玉米种植存在问题及优化措施

玉米富含碳水化合物、蛋白质、纤维及维生素B群和矿物质等多种营养成分，它可以被加工成多种食品和饲料，如玉米面粉、玉米片、玉米油等，满足不同人群的营养需求。对于农业出口国来说，玉米出口是其国家收入的重要组成部分。此外，玉米产业还创造了大量的就业机会，包括从种植、收获、加工到销售等各个环节。

1玉米种植面临的主要问题

1.1土壤退化

（1）土壤侵蚀。土壤侵蚀是指由水流或风力引起的土壤表层被剥离和运输的过程。这不仅减少了土壤的肥沃层，也导致了营养物质的损失，严重影响农作物生长。

（2）营养素流失。土壤中必需营养素的流失，如氮、磷、钾等，主要是由于过度灌溉、雨水冲刷和不当的农业实践导致的。营养素流失使土壤无法提供植物生长所需的足够营养。

（3）盐渍化。盐渍化是指土壤中可溶性盐分的积累，通常是灌溉不当造成的，尤其是在干旱和半干旱地区。土壤盐分的增加降低了作物对水分和营养的吸收能力，影响作物的正常生长和产量。

（4）有机质丧失。土壤有机质减少主要是由于过度耕作、不合理的土地管理和森林砍伐等活动导致的。有机质对于维持土壤结构、促进营养循环和增强土壤水分保持能力至关重要。

1.2气候变化

（1）温度变化。温度升高可能会加速玉米生长周期，导致成熟期提前，这可能会影响产量和质量。玉米在一定温度范围内生长最佳，温度过高或过低都会影响其生长发育。

（2）降水模式变化。气候变化导致的干旱频率和强度增加及降水模式的不确定性，对玉米灌溉需求造成了重大影响。干旱条件下水资源短缺会限制玉米的正常生长。另一方面，极端降雨事件的增加可能会导致洪水，损害作物，影响土壤质量，进而影响玉米生产。

（3）病虫害分布和强度变化。气候变化也会影响病虫害分布、种类和强度，可能导致新的病虫害威胁或现有病虫害加剧。

（4）极端天气事件。如风暴和洪水，不仅直接破坏作物，还可能导致土壤侵蚀和营养流失，进一步影响玉米的生长条件。长期干旱会导致土壤干燥，降低玉米生产的可持续性[1]。

1.3病虫害管理

（1）预防为主。通过改变每年种植的作物类型，打断病虫害生命周期，减少害虫和病原体积累。选择和种植自然抵抗特定病虫害的玉米品种。使用经过处理的、无病的种子，减少田间病害的初始感染。

（2）综合管理。利用天敌（如某些昆虫、鸟类和微生物）来控制病虫害数量，这是一种环保且可持续的方法。当必要时使用化学农药，但需谨慎使用，避免过度依赖和农药残留问题。选择对非靶标生物影响小、环境友好的农药，并遵循合理的施用指南。还可采用物理方法，如粘虫板、性信息素诱捕和机械除草，减少病虫害发生。

（3）监测和早期诊断。通过田间调查和使用病虫害预警系统，及时了解病虫害发生情况。一旦发现病虫害迹象，应立即诊断，以便及时采取控制措施。

（4）环境友好实践。减少土壤扰动可以帮助保护土壤结构和有益生物，从而减少某些土传病害发生。通过有机肥料和覆盖作物维护土壤健康，增强作物对病虫害的抵抗力。合理灌溉，避免作物过于湿润，减少病害发生。

1.4水资源管理

（1）提高灌溉效率。相比传统的地面灌溉，滴灌和微喷灌系统可以直接将水输送到作物根部，显著提高水资源使用效率，并减少水分蒸发和浪费。根据作物生长阶段和天气预报来安排灌溉，避免过量或不足灌溉，确保作物获得适量的水分。

（2）保水与节水措施。在作物行间覆盖有机物料（如稻草）或塑料薄膜，可以减少水分蒸发，同时抑制杂草生长，减少水资源竞争。通过提高土壤有机质含量来增加土壤保水能力。有机质可以改善土壤结构，提高土壤持水性和通透性。

（3）水资源可持续管理。制定水资源管理计划，优化水资源分配，保障农业用水，考虑生态系统和其他用水需求的平衡。通过合理的水权分配和水价政策，鼓励农民节水和提高水资源使用效率。

（4）智能水资源管理。通过安装土壤湿度传感器和使用遥感技术，实时监控土壤和作物的水分状况，精确控制灌溉时间和量。开发和应用基于数据分析的决策支持系统，帮助农民和农业管理者做出更科学的灌溉决策。

1.5种子技术与基因改良

（1）种子技术的进步。通过将种子表面涂覆或包裹上特定的化学或生物制剂，可以提高种子发芽率，增强其对病虫害抵抗力，或者提供必要的营养。如预先发芽技术、种子消毒技术等，可以提前筛选出优质种子，减少田间发芽不良的风险，提高种植效率和作物产量[2]。结合精密的种植机械和信息技术，实现种子的精准定位播种，提高种子成活率，保证生长条件。

（2）基因改良的影响。通过基因改良，可以开发出高产玉米品种，提高单位面积产量，满足日益增长的粮食需求。基因技术可以增强玉米对逆境的适应能力，如抗旱、抗盐、抗低温等，让玉米能够在非理想的环境条件下生长。通过转入特定的抗性基因，可以显著提高玉米对某些主要病虫害的抵抗力，减少农药使用量，降低生产成本。基因改良还可以用来提高玉米营养价值，如增强其蛋白质含量或富集特定的微量元素（如维生素A）。

