□文/崔振康 肖辉 高震 刘广周 杜雄*
河北省地处北纬40°世界玉米“黄金地带”的核心位置,也是全国春、夏玉米区的过渡地带,种植形式多样,春播夏播早夏播并存。春播主要集中分布冀北高原,其次为燕山山麓平原和丘陵,以及太行山山区等地;夏播玉米主要集中在平原区中南部,地势平坦、土层深厚、土壤肥沃。河北省玉米生产具有昼夜温差大,光照充足、玉米品质好的生产优势。同时该区由于地理区位和地形的原因,形成了北部高原区春季干旱多风、蒸发旺盛、土壤贫瘠和中南部平原区夏季强对流天气生产劣势明显。
玉米是河北省第一大作物,生产遍布全省各地。全省常年种植面积5200多万亩,其中春玉米占20%、夏玉米占80%,总产量2100 万吨左右。近年来随着河北省水资源日趋紧缺和玉米生产的比较优势,平原区晚春播或早夏播玉米的面积不断扩大。冀西北高寒区为适应畜牧业发展,饲用玉米、粮饲兼用玉米发展迅速,年播种面积达100万亩。随着鲜食玉米加工业的发展,鲜食玉米发展势头良好,年播种面积已达30万亩左右,平原区鲜食玉米还实现了一年两茬收获,成为农民增收的新兴产业。随着玉米种植比较效益持续提高和河北省地下水超采综合治理工作的实施,在春夏混播区以及传统夏播区的春播玉米种植面积也不断扩大,目前在保定北部、廊坊各县和保沧高速、大广高速沿线玉米春夏混播现象已相当普遍。
目前河北省玉米种植总面积较大,但单位生产规模普遍较小,经营分散,难以应对市场变化带来的不确定性,采用机械的智能化、信息化程度很低,增加了生产成本,规模效益发挥困难。在国家惠农政策支持下,近年来大部分地区也开始了土地流转,但限于目前土地流转成本和智能作业机具的较高价格,大部分家庭农场的玉米种植面积在15~30 公顷之间,生产规模小、种植效益较低的状况未能有效扭转。即使资本雄厚、经营上(几)百公顷种植面积的农业公司,由于耕地内业已存在的井房、树木、坟丘、窑坑、田间水泥道路、电力和通信设施等“障碍物”,从空间上“化整为零”的作用导致了表面上大面积农场依然是小规模生产的实质,现代化农机具的高效能难以发挥。特别是当前家庭经营生产方式中的玉米生产者,老龄化、妇女化、受教育程度低的趋势依然未能扭转,从业者新技术的承接能力差,进一步阻碍了以新型农机和农资为载体的新技术的应用,表现为高新技术措施落实不到位,技术普及率不高,技术推广落实中“信号衰减”严重。提高技术的普及率和技术措施的到位率是提升河北省玉米生产水平的重要保障。
河北省地处春播区最南端、夏播区最北端,水热资源一年两熟不足、一熟有余。多年来“麦玉两熟”导致地下水位持续下降,而且夏玉米生育期长短受制于小麦的收种,限制了夏玉米产量的提高。从目前的生产形势来看,春播作物从生产成本、管理过程、产出效益、市场需求等方面来看,玉米同棉花、大豆、谷子、甘薯、花生及其他杂粮作物比较优势最强。平原区北部和低平原地区因距离京津等城市较近和水资源恢复涵养等原因,种植制度从冬小麦-夏玉米一年两熟向冬小麦-夏玉米-春玉米两年三熟过渡的步伐开始加快。从当前玉米主栽品种来看,夏播生育期偏长,粒重较低导致产量不高;作为春播种植,生育期偏短且不耐高温。谷雨前后墒情较好时播种,在吐丝时正值7月上旬较为稳定的高温少雨阶段,虽然有较多的吐丝花数,但受精花数和有效籽粒较少,粒重虽高但较低的穗粒数导致玉米春播的高产潜势难以发挥,而且因生育期较短和植株过早衰老,9月份较好的降水和光照条件难以利用。生育期推后又与夏玉米无异,前期光热资源损失严重,明显表现出“早播不增产”的现象。因此,培育生育期较长、抗高温能力强的春玉米新型品种乃当务之急。
