物產(chǎn)量(干重)乘以系數(shù)0.57(乘經(jīng)濟(jì)系數(shù)0.49 并扣除子粒含水量14%)，即得硯豆米子粒產(chǎn)量的光溫水生產(chǎn)潛力。玉米不同時(shí)段和全生育期的光、光溫、光溫水生產(chǎn)潛力是不同的。

通過(guò)計(jì)算結(jié)果表明， 唐山地區(qū)玉米光溫生產(chǎn)潛力， 生物產(chǎn)量為54022.50 千克/ha， 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為30792.83 千克/ha。 光溫水生產(chǎn)潛力， 生物產(chǎn)量為37613.4O 千克/ha，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為21439.64 千克/ha。 光溫水生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量潛力分別比光溫生產(chǎn)潛力減產(chǎn)16409.10 千克/ha 和9353.19 千克/ha。 由此可見(jiàn)，光溫在當(dāng)?shù)靥幱谧罴褷顟B(tài)時(shí)，水是玉米產(chǎn)量的主要限制因素，旱溝會(huì)影響玉米生產(chǎn)潛力的發(fā)揮，尤其是在玉米生育的中后期。

四、開(kāi)發(fā)對(duì)策

1.提高農(nóng)業(yè)集約化水平

唐山市耕地經(jīng)營(yíng)的規(guī)?；竭€比較低， 分散、粗放經(jīng)營(yíng)仍占主導(dǎo)地位。這種經(jīng)營(yíng)方式非常不利于先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備的推廣和使用，很難形成規(guī)模效益，阻礙著全市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。因此，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)全市農(nóng)用土地流轉(zhuǎn)的組織與領(lǐng)導(dǎo)，加大宣傳力度，制定相關(guān)政策，不斷完善土地流轉(zhuǎn)機(jī)制。 按照“依法、有償、自愿”的原則，積極培育土地經(jīng)營(yíng)權(quán)交易市場(chǎng)， 積極探索多種形式的土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)流轉(zhuǎn)機(jī)制。引導(dǎo)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)通過(guò)承包、租賃、入股、合作等方式進(jìn)行土地成片開(kāi)發(fā)，建立農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。 鼓勵(lì)農(nóng)戶間通過(guò)轉(zhuǎn)包、轉(zhuǎn)讓、出租等方式進(jìn)行土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)流轉(zhuǎn)， 促進(jìn)土地向種田能手和專業(yè)大戶集中，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)。

2.加強(qiáng)水利工程建設(shè)，改良土壤，防治鹽漬化

唐山市靠海，土壤主要有潮土、鹽化潮土、水稻土、濱海鹽土四大類，多鹽漬土。 長(zhǎng)期以來(lái)，旱澇堿薄曾是本區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題。通過(guò)大規(guī)模的河道治理，耕地中的鹽漬土面積已大幅度減少。地下水資源，黃河以北不如黃河以南， 利用地下水的井灌甚為普遍，地上水主要來(lái)自黃河，由于過(guò)度開(kāi)采，水資源已呈相當(dāng)緊張狀態(tài)，本地區(qū)水資源總體呈緊張狀態(tài)。因此，必須加強(qiáng)水利建設(shè)，實(shí)行地上、地下水合理開(kāi)發(fā)、聯(lián)合調(diào)度，提高區(qū)域水資源整體利用率，改良土壤，防止土壤反鹽，防治鹽漬化，促進(jìn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)良性循環(huán)。

3.政策扶持

加大國(guó)家對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)的政策扶持力度。扶持范圍包括良種補(bǔ)貼、農(nóng)機(jī)具補(bǔ)貼，節(jié)水工程和器械補(bǔ)貼、種糧農(nóng)戶信貸、災(zāi)害保險(xiǎn)、糧食流通體系、以及國(guó)家商品糧基地建設(shè)等內(nèi)容，激勵(lì)廣大農(nóng)民積極種糧。 增加農(nóng)業(yè)科技投入。 培育適宜于不同區(qū)域的優(yōu)良品種，選育抗病、抗蟲、抗旱等抗逆性優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種；注重專用型品種的選育，如飼用玉米、高油玉米等。加強(qiáng)糧食作物產(chǎn)量生理和水分生理的研究，水肥協(xié)調(diào)和耕作栽培技術(shù)的研究，挖掘作物抗旱生理極限，最大限度地利用水分生產(chǎn)糧食。注重土壤抗旱劑等抗旱節(jié)水措施及相關(guān)產(chǎn)品的研究等。

[1]高桂芹，齊作輝，董玉武.唐山市農(nóng)業(yè)氣候資源DTOPSIS 優(yōu)勢(shì)分析[J]，氣象科技，2008.4，36（2）.

[2]河北省人民政府辦公廳，河北省統(tǒng)計(jì)局.河北農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒[M]，經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，1980-2012.