抓住技術(shù)研究重點(diǎn) 補(bǔ)齊增產(chǎn)技術(shù)體系短板

趙洪祥+邊少鋒+鄒云峰+馮士成

摘要： 隨著我國工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展、人口增加及人們生活水平不斷提高，糧食消費(fèi)需求將呈剛性增長(zhǎng)。了解我國和東北玉米生產(chǎn)現(xiàn)狀，針對(duì)相關(guān)問題采取相應(yīng)措施，對(duì)于保障國家糧食安全、增加農(nóng)民收入、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：東北；春玉米；生產(chǎn)

基金項(xiàng)目：國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-02-38）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201203031-07-01）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201303125-2）；國家科技支撐計(jì)劃課題（2013BAD07B00）；吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2015GJLS006NY）

中圖分類號(hào)： S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.01.011

1超高產(chǎn)研究突出，但大面積增產(chǎn)研究欠缺

隨著農(nóng)業(yè)科技支撐力度加大，玉米產(chǎn)量不斷增加，2004年以來，我國實(shí)現(xiàn)了玉米產(chǎn)量的“七連增”，特別是玉米超高產(chǎn)研究取得顯著成效。目前，我國春玉米最高產(chǎn)量達(dá)1183.5公斤/畝（吉林樺甸，2007）。通過國家的一些科研項(xiàng)目的實(shí)施，培創(chuàng)的春玉米百畝連片全程機(jī)械化畝產(chǎn)超噸糧，萬畝高產(chǎn)創(chuàng)建的畝產(chǎn)水平達(dá)到700公斤左右，但生產(chǎn)上平均畝產(chǎn)僅為500公斤左右，僅約為最高產(chǎn)量的39%，且與世界玉米第一生產(chǎn)大國美國的平均單產(chǎn)（600公斤/畝）相差巨大。

我國東北玉米生產(chǎn)中明顯存在著“產(chǎn)量層次不平衡和地區(qū)間不平衡”的現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江單產(chǎn)低于平均單產(chǎn)的年份分別達(dá)到45.5%、27.3%、54.6%和45.5%，最低單產(chǎn)與平均單產(chǎn)和最高單產(chǎn)的差距達(dá)45.3公斤/畝和105.5公斤/畝以上，最高達(dá)127.2公斤/畝和228.6公斤/畝。若產(chǎn)量穩(wěn)定達(dá)到較高年份（遼寧、吉林：450公斤/畝；內(nèi)蒙古：420公斤/畝；黑龍江：350公斤/畝）水平，區(qū)域即可實(shí)現(xiàn)年增產(chǎn)600～800萬噸，較平均產(chǎn)量增加15%以上。

制約吉林春玉米大面積持續(xù)增產(chǎn)的主要原因是與高產(chǎn)品種相適宜的區(qū)域性綜合技術(shù)的集成化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化水平低，超高產(chǎn)技術(shù)有待熟化，通過大面積穩(wěn)定增產(chǎn)栽培技術(shù)的研究、示范和推廣，可以促進(jìn)玉米單產(chǎn)水平的大面積穩(wěn)定提高，充分發(fā)揮科技在提高吉林省糧食綜合生產(chǎn)能力中的核心支撐作用，以實(shí)現(xiàn)糧食總產(chǎn)量的增加。

2生產(chǎn)中災(zāi)害頻發(fā)，但抗逆減災(zāi)穩(wěn)產(chǎn)研究薄弱

全球氣候變化背景下，氣候?yàn)?zāi)害成為影響糧食安全的首要因素，尤以水分脅迫為甚，每年均有大量農(nóng)田因缺水而減產(chǎn)。特別是東北春玉米種植區(qū)玉米生產(chǎn)多為雨養(yǎng)，干旱少雨對(duì)玉米生產(chǎn)的威脅很大，抗災(zāi)能力差，季節(jié)性災(zāi)害頻發(fā)，玉米單產(chǎn)年際間波動(dòng)較大。播種出苗期和籽粒灌漿期，東北春玉米區(qū)常受到低溫冷害威脅。其中，黑龍江中北部由于熱量條件不夠穩(wěn)定，活動(dòng)積溫年際間變動(dòng)大，個(gè)別年份低溫冷害對(duì)玉米生產(chǎn)的威脅很大，影響東北春玉米的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

目前，針對(duì)干旱災(zāi)害，國內(nèi)外在提高水分利用率方面開展了大量研究，提高水資源利用的措施主要在工程節(jié)水方面，研究渠道防滲、低壓管道輸水技術(shù)和集雨技術(shù)，發(fā)展噴灌、微灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)。農(nóng)藝節(jié)水方面，主要研究蓄水保墑、水肥耦合、秸稈和地膜覆蓋等技術(shù)。另外，在化學(xué)保水劑和蒸騰抑制劑方面也取得了一定進(jìn)展。國外在抗逆減災(zāi)方面主要研究節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)對(duì)旱災(zāi)，在生物節(jié)水研究方面主要是提高作物水分利用效率，通過常規(guī)育種手段選育高WUE品種取得了一定進(jìn)展。

“十二五”期間，東北春玉米區(qū)在地膜覆蓋、化控調(diào)節(jié)、節(jié)水灌溉、病蟲害防控等技術(shù)的研究方面取得了很大進(jìn)展，但是糧食主產(chǎn)區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)和技術(shù)條件還沒有顯著改變，針對(duì)目前和將來的抗逆減災(zāi)穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)研究尤其滯后，通過抗逆減災(zāi)技術(shù)的研究，完全能夠?qū)崿F(xiàn)東北春玉米大面積穩(wěn)定增產(chǎn)。