在种植制度正在发生变化的当前,河北省缺少适宜的春播玉米品种。当前春夏混播区演变为春播区势在必行,在这一区域内选择的无论来自在东北的春玉米品种还是来自河南、山东的夏玉米品种,均表现为春播生育期较短和夏播生育期较长而都不能显著增产的生产劣势,河北省培育适应春夏混播区气候条件、资源状况和稳定高产的春播玉米品种乃是大势所趋,在河北省特殊的自然地理区位下,需走出一条极早熟“夏播玉米”和极晚熟“春播玉米”的特殊路子。
河北省玉米产区环绕着京津等国际化都市,自身还有11 个地级中心城市。随着人们膳食结构的改善,动物性食物所占的比例越来越大,而动物性食物大多是由玉米转化而来,所以人们膳食结构的改善需要更多的玉米。而当前面临的问题是,中心城市周边的水资源持续紧张,河北省平原区麦玉米两熟所面临的热量紧张、水资源匮乏问题日趋严重,玉米生产以籽粒作为产品,而秸秆作为副产品还田。玉米约50%的收获指数决定了约一半的物能随秸秆还田而损失,而且这一半损失也是消耗光温水资源而形成的,这造成并加剧了农业生产水资源匮乏和浪费的情况。而且畜牧业也面临着粗饲草短缺和营养物质含量少的现实问题。玉米秸秆还田虽然在恢复或增加土壤有机质方面起了很大作用,但也导致秸秆腐解与作物争氮、病原物富集等一系列的后续问题。故此,改变玉米种植结构,实施夏玉米饲用或饲用玉米的两茬种植,依靠畜牧业实现玉米的整株利用,减少资源浪费,解决玉米存在着的秸秆产品浪费的结构性矛盾。
据初步统计2021 年全省推广面积在10 万亩以上的玉米品种有71 个,生产中使用的品种较多。部分地区生产管理粗放,使用品种与生产条件之间不配套,品种与技术措施之间不配套,品种的生态和生产适应性之间的错位导致品种的生产潜力难以有效发挥。生产上某些品种使用的年代较长,品种分离、退化严重,有的品种没有明显的产量和效益优势。在品种选用方面,表现在专用品种少,依然存在着粒用、青饲、青贮品种通用,影响品种和优势资源的有效发挥。
高原春播区耕地普遍采用小型旋耕机,春季土壤水分散失严重,多年旋耕造成犁底层变浅,保水保肥性能变差,玉米根系下扎困难,水肥利用效率较低。播种不能实现单粒精量点播,一是部分地块无灌溉条件,增加播量为了确保留苗密度;二是由于采用的机械精度较差,播深不一,定苗、间苗费时费工。
河北省要从宏观角度对玉米生产重新规划和布局,完善农业生态生产系统“食物链”链条,树立“大食物”观念的解决策略。河北省利用城市密集、人口众多、畜产品市场需求大的地理区位,通过“以人定畜、以畜定饲、以饲料优化种植结构”策略来进行战略性调整,以玉米粮、饲专业分工为过程,以作物种植制度优化为结果,变平原区北部冬小麦-夏玉米一年两熟为冬小麦-夏玉米饲用一年两熟,粮用春玉米一熟或饲用玉米两熟种植,通过适当减少小麦种植面积从而减少京畿水资源压力,同时减少因热量资源不足对粒用夏玉米持续增产所带来了压力。春播玉米一熟可完全实现机械化直接收获籽粒,饲用玉米同样是机械化收获。
通过大型畜禽养殖企业来就地消耗玉米产品,实现“农牧结合”,不但可以利用玉米籽粒,而且还能更好地利用玉米秸秆,实现整株的高价值和无损开发,最大限度地利用玉米所积累的物质和能量。畜禽粪便通过沼气发酵消解,不但能解决秸秆还田“能量”浪费的问题,还实现了“沼渣沼液”等有机肥料的清洁还田,起到了培肥地力的作用,减少玉米追肥的“压力”,实现农田土壤结构改良、保水保肥性能提高,玉米生产技术简化而高产,同时有效解决农村目前存在的“一边是粪便过量积累而污染,一边是农田有机质持续下降”的矛盾。玉米茎秆的病原物、害虫卵经过家畜过腹消化和沼气发酵的两个过程而被杀死,降低农药使用,恢复农田生态环境。同时通过畜牧业对玉米的转化,延长玉米产业链条,促进“工农结合”,实现降低玉米生产成本、增加农民收入的目标。
