提高黑龙江省春玉米单产的新技术集成与应用研究

庞喜武

(集贤县农业技术推广中心，黑龙江集贤 155900)

玉米是世界上最主要的粮饲兼用作物，也是黑龙江省重要的商品粮作物。玉米还是黑龙江省面积大、分布广、产量高、效益佳、潜力大、用途广的优势农作物。发展玉米生产，对于黑龙江省委省政府提出的实施“千亿斤粮食产能巩固提高工程”具有举足轻重的作用。而提高玉米单产，则是这项工程的重中之重，要实现粮食单产新突破，只有靠科技、靠先进的农业科学新技术集成组装，提高玉米的单位面积产量，来保证“千亿斤粮食产能巩固提高工程”目标的实现。

一、黑龙江省春玉米生产现状

1.玉米面积逐年上升

黑龙江省玉米播种面积近几年一般在418.44万hm2(2006—2010年平均)，由于经济效益比较好，加之政府的政策扶持和舆论引导，近些年面积逐年增加，见表1。2010年播种面积523.2万 hm2，是1990年216.9万 hm2的2.41倍，是1993年(21年来面积最小年份)177.7万 hm2的2.94 倍。

2.总产量逐年增加

由于播种面积的不断增加，近几年玉米总产量也相应增加(如表1)。2010年全省玉米总产量为232.44亿kg，是1990年100.83亿kg的2.3倍，是18年来总产最低的2000年79.08亿 kg的2.94倍。

3.单产波动很大

虽然播种面积和玉米总产量大幅度提高，但单位面积产量却波动很大，2010年玉米全省平均产量5 321kg/hm2，而2001年(18年来单产最低年份)的产量3 884kg/hm2，年际变化大，最高与最低年份产量相差1 437kg/hm2，说明单产极不稳定(具体原因在第二章中论述)，见表1［1］。

表1 黑龙江省玉米生产情况

二、影响黑龙江省春玉米单产提高的主要因素

1.自然灾害的影响

黑龙江省地处中国的最北部，纬度高、生育期短、降水少、有效积温低是此区的主要气候特点。

(1)干旱的影响

黑龙江省是我国主要的玉米产区之一，由于自然气候特点是干旱少雨，全年降水量平均在542.1mm(1980—2000年)，并且分布不均，西部地区(嫩江)476.8mm(1980—2000年)，东部地区(乌苏里江)549.9mm，相差73.1mm。如遇干旱年份，降水量差距更悬殊［2］。2007年全省平均降水412.4mm，并且月份间分布不均，整个6—7月份无有效降水，给农作物生长发育造成极大的生理障碍，如东部集贤县2007年6月11日—7月10日，降水只有8.9mm，比历年同期少 85.8mm，比上年同期少 137.3mm，且分多次降水、温度高、蒸发量大，均为无效降水，造成新中国成立以来的特大干旱。西部地区的林甸县2007年7月份降水40mm，仅相当于上年同期的31%，且雨量次数多，有效降水少。据统计，近10年来，干旱给黑龙江省造成粮食减产315亿kg，经济损失达15亿元［3］。

(2)低温冷害的影响

玉米原产热带，是典型的喜温喜光C4作物。它对温度条件要求较高，对冷害的抗性一般较弱。黑龙江省属高纬度地区，早春初夏很容易因低温造成延迟型冷害或障碍型冷害。在一个比较高的温度条件下，玉米才能正常生长发育，而在一定范围内，温度高，生长发育加快;温度低、生长发育则缓慢。

低温胁迫下使玉米根系的生长减弱，同时明显抑制了地上部的生长，在10℃时根系干重较20℃降低34%，地上部干重降低23%，根冠比明显增大。低温胁迫下，玉米苗期根际和非根际土壤有效磷均低于20℃时土壤含磷量，低温显著降低了根系和地上部对磷的吸收量，其中根下降幅度为25%，地上部下降幅度为42%，地上部受到的影响高于根系吸磷量;即低温降低了磷的生物有效性，低温也影响了土壤磷化学有效性的发挥［4］。

