玉米種植存在問題及優化措施

玉米富含碳水化合物、蛋白質、纖維及維生素B群和礦物質等多種營養成分，它可以被加工成多種食品和飼料，如玉米面粉、玉米片、玉米油等，滿足不同人群的營養需求。對于農業出口國來說，玉米出口是其國家收入的重要組成部分。此外，玉米產業還創造了大量的就業機會，包括從種植、收獲、加工到銷售等各個環節。

1玉米種植面臨的主要問題

1.1土壤退化

（1）土壤侵蝕。土壤侵蝕是指由水流或風力引起的土壤表層被剝離和運輸的過程。這不僅減少了土壤的肥沃層，也導致了營養物質的損失，嚴重影響農作物生長。

（2）營養素流失。土壤中必需營養素的流失，如氮、磷、鉀等，主要是由于過度灌溉、雨水沖刷和不當的農業實踐導致的。營養素流失使土壤無法提供植物生長所需的足夠營養。

（3）鹽漬化。鹽漬化是指土壤中可溶性鹽分的積累，通常是灌溉不當造成的，尤其是在干旱和半干旱地區。土壤鹽分的增加降低了作物對水分和營養的吸收能力，影響作物的正常生長和產量。

（4）有機質喪失。土壤有機質減少主要是由于過度耕作、不合理的土地管理和森林砍伐等活動導致的。有機質對于維持土壤結構、促進營養循環和增強土壤水分保持能力至關重要。

1.2氣候變化

（1）溫度變化。溫度升高可能會加速玉米生長周期，導致成熟期提前，這可能會影響產量和質量。玉米在一定溫度范圍內生長最佳，溫度過高或過低都會影響其生長發育。

（2）降水模式變化。氣候變化導致的干旱頻率和強度增加及降水模式的不確定性，對玉米灌溉需求造成了重大影響。干旱條件下水資源短缺會限制玉米的正常生長。另一方面，極端降雨事件的增加可能會導致洪水，損害作物，影響土壤質量，進而影響玉米生產。

（3）病蟲害分布和強度變化。氣候變化也會影響病蟲害分布、種類和強度，可能導致新的病蟲害威脅或現有病蟲害加劇。

（4）極端天氣事件。如風暴和洪水，不僅直接破壞作物，還可能導致土壤侵蝕和營養流失，進一步影響玉米的生長條件。長期干旱會導致土壤干燥，降低玉米生產的可持續性[1]。

1.3病蟲害管理

（1）預防為主。通過改變每年種植的作物類型，打斷病蟲害生命周期，減少害蟲和病原體積累。選擇和種植自然抵抗特定病蟲害的玉米品種。使用經過處理的、無病的種子，減少田間病害的初始感染。

（2）綜合管理。利用天敵（如某些昆蟲、鳥類和微生物）來控制病蟲害數量，這是一種環保且可持續的方法。當必要時使用化學農藥，但需謹慎使用，避免過度依賴和農藥殘留問題。選擇對非靶標生物影響小、環境友好的農藥，并遵循合理的施用指南。還可采用物理方法，如粘蟲板、性信息素誘捕和機械除草，減少病蟲害發生。

（3）監測和早期診斷。通過田間調查和使用病蟲害預警系統，及時了解病蟲害發生情況。一旦發現病蟲害跡象，應立即診斷，以便及時采取控制措施。

（4）環境友好實踐。減少土壤擾動可以幫助保護土壤結構和有益生物，從而減少某些土傳病害發生。通過有機肥料和覆蓋作物維護土壤健康，增強作物對病蟲害的抵抗力。合理灌溉，避免作物過于濕潤，減少病害發生。

1.4水資源管理

（1）提高灌溉效率。相比傳統的地面灌溉，滴灌和微噴灌系統可以直接將水輸送到作物根部，顯著提高水資源使用效率，并減少水分蒸發和浪費。根據作物生長階段和天氣預報來安排灌溉，避免過量或不足灌溉，確保作物獲得適量的水分。

