高平市玉米單產提升潛力及技術路徑探討

王紅明

（高平市現代農業發展中心，山西高平 048400）

0 引言

玉米是重要的糧食、飼料和經濟兼用型作物，是營養豐富的高能量口糧，是發展畜牧業的飼料之王，又是最重要的工業原料。玉米還是深加工程度最高的糧食作物。隨著畜牧養殖業的迅猛發展，玉米需求量逐漸增加，呈持續剛性需求增長趨勢。高平市是農業農村部確定的整縣玉米單產提升項目縣（市）之一，目標是全市玉米單產提高10%。為實現這一目標，關鍵的是培肥地力、增加種植密度和防病治蟲，充分發揮玉米高產潛力，實現玉米單產提升目標。

1 高平市玉米生產現狀

近年來，隨著玉米緊湊耐密型高產品種引進推廣以及探墑溝播技術的應用，玉米種植面積逐步擴大，產量穩中有增。2023年，全市玉米種植面積達到在2.67萬hm2以上，總產穩定在15萬t左右，玉米種植面積、總產量占到全市糧食種植面積的74.45%和82.97%；播種面積最大，總產量最高，是高平市第一大糧食種植作物，玉米單產提升對全市糧食安全具有重要作用。

2 玉米單產提升優勢

2.1 獨特的自然資源優勢有利于玉米單產提升

2.1.1 區位優勢

高平市地處山西省東南部，地跨東經112°40’～113°10’、北緯35°40’～36°0’，屬于北方春播玉米區。境內土壤肥沃，宜農土壤比重大，適種性廣，有利于玉米生產，被劃為國家重要的玉米產業帶。高平市豐富的光熱資源，較長的生長期，是玉米單產提升的堅實基礎。我國科學家根據黃淮海區域的地理緯度及光熱資源和玉米的光能利用率，計算的山西玉米最高理論產量為2 790.23 kg/667 m2（表1），以上理論產量比現有達到的產量水平高出近3倍，是全國13個玉米主產省、自治區光溫生產值最高的省份，玉米單產水平提升潛力巨大。

2.1.2 氣候優勢

高平市屬于典型的暖溫帶季風氣候，雨熱同期，冬長夏短，四季分明，光熱資源豐富，并且與玉米生育期進程同步，夏季炎熱多雨，秋季晝夜溫差大，有利于干物質積累，種植玉米不僅產量高，而且品質優，冬季嚴寒少雪。其氣候特點：一是光照充足，年日照時數2 532.5 h以上。二是熱量豐富，年平均氣溫為10.9℃，日均≥0℃積溫3 320℃～3 980℃之間，≥10℃積溫2 600℃～3 400℃，年均無霜期180天，7～8月雨熱高峰，9月氣溫下降不劇烈，滿足了玉米生育盛期對水熱的需求。三是雨熱同期，年均降水量607.3 mm，雨季多集中在6、7、8四個月，降雨量358.8 mm，占全年降雨量的51%，9、10、11月降雨量150.2 mm，占全年降雨量的24%，雨熱、光溫同季，秋季晝夜溫差大，基本與玉米生育進程同步，白天光照足、氣溫高，有利于進行光合作用，夜晚氣溫低，則有利于降低呼吸消耗，可以積累更多的干物質，有利于玉米單產提升。

2.1.3 土壤優勢

耕地生產能力是決定糧食單產水平的決定因素之一。耕地生產能力是由土壤本身肥力作用所決定，分為現實生產能力和潛在生產能力。而潛在生產能力是指在正常的社會秩序和經濟秩序下所能達到的最大產量。耕地的生產潛力是比糧食產量更為重要的糧食安全因素。高平市耕地以旱地為主，旱地占84.4%。已建高標準農田2.44萬hm2，占基本農田63.08%，土壤大多為壤質，沙黏含量比較適合，通透性好，保水保肥性強，耕性好，是農業生產一種質地理想土壤，此外，全市30%的耕地為河谷川地，土壤質地好，光熱資源充足，一級、二級、三級土壤占總耕地面積的50.1%，玉米產量在750 kg/667 m2以上。此外，持續推動秸稈科學健康還田，因地制宜推廣全量深翻、覆蓋、腐熟等秸稈還田技術模式，有效提升土壤有機質含量，秸稈綜合利用率達到95%。據對全市2 700個土壤采樣點的土壤養分分析，玉米大田土壤有機質平均值為26.81 g/kg，土壤表層疏松底層堅實，孔隙度較好，土壤含水量適中，土體較濕潤，土壤耕性較好，保肥保水性適中，肥力水平相對較好，全市耕地仍有很大的生產潛力可挖。

