崔愛民, 張久剛, 張虎*, 單皓, 陳偉
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所,山西 臨汾 041000;2.山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西 臨汾 041004)
玉米位居我國三大糧食作物之首,是人類和畜禽的重要食物來源,也是重要的工業(yè)和醫(yī)藥原料,玉米產(chǎn)業(yè)與我國養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)關(guān)聯(lián)度高,與人民生活息息相關(guān)。“十三五”前的較長時間內(nèi),玉米價格高、管理粗放、經(jīng)濟(jì)效益好,其播種面積和總產(chǎn)量連續(xù)多年增長,為這一時期的糧食十余年連增做出了較大貢獻(xiàn)[1-2]。2002年,我國玉米的播種面積為2 463.4萬hm2,小麥播種面積為2 390.8萬hm2,玉米播種面積超過小麥播種面積;2007年,玉米播種面積為3 002.4萬hm2,水稻播種面積為2 897.3萬hm2,其播種面積超過水稻;尤其是2015年,玉米種植面積4 496.8萬hm2,達(dá)到最高值,占全國糧食播種總面積的37.8%[1]。與其播種面積相比,玉米總產(chǎn)量更早時間就超越了小麥和水稻。1995年,玉米總產(chǎn)量11 198.6萬t,小麥總產(chǎn)量為10 220.7萬t,玉米總產(chǎn)量超過小麥總產(chǎn)量;2011年,玉米總產(chǎn)量21 131.6萬t,水稻總產(chǎn)量20 288.3萬t,玉米總產(chǎn)量超過水稻;高峰年2015年玉米總產(chǎn)量為26 499.2萬t,占糧食總產(chǎn)的40.1%[1]。目前,我國玉米產(chǎn)量和消費(fèi)均居世界第二位,以2016年為例,玉米生產(chǎn)量和消費(fèi)量分別占世界總量的20.6%和22.6%[3]。
玉米產(chǎn)業(yè)多年的快速增長和社會發(fā)展,產(chǎn)生了一系列新的問題。首先,國內(nèi)玉米價格持續(xù)高于國際市場,導(dǎo)致玉米及其替代品大量進(jìn)口,加上國內(nèi)玉米生產(chǎn)旺盛,玉米供給快速超過需求,供需失衡,玉米生產(chǎn)出現(xiàn)了高生產(chǎn)、高庫存、農(nóng)民賣糧難的問題[2]。2005年,玉米及其替代品進(jìn)口量為219.3萬t;2015高峰年達(dá)到3 303.7萬t,占到同年國內(nèi)玉米生產(chǎn)量的12.5%[4-5]。其次,玉米品種創(chuàng)新乏力,生產(chǎn)風(fēng)險加大。自21世紀(jì)初,鄭單958、先玉335等緊湊型品種和配套栽培技術(shù)開始推廣應(yīng)用,全國玉米平均單產(chǎn)達(dá)到5 120.1 kg·hm-2,至2013年升至6 016.0 kg·hm-2,年均增長99.5 kg·hm-2,增長較快。之后增長乏力,多年在5 800~6 100 kg·hm-2徘徊,單產(chǎn)水平難以形成顯著突破,玉米育種長期處于爬坡狀態(tài)[1]。這一時期,種植品種多樣性降低,同質(zhì)化嚴(yán)重,病蟲害危害加劇,抵御高溫、干旱等自然災(zāi)害的能力下降,生產(chǎn)風(fēng)險加大[6]。再次,隨著城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)發(fā)展,農(nóng)村青壯勞力大量進(jìn)城,農(nóng)業(yè)勞動力結(jié)構(gòu)發(fā)生根本變化。加之國家糧儲政策改革后玉米價格大幅回落,種植效益下降,玉米生產(chǎn)重視度下降,部分地區(qū)甚至出現(xiàn)土地撂荒現(xiàn)象,玉米生產(chǎn)經(jīng)營主體和生產(chǎn)方式變革已迫在眉睫[7]。玉米生產(chǎn)還存在不同程度的粒腐霉變、真菌毒素侵染現(xiàn)象和地力持續(xù)減退、可持續(xù)生產(chǎn)能力下降等突出問題[8-11]。
玉米產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到了一個從環(huán)節(jié)到總體都需變革的階段,如何破解這些難題,實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、生態(tài)化和智慧化,最終實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)現(xiàn)代化,關(guān)乎“三農(nóng)”事業(yè)的發(fā)展。針對玉米種植結(jié)構(gòu)不合理、勞動力結(jié)構(gòu)劣化、單產(chǎn)提高不快、品種同質(zhì)化嚴(yán)重、種植效益低、質(zhì)量安全堪憂、生產(chǎn)潛力下降等突出問題,本文進(jìn)行了深入剖析,并提出玉米產(chǎn)業(yè)間和產(chǎn)業(yè)內(nèi)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化、穩(wěn)定玉米生產(chǎn),加快土地集中耕種、加快玉米品種原始創(chuàng)新、提高種植效益,多措并舉、提高玉米安全質(zhì)量和種養(yǎng)并重、培肥地力等有針對性的解決措施,以期對玉米生產(chǎn)變革提供有益參考[2]。
