農業技術對小麥、玉米產量與品質的影響研究

農業技術的持續創新對提升作物產量與改善品質至關重要。小麥和玉米作為全球最重要的糧食作物，其產量和品質直接關系糧食安全與經濟效益。深入探討農業技術在品種改良、田間管理、病蟲害防控等方面的應用及其影響，有助于為糧食生產提供科學指導和技術支持。相關部門結合當前發展現狀與面臨的挑戰，研究農業技術對小麥和玉米的具體影響，不僅能促進農業技術的進一步優化，還能推動種植效率和糧食品質的全面提升。

一、小麥與玉米的生長特性

（一）成長周期

小麥和玉米是重要的糧食作物，二者的生長周期存在明顯差異。小麥的生長歷程較為漫長，一般需要120～180 天，期間會經歷多個關鍵階段：從種子破土而出的萌芽期，到幼苗茁壯成長的幼苗期，再到植株開始分蘗的分蘗期、莖稈快速拔高的拔節期，最后進入成熟期。從種子萌發開始，小麥循序漸進地完成根系構建、葉片舒展、莖稈伸長及麥穗孕育等一系列生長進程。

相比之下，玉米的生長周期相對較短，一般只需3～4 個月。玉米從種子發芽后，便迅速進入生長階段，然后進入抽雄和授粉階段，最終進入成熟階段。其生長過程對水分和溫度的要求極為嚴苛，莖稈快速生長與雄穗發育是突出特征。這些差異清晰地展現了小麥和玉米在生長周期及環境適應條件上的獨特性。

（二）生長環境需求

小麥和玉米的生長，對溫度、降水和土壤條件的需求各有特點。小麥具有較強的耐寒性，尤其是冬小麥能夠在較低的溫度條件下生長并完成春化作用。其適宜生長的溫度一般為 10～24^°C ，對土壤條件要求相對寬松，耐旱性較強，但過高的濕度可能引發病害，影響產量和品質。玉米對溫度和光照的需求更高，通常適宜的生長溫度為 18～30^°C ，且全生育期需較高積溫。玉米對土壤的養分水平要求較高，更適合生長在土層深厚、肥沃且排水良好的壤土或沙壤土中。其生長過程對水分需求量大，但過量降水易導致根系缺氧、莖稈倒伏及病害（如莖基腐病、葉斑病等）發生。因此，科學的灌溉與排水管理是玉米高產、穩產的關鍵。此外，玉米對光周期較為敏感，充足的日照時間（尤其是在拔節期至抽雄期）有助于促進其光合作用和雌雄穗發育。

綜合考慮兩種作物對環境條件的差異化需求，可優化種植流程（如輪作、間作模式），并制定科學的資源分配策略（如水分、肥料精準管理），以提高農業生產效率與可持續性。

（三）全球視角下對比研究

從全球視角看，小麥和玉米的種植區域分布、生產模式和產量呈現顯著的區域差異性。小麥作為世界上種植范圍最廣的糧食作物之一，其憑借較強的環境適應性，在溫帶至亞熱帶地區廣泛種植。全球小麥主要產區包括歐盟、俄羅斯、中國、印度和美國等國家。不同區域的氣候、土壤條件及農業管理模式，直接影響小麥的產量與品質。以歐盟國家為例，借助先進的農業技術，采取精準施肥、高效病害防控等手段，重點發展高品質專用小麥種植；印度則因龐大的人口糧食需求，通過擴大種植面積、推廣高產作物品種等方式提升小麥總產量。

玉米種植在全球分布相對集中，以美洲地區為主，其中美國、巴西和阿根廷是主要的生產與出口國。美國中西部地區憑借充足的光照資源、肥沃的土壤，配合大規模機械化種植、轉基因技術應用及完善的農業服務體系，使其玉米產量長期位居世界首位。中國作為玉米生產大國，要想滿足糧食消費和飼料產業需求，就必須在玉米品種選育上更側重糧飼兼用型品種，并結合本土實際，推廣適合小農戶經營的種植技術，與美洲規模化生產模式形成差異。

開展全球視角下的對比研究，有助于深入剖析不同區域的農業發展優勢與技術特點，為優化農業生產體系、推動區域間技術合作提供參考，對保障全球糧食安全、促進農業可持續發展具有重要意義。

二、農業技術對小麥與玉米產量的影響

（一）技術應用

在農作物生長發育過程中，土壤情與水分供給對小麥和玉米的產量及品質起著決定性作用，特別是在氣候干燥、降水稀少的干旱區域，科學調配與高效利用有限的水資源已成為農業生產的核心課題。然而，傳統常規灌溉模式存在顯著弊端：一方面，導致大量水資源無效損耗；另一方面，難以精準滿足作物不同生育期的水分需求。近年，節水灌溉技術（如滴灌、噴灌、精準灌溉系統）的普及顯著提升了水資源利用效率。以精準灌溉系統為例，其通過土壤濕度傳感器、氣象監測設備實時采集數據，結合作物需水模型動態調整灌溉量，可實現提高水資源利用率、優化作物生長、增強綜合效益的目標。同時，灌溉技術的不斷創新和優化，有助于提高作物對水分的吸收能力與水資源的管理效益，特別是在缺水地區，能夠幫助農民解決水源短缺的問題，進一步保障糧食生產的可持續性。