在玉米拔节以后的生长发育期，同样对温度要求比较高。日平均温度应在20℃左右，长期低于此温度，则易造成延迟型冷害。集贤县2009年6月份低温多雨寡照连续达一个多月(见表2)，给春玉米生长发育造成了低温延迟型冷害。2009年9月15日，据对全县8个乡镇的64个点次的调查，玉米生育期普遍推迟至少7～10天。以吉单27玉米品种为例，以往正常年9月20日基本成熟，而2009年9月15日熟期均在蜡熟初期，因此属典型的延迟型低温冷害所致。

表2 集贤县2009年6月份气象资料表

(3)涝灾和雹灾

在黑龙江省局部地区，还经常出现不同程度的涝灾和雹灾，二者也是影响玉米产量的主要因素。据调查，黑龙江省1949—1990年洪涝旱灾耕地面积占受灾总耕地面积70%，40年累计仅洪涝灾害致使粮食减产就达301.59亿kg［5］。中国也是世界上冰雹灾害最严重的国家之一，每年因冰雹造成的经济损失达几亿元至几十亿元人民币［6］。

2.养分管理技术影响

目前全省施用有机肥水平还很低，加上黑龙江省的秸秆还田比例较小，连年耕作致使土壤有机质大幅下降，土壤沙化、板结现象日益严重。

化肥施用方法也比较简单。目前农民采用的施肥方法主要是种肥和追肥，由于用二铵和尿素调配施肥，养分单一，种肥氮磷钾比例不合理，属盲目施肥。追肥也只是用趟地机械带施肥箱进行垅沟施肥覆土，覆土不多，氮素挥发损失严重。据研究，施肥方法和比例合理，可显著提高叶源的生产和供应能力，而且在一定限度下，随着肥料用量的增加，叶源的生产和供应能力随之提高;反之就会下降［7］。库是光和产物积累、需求、消耗的器官，库对源是一种反馈调节，库的能力受库的容量和库的强度的影响。对于玉米这种收获籽粒为主的作物来讲，籽粒则是产量库，如果施肥方法恰当，比例合理，穗粒数、百粒重、产量及经济系数随施肥量的增加而有规律的增加。而黑龙江省农民施肥习惯还是偏重于氮肥，忽视钾肥，这也是黑龙江省玉米单产不高的因素之一。因此，玉米施肥氮磷钾的比例一定要合理，方法要得当。玉米早期要改善磷素营养状况，尤其要保证磷肥吸收积累量持续增加，因此应尽量提高化肥特别是磷肥的吸收利用率。

3.农业基础设施薄弱、抗灾能力低

黑龙江省共有耕地 1151.6万 hm2，农民人均耕地0.667hm2［8］，居全国之首，因此农业基础设施建设对于实施“千亿斤粮食产能巩固提高工程”具有重要意义。但目前该省农业基础设施建设还很薄弱，已经对国民经济尤其是农业经济的发展形成了瓶颈。由于长期以来的农业基础设施投入不足，致使农业生态环境持续恶化，土地生产能力持续下降，已成为制约粮食可持续发展、影响国家粮食安全的突出问题。农业基础设施薄弱主要表现为以下几个方面:一是水利工程落后，可用水源不足，严重干旱时影响农业粮食产能的提升。二是水土流失严重，耕地退化加速，多年来只种地、不养地，致使耕地严重退化。三是农机结构不合理，农机合作社发展缓慢。长期靠小四轮拖拉机耕作，不能深翻深松，每年多次辗压作业，破坏了土壤结构，降低了土壤保、蓄水能力，加剧了土壤流失和旱涝灾害的程度。四是退耕还林减缓，治沙力度不大。五是土地经营规模过小，已经成为制约农业可持续发展的瓶颈问题。

4.保苗率不足，收获株数普遍偏低

据研究，6万～9万株/hm2密度范围是春玉米实现高产的最适播种密度区间，产量的增高或降低对密度有一定的要求范围，低于或高于这个最佳范围，产量就会降低［9］。目前在黑龙江省玉米主产区，农民种植玉米，到秋季收获时，单位面积株数达不到规定密度。据2008年对全省19个市县，108个地块调查结果显示，由于铲、趟、病虫草害等原因，收获时单位面积株数不足，开张型叶片品种秋季收获株数3.8万～4万株，耐密收敛型叶片品种秋季收获株数也只有4.5万～5万株，远达不到计划保苗株数，这也是导致玉米单产不高的因素之一。