2.2 緊湊密植型優良品種應用有利于單產提升

近年來，通過不斷推廣緊湊耐密型高產品種，玉米單產大幅度提高，讓農民切實感受到了緊湊密植型玉米優良品種的增產優勢，認識到了更換優良品種的必要性。農業農村部門每年都進行玉米新品種試驗示范，玉米種植大戶也自發進行玉米新品種試驗示范，篩選適合當地的主推品種，及時淘汰產量欠缺、表現不好的品種，栽培上已由原來的稀植大穗品種向緊湊密植型立稈成熟品種轉變，增產優勢明顯。

2.3 高產配套集成栽培技術有利于單產提升

近幾年，高平市先后開展了農業科技人員進村入戶、專家團隊包聯等活動，每到玉米生長關鍵環節，深入田間地頭，面對面手把手講解玉米管理知識以及病蟲害防控技術，推廣了玉米“一增五改”集成配套高產技術，提高了玉米生產水平，玉米增產潛力得到了較好的發揮。

2.4 配套農機有利于單產提升

2022年，高平市實施了山西省“機田證”一體化項目，配置了智能拖拉機、植保無人機等高性能農業機械和自動駕駛輔助系統、定量施肥系統，通過高性能農機、高標準農田、高素質農民集成耦合，促進了全市融合化、智能化、信息化發展，提高了糧食生產耕種收的精準度，有利于構建合理的群體結構，增加玉米種植密度，提升玉米單產。

3 玉米單產提升的主要制約因素

3.1 基礎設施仍然薄弱

高平市是一個資源型缺水城市，水資源嚴重缺乏，糧田全部為旱地。“十年九旱”依然是我市制約糧食生產的主要因素，“旱澇不保收，靠天吃飯”糧食生產現狀沒有根本改變。2019年，大旱導致玉米產量大幅度下降，平均單產僅有377.04 kg，比2018年單產減少了182.36 kg，減32.6%。

3.2 土壤有效耕層過淺

由于長期的機械耕作碾壓和人工作業，導致了農田的土壤耕層變淺，土壤有效活土層在15 cm左右，加之降雨、灌水沉實，土壤團粒結構被破壞，犁底層上移加厚，形成了堅硬深厚的阻隔層，即犁底層，不僅降低了土壤水庫容量，減少了土壤蓄水能力，極易形成地面洪水徑流，導致玉米受災倒伏，而且深厚的犁底層還嚴重影響了土壤水分、養分和空氣的上下運行，阻礙了作物根系下扎延伸，導致玉米抗旱性能不斷下降，形成奇特旱災減產。

3.3 有機肥無機肥施用失調

隨著化肥工業快速發展，化肥施用量逐年增加，尤其是農村牲畜大量減少以及農村人居環境改善，有機肥源不斷減少，有機肥施用量逐年減少。據初步統計，高平市平均施有機肥不足500 kg/667 m2，農民多以無機肥代替有機肥，有機肥和無機肥施用比例失調，使土壤有機質降低。

3.4 種植密度普遍偏稀

當前，農民玉米普遍留苗密度在3 800～4 000株/667 m2，與國內外高產典型留苗密度5 000株/667 m2還有很大提升空間。

3.5 田間耕作管理粗放

由于農村勞動力短缺，玉米中期管理基本不進行中耕追肥除草作業，因此中后期倒伏風險加大。

3.6 病蟲防控壓力加大

隨著全球氣候變化影響以及玉米連作現象突出，草地貪夜蛾、粘蟲、玉米雙斑螢葉甲以及玉米絲黑穗病、大小斑病等發生概率、危害程度有逐年擴大趨勢。如：2021年我市常規病蟲害較為嚴重，特別是玉米雙斑螢葉甲蟲害面積約400 hm2，因缺乏藥劑儲備導致個別村錯過防治時期，糧食面臨減產。

3.7 收獲偏早影響產量

高平人均0.0867 hm2糧田，再加上農村勞動力短缺等原因，玉米收獲集中，普遍偏早，影響產量。

4 玉米單產提升技術路徑

玉米是高光效、耐密性強、增產潛力大的作物，密植通過增加單位土地面積穗數，提高群體干物質積累，卻降低了單株玉米資源獲得量，加劇群體內部競爭，通過配套適宜的田間管理弱化競爭，實現高產。