1.肥料管理。合理追施肥料是提高小麥和玉米產量的關鍵。通過精準施肥、有機與無機肥配合等科學方法，既能提升土壤肥力，又能顯著改善作物生長狀況、產量和品質。氮肥是促進小麥增產的核心要素，在分藥期和拔節期合理追施氮肥，可有效增加有效穗數和穗粒數。玉米在整個生長周期中，除了對氮肥需求較高，合理追施磷肥和鉀肥同樣不可或缺。追施磷肥有助于玉米根系發育，追施鉀肥能增強其抗倒伏能力，提高籽粒飽滿度。借助先進的土壤檢測技術，測定土壤pH、有機質含量及速效氮磷鉀等指標，并結合作物需肥規律制定精準肥料配方，可滿足玉米不同生長階段的養分需求，實現提質增產。同時，依據土壤養分狀況動態調整施肥量，既能避免養分過剩或不足，提高肥料利用率，又能減少肥料流失造成的環境污染，推動綠色農業可持續發展。

2.病蟲害防控。病蟲害防控是農業生產中的關鍵環節。生物防治、化學防治和物理防治技術的綜合應用，能夠有效控制病蟲害的發生。利用傳感器和遙感技術，能夠實時監測田間環境，及時發現病蟲害并采取相應措施，如圖1所示。此類技術的應用，有助于減少化學農藥的使用，降低對環境和人類健康的影響，同時提高小麥和玉米的產量。

（二）產量分析

1.灌溉技術的影響。相關研究顯示，合理運用灌溉技術可顯著提升小麥、玉米的產量，增幅為 20%～ 50% 。滴灌與噴灌系統既能精準為農作物供水、高效節水，又能降低土壤侵蝕風險。在干旱地區，利用灌溉技術尤為關鍵，它不僅能保障農作物持續生長發育、提高產量，還能改善農業生產條件。此外，灌溉技術創新可有效緩解氣候變化帶來的不確定性，增強農業生產可持續性。在不同環境條件下，精準灌溉技術能適配作物差異化需求，提升水分利用效率，推動農業生產模式向智能化、資源節約型轉型。

2.肥料管理的效果。研究表明，科學施肥可使小麥和玉米產量提升 15%～30% 。以小麥為例，合理施肥能有效控制氮肥用量，避免因過量施肥引發土攘酸化等問題，在提升產量的同時保護土壤健康。通過定期監測土壤肥力與作物生長需求，動態調整施肥方案，可實現養分精準配比，為作物生長創造良好的環境。此外，高效的肥料管理還能提升土壤的可持續性，減少面源污染，為農業長遠發展奠定基礎。

3.病蟲害防控的成效。借助智能監測與生物防治技術，顯著提升了病蟲害防控精準度，在減少農藥使用的同時降低環境污染。通過無人機巡檢、傳感器實時監測等技術手段，可動態掌握田間病蟲害發生趨勢，及時啟動防治方案。研究表明，融合智能監測與生物防治技術，病蟲害發生率可降低 30% ，不僅能保障小麥和玉米產量穩定增長，還能有效減少化學農藥對生態環境和人體健康的潛在威脅，推動農業綠色防控體系建設。

（三）技術革新與發展

近年，隨著無人機技術與人工智能監測體系等新興科技成果的蓬勃發展與普及，農業生產格局正經歷著前所未有的革新。無人機憑借其靈活機動的特性，不僅能對農作物生長態勢展開動態化、全天候監測，還能依據作物實際需求，開展施肥與農藥噴施作業，讓田間管理工作變得更加高效、精準。同時，人工智能監控系統依托強大的數據處理與分析能力，能夠深度挖掘作物生長規律，科學預判生長趨勢，敏銳識別病蟲害侵襲、氣候異常等潛在威脅，為農戶提供針對性的決策依據。這些先進技術的應用，不僅能提升小麥、玉米的產量，還能實現農業生產資源的優化配置，有力推動傳統農業向智能化、現代化方向轉型。

三、農業技術對小麥與玉米品質的影響

（一）品質標準

1.評估小麥品質。評估小麥品質，重點在于考察其加工特性及成品性能。蛋白質含量、面筋特性、麥粒質地、外觀色澤和磨粉精度是關鍵評價指標：蛋白質含量直接影響小麥的營養價值與加工性能；面筋質量決定面團的韌性、延展性，進而影響烘焙或蒸煮食品的口感；麥粒硬度直接影響加工能耗及面粉顆粒的均勻度；小麥色澤在一定程度上反映其新鮮度和品質穩定性；磨粉精細程度則影響面粉的適用性和食品的品質。優質小麥通常具備適宜的蛋白質含量和出色的面筋特性，這些特性在面粉加工及面包、蛋糕等食品制作中至關重要，直接關系產品質量與口感。