2优化策略及技术

2.1土壤健康管理

（1）有机物添加。种植覆盖作物和绿肥可以在非生长季节提供土壤覆盖，减少侵蚀，增加有机质含量，改善土壤结构。如动物粪便、堆肥和生物固体废物，可以增加土壤有机质，提供养分给作物，并促进微生物多样性。

（2）良好的耕作管理。减少或避免翻耕可以保护土壤表层，减少水分蒸发和侵蚀，保持土壤有机质和微生物活性。通过轮作和间作多样化的作物种植，可以打断害虫和病害的生命周期，减少化学农药的需求，同时改善土壤养分管理。

（3）土壤水分管理。通过合理的灌溉和排水系统保持土壤的适宜水分状态，避免水分过多或过少对土壤结构和微生物活性的负面影响[3]。使用覆盖物如稻草、木屑等可以减少水分蒸发，减轻土壤温度变化，保护土壤微生物。

（4）土壤和营养管理。基于土壤测试的结果精准施肥，确保作物所需的养分供应，避免过量施肥造成的养分流失和水体污染。如石灰或硫磺等，根据土壤pH值的需要调整，改善土壤酸碱平衡。

2.2应对气候变化的农业技术

（1）精准农业。利用卫星遥感、GPS技术、无人机和地理信息系统（GIS）进行精准地图制作和作物监测，以优化种植计划、灌溉和施肥。

（2）改良种植制度。通过种植多样化作物的轮作和间作系统，增加土壤养分，改善水分管理，降低病虫害风险，提高农田生态系统韧性。种植覆盖作物以保护土壤，减少侵蚀，提高土壤有机质含量，增加生物多样性。

（3）灌溉和水资源管理。如滴灌、喷灌和微灌技术，提高水资源利用效率，减少水资源浪费。建立雨水收集和存储系统，以应对干旱期间的灌溉需求。

（4）抗逆育种和基因工程。通过传统育种或基因工程手段，开发新的作物品种，使其能够更好地适应干旱、盐碱等不利环境条件。改善作物的光合作用效率和水分利用效率，以在有限的资源条件下提高产量。

2.3病虫害综合管理

（1）预防。采取适当的农业实践，如作物轮作、选择抗病虫害品种、适宜的种植密度、合理的施肥和灌溉管理，以减少病虫害发生。

（2）监测。定期检查田间作物，记录害虫和病害发生情况，包括种类、数量和分布，以便及时了解病虫害潜在威胁。

（3）干预。利用天敌（如捕食性和寄生性昆虫、病原微生物）来自然抑制害虫数量。包括增殖和释放有益生物，或通过种植诱导作物来吸引害虫天敌。当非化学方法无法有效控制病虫害时，作为最后手段，精准施用化学农药。选择对环境和非靶标生物影响最小的产品，并严格按照推荐用量和安全期使用。避免过度依赖单一控制方法，尤其是化学农药，以减少害虫对农药的抗性[4]。

2.4水资源高效利用

（1）精准灌溉技术。滴灌系统通过将水直接输送到植物根部，极大地减少了水分蒸发和浪费，同时提高了水资源使用效率。喷灌系统适用于大面积作物，可以通过调整喷头和压力来控制水分分布，减少过度灌溉和水资源的浪费。

（2）改进的农业实践。通过轮作不同需水量的作物，平衡水资源使用量，增加土壤的保水能力。使用覆盖作物减少土壤表面的蒸发，保持土壤湿度，同时增加土壤有机质，改善土壤结构。

（3）水资源再利用与循环利用。通过对农业和家庭废水进行适当处理，使其达到灌溉标准，然后用于农田灌溉，减少对水资源的依赖。

2.5种子和基因技术

（1）基因编辑。CRISPR-Cas9技术。这种基因编辑技术允许科学家在作物DNA中进行精确修改，以提高其抗病性、耐逆性（如抗旱、抗盐）和营养价值。与传统转基因技术相比，基因编辑更精准、效率更高。

（2）转基因技术。通过将外源基因转移到作物中，赋予作物新的性状，如抗虫害（如Bt玉米、Bt棉花）、耐草甘膦（如抗草甘膦大豆）等。这些技术显著提高了作物产量和农业生产的可持续性。

（3）合成生物学。合成生物学使得科学家能够设计和构建新的生物途径和甚至完整的基因组，以生产新型生物材料和能源，也为创造具有全新性状的作物提供了可能。

随着全球面临日益严峻的气候变化、资源紧缺和人口增长挑战，创新的农业技术和管理策略成为确保粮食安全、提高农业生产效率和可持续性的关键。种子和基因技术的进步、精准农业的实施、高效的水资源管理及综合病虫害管理等方法，不仅为提高作物产量和质量提供了强有力的支持，也帮助农业适应和抵御了气候变化的不利影响[5]。然而，这些技术和策略应用需要考虑伦理、环境保护和社会经济影响，确保技术进步与环境可持续性和社会福祉相协调。未来，通过持续的研究、技术创新和政策支持，以及各利益相关方的协作，可以进一步推动农业向着更加高效、可持续和环境友好的方向发展。

参考文献

[1]油梅红，景三革.现代农业技术在小麦和玉米种植中的应用与效果[J].种子科技，2024，42（5）：158-160.

[2]宋凤，曲嘉，王续，等.现代农业高产玉米种植技术要点[J].种子科技，2024，42（5）：73-75.

[3]刘普，刘冬梅.玉米种植高产高效栽培模式探讨[J].种子科技，2024，42（4）：56-58.

[4]陈宏.玉米种植管理及病虫害防治技术[J].农业知识，2024（3）：25-27.

[5]徐龙河.玉米种植及田间管理技术要点[J].种子科技，2024，42（3）：35-37，40.

（山东省东明县大屯镇人民政府张振海）