提高黑龍江省春玉米單產(chǎn)的新技術(shù)集成與應(yīng)用研究

龐喜武

(集賢縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江集賢 155900)

玉米是世界上最主要的糧飼兼用作物，也是黑龍江省重要的商品糧作物。玉米還是黑龍江省面積大、分布廣、產(chǎn)量高、效益佳、潛力大、用途廣的優(yōu)勢農(nóng)作物。發(fā)展玉米生產(chǎn)，對于黑龍江省委省政府提出的實施“千億斤糧食產(chǎn)能鞏固提高工程”具有舉足輕重的作用。而提高玉米單產(chǎn)，則是這項工程的重中之重，要實現(xiàn)糧食單產(chǎn)新突破，只有靠科技、靠先進的農(nóng)業(yè)科學(xué)新技術(shù)集成組裝，提高玉米的單位面積產(chǎn)量，來保證“千億斤糧食產(chǎn)能鞏固提高工程”目標(biāo)的實現(xiàn)。

一、黑龍江省春玉米生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.玉米面積逐年上升

黑龍江省玉米播種面積近幾年一般在418.44萬hm2(2006—2010年平均)，由于經(jīng)濟效益比較好，加之政府的政策扶持和輿論引導(dǎo)，近些年面積逐年增加，見表1。2010年播種面積523.2萬 hm2，是1990年216.9萬 hm2的2.41倍，是1993年(21年來面積最小年份)177.7萬 hm2的2.94 倍。

2.總產(chǎn)量逐年增加

由于播種面積的不斷增加，近幾年玉米總產(chǎn)量也相應(yīng)增加(如表1)。2010年全省玉米總產(chǎn)量為232.44億kg，是1990年100.83億kg的2.3倍，是18年來總產(chǎn)最低的2000年79.08億 kg的2.94倍。

3.單產(chǎn)波動很大

雖然播種面積和玉米總產(chǎn)量大幅度提高，但單位面積產(chǎn)量卻波動很大，2010年玉米全省平均產(chǎn)量5 321kg/hm2，而2001年(18年來單產(chǎn)最低年份)的產(chǎn)量3 884kg/hm2，年際變化大，最高與最低年份產(chǎn)量相差1 437kg/hm2，說明單產(chǎn)極不穩(wěn)定(具體原因在第二章中論述)，見表1［1］。

表1 黑龍江省玉米生產(chǎn)情況

二、影響黑龍江省春玉米單產(chǎn)提高的主要因素

1.自然災(zāi)害的影響

黑龍江省地處中國的最北部，緯度高、生育期短、降水少、有效積溫低是此區(qū)的主要氣候特點。

(1)干旱的影響

黑龍江省是我國主要的玉米產(chǎn)區(qū)之一，由于自然氣候特點是干旱少雨，全年降水量平均在542.1mm(1980—2000年)，并且分布不均，西部地區(qū)(嫩江)476.8mm(1980—2000年)，東部地區(qū)(烏蘇里江)549.9mm，相差73.1mm。如遇干旱年份，降水量差距更懸殊［2］。2007年全省平均降水412.4mm，并且月份間分布不均，整個6—7月份無有效降水，給農(nóng)作物生長發(fā)育造成極大的生理障礙，如東部集賢縣2007年6月11日—7月10日，降水只有8.9mm，比歷年同期少 85.8mm，比上年同期少 137.3mm，且分多次降水、溫度高、蒸發(fā)量大，均為無效降水，造成新中國成立以來的特大干旱。西部地區(qū)的林甸縣2007年7月份降水40mm，僅相當(dāng)于上年同期的31%，且雨量次數(shù)多，有效降水少。據(jù)統(tǒng)計，近10年來，干旱給黑龍江省造成糧食減產(chǎn)315億kg，經(jīng)濟損失達15億元［3］。

(2)低溫冷害的影響

玉米原產(chǎn)熱帶，是典型的喜溫喜光C4作物。它對溫度條件要求較高，對冷害的抗性一般較弱。黑龍江省屬高緯度地區(qū)，早春初夏很容易因低溫造成延遲型冷害或障礙型冷害。在一個比較高的溫度條件下，玉米才能正常生長發(fā)育，而在一定范圍內(nèi)，溫度高，生長發(fā)育加快;溫度低、生長發(fā)育則緩慢。

