70年玉米生产技术变革与展望

佟屏亚

中华人民共和国成立70年，中国发展成为全球最大的玉米生产国，玉米种植面积超过水稻、小麦位居主粮作物之首。笔者一生从事玉米高产栽培技术研究和中国农业发展战略研究，主持农业农村部玉米重点研究课题，亲历玉米从农家品种到高产杂交种、从牛耕撒籽到机械播种、从施用农家肥到化学肥料、从手摘果穗到机收籽粒。特别是经历玉米供作主食的窝头到转化为餐桌上的肉、奶、蛋，玉米在改善人民生活中发挥越来越重要的作用。

1   从农家品种到高产杂交种

中华人民共和国成立，百业待兴。玉米生产采用的主要是农家品种，基本上是“家家种田，户户留种，种粮不分，以粮代种”。1950年8月，原农业部发布《五年良种普及计划》，要求开展群众性选种留种活动，评选地方优良品种，就地繁殖，就地推广。据统计，20世纪50年代全国共搜集整理玉米农家品种1.4万份，从中评选出优良品种近2 000个，在生产上推广应用的43个，其中种植面积最大的，马齿型品种有金皇后、白头霜、旅大红骨等，硬粒型品种有小粒红、野鸡红、英粒子等。1955年4月，原农业部发出《关于加强玉米品种间杂交种试验研究和示范推广工作的通知》，全国相继育成玉米品种间杂交种400多个，在生产上应用的有60多个。

改革开放后，科研人员开展玉米单杂交种选育，新品种如雨后春笋。据《全国玉米审定品种名录（2000—2008）》资料，国审和省（区市）审定玉米品种共有

3 595个，平均每年审定399个，其中国审品种340个、省（区市）审品种3 255个。2010年对《主要农作物品种审定办法》进行修订，核心是提高品种审定门槛，探索拓宽试验渠道。2015年原农业部实施深化种业“放管服”改革，放宽玉米品种审定渠道，通过绿色通道和联合体试验满足品种审定需求，新品种审定进入“百花齐放、各领风骚”快车道。2016年全国审定玉米品种469个，2017年907个，2018年1 820个。截至2019年，全国共有42个玉米杂交种（含10个自交系）荣获国家科学技术奖励。

2   从牛耕撒籽到机械耕耘

玉米16世纪传入中国，先山区，后平原，因其广泛的生态适应性和丰产性，迅速在中国大地扩大种植面积。20世纪50年代初期，农民实行牛耕作业，通常是两三头牛拉犁耕作。农夫把绠绳拴好，一手扶犁，一手执鞭，通过扯拽缰绳“指挥”牛的行进方向，把耕地挨次翻耕，顺序开沟，用耧播或人工撒籽播种。牛耕作业在全国延续到20世纪八九十年代，在农业发展史上起过重要作用，如今作为农耕时代的标志，牛耕技术已经退出了历史舞台。

玉米机耕整地作业始于20世纪90年代，新世纪以来逐渐普及。东北、西北农垦部门提倡前茬秋收后、土壤冻结前机耕整地，采用多功能联合整地机进行深松、灭茬、旋耕、耙地、施肥等作业。深松耕作业以打破犁底层为原则，一般为30～40 cm。春季采用免耕精量播种机，完成开沟、施肥、覆土、镇压联合作业。黄淮海小麦玉米复种地区一般在小麦播种前深耕整地，麦收后及时浅耕灭茬、疏松耕层、蓄水保墒、机械播种。据报道，2010年我国玉米机耕面积占83.5%，机播面积占72.5%;2018年全国玉米基本实现机耕作业，机播面积达到96.4%。

3   从间套复种到机械化平作

农作物间套复种是我国传统农艺之精华。20世纪50～90年代，玉米与其他作物间套复种占玉米面积的2/3以上。玉米间套复种延长生育季节，充分利用光能，发挥边行优势，增加复种指数，提高单位面积产量。

我国以玉米为主作物的间套复种方式包括：①间种。以玉米与大豆间种为主，分布地区广、面积大;少部分玉米与花生、薯类、瓜类间种。②套种。黄淮海平原地区热量资源丰富，无霜期170 d以上，夏玉米与冬小麦套种约占2/3以上。河北省北部、中部及山西省中南部实行三茬作物套种，麦收前15～20 d在行间套种2行玉米，麦收后在大行间套豆类或绿肥作物。云贵川地区实行旱地三熟制，系指小麦、玉米和薯类（甘薯或马铃薯）三季间套种。③复种。黄淮海平原冬小麦与夏玉米复种面积约占1/4;南方稻区和西南丘陵地区还有水稻与秋玉米复种、油菜与夏玉米复种等。