2.評定玉米品質。玉米品質的評定，重點在于玉米粒的營養構成及其實際應用價值。關鍵評估指標包括淀粉含量、蛋白質含量、脂肪占比，以及玉米粒的大小和外觀形狀。由于用途不同，玉米的品質標準也會相應調整。當作為鮮食玉米供人類直接食用時，消費者更青睞甜度較高、口感獨特的品種，追求入口時的清甜與細膩。用于飼料生產的玉米，則側重營養結構的科學配比與全面性，需富含蛋白質、碳水化合物、維生素等營養物質，為牲畜提供均衡的營養，保障其健康生長與發育。

（二）品質改進

1.技術在小麥品質提升中的作用。利用灌溉技術調控水分，為小麥全生育期提供充足的水分供應，助力小麥籽粒充分發育，提升蛋白質含量。在小麥灌漿期，合理灌溉有助于促進籽粒飽滿，為后續面粉加工奠定堅實基礎，增強面粉加工性能。同時，采取科學施肥策略同樣不容小，尤其是合理施氮肥，對優化小麥蛋白質合成具有重要意義，顯著增強面筋的韌性與彈性，讓小麥在烘焙、蒸煮等食品加工領域表現更為出色。通過測土配方施肥，依據土壤養分狀況與小麥不同生長階段需求精準施肥，可有效提升小麥營養成分，進一步優化口感與加工特性。此外，病蟲害防控對小麥品質產生重要影響。采取智能監測系統和生物防治手段，能有效防止病蟲害對作物的侵襲，保障作物的健康生長，進而提升小麥的品質。

2.技術在玉米品質提升中的作用。精準施肥技術能在作物生長過程中為玉米提供所需的養分，特別是增加其油脂和蛋白質的含量，顯著提高玉米的營養價值。采取土壤改良和水分管理措施能夠促進玉米籽粒的健康發育，提升其營養成分和市場價值。在玉米生長過程中，精確的施肥計劃可以有效提高籽粒的淀粉含量和蛋白質水平，助力玉米品質達到更高標準。此外，精準監測和及時的生物防治措施，減少了作物病蟲害的侵害，避免了產量和籽粒品質下降。

四、案例研究

（一）背景和技術應用

山東省是重要的玉米生產基地之一。為提高小麥與玉米的產量與品質，山東省引入多項先進技術。特別是在精準灌溉、精準施肥、病蟲害防控及作物生長監測等方面取得了顯著成效。山東省通過推廣滴灌、噴灌和智能灌溉技術，改善了水資源的管理和利用效率。此外，通過土壤濕度探測技術和衛星遙感技術，農業生產者能夠實時監控土壤濕度和作物生長狀況，從而實現精準施肥與灌溉管理，為作物生長提供最優條件。

（二）技術應用前后產量與品質的變化對比

以小麥為例，山東省某農場在未引入相關技術前，小麥的產量和品質表現一般。引入一系列創新技術后，情況顯著改善：小麥產量大幅增長，品質也顯著提升。

由表1可知，改良后的灌溉與施肥管控模式顯著提升了水分利用效率，采取全方位的病蟲害防治措施有效降低了作物受損率，雙重作用促使產量提升。同時，更優化的生長環境促進了小麥蛋白質和面筋含量的增加，這對提升面粉加工質量具有重要意義。

這一實際案例充分表明，借助前沿農業技術，不僅能顯著提高農作物產量，還能提高農產品品質。這些創新技術的應用，在推動農業可持續發展、精準滿足市場多樣化需求、切實增加農民經濟收入等方面發揮著關鍵作用。同時，該案例也生動展現了現代農業技術在挖掘資源利用效能、革新生產管理模式上的強大潛力與廣闊前景。

五、面臨的挑戰與未來發展方向

（一）面臨的挑戰

當下，現代農業發展面臨諸多難題：從生態層面看，全球氣候變化加劇，極端天氣頻發，水資源短缺問題日益凸顯，嚴重制約農作物生長；從經濟層面看，農業生產成本高與農產品市場價格波動疊加，導致農民收入不穩定；從社會層面看，農村勞動力外流與老齡化趨勢亟待破解。同時，民眾生活水平提升使食品安全與生態環境保護訴求持續增強，對農業生產提出更高的要求。

（二）未來發展方向

展望未來，農業發展的核心在于提升資源利用率，積極應對環境變化。借助衛星遙感、人工智能等技術，能夠實現資源的合理配置，減少浪費。在生物技術領域，尤其是基因編輯技術，有望培育出更多抗逆性強的農作物品種。此外，可持續農業理念的推廣至關重要，注重生態平衡和長期資源管理，涵蓋有機農業、土壤健康維護及生物多樣性保護等方面。為有效應對經濟與社會層面的挑戰，需大力推進合作社建設，加強農業教育普及，助力小農戶增強市場競爭力，使其更好地滿足現代農業發展需求。

作者簡介：安朝輝（1972一），男，山東莘縣人，本科，助理農藝師，主要從事農學研究工作。