低溫脅迫下使玉米根系的生長減弱，同時明顯抑制了地上部的生長，在10℃時根系干重較20℃降低34%，地上部干重降低23%，根冠比明顯增大。低溫脅迫下，玉米苗期根際和非根際土壤有效磷均低于20℃時土壤含磷量，低溫顯著降低了根系和地上部對磷的吸收量，其中根下降幅度為25%，地上部下降幅度為42%，地上部受到的影響高于根系吸磷量;即低溫降低了磷的生物有效性，低溫也影響了土壤磷化學(xué)有效性的發(fā)揮［4］。

在玉米拔節(jié)以后的生長發(fā)育期，同樣對溫度要求比較高。日平均溫度應(yīng)在20℃左右，長期低于此溫度，則易造成延遲型冷害。集賢縣2009年6月份低溫多雨寡照連續(xù)達一個多月(見表2)，給春玉米生長發(fā)育造成了低溫延遲型冷害。2009年9月15日，據(jù)對全縣8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的64個點次的調(diào)查，玉米生育期普遍推遲至少7～10天。以吉單27玉米品種為例，以往正常年9月20日基本成熟，而2009年9月15日熟期均在蠟熟初期，因此屬典型的延遲型低溫冷害所致。

表2 集賢縣2009年6月份氣象資料表

(3)澇災(zāi)和雹災(zāi)

在黑龍江省局部地區(qū)，還經(jīng)常出現(xiàn)不同程度的澇災(zāi)和雹災(zāi)，二者也是影響玉米產(chǎn)量的主要因素。據(jù)調(diào)查，黑龍江省1949—1990年洪澇旱災(zāi)耕地面積占受災(zāi)總耕地面積70%，40年累計僅洪澇災(zāi)害致使糧食減產(chǎn)就達301.59億kg［5］。中國也是世界上冰雹災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，每年因冰雹造成的經(jīng)濟損失達幾億元至幾十億元人民幣［6］。

2.養(yǎng)分管理技術(shù)影響

目前全省施用有機肥水平還很低，加上黑龍江省的秸稈還田比例較小，連年耕作致使土壤有機質(zhì)大幅下降，土壤沙化、板結(jié)現(xiàn)象日益嚴(yán)重。

化肥施用方法也比較簡單。目前農(nóng)民采用的施肥方法主要是種肥和追肥，由于用二銨和尿素調(diào)配施肥，養(yǎng)分單一，種肥氮磷鉀比例不合理，屬盲目施肥。追肥也只是用趟地機械帶施肥箱進行垅溝施肥覆土，覆土不多，氮素?fù)]發(fā)損失嚴(yán)重。據(jù)研究，施肥方法和比例合理，可顯著提高葉源的生產(chǎn)和供應(yīng)能力，而且在一定限度下，隨著肥料用量的增加，葉源的生產(chǎn)和供應(yīng)能力隨之提高;反之就會下降［7］。庫是光和產(chǎn)物積累、需求、消耗的器官，庫對源是一種反饋調(diào)節(jié)，庫的能力受庫的容量和庫的強度的影響。對于玉米這種收獲籽粒為主的作物來講，籽粒則是產(chǎn)量庫，如果施肥方法恰當(dāng)，比例合理，穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量及經(jīng)濟系數(shù)隨施肥量的增加而有規(guī)律的增加。而黑龍江省農(nóng)民施肥習(xí)慣還是偏重于氮肥，忽視鉀肥，這也是黑龍江省玉米單產(chǎn)不高的因素之一。因此，玉米施肥氮磷鉀的比例一定要合理，方法要得當(dāng)。玉米早期要改善磷素營養(yǎng)狀況，尤其要保證磷肥吸收積累量持續(xù)增加，因此應(yīng)盡量提高化肥特別是磷肥的吸收利用率。

3.農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、抗災(zāi)能力低

黑龍江省共有耕地 1151.6萬 hm2，農(nóng)民人均耕地0.667hm2［8］，居全國之首，因此農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對于實施“千億斤糧食產(chǎn)能鞏固提高工程”具有重要意義。但目前該省農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還很薄弱，已經(jīng)對國民經(jīng)濟尤其是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展形成了瓶頸。由于長期以來的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施投入不足，致使農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，土地生產(chǎn)能力持續(xù)下降，已成為制約糧食可持續(xù)發(fā)展、影響國家糧食安全的突出問題。農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱主要表現(xiàn)為以下幾個方面:一是水利工程落后，可用水源不足，嚴(yán)重干旱時影響農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)能的提升。二是水土流失嚴(yán)重，耕地退化加速，多年來只種地、不養(yǎng)地，致使耕地嚴(yán)重退化。三是農(nóng)機結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)機合作社發(fā)展緩慢。長期靠小四輪拖拉機耕作，不能深翻深松，每年多次輾壓作業(yè)，破壞了土壤結(jié)構(gòu)，降低了土壤保、蓄水能力，加劇了土壤流失和旱澇災(zāi)害的程度。四是退耕還林減緩，治沙力度不大。五是土地經(jīng)營規(guī)模過小，已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。