3耕地退化迅速，但阻控與質(zhì)量提升技術(shù)研究不深入

土壤是作物生產(chǎn)的重要物質(zhì)條件，耕層是作物生長(zhǎng)的主要基質(zhì)，直接關(guān)系到作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展。不同的耕作方式對(duì)土壤蓄水保水、養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和利用有重要影響。

東北春玉米區(qū)，由于人們對(duì)耕地連續(xù)高強(qiáng)度開發(fā)和不合理使用，使土壤有效耕層變淺，犁底層加厚，耕層有效土壤數(shù)量明顯減少。據(jù)調(diào)查，東北地區(qū)有效耕層平均深度僅為15厘米，土壤耕層的“淺、實(shí)、少”問題，不但限制了作物根系的生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重抑制作物對(duì)水分養(yǎng)分的吸收，也降低了農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力，使作物抗倒伏能力下降，制約了高產(chǎn)區(qū)糧食的穩(wěn)產(chǎn)能力及中低產(chǎn)田的持續(xù)增產(chǎn)潛力。同時(shí)，東北平原農(nóng)田耕層有機(jī)質(zhì)含量以平均每年0.08%的速度下降，由開墾前的3%～6%（高者達(dá)8%）降低到當(dāng)前的1.5%～3%（重者不足1%）。使得農(nóng)田土壤理化性狀趨于惡化，地力下降。近年來，東北春玉米區(qū)的耕作、施肥模式均以小型拖拉機(jī)為主，使得土壤耕層由傳統(tǒng)的“平面型”演變成現(xiàn)在的“波浪型”，而后者正是限制東北春玉米區(qū)土壤肥力發(fā)揮的主要原因之一。因此目前亟待構(gòu)建適宜玉米根系生長(zhǎng)發(fā)育及水肥吸收的合理耕層。

由于以往的研究多側(cè)重于土地產(chǎn)出效率，重用輕養(yǎng)。東北春玉米區(qū)為長(zhǎng)期玉米連作，且以單施化肥為主，近年來更是多采用“一炮轟”的施肥方式，其比例已超過60%。盡管有部分地區(qū)開始實(shí)行保護(hù)性耕作，但對(duì)于東北地區(qū)土壤增碳肥田等技術(shù)難題尚未解決，尤其是秸稈全量還田下的玉米高產(chǎn)栽培模式。未來實(shí)現(xiàn)吉林省大面積穩(wěn)定增產(chǎn)的關(guān)鍵限制因子就是土壤質(zhì)量的提升。

4基于機(jī)械化的大面積穩(wěn)定增產(chǎn)技術(shù)集成研究亟待創(chuàng)新

近年來，吉林省主要采用小型拖拉機(jī)為主要?jiǎng)恿Α⒋竺娣e玉米連作、單施化肥的耕作栽培及施肥模式，這種模式以農(nóng)戶為單位，其耕作、施肥方法不一，且目前玉米高產(chǎn)技術(shù)模式過于單一化，在技術(shù)集成及實(shí)用性等方面結(jié)合也不夠緊密。隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，導(dǎo)致農(nóng)村勞動(dòng)力呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)性短缺，同時(shí)土地流轉(zhuǎn)的范圍和規(guī)模也將不斷增大，糧食生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模隨之?dāng)U大，農(nóng)業(yè)組織化程度提高，迫切需要通過農(nóng)機(jī)具的集成創(chuàng)新及農(nóng)業(yè)機(jī)械化合作來促進(jìn)農(nóng)業(yè)集約經(jīng)營(yíng)，提高規(guī)模效益，增產(chǎn)增收。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的特征要求糧食生產(chǎn)必須走集約化、規(guī)?；缆?，而集成創(chuàng)新適于吉林省不同生態(tài)類型區(qū)的集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效型新型栽培技術(shù)模式，是促進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)向現(xiàn)代技術(shù)的跨越式發(fā)展，是吉林省大面積穩(wěn)定增產(chǎn)的必由之路，因此目前亟待開展基于全程機(jī)械化的大面積穩(wěn)定增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的集成研究。建立玉米全程機(jī)械化示范基地，輻射帶動(dòng)玉米大面積全程機(jī)械化生產(chǎn)水平的提高，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，從不同層次，逐步推進(jìn)，進(jìn)行展示與示范，從而實(shí)現(xiàn)基于機(jī)械化的吉林省春玉米大面積穩(wěn)定增產(chǎn)。

5結(jié)論

針對(duì)當(dāng)前及未來一段時(shí)期內(nèi)吉林省春玉米大面積穩(wěn)定增產(chǎn)的主要制約因素，未來應(yīng)該在玉米大面積穩(wěn)定增產(chǎn)形成關(guān)鍵過程及關(guān)鍵技術(shù)原理，抗逆減災(zāi)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)模式，適于東北的耕地種退化有效阻控技術(shù)與質(zhì)量提升技術(shù)，以及玉米機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)體系集成創(chuàng)新等方面開展研究，再建立現(xiàn)代信息化服務(wù)平臺(tái)，以此來助推大面積穩(wěn)定增產(chǎn)技術(shù)體系的示范應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：趙洪祥，博士，研究員，研究方向：玉米水肥高效利用究。

通訊作者：邊少鋒，博士，研究員，研究方向：玉米高產(chǎn)及旱作節(jié)水。