笔者“八五”期间主持原农业部重点科研项目“北方地区小麦玉米两作高产栽培技术体系研究”（实施地点在河北省廊坊市）。第一步，种好紧凑型玉米高产示范样板，1 000多亩（66.7 hm2）夏玉米平均产量604 kg/667 m2，总结出夏玉米“一换（更换紧凑型高产良种）、二增（增加密度和增施肥料）、三改（改进种植方式、施肥技术和灌溉制度）”高产技术措施;第二年扩大示范27万亩（1.8万hm2），第三年扩大推广100万亩（6.67万hm2）。第二步，实施小麦玉米两作吨粮田建设。1992年有15万亩（1万hm2）小麦玉米两作亩产实现吨粮，1993年扩大推广100多万亩（6.67萬hm2）。第三步，实施万亩小麦玉米两作超吨粮工程。1995年1.05万亩（700 hm2）小麦玉米亩产吨粮，其中有513亩（34.2 hm2）小麦玉米两作产量1 300 kg/667 m2。原农业部专家验收组评价：这项小麦玉米两作高产开发研究成果和技术措施，为北方地区粮食再上新台阶提供了新途径和新经验。

随着农业现代化发展进程，玉米间套复种面积逐年减少，特别是随着新世纪以来城镇化进程，玉米种植基本上实行机械化耕作和播种;除黄淮海平原地区依然采取冬小麦夏玉米复种外，玉米与其他作物间套复种方式将成为历史遗产。

4   从每穴多粒改为单粒播种

在长期“有钱买种、无钱买苗”传统观念下，农民习惯于大把撒种、大把间苗。为了保全苗，一般每穴播3～4粒或每667 m2撒播3～4 kg。玉米播种量因种子大小、种植密度、种植方式和播种方法而有所不同。采用条播、犁播的播种量4～5 kg，机播的3～4 kg，点播的2～3 kg，穴播的1.5～2.5 kg。玉米出苗后要进行1～2次间苗定苗，确保幼苗整齐、长势一致。即使从事高产玉米栽培技术研究，也要每穴播种3～4粒以保证留苗均匀整齐。

单粒播种技术的引进和推广，引发玉米播种技术的重大变革。单粒播种的种子经过精选和分级，粒型一致，粒重一致，确保“一粒种子一棵苗”。玉米出苗后不再像传统条播或点播那样进行间苗、定苗等田间作业。玉米单粒播种技术的普及，使每穴种子从3～5粒减至1粒，用种量显著减少，这就要求玉米制种技术精益求精，确保玉米种子纯度和净度。国标规定，玉米种子发芽率不低于85%，单粒播种种子发芽率要求98%以上，播种量减至1.5～2 kg/667 m2。单粒播种技术如同开启玉米生产现代化的一把钥匙，引发玉米育种、种植方式、栽培技术、种子加工等一系列产业技术变革，为实现玉米生产全程机械化作业铺平道路。

5   从育苗移栽到覆膜栽培

玉米育苗栽培，是充分利用阳光、争取农时季节、调剂农活、防御自然灾害、获取玉米高产的栽培措施。在复种指数较高、前茬收获较迟以及生长期较短、玉米生育后期常遇低温冷害的地区，育苗移栽可使玉米增产10%～20%，我国贵州、广西、四川、云南等省广布丘陵旱地，玉米育苗移栽面积较大。在今后相当长的一段时期，干旱和低温有逐年加剧的趋势，玉米育苗移栽显示出抗御自然灾害的优越性。

玉米覆膜栽培是我国20世纪90年代迅速发展的集约化技术，发展趋势是从高纬度向低纬度地区、从高山向平原、从旱地向水田，特别是随着覆膜机械的推广，成为我国传统精细农艺与现代科技结合的典范。玉米覆膜栽培扩大玉米种植面积，提高玉米产量。例如，新世纪以来玉米制种基地西迁，甘肃、新疆等地区采用机械覆膜作业，玉米制种面积已占全国2/3以上，制种产量提高1/3。地处高寒冷凉的青海和西藏历来是玉米生产“禁区”，新世纪以来在海拔3 500 m地区采用覆膜栽培技术，青海玉米种植面积1.6万亩（0.17万hm2），西藏玉米种植面积4.69万亩（0.31万hm2）。黑龙江省从南向北积温逐渐减少，在第三、第四积温带只有70～90 d的生长季，种玉米产量很低或不能成熟，重要措施之一是覆膜栽培向北推移，黑龙江省玉米面积从1990年的3 253万亩（216.9万hm2）增加到2010年6 253万亩（416.9万hm2），2015年再增至11 200万亩（746.7万hm2），占全国玉米种植面积的1/5。

6   从施用农家肥到化学肥料

庄稼一枝花，全靠肥当家，这是千百年来农民对施用有机肥料的赞誉。农民种玉米施用农家肥料，包括畜禽粪便、杂草堆肥、秸秆沤肥以及各类土杂肥等。据分析，有机肥料中以猪、羊粪尿的养分含量较高，肥效好;牛、马粪以及土杂肥次之。农家肥含有氮、磷、钾和各种微量元素，肥效时间长，有改善土壤通透性、增强保水保肥能力。20世纪50年代农民分到田地和80年代实行联产承包责任制，发挥农民种田积极性，认真积攒和施用有机肥料。随着城市化进程加快，留守农民种玉米基本不施或很少施用农家肥了。