（2）保水與節水措施。在作物行間覆蓋有機物料（如稻草）或塑料薄膜，可以減少水分蒸發，同時抑制雜草生長，減少水資源競爭。通過提高土壤有機質含量來增加土壤保水能力。有機質可以改善土壤結構，提高土壤持水性和通透性。

（3）水資源可持續管理。制定水資源管理計劃，優化水資源分配，保障農業用水，考慮生態系統和其他用水需求的平衡。通過合理的水權分配和水價政策，鼓勵農民節水和提高水資源使用效率。

（4）智能水資源管理。通過安裝土壤濕度傳感器和使用遙感技術，實時監控土壤和作物的水分狀況，精確控制灌溉時間和量。開發和應用基于數據分析的決策支持系統，幫助農民和農業管理者做出更科學的灌溉決策。

1.5種子技術與基因改良

（1）種子技術的進步。通過將種子表面涂覆或包裹上特定的化學或生物制劑，可以提高種子發芽率，增強其對病蟲害抵抗力，或者提供必要的營養。如預先發芽技術、種子消毒技術等，可以提前篩選出優質種子，減少田間發芽不良的風險，提高種植效率和作物產量[2]。結合精密的種植機械和信息技術，實現種子的精準定位播種，提高種子成活率，保證生長條件。

（2）基因改良的影響。通過基因改良，可以開發出高產玉米品種，提高單位面積產量，滿足日益增長的糧食需求。基因技術可以增強玉米對逆境的適應能力，如抗旱、抗鹽、抗低溫等，讓玉米能夠在非理想的環境條件下生長。通過轉入特定的抗性基因，可以顯著提高玉米對某些主要病蟲害的抵抗力，減少農藥使用量，降低生產成本。基因改良還可以用來提高玉米營養價值，如增強其蛋白質含量或富集特定的微量元素（如維生素A）。

2優化策略及技術

2.1土壤健康管理

（1）有機物添加。種植覆蓋作物和綠肥可以在非生長季節提供土壤覆蓋，減少侵蝕，增加有機質含量，改善土壤結構。如動物糞便、堆肥和生物固體廢物，可以增加土壤有機質，提供養分給作物，并促進微生物多樣性。

（2）良好的耕作管理。減少或避免翻耕可以保護土壤表層，減少水分蒸發和侵蝕，保持土壤有機質和微生物活性。通過輪作和間作多樣化的作物種植，可以打斷害蟲和病害的生命周期，減少化學農藥的需求，同時改善土壤養分管理。

（3）土壤水分管理。通過合理的灌溉和排水系統保持土壤的適宜水分狀態，避免水分過多或過少對土壤結構和微生物活性的負面影響[3]。使用覆蓋物如稻草、木屑等可以減少水分蒸發，減輕土壤溫度變化，保護土壤微生物。

（4）土壤和營養管理。基于土壤測試的結果精準施肥，確保作物所需的養分供應，避免過量施肥造成的養分流失和水體污染。如石灰或硫磺等，根據土壤pH值的需要調整，改善土壤酸堿平衡。

2.2應對氣候變化的農業技術

（1）精準農業。利用衛星遙感、GPS技術、無人機和地理信息系統（GIS）進行精準地圖制作和作物監測，以優化種植計劃、灌溉和施肥。

（2）改良種植制度。通過種植多樣化作物的輪作和間作系統，增加土壤養分，改善水分管理，降低病蟲害風險，提高農田生態系統韌性。種植覆蓋作物以保護土壤，減少侵蝕，提高土壤有機質含量，增加生物多樣性。

（3）灌溉和水資源管理。如滴灌、噴灌和微灌技術，提高水資源利用效率，減少水資源浪費。建立雨水收集和存儲系統，以應對干旱期間的灌溉需求。

（4）抗逆育種和基因工程。通過傳統育種或基因工程手段，開發新的作物品種，使其能夠更好地適應干旱、鹽堿等不利環境條件。改善作物的光合作用效率和水分利用效率，以在有限的資源條件下提高產量。

