杂交玉米产量高、适应性强、抗病能力好,使其成为全球重要的粮食作物之一。随着全球人口的持续增长,粮食需求量日益增加,如何提高粮食作物产量和品质,成为了全球农业研究的重要课题。杂交玉米通过优良基因组合,显著提高了单产和适应性,对保障全球粮食安全具有重要意义。杂交玉米是指通过人工控制玉米杂交过程,将两个或多个不同品种(或系)的玉米进行交配,以产生新的杂交种。这种方法能够结合亲本各自的优良遗传特性,通过遗传重组产生具有较高产量、优良品质和较强抗逆性的后代。杂交玉米的成功开发是现代农业科技进步的重要标志之一,它利用了玉米植株的杂交优势,显著提高了作物生产力。
1杂交玉米基本特性
1.1种植历史
杂交玉米种植历史可以追溯到20世纪初。最初,科学家发现了杂交优势的现象,即2个不同品种的玉米杂交后,其后代能展现出比任何一方亲本更优秀的特性,尤其是在产量上的显著提高。1920年代,美国科学家成功开发出第一批商业化的杂交玉米种子,开启了现代杂交玉米种植的先河。此后,杂交玉米因其高产等优势迅速在全球范围内推广。随着信息技术的发展,精准农业技术正逐渐与杂交玉米种植整合。通过使用卫星定位、传感器、大数据分析等技术,农民可以更精确管理水肥供应、病虫害防治等,进一步提高杂交玉米产量和品质[1]。
1.2生长周期
(1)萌发期:从播种到幼苗破土而出,通常需要5~10 d。这一阶段,种子吸水膨胀,胚根和胚芽开始生长,直至突破种皮。(2)幼苗期:从幼苗破土而出到第三叶完全展开。此阶段,幼苗开始进行光合作用,根系和叶片迅速发展。(3)拔节期:植株开始迅速生长,茎干逐渐增粗,拔节明显,逐步形成玉米的主要茎秆结构。(4)抽雄吐丝期:是杂交玉米生长周期中非常关键的生殖生长阶段,花粉从雄穗释放,通过风传或人工辅助传播至雌穗上的丝状体(即玉米须),进行授粉。(5)籽粒充实期:授粉成功后,玉米籽粒开始充实。这一阶段温度和水分条件对产量和品质影响极大。(6)成熟期:籽粒充实完成后,植株逐渐老化,叶片开始变黄,籽粒失水达到适宜收获的水分含量。
2杂交玉米选种与育种技术
2.1选种原则和方法
(1)选种原则。选择适应本地气候和土壤条件的杂交玉米品种。不同地区温度、湿度、土壤类型等环境因素对玉米生长有显著影响,选择适应性强的品种是确保高产的基础。选种时应考虑品种产量潜力和产量稳定性。高产稳产的品种能够在不同年份和多样的环境条件下保持较好的产量表现。优先选择具有较强抗病虫害能力的品种。这样可以有效减少农药使用量,降低生产成本,同时对环境更为友好。
(2)选种方法。每个地区的农业科技推广部门或大学通常会根据当地环境条件和市场需求推荐适宜的杂交玉米品种。这些推荐品种一般经过多年试验和生产实践验证,具有较好的适应性和稳定性。在农田上小面积试种潜在品种,通过比较其生长表现、产量和品质等,选择最适宜本地种植的品种。
2.2高产杂交玉米品种选育技术
确立高产杂交玉米品种选育的目标,主要集中于提高产量、改善品质、增强病虫害抵抗力及适应性强特性。依据遗传多样性原则、适应性原则和高效利用原则进行品种选育。注重品种的稳定性和广适性,确保在不同的环境条件下均能表现出良好的生产性能。通过设置不同的杂交组合进行田间试验评价,筛选出表现最佳的杂交组合。依据产量、抗病性、抗逆性等关键性状进行综合评价,筛选出高产、优质、抗逆的杂交玉米品种[2]。
3土壤管理与肥料使用
3.1土壤类型与玉米生长的关系
(1)黏土土壤。颗粒小,保水能力强,但排水性差,空气流通性不良。玉米在黏土土壤中的根系发展受限,生长较慢,易发生根系缺氧。此外,黏土土壤重质,机械耕作较困难。
(2)砂质土壤。颗粒大,排水性好,空气流通性强。虽然砂质土壤有利于根系的扩展和空气交换,但其保水保肥能力较差,需要更频繁的灌溉和施肥来维持玉米的生长需求。
(3)壤土。介于黏土和砂土之间,保水和排水性能较平衡,肥力较高。壤土是玉米生长的理想土壤类型,因为它提供了良好的水分、养分和空气条件,有利于玉米的快速生长和高产。
(4)黑土。有机质含量高,结构良好,保水保肥能力强。黑土是非常适合玉米生长的土壤类型,其高肥力和良好的水分管理能力可以显著提高玉米的产量和品质。
3.2土壤改良技术
(1)有机物料施用。如堆肥、绿肥、动物粪便等,可以显著提高土壤有机质含量,改善土壤结构,增加土壤保水保肥能力。种植豆科和非豆科的绿肥作物,通过其生长过程中的根系分泌物和植株残体,增加土壤有机质和氮素含量。
(2)化学改良剂的使用。用于调节酸性土壤pH值,减少酸性毒害,增加土壤中营养元素的有效性。对于盐碱土,石膏可以帮助替换土壤中的钠离子,改善土壤结构,提高土壤透气性和渗透性。针对土壤缺素情况,施用铁、锰、锌、铜等微量元素肥料,解决作物缺素问题。