5.土壤板结，多数地块多年不耕翻

良好的土壤耕层构造是玉米高产的土壤基础。上世纪80年代初期实行家庭联产承包责任制以来，农民种地使用的机械多是低马力的小四轮拖拉机进行田间作业，由于马力小，也不可能进行深翻深松，致使土地多年不耕翻或翻的不深，形成特别尖硬的犁底层，不抗旱、不耐涝。由于长年采用小型动力机械作业，耕作层浅，而且由于一年多次机械辗压，使土壤表层土容重增加，从而造成了土壤板结，使耕地退化，生态环境恶化，土壤失墒严重，加速了水土流失及土壤肥力下降的进程。

三、提高黑龙江省春玉米单产的新技术集成

1.进行专业化、集约化生产经营

玉米专业化、集约化生产是农业科技进步、商品生产发展和生产地域分工高度发展的必然趋势。黑龙江省虽人均耕地较多，但由于是分散经营，多数农户耕地面积最多不过3～4hm2，少者只有1～2hm2，导致生产规模很小、粮食生产成本提高、生产手段落后。据调查，黑龙江省农村大多数农户玉米生产多是小型动力机械作业，成本高、效益低。因此，建议政府出台财政倾斜政策，让土地集中连片，充分发挥大型机械在玉米生产中的作用，统一翻耕、统一播种、统一深松深耕、统一机械收获并进行秸秆还田，增加对玉米田的物化投入和技术投入。

2.加强、加快农业基础设施建设，提高抗灾能力

农业基础设施的建设是进一步促进农业发展和农民增收的基础。黑龙江省作为农业大省，努力提高农业综合生产能力，尽快改变农业基础设施建设长期薄弱的局面，显得尤为迫切和重要。因此要抓好以下几点:(1)要抓住国家建立粮食核心产区的机遇，促进农业基础设施建设超常规发展，加大投入、抓住重点、实现突破。重点是加强农田水利基础设施建设投入和土壤改良的投入，实现农业可持续发展。(2)水利建设当前要以建设灌区为重点，搞好现有灌区设施的维护，配套工程和节水改造工程;建设新的大、中型灌区，充分利用地表水，适度适地开发水田生产。长远看水利建设要发挥黑龙江、松花江、嫩江和乌苏里江的辐射作用，大力发展江水灌溉浇地、增强抗旱灾能力。(3)治理水土流失重点要转向治坡，因地制宜推行保护性耕作，坡地改垅作为平作、改深翻为深松，减少土壤表层土的翻动，坡地推广原茬播种和秸秆还田。(4)改造中低产田的核心是培肥地力，因此要农牧结合才能解决肥源问题。黑龙江省60%的粮食产量是由占耕地面积1/3的高产田地块产出，增加耕地面积潜力有限，只有把占耕地2/3的中低产田改造成高产田，才能挖掘出粮食增产潜力。(5)沙化地区要继续实施退耕还林政策，加大治沙的投入。(6)加大对农机合作社和农民专业技术合作社发展的支持力度，要鼓励和支持那些100hm2以上玉米大面积连片种植的合作社，引进先进的大型农业机械，降低生产成本，提高作业效率。(7)政府要出台倾斜政策，鼓励那些有一定经营规模的种田能手，开发新的土地市场。只有大规模连片种植，才有经济效益，才能产出更多的商品粮，供应市场，繁荣经济，为社会稳定发展做贡献。

3.大力推广耐密新品种及配套栽培技术

黑龙江省玉米单产要提高，一定得转变“稀大棒”型为主的观念。目前生产上大面积应用的平展型或开张型叶片品种在现有耕作栽培条件下，难以实现种植密度的增加和光能利用率的进一步提高，而推广耐密型新品种及其配套技术是解决单产不高的主要途径之一。

玉米产量既受遗传因素的控制，又受生态环境条件和栽培措施的影响，合理的群体结构是玉米创高产的一项重要措施。一般认为，在一定范围内产量随着密度增加而提高，到一定密度后产量达到最高，继续增加密度产量反而会下降［10］。因此我们推广收敛型叶片的耐密品种，一定要把握好品种的最佳密度和最佳施肥量，这样才能保证密植品种在生产中的增产效果。目前在黑龙江省，第一积温带耐密品种应选用先玉335和郑单958;第二积温带应选用龙单38号和鑫鑫2号、1号。第三积温带应选用东农251、丰单2号、绥玉7号。这些耐密品种可根据不同地域条件，一般种植密度在6万～8万株/hm2左右，且要相应地增加施肥量，加强灌溉管理，避免出现空秆小穗现象。