2.3病蟲害綜合管理

（1）預防。采取適當的農業實踐，如作物輪作、選擇抗病蟲害品種、適宜的種植密度、合理的施肥和灌溉管理，以減少病蟲害發生。

（2）監測。定期檢查田間作物，記錄害蟲和病害發生情況，包括種類、數量和分布，以便及時了解病蟲害潛在威脅。

（3）干預。利用天敵（如捕食性和寄生性昆蟲、病原微生物）來自然抑制害蟲數量。包括增殖和釋放有益生物，或通過種植誘導作物來吸引害蟲天敵。當非化學方法無法有效控制病蟲害時，作為最后手段，精準施用化學農藥。選擇對環境和非靶標生物影響最小的產品，并嚴格按照推薦用量和安全期使用。避免過度依賴單一控制方法，尤其是化學農藥，以減少害蟲對農藥的抗性[4]。

2.4水資源高效利用

（1）精準灌溉技術。滴灌系統通過將水直接輸送到植物根部，極大地減少了水分蒸發和浪費，同時提高了水資源使用效率。噴灌系統適用于大面積作物，可以通過調整噴頭和壓力來控制水分分布，減少過度灌溉和水資源的浪費。

（2）改進的農業實踐。通過輪作不同需水量的作物，平衡水資源使用量，增加土壤的保水能力。使用覆蓋作物減少土壤表面的蒸發，保持土壤濕度，同時增加土壤有機質，改善土壤結構。

（3）水資源再利用與循環利用。通過對農業和家庭廢水進行適當處理，使其達到灌溉標準，然后用于農田灌溉，減少對水資源的依賴。

2.5種子和基因技術

（1）基因編輯。CRISPR-Cas9技術。這種基因編輯技術允許科學家在作物DNA中進行精確修改，以提高其抗病性、耐逆性（如抗旱、抗鹽）和營養價值。與傳統轉基因技術相比，基因編輯更精準、效率更高。

（2）轉基因技術。通過將外源基因轉移到作物中，賦予作物新的性狀，如抗蟲害（如Bt玉米、Bt棉花）、耐草甘膦（如抗草甘膦大豆）等。這些技術顯著提高了作物產量和農業生產的可持續性。

（3）合成生物學。合成生物學使得科學家能夠設計和構建新的生物途徑和甚至完整的基因組，以生產新型生物材料和能源，也為創造具有全新性狀的作物提供了可能。

隨著全球面臨日益嚴峻的氣候變化、資源緊缺和人口增長挑戰，創新的農業技術和管理策略成為確保糧食安全、提高農業生產效率和可持續性的關鍵。種子和基因技術的進步、精準農業的實施、高效的水資源管理及綜合病蟲害管理等方法，不僅為提高作物產量和質量提供了強有力的支持，也幫助農業適應和抵御了氣候變化的不利影響[5]。然而，這些技術和策略應用需要考慮倫理、環境保護和社會經濟影響，確保技術進步與環境可持續性和社會福祉相協調。未來，通過持續的研究、技術創新和政策支持，以及各利益相關方的協作，可以進一步推動農業向著更加高效、可持續和環境友好的方向發展。

參考文獻

[1]油梅紅，景三革.現代農業技術在小麥和玉米種植中的應用與效果[J].種子科技，2024，42（5）：158-160.

[2]宋鳳，曲嘉，王續，等.現代農業高產玉米種植技術要點[J].種子科技，2024，42（5）：73-75.

[3]劉普，劉冬梅.玉米種植高產高效栽培模式探討[J].種子科技，2024，42（4）：56-58.

[4]陳宏.玉米種植管理及病蟲害防治技術[J].農業知識，2024（3）：25-27.

[5]徐龍河.玉米種植及田間管理技術要點[J].種子科技，2024，42（3）：35-37，40.

（山東省東明縣大屯鎮人民政府張振海）