种子是最重要的生产资料,新品种是农业科技进步的基础。河北省地处春夏玉米过渡区的自然地理区位,决定了玉米成熟期两极分化的特点。一直以来,河北省以早熟为夏播玉米育种的方向和目标,而随着环京津、环雄安的平原区北部两熟种植制度逐渐向两年三熟或玉米一熟变化,除早熟夏播品种外,晚熟抗旱耐热春玉米和专用饲用玉米也应是当前玉米育种目标战略调整和转变的方向。
同时新品种培育方向要与机械化收粒作业相适应。玉米全程机械化生产首先是从春播玉米实现的,而后才拓展至夏玉米。从玉米生产发展趋势来看,机械播种、机械植保和施肥、机械收粒比例将越来越高,随之需要有尤其是适宜机械收粒作业的玉米新品种。在作物生产以单纯满足温饱和计划经济的年代,通过培育叶片保绿时间长和活秆成熟的品种,最大限度的利用光热资源和产量有效提升。而在市场经济条件下,面对国际市场竞争,以前增加产量的上述优良性状反而成为通过机械化直接收获籽粒降低生产成本的突出障碍。培育苞叶松散利于籽粒脱水、秸秆与叶片失水快利于秸秆切割粉碎和减少杂质率、熟后站秆性能好,以防收前倒伏、穗位高度一致以避免果穗损失、穗位上部叶片小利用通风透光、籽粒与穗轴结合不紧密以减少籽粒破碎率均是适宜机械直收籽粒品种的必要性状。
高抗逆境与病虫危害。由于河北省耕地面积有限,玉米生产很难做到与其他作物如大豆的年际间轮作。除使用前述的家畜过腹消化和发酵分解后的有机清洁卫生的肥料外,抗病虫品种选育也是河北省减少农药使用的另一出路。病虫害是限制玉米安全生产的主要因素,抗性是玉米育种的核心目标之一。
平整、连片和无障碍物的大面积农田是玉米规模化生产的前提和基础。以政府为主导,对农田中可能阻碍中型或大型农机具作业的井房、地表输水渠道、树木、坟丘、窑坑、电力和通信设施等进行拆除、平整或搬迁。根据不同地区经济收益最高时的经营面积,对农田道路重新规划,对多余的田间水泥道路进行拆除,改变当前“经营大面积、作业小地块”的生产状况,通过智能化农机的广泛使用,切实提高作业效率,从而降低生产成本。同时要保持不同农业开发项目或政策之间的连贯性一致性,避免时间上或空间上效果出现矛盾的现象。
针对高原春播区“春寒”“春旱”和“早霜”的气候问题,大力实施“全膜覆膜双垄沟播”技术。这一地区冬季降雪较多,但由于土壤表层冰冻而雪水无法下渗,且冬季土壤冰冻所造成的冰冻层土壤水势降低而发生深层土壤水分向表层移动,发生“水分表聚”的自然现象,采用机械化“全膜覆盖双垄沟播”技术并实施早春顶凌覆膜,及早保蓄了土壤表层水分,实现玉米一播全苗。并且利用地膜覆盖后土壤增温的效果,实现玉米提前播种。该技术又通过全田土面环境的改造,实现了田间垄上产水区域和沟内用水区域的分异,无效降水叠加为有效降水,避免了生长期间由于干旱对发育的抑制作用。“全膜覆盖双垄沟播”技术,通过早出苗、早发育、早灌浆、早成熟的策略,延长了生育期并有效规避了早霜危害,从而有效提高了产量。
针对低平原地下水压采区冬季甚或无降水、玉米收获时土壤水分相对充足的特点,采用全田土下地膜覆盖技术,隔绝土壤水分蒸发而保蓄土壤贮水。同时利用冬季土壤冰冻实现土壤水分表聚而实现春播玉米的适时播种,从而避免春播玉米等雨播种或造墒播种的被动局面,实现了土壤水分的跨季节、跨年度调度的“秋水春用”,从而解决常规条件下玉米生产抽水灌溉的问题。