4.保苗率不足，收獲株數(shù)普遍偏低

據(jù)研究，6萬～9萬株/hm2密度范圍是春玉米實現(xiàn)高產(chǎn)的最適播種密度區(qū)間，產(chǎn)量的增高或降低對密度有一定的要求范圍，低于或高于這個最佳范圍，產(chǎn)量就會降低［9］。目前在黑龍江省玉米主產(chǎn)區(qū)，農(nóng)民種植玉米，到秋季收獲時，單位面積株數(shù)達不到規(guī)定密度。據(jù)2008年對全省19個市縣，108個地塊調(diào)查結(jié)果顯示，由于鏟、趟、病蟲草害等原因，收獲時單位面積株數(shù)不足，開張型葉片品種秋季收獲株數(shù)3.8萬～4萬株，耐密收斂型葉片品種秋季收獲株數(shù)也只有4.5萬～5萬株，遠(yuǎn)達不到計劃保苗株數(shù)，這也是導(dǎo)致玉米單產(chǎn)不高的因素之一。

5.土壤板結(jié)，多數(shù)地塊多年不耕翻

良好的土壤耕層構(gòu)造是玉米高產(chǎn)的土壤基礎(chǔ)。上世紀(jì)80年代初期實行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制以來，農(nóng)民種地使用的機械多是低馬力的小四輪拖拉機進行田間作業(yè)，由于馬力小，也不可能進行深翻深松，致使土地多年不耕翻或翻的不深，形成特別尖硬的犁底層，不抗旱、不耐澇。由于長年采用小型動力機械作業(yè)，耕作層淺，而且由于一年多次機械輾壓，使土壤表層土容重增加，從而造成了土壤板結(jié)，使耕地退化，生態(tài)環(huán)境惡化，土壤失墑嚴(yán)重，加速了水土流失及土壤肥力下降的進程。

三、提高黑龍江省春玉米單產(chǎn)的新技術(shù)集成

1.進行專業(yè)化、集約化生產(chǎn)經(jīng)營

玉米專業(yè)化、集約化生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)科技進步、商品生產(chǎn)發(fā)展和生產(chǎn)地域分工高度發(fā)展的必然趨勢。黑龍江省雖人均耕地較多，但由于是分散經(jīng)營，多數(shù)農(nóng)戶耕地面積最多不過3～4hm2，少者只有1～2hm2，導(dǎo)致生產(chǎn)規(guī)模很小、糧食生產(chǎn)成本提高、生產(chǎn)手段落后。據(jù)調(diào)查，黑龍江省農(nóng)村大多數(shù)農(nóng)戶玉米生產(chǎn)多是小型動力機械作業(yè)，成本高、效益低。因此，建議政府出臺財政傾斜政策，讓土地集中連片，充分發(fā)揮大型機械在玉米生產(chǎn)中的作用，統(tǒng)一翻耕、統(tǒng)一播種、統(tǒng)一深松深耕、統(tǒng)一機械收獲并進行秸稈還田，增加對玉米田的物化投入和技術(shù)投入。