农作物施用化学肥料养分全、释放快、肥效高、体积小，被认为是20世纪农业技术的重大创新。农业科研人员研究玉米施肥规律和施肥技术，确定玉米高产“三攻”施肥法，即在施足底肥的基础上，拔节期施肥攻秆、孕穗期施肥攻穗、灌浆期施肥攻粒，科学施肥使玉米增产20%～25%。新世纪以来，随着新型肥料的研制與生产，复合肥料、包衣肥料、长效肥料、微量元素肥料以及化肥增效剂等相继问世，把化学肥料施用提高到一个新阶段。但因某些认识和实践误导，出现施用不当、养分流失、肥效降低、污染环境等问题。国家实施《2020年化肥使用量零增长行动方案》，2017年农业农村部开展畜禽粪污资源化利用试点，采用物化补贴方式，鼓励和引导农民积攒有机肥、秸秆还田、种植绿肥，原来科研人员研制的玉米配方施肥、平衡施肥、精准施肥、看苗诊断等技术作为科研成果束之高阁了。

7   从大水漫灌到机械喷灌

玉米传入我国后作为备荒作物扩大种植面积，先山区后平原，先旱地后水田，玉米灌溉方式因地而异。

（1）旱地蓄水。旱作玉米约占我国玉米种植面积的1/2。纳蓄天上水，保住土中墒，经济合理用水是旱作玉米增产的关键。旱作地区创造的蓄水聚肥丰产沟、埯子田、水平梯田、窖水渗灌技术等，对旱作玉米增产起到了重要作用。

（2）漫灌。或称淹灌，是将农田四周筑起土坳，从一边开口引入水源，以2～3亩（0.13～0.2 hm2）为单位，漫灌2～3 h。一般在河湖灌区采用此法，用水量很大，浪费严重。

（3）畦灌。利用沟渠将灌溉水引入田间，水分借重力和毛细管作用浸润土壤，渗入耕层，供玉米根系吸收利用。在自流灌溉区畦长为30～100 m，畦宽要与农机具作业相适应，多为2～3 m。每667 m2有5～10畦，每畦种4～6行玉米。畦灌比漫灌节水30%左右;采用小畦灌溉又比大畦灌溉节水10%左右。

（4）沟灌。在玉米行间开沟引水，通过毛细管作用浸润沟侧，渗至沟底土壤。灌水沟长度在30～50 m，最多不超过100 m。沟灌与畦灌相比，可以保护土壤结构，减少田间蒸发，避免深层渗漏。沟灌法可比畦灌法节约用水40%。

（5）管灌。管道灌溉（或称滴灌）是20世纪90年代适用于井灌区的灌溉技术，采用预制塑膜软管在田间铺设暗管，将管子一端直接连在水泵出水口，另一端延伸到玉米畦田远端，将灌溉水顺沟（垄）引入田间，减少畦灌的渠系渗漏。管道灌溉每天可浇地6～7亩（0.4～0.47 hm2），输水有效利用率达95%，比土渠灌溉节水30%～40%。

（6）喷灌。喷灌是利用压力设备，将灌溉水经过田间管道和喷头喷向空中，使水分散成雾状细小水珠，像降雨似地散落在玉米叶面和地表。喷灌不产生深层渗漏和地表径流，灌水均匀，并可根据玉米需水情况，灵活调节喷水强度，提高水分利用率。喷灌比地面灌溉节约用水30%～50%，如用在保水力差的沙质土壤，节约用水达70%～80%，喷灌比畦灌减少用水量30%以上。

8   从手摘果穗到机收籽粒

玉米收获作业是一项繁重体力劳动，约占整个玉米种植投入劳动量的55%。相当长时间以来，玉米收获是人工采摘果穗自然晾晒，挨农闲季节人工脱粒或机械脱粒。有人算过一笔账：人工收获玉米，摘穗、剥叶、运输等合计每667 m2约需2个劳动力，以现在的劳动力成本计算，每667 m2地需要投入260～300元，加上收获后的晾晒和脱粒，总成本约350元/667 m2。

随着时间推移，全国玉米机械收获果穗面积逐年增加。据农村农业部资料，2018年全国玉米机收果穗面积接近4.0亿亩（0.27亿 hm2），机收率超过70%，机收面积增幅连续5年超过6个百分点，每年新增机收面积超过4 000万亩（266.7万hm2）。玉米机收籽粒作业提到日程上来。

笔者考察：黑龙江省农垦总局和新疆生产建设兵团以及部分种粮大户，实现玉米收获全程机械化作业，机械一次进地完成摘穗、剥皮、脱粒、秸秆粉碎联合作业。但多数承包农户依然愿意采用机收果穗后再脱粒作业。原因是，新玉米集中收获的10月中下旬，有些中间粮商趁机在籽粒水分上做文章，农户普遍惜售挺价，拟待果穗自然风干至标准水分脱粒销售，还要保留玉米芯冬季烧饭和取暖。黄淮海地区多数玉米品种在成熟时籽粒含水量30%～35%，而机收籽粒要求含水量在25%以下。现在全国机收籽粒作业面积估计仅占5%～6%，玉米机收籽粒作业还要走很长的路。