自改革開放以來,我國玉米生產(chǎn)增長較快,大體可分為穩(wěn)步增長(1978—1989)、快速增長(1990—1998年)、調(diào)整下降(1999—2003年)、恢復(fù)增長(2004—2015)和優(yōu)化調(diào)整(2016至今)5個階段(圖1、圖2)[12]。這5個階段的劃分主要是依據(jù)全國玉米平均產(chǎn)量的變化,并綜合考慮了播種總面積和總產(chǎn)量的變化。從圖1可以看出,20世紀(jì)70年代末,全國玉米單產(chǎn)不足3 000 kg·hm-2,至80年代末已增長至4 500 kg·hm-2,至90年代中期達(dá)到近5 000 kg·hm-2,之后下降調(diào)整,21世紀(jì)初又快速增長至近6 000 kg·hm-2,現(xiàn)階段增長緩慢有待突破[1]。由圖2可以看出,自20世紀(jì)70年代末玉米播種面積和總產(chǎn)量均緩步增長,80年代前半期調(diào)整下行后恢復(fù)增長,21世紀(jì)初開始快速增長,至2015年達(dá)到高峰,之后緩慢下降??偖a(chǎn)量的變化趨勢與播種面積的變化趨勢基本相同。2017年,全國玉米播種面積和總產(chǎn)量分別為4 239.9萬hm2和25 907.1萬t[1]。
圖1 1978—2017年我國玉米平均產(chǎn)量發(fā)展變化[1]Fig.1 Development and change of average maize yield in China from1978 to 2017[1]
圖2 1978—2017年我國玉米播種面積和總產(chǎn)量發(fā)展變化[1]Fig.2 Development and change of planting area and total yield of maize in China from 1978 to 2017[1]
我國31個省區(qū)均有玉米種植,以黑龍江、吉林、山東、河南、內(nèi)蒙古、河北和遼寧7個省區(qū)居多,約占全國玉米種植面積的66.0%,形成了從東北向西南走向的東北、華北和西南3大玉米生產(chǎn)帶[1,13]。按生態(tài)區(qū)劃分,我國玉米種植區(qū)分為北方春播玉米區(qū)、黃淮海夏播玉米區(qū)、西南山地玉米區(qū)、南方丘陵玉米區(qū)和西北灌溉玉米區(qū)5大區(qū)[13]。其中,以北方春播玉米區(qū)和黃淮海夏播玉米區(qū)所占面積和產(chǎn)量最大,兩區(qū)面積超過全國總面積的70%,產(chǎn)量達(dá)到全國總產(chǎn)量的80%[4,14]。
當(dāng)前,我國春播玉米單產(chǎn)紀(jì)錄為22 756.7 kg·hm-2,夏播玉米單產(chǎn)紀(jì)錄為21 042.9 kg·hm-2,分別由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院2017年和登海種業(yè)集團(tuán)2005年創(chuàng)造[15-16]。高產(chǎn)創(chuàng)建的主要栽培措施是密植和水肥一體化管理,其種植密度分別為130 500株·hm-2和102 000株·hm-2以上[15-16]。不過相比美國,我國的高產(chǎn)創(chuàng)建水平還比較低。例如,2017年全美玉米平均產(chǎn)量為11 080 kg·hm-2,春玉米高產(chǎn)紀(jì)錄是34 035 kg·hm-2,分別比當(dāng)年我國玉米平均產(chǎn)量和高產(chǎn)紀(jì)錄高65.0%和49.6%[1,17]。這進(jìn)一步表明,我國玉米生產(chǎn)和高產(chǎn)創(chuàng)建仍有很大的增長空間。
我國玉米消費(fèi)總量僅次于美國,居世界第2位。2002年,我國玉米消費(fèi)量達(dá)到約12 590萬t,占世界消費(fèi)總量的20.06%,2016年達(dá)到約23 200萬t,占世界消費(fèi)總量的22.53%,玉米消費(fèi)增長較快[3]。玉米是多元經(jīng)濟(jì)作物,主要用于飼料加工和化工原料,少部分用于食用和種用[18]。2015年,我國普通玉米用于飼料加工的占比60.41%,用于工業(yè)消費(fèi)的占比31.26%,用于種用和食用的占比7.39%,損耗占比0.94%[19]。2017年,國內(nèi)玉米消費(fèi)量約為23 300萬t,人均消費(fèi)約167.63 kg;2018年,國內(nèi)玉米消費(fèi)量約25 100萬t,人均消費(fèi)約179.93 kg[1,20]。人口增加和生活水平提高、人均消費(fèi)增加是玉米需求增加的直接因素。據(jù)《國家人口發(fā)展規(guī)劃(2016—2030年)》測算,至2030年前后,我國人口將達(dá)到高峰14.5億左右,以當(dāng)前人均消費(fèi)180 kg計(jì)算,玉米需求將達(dá)到約26 100萬t,這與《中國農(nóng)業(yè)展望報(bào)告(2018—2027)》預(yù)測2027年玉米需求約25 900萬t大體接近[21]。這表明,在未來一段時間內(nèi),我國玉米消費(fèi)仍有一定的增長需求。