2.加強、加快農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高抗災(zāi)能力

農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是進一步促進農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收的基礎(chǔ)。黑龍江省作為農(nóng)業(yè)大省，努力提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，盡快改變農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)長期薄弱的局面，顯得尤為迫切和重要。因此要抓好以下幾點:(1)要抓住國家建立糧食核心產(chǎn)區(qū)的機遇，促進農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)超常規(guī)發(fā)展，加大投入、抓住重點、實現(xiàn)突破。重點是加強農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入和土壤改良的投入，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。(2)水利建設(shè)當(dāng)前要以建設(shè)灌區(qū)為重點，搞好現(xiàn)有灌區(qū)設(shè)施的維護，配套工程和節(jié)水改造工程;建設(shè)新的大、中型灌區(qū)，充分利用地表水，適度適地開發(fā)水田生產(chǎn)。長遠(yuǎn)看水利建設(shè)要發(fā)揮黑龍江、松花江、嫩江和烏蘇里江的輻射作用，大力發(fā)展江水灌溉澆地、增強抗旱災(zāi)能力。(3)治理水土流失重點要轉(zhuǎn)向治坡，因地制宜推行保護性耕作，坡地改垅作為平作、改深翻為深松，減少土壤表層土的翻動，坡地推廣原茬播種和秸稈還田。(4)改造中低產(chǎn)田的核心是培肥地力，因此要農(nóng)牧結(jié)合才能解決肥源問題。黑龍江省60%的糧食產(chǎn)量是由占耕地面積1/3的高產(chǎn)田地塊產(chǎn)出，增加耕地面積潛力有限，只有把占耕地2/3的中低產(chǎn)田改造成高產(chǎn)田，才能挖掘出糧食增產(chǎn)潛力。(5)沙化地區(qū)要繼續(xù)實施退耕還林政策，加大治沙的投入。(6)加大對農(nóng)機合作社和農(nóng)民專業(yè)技術(shù)合作社發(fā)展的支持力度，要鼓勵和支持那些100hm2以上玉米大面積連片種植的合作社，引進先進的大型農(nóng)業(yè)機械，降低生產(chǎn)成本，提高作業(yè)效率。(7)政府要出臺傾斜政策，鼓勵那些有一定經(jīng)營規(guī)模的種田能手，開發(fā)新的土地市場。只有大規(guī)模連片種植，才有經(jīng)濟效益，才能產(chǎn)出更多的商品糧，供應(yīng)市場，繁榮經(jīng)濟，為社會穩(wěn)定發(fā)展做貢獻。

3.大力推廣耐密新品種及配套栽培技術(shù)

黑龍江省玉米單產(chǎn)要提高，一定得轉(zhuǎn)變“稀大棒”型為主的觀念。目前生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的平展型或開張型葉片品種在現(xiàn)有耕作栽培條件下，難以實現(xiàn)種植密度的增加和光能利用率的進一步提高，而推廣耐密型新品種及其配套技術(shù)是解決單產(chǎn)不高的主要途徑之一。

玉米產(chǎn)量既受遺傳因素的控制，又受生態(tài)環(huán)境條件和栽培措施的影響，合理的群體結(jié)構(gòu)是玉米創(chuàng)高產(chǎn)的一項重要措施。一般認(rèn)為，在一定范圍內(nèi)產(chǎn)量隨著密度增加而提高，到一定密度后產(chǎn)量達到最高，繼續(xù)增加密度產(chǎn)量反而會下降［10］。因此我們推廣收斂型葉片的耐密品種，一定要把握好品種的最佳密度和最佳施肥量，這樣才能保證密植品種在生產(chǎn)中的增產(chǎn)效果。目前在黑龍江省，第一積溫帶耐密品種應(yīng)選用先玉335和鄭單958;第二積溫帶應(yīng)選用龍單38號和鑫鑫2號、1號。第三積溫帶應(yīng)選用東農(nóng)251、豐單2號、綏玉7號。這些耐密品種可根據(jù)不同地域條件，一般種植密度在6萬～8萬株/hm2左右，且要相應(yīng)地增加施肥量，加強灌溉管理，避免出現(xiàn)空稈小穗現(xiàn)象。

4.改進施肥方法、推廣緩控釋肥

目前農(nóng)民施肥的習(xí)慣一定要改變。改單施化肥為有機無機肥并重施用;改單質(zhì)化肥施用為氮磷鉀配合施用;改盲目施肥為測土配方科學(xué)施肥;改后期追肥為一次性包膜緩控釋肥。

如何提高肥料利用率已經(jīng)成為廣大農(nóng)業(yè)科技工作者共同關(guān)注的課題。目前化肥利用率低和污染嚴(yán)重的主要根源是肥料釋放的養(yǎng)分速率與作物需肥的規(guī)律間不平衡所致。緩控釋肥料就是以速效化肥為基礎(chǔ)，通過各種技術(shù)措施預(yù)先設(shè)定肥料在作物生長發(fā)育季節(jié)的釋放模式，養(yǎng)分隨溫度變化而逐漸釋放，使其養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物對養(yǎng)分吸收盡可能同步，從而達到提高化肥利用率，增加肥效，減少肥料對環(huán)境的污染。與普通肥料相比，緩控釋肥料的肥效長，一次施用基本能夠滿足作物整個生育期生長發(fā)育對養(yǎng)分的需求，可以減少施肥次數(shù)并提高作物產(chǎn)量，從而降低施肥作業(yè)成本，減少壓地次數(shù)，提高經(jīng)濟效益［11］。因此，大力推廣緩控釋肥技術(shù)，可有效節(jié)省能源，提高化肥利用率，保護環(huán)境，增加玉米產(chǎn)量。

