玉米高产理论分析与丰产栽培

王 华

（文水县农委，山西 文水 032100）

我国是仅次于美国的最大玉米种植和消费国。2011年全国玉米播种面积3309.0万hm2，较上年增长2.09%；产量1.79亿t，较上年增长3.2%。而自2000年以来的10年间，山西玉米种植面积增长95.2%，远高于全国平均水平的41.0%，位居全国第三位。2011年全省玉米种植面积2470.1万亩，比2000年增长107.5%，分别占到农作物总播种面积及粮食播种面积的43.4%和50.1%。玉米种植面积的逐年增加，取决于消费量的增长。随着肉类和乳制品消费的不断扩张，中国对玉米产品需求激增。美国谷物协会曾预计，中国2012年度玉米产量将达1.67亿t，消费预计将达1.70亿t。由此可见，如何提高玉米的产量已成为我们急需思考的课题。笔者从理论上分析了玉米的增产潜力，提出了玉米的丰产技术。

1 玉米理论产量潜力分析

1.1 玉米光能利用率和产量潜力

玉米进行光合作用，在植株体内以有机物质的形式贮存起来的化学能只占有效辐射的20%左右，如按理论光能利用率估算，东北地区玉米光温潜在生产力亩产为2000～2200 kg，华北地区夏玉米为1000～1400 kg。但在自然生产条件下，玉米群体的光能利用率低于1%，部分玉米高产田能达到3%左右。由此可见，提高光能利用率的潜力相当大。

（1）限制光能利用的因素：①漏光损失。低产田较多的光漏射到地面上。②光分布不合理。由于群体过大或使用的品种茎秆高，叶片宽大，茎叶角度大，互相遮阳，限制了光在群体内部的透射和均匀分布。③基因型光合能力的限制。玉米品种之间光合能力有很大差别，叶绿素含量高，叶片含氮量高，光合速率就高。

（2）最适叶面积系数：叶面积系数是衡量群体的重要指标。在一定范围内随着叶面积系数的增加，群体光合速率提高，干物质生产增加。当叶面积系数增加到一定数值时，群体光合速率、干物质生产和产量不再明显增强。此时的叶面积系数称为最适叶面积系数。根据内蒙古农牧学院研究结果，平展型品种的最适叶面积系数为4～5，其中中早熟品种为4，中晚熟品种为5；紧凑型品种的最适叶面积系数为5～7，其中中早熟品种为5～6，中晚熟品种为6～7。尽管不同品种的最适叶面积系数不同，但达到最适叶面积系数时的光截获率都在95%左右。

（3）生物产量与经济系数：玉米的经济产量=生物产量×经济系数。产量的提高，一方面必须积累更多的干物质，即取得较多的生物产量；另一方面，应使累积的干物质能更多地转移分配到籽粒中去。玉米经济产量与生物产量呈显著的正相关（r=0.823**）。玉米经济产量不仅取决于生物产量，也取决于经济系数。生产中的经济系数为0.3～0.5。在一般情况下，生物产量随密度增加而增加，达到一定密度后，生物产量不再增加或增加较少，而经济系数则随密度的增加而有降低的趋势。

2 “源、流、库”的增产潜力分析

2.1 光合源的增产潜力

“源”是指通过光合作用将二氧化碳和水同化为有机物的能力。光合产物的供应是籽粒产量形成的根本来源。在籽粒产量形成中，“源”的重要作用表现在两个方面：

（1）“建库”，为库的建成提供物质基础。光合产物供应充足时，库的数量、大小明显增加。

（2）“充库”，为库的充实提供物质保证。光合产物充足时，建成的库能够迅速充实；反之则穗小、粒瘪甚至败育。

因此，一般认为，影响当前玉米产量提高的限制因素是同化物的供应，即“源”的不足。

2.2 光合源的增产措施

（1）增加光合面积，扩大生产规模。增加光合面积可以提高光合能力，增加干物质生产。最适叶面积指数为3.00～7.22。

（2）延长叶片功能期，增加叶面积持续期及其开花后的比例。

（3）改善群体冠层结构。

2.3 “库”的增产潜力

“库”是指光合产物的贮存能力。玉米的库强度（籽粒多少、大小和代谢活性）在产量形成中起着重要作用，直接决定着干物质在籽粒中的贮存数量和分配比例。

（1）库的强度高，同化物转化为籽粒产量的潜力大。

（2）库的强度对光合源也有很大的反馈调节作用。库强度大能促进光合速率的提高，反之则削弱之。

（3）库强度控制着灌浆速度。试验证明，在低产条件下，灌浆期间的同化物是供过于求的。因此，在某种条件下，库也可能成为产量限制的主要因素。

2.4 群体库的增产措施

增加群体库容量，即增加每亩粒数,提高千粒重。

2.5 “源、库、流”之间的关系

玉米要获得高产，一是光合产物的供应要充足，即“源”足；二是籽粒能容纳较多的光合产物，即“库”大；三是将光合产物运送给籽粒库的转运系统要通畅，即“流”畅。“源”决定着玉米的生物产量的大小；籽粒产量是“库”充实度的最终结果；经济系数是光合产物转化为籽粒产量的能力，是“流”作用的结果。玉米群体“源、库、流”的潜力很大,只有达到源足、库大、流畅，才能获得高产。

