玉米高產理論分析與豐產栽培

王 華

（文水縣農委，山西 文水 032100）

我國是僅次于美國的最大玉米種植和消費國。2011年全國玉米播種面積3309.0萬hm2，較上年增長2.09%；產量1.79億t，較上年增長3.2%。而自2000年以來的10年間，山西玉米種植面積增長95.2%，遠高于全國平均水平的41.0%，位居全國第三位。2011年全省玉米種植面積2470.1萬畝，比2000年增長107.5%，分別占到農作物總播種面積及糧食播種面積的43.4%和50.1%。玉米種植面積的逐年增加，取決于消費量的增長。隨著肉類和乳制品消費的不斷擴張，中國對玉米產品需求激增。美國谷物協會曾預計，中國2012年度玉米產量將達1.67億t，消費預計將達1.70億t。由此可見，如何提高玉米的產量已成為我們急需思考的課題。筆者從理論上分析了玉米的增產潛力，提出了玉米的豐產技術。

1 玉米理論產量潛力分析

1.1 玉米光能利用率和產量潛力

玉米進行光合作用，在植株體內以有機物質的形式貯存起來的化學能只占有效輻射的20%左右，如按理論光能利用率估算，東北地區玉米光溫潛在生產力畝產為2000～2200 kg，華北地區夏玉米為1000～1400 kg。但在自然生產條件下，玉米群體的光能利用率低于1%，部分玉米高產田能達到3%左右。由此可見，提高光能利用率的潛力相當大。

（1）限制光能利用的因素：①漏光損失。低產田較多的光漏射到地面上。②光分布不合理。由于群體過大或使用的品種莖稈高，葉片寬大，莖葉角度大，互相遮陽，限制了光在群體內部的透射和均勻分布。③基因型光合能力的限制。玉米品種之間光合能力有很大差別，葉綠素含量高，葉片含氮量高，光合速率就高。

（2）最適葉面積系數：葉面積系數是衡量群體的重要指標。在一定范圍內隨著葉面積系數的增加，群體光合速率提高，干物質生產增加。當葉面積系數增加到一定數值時，群體光合速率、干物質生產和產量不再明顯增強。此時的葉面積系數稱為最適葉面積系數。根據內蒙古農牧學院研究結果，平展型品種的最適葉面積系數為4～5，其中中早熟品種為4，中晚熟品種為5；緊湊型品種的最適葉面積系數為5～7，其中中早熟品種為5～6，中晚熟品種為6～7。盡管不同品種的最適葉面積系數不同，但達到最適葉面積系數時的光截獲率都在95%左右。

（3）生物產量與經濟系數：玉米的經濟產量=生物產量×經濟系數。產量的提高，一方面必須積累更多的干物質，即取得較多的生物產量；另一方面，應使累積的干物質能更多地轉移分配到籽粒中去。玉米經濟產量與生物產量呈顯著的正相關（r=0.823**）。玉米經濟產量不僅取決于生物產量，也取決于經濟系數。生產中的經濟系數為0.3～0.5。在一般情況下，生物產量隨密度增加而增加，達到一定密度后，生物產量不再增加或增加較少，而經濟系數則隨密度的增加而有降低的趨勢。

2 “源、流、庫”的增產潛力分析

2.1 光合源的增產潛力

“源”是指通過光合作用將二氧化碳和水同化為有機物的能力。光合產物的供應是籽粒產量形成的根本來源。在籽粒產量形成中，“源”的重要作用表現在兩個方面：

（1）“建庫”，為庫的建成提供物質基礎。光合產物供應充足時，庫的數量、大小明顯增加。

（2）“充庫”，為庫的充實提供物質保證。光合產物充足時，建成的庫能夠迅速充實；反之則穗小、粒癟甚至敗育。

因此，一般認為，影響當前玉米產量提高的限制因素是同化物的供應，即“源”的不足。

2.2 光合源的增產措施

（1）增加光合面積，擴大生產規模。增加光合面積可以提高光合能力，增加干物質生產。最適葉面積指數為3.00～7.22。

（2）延長葉片功能期，增加葉面積持續期及其開花后的比例。

（3）改善群體冠層結構。

2.3 “庫”的增產潛力

“庫”是指光合產物的貯存能力。玉米的庫強度（籽粒多少、大小和代謝活性）在產量形成中起著重要作用，直接決定著干物質在籽粒中的貯存數量和分配比例。

（1）庫的強度高，同化物轉化為籽粒產量的潛力大。

（2）庫的強度對光合源也有很大的反饋調節作用。庫強度大能促進光合速率的提高，反之則削弱之。

（3）庫強度控制著灌漿速度。試驗證明，在低產條件下，灌漿期間的同化物是供過于求的。因此，在某種條件下，庫也可能成為產量限制的主要因素。

2.4 群體庫的增產措施

增加群體庫容量，即增加每畝粒數,提高千粒重。

2.5 “源、庫、流”之間的關系

玉米要獲得高產，一是光合產物的供應要充足，即“源”足；二是籽粒能容納較多的光合產物，即“庫”大；三是將光合產物運送給籽粒庫的轉運系統要通暢，即“流”暢。“源”決定著玉米的生物產量的大小；籽粒產量是“庫”充實度的最終結果；經濟系數是光合產物轉化為籽粒產量的能力，是“流”作用的結果。玉米群體“源、庫、流”的潛力很大,只有達到源足、庫大、流暢，才能獲得高產。