5.適當(dāng)加大種植密度、推廣通透密植技術(shù)

由于黑龍江省農(nóng)村各地農(nóng)民種植玉米收獲密度比較低(見本文2.4)，因此要因地制宜，根據(jù)土壤肥力，品種特性和栽培條件，適當(dāng)增加田間收獲株數(shù)，保證玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。黑龍江省一般品種的種植密度宜在4.5萬～5萬株/hm2，株型收斂、耐密型品種一般種植密度應(yīng)在5.7萬～7萬株/hm2，超高產(chǎn)栽培的保苗密度還可以加大至8萬～9萬株/hm2。據(jù)調(diào)查，吉林省高產(chǎn)典型的種植密度均在7.5萬株/hm2以上。吉林省樺甸市2006年2hm2面積產(chǎn)量突破16 500kg/hm2，2007 年0.87 hm2產(chǎn)量突破17 500kg/hm2，種植密度也都超過7.5萬株/hm2。而先玉335在高施肥水平下，在9萬株/hm2的密度條件下產(chǎn)量最高，為15 449.8 kg/hm2［12］。因此，黑龍江省玉米產(chǎn)量要上新臺階，必須在種植品種和密度上搞突破，這樣才能實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。在生產(chǎn)技術(shù)上要推廣大垅通透密植栽培和小垅密植栽培。

6.保持和提高土壤肥力

黑龍江省有占耕地2/3的中低產(chǎn)田，必須改造成高產(chǎn)田，才能保證糧食產(chǎn)量的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。而改造中低產(chǎn)田的核心是培肥地力。在發(fā)展畜牧業(yè)的同時，建議政府要制定和出臺鼓勵政策，鼓勵農(nóng)民積造有機肥，多施有機肥，以改善土壤的理化性狀，調(diào)整土壤水肥氣熱四項比率，為作物生長發(fā)育提供良好的土壤條件。還要鼓勵農(nóng)民進行秸稈還田，增加土壤有機質(zhì)，提高土壤肥力，增加供肥后勁。

深松耕法也是保持和提高土壤肥力的有效措施。通過對土壤進行垅體深松或垅溝深松，使耕作層具有疏松綿軟、上虛下實的良好土體構(gòu)造，透氣性好，有利于土壤微生物的活動，進而對土壤中有機物質(zhì)進行分解，增加土壤肥力。

深松還是高寒、旱作區(qū)提高地溫、增加貯水、提高庫容的有效手段，是提高玉米產(chǎn)量的重要措施。因此，土壤耕作應(yīng)以深松為主體，松、翻、耙相結(jié)合，突出深翻、深松。同時，還要重視耢、壓等作業(yè)，重點是保證質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)，提高作物產(chǎn)量。

7.節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣

玉米要想獲得高產(chǎn)，水是主要因素之一。黑龍江省農(nóng)業(yè)是典型的旱作農(nóng)業(yè)，水在提高農(nóng)作物產(chǎn)量方面就顯得尤為重要。近年來，黑龍江省連續(xù)多年出現(xiàn)不同程度的干旱，針對水資源十分短缺的特點，必須大力推廣節(jié)水灌溉，主要是噴、滴灌技術(shù)。噴灌具有輸水效率高，地形適應(yīng)性強和改善田間小氣候的特點，節(jié)水增產(chǎn)效果好。對水資源不足、透水性強的地區(qū)特別適用，一般情況下，噴灌可節(jié)水20% ～30%，增產(chǎn)10% ～20%［13］。滴灌是利用滴頭或者其他微水器將水源直接輸送到作物根系，灌水均勻度高，且能夠和施肥施藥相結(jié)合，是目前最節(jié)水灌溉技術(shù)。此外，還有膜上灌、調(diào)虧灌溉、分根交替灌溉技術(shù)和波涌灌溉技術(shù)等。各地可根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，因地制宜開發(fā)應(yīng)用。

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