4.1 培肥地力

土壤是高產的基礎，培肥是高產的關鍵。據相關資料顯示，約有玉米產量65%以上來源于土壤基礎肥力，肥料的增產作用僅占30%左右，且產量水平越高對土壤肥力依賴越高。美國玉米帶能夠持續高產穩產重要原因之一是土壤有機質能穩定在3%～5%。培肥地力主要是要達到兩個目標：一是使土層中含有豐富的玉米所需的各種養分，包括微量元素；二是創造一個土層深厚、結構良好的土壤，保證在不灌溉的條件下，也能保蓄玉米全生育期所需養分，提高土壤蓄肥蓄水、供肥供水能力，構建優質的土壤耕層結構，是實現玉米單產提升的基礎。因此，通過在農業機械設備上搭載相應的智能監測技術，根據土壤有機質含量和營養物質分布，自動化確定深松深度，深松土壤35 cm，合理增施有機肥，使土壤有機質達到6%；形成營養豐富的深層耕層，增強土壤蓄水保水能力，以供玉米全生育期需求，確保玉米高產。

4.2 優良品種

要選擇耐密型品種，是緊湊型玉米的進一步發展，是玉米單產提升的基礎。耐密品種除了株型緊湊、葉片上沖外，還應具備小雄穗、堅莖稈、開葉距、低穗位和發達根系，果穗全（全有穗、無空稈）、勻（大小均勻一致）、飽（灌漿飽滿、無禿尖），而且還具有強抗倒伏能力、耐陰雨寡照能力和較大密度適應范圍和較好的施肥響應能力。

4.3 集成技術

一是增密度。增加種植密度是進一步提升玉米單產的途徑。以耐密型品種為基礎，根據土壤肥力情況，推廣以天育108、天育958等為主的玉米優良品種和以玉米“一免五增”藝機一體化技術、玉米全程智能機械化技術等多項技術，達到玉米苗全苗壯，提高玉米種植密度10%，達到4 500株/667 m2。二是中耕除草技術，除草追肥一次完成，不僅可培土減少后期玉米倒伏，還可減少除草劑用量。三是增鋅補鉀技術。補鋅可以促進玉米光合作用、授粉結實、抗逆能力等，提高玉米的產量和品質，據有關報道，通過補鋅，玉米可增產75～100 kg/667 m2左右。四水肥一體化技術。水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術，是借助壓力灌溉系統，將可溶性固體肥料或液體肥料配兌而成的肥液與灌溉水一起，均勻、準確地輸送到作物根部土壤。玉米播種結束后，將地頭滴灌帶打結或淺埋入土，鋪設滴灌支管、副管，連接毛管。支管布局按照地面坡降大小和水源水量壓力來計算，合理布局。在玉米生長關鍵時期，根據降雨情況及玉米生長需肥規律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統定時、定量供水、供肥，把水分和養分定量、定時，按比例直接提供給作物，實現節水抗旱、節肥增產目的。

4.4 防病治蟲

在玉米生育中后期，也是產量形成的關鍵時期。加強病蟲害監測，采取農藝、生物和化學防治相結合的綠色防控技術。根據不同作物、不同病蟲害、不同生長狀況，選擇一種或幾種適宜的殺菌劑、殺蟲劑、植物營養劑，增強植株抗逆性進行“一噴多促”，一次性混合噴施葉面肥、調節劑、殺蟲殺菌劑，實現增抗逆、促生長、防病蟲、促早熟多重效果，促進植株穩長、促灌漿成熟、促單產提高。

4.5 配套農機

高端智能化農機不僅可降低玉米生產勞動強度，節約用工成本，而且可精準控制玉米種植密度、施肥精準度，創造玉米生長最佳的群體結構和生長環境，充分發揮良種、肥料等生產要素的增產作用，提升玉米單產水平。

4.6 晚收減損

玉米收割早了會導致生育期不足而造成減產。玉米很多的籽粒產量是在灌漿期形成的，從開花到成熟的時間雖短，但這段時間是對產量形成十分重要的。這個時期葉片光合產物大部分輸送到籽粒中去形成產量。灌漿時期干物質生產的數量會很大，并且主要用于籽粒建成，這個直接關系到經濟系數的高低。玉米80%～90%的籽粒產量來自灌漿期的光合產物。因此灌漿期越長強度越大，玉米產量就越高。只有在完全成熟的情況下粒重越大產量越高，收獲偏早成熟度差，粒重低產量下降。因此，玉米晚收既能夠增加籽粒中淀粉產量，還能增加其他營養物質，同時玉米籽粒也會非常飽滿充實，小粒秕粒明顯減少，籽粒含水量比較低便于脫粒和儲放，商品質量會有明顯提高。