3 玉米單產提高潛力分析

3.1 品種的增產潛力

我國玉米新品種的增產潛力很大。以2009年國家玉米區試為例，參試品種平均畝產量為688.2 kg，對照品種為661.3 kg。

2009年在新疆伊犁河谷，10畝連片玉米平均畝產達到1342.85 kg，其中5畝平均畝產達1360.10 kg，創造了中國玉米單產的新紀錄。

3.2 合理增加種植密度的增產潛力

合理密植的原則是根據品種和栽培條件的不同來確定種植密度，使群體的最適葉面積系數的光截獲率達到95%左右，保證群體和個體的協調發展，使穗數、穗粒數和粒重三者的乘積達最大值。目前，我國大部分地區玉米種植密度偏低，且區域不均衡。在目前密度水平上，每畝適當增加500株左右，并通過增施肥料等配套措施，每畝即可增產玉米50 kg左右。

4 山西玉米豐產技術途徑

4.1 實施秸稈還田和土壤深松，提高土壤生產潛力

及時采取深耕或深松措施，打破越來越厚的犁底層，改善深層土壤結構，不斷提高土壤通透性和保水保肥能力，充分發揮土壤的高產潛力。

通過秸稈還田、深松改土、增施有機肥、化肥深施等措施，不斷培肥地力，改善耕地質量，提高地力水平，為玉米高產創造良好的土壤條件。

4.2 加強種質創新，不斷提高品種產量潛力

采用傳統育種手段和分子標記輔助選擇育種相結合，選育優質、多抗和穩產性好、生產安全低風險的優良品種。

4.3 提高種子質量和播種質量，提高出苗和群體整齊度

目前，我國玉米種子的純度和凈度基本達標，與美國等發達國家種子質量的差距主要是種子發芽率的高低。

美國等發達國家玉米種子的發芽率一般≥95%，幾乎可以達到一粒種子一棵苗。而我國規定的一級玉米種子發芽率指標僅為≥85%。

因種子發芽率較低，再加上播種量不足、播種質量差等因素影響，導致玉米生產中普遍存在出苗率低、缺苗斷壟嚴重、群體整齊度較差等問題。因此，在玉米播種時，采用施肥、深旋、精播、鎮壓、補水聯合作業，可以提高出苗和群體的整齊度。

4.4 合理增加種植密度

根據不同品種的特征特性和當地的生產條件合理密植。

4.5 田間管理優化技術

高產田重視中后期管理：氮肥后移，補施磷鉀肥，防早衰。肥料配合平衡施用，才能達到提高土壤肥力，增加產量的目的。總的施肥原則是：

（1）有機肥與無機肥配合。

（2）氮、磷、鉀及微肥配合。

4.6 病、蟲、草綜合防控

（1）防除雜草。播種后出苗前噴施除草劑進行封閉；中期結合破茬進行一次人工除草。

（2）以防為主，綜合防治。做好病蟲發生與發展監測預報，特別注意控制黏蟲、鉆心蟲為害。6月20日前后，二代黏蟲發生危害時，在3齡之前，畝用2.5%的敵殺死乳劑20～40 mL，加水30～50 kg噴灑。7月上旬玉米螟發生危害時，畝用3%的殺螟靈顆粒劑1 kg灌心葉，或畝用甲拌磷顆粒劑1.0～1.5 kg，每株七八粒撒入心葉內，防治一代玉米螟。

4.7 適當晚收利于高產優質

目前，多數學者認為，以乳線消失作為成熟標志較為確切。因此，應在春玉米籽粒乳線消失時收獲為宜。早收玉米籽粒不飽滿，含水量較高，容重低，商品品質差，玉米籽粒產量降幅達10%以上。授粉后40天到玉米籽粒乳線消失前，每晚收一天，千粒重可增加2 g以上，高產田平均每畝每天增收5～10 kg。適當晚收，使玉米充分成熟，提高粒重和品質，降低含水量。如果必須早收，可連稈收獲，放在地邊，1～2周后再掰果穗，可增加產量5%。

4.8 推廣農業機械化，提高作業效率

（1）機械化作業的優勢：①提高播種質量；②減輕農民勞動強度，提高作業效率；③節約生產成本，提高投入產出比；④加快套種改平播、夏玉米貼茬直播技術的推廣。

（2）研究和推廣以機械化為核心的簡化栽培技術體系：①精量播種技術；②側深施肥技術；③機械化收獲技術。