3 玉米单产提高潜力分析

3.1 品种的增产潜力

我国玉米新品种的增产潜力很大。以2009年国家玉米区试为例，参试品种平均亩产量为688.2 kg，对照品种为661.3 kg。

2009年在新疆伊犁河谷，10亩连片玉米平均亩产达到1342.85 kg，其中5亩平均亩产达1360.10 kg，创造了中国玉米单产的新纪录。

3.2 合理增加种植密度的增产潜力

合理密植的原则是根据品种和栽培条件的不同来确定种植密度，使群体的最适叶面积系数的光截获率达到95%左右，保证群体和个体的协调发展，使穗数、穗粒数和粒重三者的乘积达最大值。目前，我国大部分地区玉米种植密度偏低，且区域不均衡。在目前密度水平上，每亩适当增加500株左右，并通过增施肥料等配套措施，每亩即可增产玉米50 kg左右。

4 山西玉米丰产技术途径

4.1 实施秸秆还田和土壤深松，提高土壤生产潜力

及时采取深耕或深松措施，打破越来越厚的犁底层，改善深层土壤结构，不断提高土壤通透性和保水保肥能力，充分发挥土壤的高产潜力。

通过秸秆还田、深松改土、增施有机肥、化肥深施等措施，不断培肥地力，改善耕地质量，提高地力水平，为玉米高产创造良好的土壤条件。

4.2 加强种质创新，不断提高品种产量潜力

采用传统育种手段和分子标记辅助选择育种相结合，选育优质、多抗和稳产性好、生产安全低风险的优良品种。

4.3 提高种子质量和播种质量，提高出苗和群体整齐度

目前，我国玉米种子的纯度和净度基本达标，与美国等发达国家种子质量的差距主要是种子发芽率的高低。

美国等发达国家玉米种子的发芽率一般≥95%，几乎可以达到一粒种子一棵苗。而我国规定的一级玉米种子发芽率指标仅为≥85%。

因种子发芽率较低，再加上播种量不足、播种质量差等因素影响，导致玉米生产中普遍存在出苗率低、缺苗断垄严重、群体整齐度较差等问题。因此，在玉米播种时，采用施肥、深旋、精播、镇压、补水联合作业，可以提高出苗和群体的整齐度。

4.4 合理增加种植密度

根据不同品种的特征特性和当地的生产条件合理密植。

4.5 田间管理优化技术

高产田重视中后期管理：氮肥后移，补施磷钾肥，防早衰。肥料配合平衡施用，才能达到提高土壤肥力，增加产量的目的。总的施肥原则是：

（1）有机肥与无机肥配合。

（2）氮、磷、钾及微肥配合。

4.6 病、虫、草综合防控

（1）防除杂草。播种后出苗前喷施除草剂进行封闭；中期结合破茬进行一次人工除草。

（2）以防为主，综合防治。做好病虫发生与发展监测预报，特别注意控制黏虫、钻心虫为害。6月20日前后，二代黏虫发生危害时，在3龄之前，亩用2.5%的敌杀死乳剂20～40 mL，加水30～50 kg喷洒。7月上旬玉米螟发生危害时，亩用3%的杀螟灵颗粒剂1 kg灌心叶，或亩用甲拌磷颗粒剂1.0～1.5 kg，每株七八粒撒入心叶内，防治一代玉米螟。

4.7 适当晚收利于高产优质

目前，多数学者认为，以乳线消失作为成熟标志较为确切。因此，应在春玉米籽粒乳线消失时收获为宜。早收玉米籽粒不饱满，含水量较高，容重低，商品品质差，玉米籽粒产量降幅达10%以上。授粉后40天到玉米籽粒乳线消失前，每晚收一天，千粒重可增加2 g以上，高产田平均每亩每天增收5～10 kg。适当晚收，使玉米充分成熟，提高粒重和品质，降低含水量。如果必须早收，可连秆收获，放在地边，1～2周后再掰果穗，可增加产量5%。

4.8 推广农业机械化，提高作业效率

（1）机械化作业的优势：①提高播种质量；②减轻农民劳动强度，提高作业效率；③节约生产成本，提高投入产出比；④加快套种改平播、夏玉米贴茬直播技术的推广。

（2）研究和推广以机械化为核心的简化栽培技术体系：①精量播种技术；②侧深施肥技术；③机械化收获技术。