4.改进施肥方法、推广缓控释肥

目前农民施肥的习惯一定要改变。改单施化肥为有机无机肥并重施用;改单质化肥施用为氮磷钾配合施用;改盲目施肥为测土配方科学施肥;改后期追肥为一次性包膜缓控释肥。

如何提高肥料利用率已经成为广大农业科技工作者共同关注的课题。目前化肥利用率低和污染严重的主要根源是肥料释放的养分速率与作物需肥的规律间不平衡所致。缓控释肥料就是以速效化肥为基础，通过各种技术措施预先设定肥料在作物生长发育季节的释放模式，养分随温度变化而逐渐释放，使其养分释放规律与作物对养分吸收尽可能同步，从而达到提高化肥利用率，增加肥效，减少肥料对环境的污染。与普通肥料相比，缓控释肥料的肥效长，一次施用基本能够满足作物整个生育期生长发育对养分的需求，可以减少施肥次数并提高作物产量，从而降低施肥作业成本，减少压地次数，提高经济效益［11］。因此，大力推广缓控释肥技术，可有效节省能源，提高化肥利用率，保护环境，增加玉米产量。

5.适当加大种植密度、推广通透密植技术

由于黑龙江省农村各地农民种植玉米收获密度比较低(见本文2.4)，因此要因地制宜，根据土壤肥力，品种特性和栽培条件，适当增加田间收获株数，保证玉米高产稳产。黑龙江省一般品种的种植密度宜在4.5万～5万株/hm2，株型收敛、耐密型品种一般种植密度应在5.7万～7万株/hm2，超高产栽培的保苗密度还可以加大至8万～9万株/hm2。据调查，吉林省高产典型的种植密度均在7.5万株/hm2以上。吉林省桦甸市2006年2hm2面积产量突破16 500kg/hm2，2007 年0.87 hm2产量突破17 500kg/hm2，种植密度也都超过7.5万株/hm2。而先玉335在高施肥水平下，在9万株/hm2的密度条件下产量最高，为15 449.8 kg/hm2［12］。因此，黑龙江省玉米产量要上新台阶，必须在种植品种和密度上搞突破，这样才能实现高产稳产。在生产技术上要推广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

黑龙江省有占耕地2/3的中低产田，必须改造成高产田，才能保证粮食产量的高产稳产。而改造中低产田的核心是培肥地力。在发展畜牧业的同时，建议政府要制定和出台鼓励政策，鼓励农民积造有机肥，多施有机肥，以改善土壤的理化性状，调整土壤水肥气热四项比率，为作物生长发育提供良好的土壤条件。还要鼓励农民进行秸秆还田，增加土壤有机质，提高土壤肥力，增加供肥后劲。

深松耕法也是保持和提高土壤肥力的有效措施。通过对土壤进行垅体深松或垅沟深松，使耕作层具有疏松绵软、上虚下实的良好土体构造，透气性好，有利于土壤微生物的活动，进而对土壤中有机物质进行分解，增加土壤肥力。

深松还是高寒、旱作区提高地温、增加贮水、提高库容的有效手段，是提高玉米产量的重要措施。因此，土壤耕作应以深松为主体，松、翻、耙相结合，突出深翻、深松。同时，还要重视耢、压等作业，重点是保证质量和标准，提高作物产量。

7.节水灌溉技术的推广

玉米要想获得高产，水是主要因素之一。黑龙江省农业是典型的旱作农业，水在提高农作物产量方面就显得尤为重要。近年来，黑龙江省连续多年出现不同程度的干旱，针对水资源十分短缺的特点，必须大力推广节水灌溉，主要是喷、滴灌技术。喷灌具有输水效率高，地形适应性强和改善田间小气候的特点，节水增产效果好。对水资源不足、透水性强的地区特别适用，一般情况下，喷灌可节水20% ～30%，增产10% ～20%［13］。滴灌是利用滴头或者其他微水器将水源直接输送到作物根系，灌水均匀度高，且能够和施肥施药相结合，是目前最节水灌溉技术。此外，还有膜上灌、调亏灌溉、分根交替灌溉技术和波涌灌溉技术等。各地可根据当地条件，因地制宜开发应用。

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