物理性改良措施。通过深层翻松土壤,打破犁底层,提高土壤透气性和渗水性,促进根系深入发展。使用秸秆覆盖、塑料薄膜覆盖等方式减少水分蒸发,控制杂草生长,提高土壤温度,有利于作物早熟和增产。在排水不良的土壤上建立有效的排水系统,避免水分过剩造成的根系缺氧;在干旱地区建立灌溉系统,保证作物水分供应。
3.3科学施肥原则和方法
(1)科学施肥原则。根据作物养分需求和土壤供肥能力,合理配比氮、磷、钾及必需的微量元素,平衡施肥,避免单一养分过量或不足。根据作物生长不同阶段,适时施用不同类型的肥料,以满足其生长发育的需求[3]。依据土壤肥力状况和作物需求,确定合理的施肥量,避免过量施肥导致的养分浪费和环境污染。将肥料施于作物根系活动范围内,以提高肥料利用率,促进作物根系健康发展。
(2)科学施肥方法。在作物播种或移栽前施入,主要以有机肥为主,辅以适量的化肥,为作物提供良好的生长基础。根据作物生长周期和养分需求,在关键生长阶段适时施用,主要以快效化肥为主,促进作物生长或增加产量。将养分直接喷施在作物叶面,适用于迅速补充养分或矫正缺素症状,特别是对于微量元素的补充效果显著。将肥料溶解在灌溉水中,通过滴灌系统直接输送到作物根际,可以显著提高水肥利用率,适用于干旱和半干旱地区。
4栽培管理技术
4.1种植密度与行距优化
(1)优化原则。根据作物的生长习性和当地的气候条件,调整种植密度和行距,使之适应当地的生态环境。优化种植模式,以实现光照、水分和养分的最大利用效率,提高单位面积产量。通过合理调整种植密度和行距,改善田间通风条件,减少病虫害发生。根据生产目标(如追求产量最大化、品质优化或成本控制)来调整种植密度和行距。
(2)优化方法.玉米作为一种对光照要求较高的作物,过密的种植会导致下层叶片光合作用减弱,影响产量和品质。因此,根据当地气候条件和品种特性,合理确定种植密度和行距,通常推荐的行距为60~75 cm、株距20~30 cm。蔬菜种植密度和行距根据具体品种生长习性和市场需求进行调整。一般而言,叶菜类蔬菜可以采用较密的种植方式,而瓜果类蔬菜则需要较大的生长空间,行距和株距会相应增大。
4.2播种时间和播种深度
(1)播种时间。作物的播种时间应该根据当地的气候条件来决定,尤其是温度和降水量。一般来说,大部分作物需要在土壤温度达到适宜发芽的温度之后播种,避免冻害或高温抑制生长。同一种作物在不同地区的最佳播种时间可能会有所不同。应参考当地历年气候数据来决定最佳播种时间。
(2)播种深度。在轻质(砂质)土壤中,播种深度可以稍深,因为这类土壤较松散,容易干燥。在重质(黏土)土壤中,应适当减浅播种深度,以便于种子发芽时能更容易地突破土壤表面。
(3)种子大小。大种子(如玉米、豆类)可以播种得更深一些,通常在2.5~5 cm。小种子(如胡萝卜、白菜)则需要浅播,一般在1~2 cm甚至更浅。
4.3灌溉技术和水分管理
(1)滴灌系统。滴灌能够将水直接输送到作物根部,显著提高水资源利用率,适用于果园、蔬菜园和温室作物。通过调节滴头出水量和灌溉时间,可以精确控制水分供应,减少水分和养分损失。
(2)喷灌系统。喷灌适用于大面积作物灌溉,能够模拟自然降雨,提高灌溉均匀性。通过选择适当的喷头和调节压力,可以适应不同作物和土地条件的需要。
(3)微灌溉技术。微灌溉包括微喷灌和微滴灌,特别适合于节水灌溉和精确灌溉,适用于土壤水分保持不佳或水资源稀缺的地区。
(4)地下滴灌技术。地下滴灌将滴灌带或管道埋置于土壤中,直接向作物根区供水,进一步减少了水分蒸发,提高了灌溉效率,同时避免了土壤表面湿润,降低了病害发生率。
根据作物生长阶段和土壤类型,维持土壤水分在最适宜范围内,避免水分过多或不足。依据作物生长需求和当地气候条件,合理安排灌溉时机和频率。采用高效灌溉技术,减少水分蒸发和渗漏损失,提升单位水量的产出效益。合理控制灌溉量,避免土壤盐分积累,通过适时的排水措施防止盐碱化问题。
5结语
综上所述,种植密度与行距的优化、播种时间和深度的选择及高效的水分管理和灌溉技术是实现作物高产、优质、高效的关键农艺措施[4]。这些技术的合理应用能够显著改善作物的生长环境,优化光照、水分和养分利用效率,降低病虫害发生率,最终实现作物产量和品质的双重提升。随着现代农业技术的不断进步和智能化水平的提高,通过精确农业管理实践,如土壤和作物生长监测、智能灌溉系统等,农业生产将更加科学化、精细化,为实现农业可持续发展奠定坚实基础[5]。
参考文献
[1]周世尧.杂交玉米良种繁育技术分析[J].种子科技,2024,42(2):22-24,27.
[2]雷世娟.科学推动玉米产业可持续发展[J].云南农业,2023(3):33-35.
[3]张莹.浅析杂交玉米高产栽培技术[J].种子科技,2022,40(6):38-40.
[4]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.
[5]杜妍,徐超峰.玉米高产栽培技术[J].农业科技与信息,2024(2):36-38.
(山东省菏泽市单县种子公司段秀坤)