2001—2009年間,我國一直是玉米凈出口國,最高年份2003年的出口量達(dá)到1 639萬t。自2010年起,我國玉米進(jìn)口量超過出口量,2012年最高達(dá)到520.8萬t,近3年年進(jìn)口量在300萬t左右(圖3)[4-5]。美國和烏克蘭是中國主要的玉米進(jìn)口來源地,2015年前美國進(jìn)口占比較大,之后烏克蘭進(jìn)口占比居多,至2017年11月,烏克蘭進(jìn)口量升至62.8%,美國進(jìn)口進(jìn)一步下降[22]。為保護(hù)國內(nèi)玉米生產(chǎn),我國一直對玉米進(jìn)口實(shí)施配額制度,嚴(yán)格限制玉米進(jìn)口總量,因此,玉米進(jìn)口量多年差異不大。但飼料玉米替代品高粱、大麥和玉米酒糟等進(jìn)口增長迅速(圖4),2005年進(jìn)口量為218.9萬t,2015年高達(dá)2 830.7萬t,增長約12倍,是當(dāng)年玉米進(jìn)口量473萬t的近5倍,對國內(nèi)玉米生產(chǎn)、消費(fèi)、價格和庫存形成重要的影響[23-24]。
圖3 2004—2017年我國玉米進(jìn)出口對比[4-5]Fig.3 Compare analysis between import and export of maize in China from 2004 to 2017[4-5]
圖4 2005—2017年我國玉米及替代品進(jìn)口量[23-24]Fig.4 Import of maize and maize substitutes in China from 2005 to 2017[23-24]
農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革以來,我國玉米及替代品的進(jìn)口地更加多元化,玉米凈進(jìn)口依存度仍保持低位,進(jìn)口貿(mào)易處于安全范圍[19]。隨著玉米種植面積的調(diào)減到位,國內(nèi)玉米生產(chǎn)總量將下行企穩(wěn),并伴隨生產(chǎn)變革紅利的釋放、優(yōu)勢區(qū)生產(chǎn)水平的提高而緩步提升。因此,未來一段時間,我國玉米供需關(guān)系將會從供大于需逐漸調(diào)整至供需平衡,消費(fèi)安全壓力較小。這也為我國玉米產(chǎn)業(yè)安全、優(yōu)質(zhì)、可持續(xù)及多元化發(fā)展深度變革贏得時機(jī)。
玉米管理粗放、經(jīng)濟(jì)效益好,農(nóng)民種植極性高,從20世紀(jì)末以來,種植面積一直在擴(kuò)大。2008年,國家實(shí)行玉米臨時收儲政策后,國內(nèi)玉米價格與國際脫軌持續(xù)上漲,推動種植面積進(jìn)一步擴(kuò)大,由1995年的2 277.6萬hm2擴(kuò)大至2017年的4 239.9萬hm2,增加了1 962.3萬hm2,增幅86.2%,2015高峰年為4 496.8萬hm2[1]。增加的玉米播種面積一部分來源于糧食總面積的增加,1995年我國糧食播種面積為11 006.0萬hm2,2017年為11 798.9萬hm2,增加了792.9萬hm2[1]。另一部分源于對其他糧食作物種植面積的擠占,1995—2017年間除水稻面積基本持平外,小麥種植面積下降435.2萬hm2,大豆面積下降118.1萬hm2,薯類面積下降234.6萬hm2(圖5)[1]。
圖5 1995—2017年糧食作物播種面積變化[1]Fig.5 Change in crop planting area in China from 1995 to 2017[1]
圖6 1995—2017年糧食作物產(chǎn)量變化[1]Fig.6 Change in crop yield in China from 1995 to 2017[1]
圖7 近年來大豆生產(chǎn)與消費(fèi)情況[1]Fig.7 Production and consumption of soybean in China in recent year [1]
在幾種主要糧食作物中,水稻和小麥產(chǎn)出大于需求,加之進(jìn)口,形成一定的庫存,消費(fèi)安全壓力較小(圖6)。糧油作物大豆雖總產(chǎn)有小幅增長,但需求增加顯著,生產(chǎn)自給率不到20%,嚴(yán)重依賴進(jìn)口,形成較大的消費(fèi)安全壓力(圖6、圖7)[1]。薯類作物在“馬鈴薯主糧化”政策主導(dǎo)下,其種植面積也有進(jìn)一步增加的需求[25]。因此,無論從播種面積還是從產(chǎn)出來講,玉米相對占比過大,大豆嚴(yán)重不足。
我國農(nóng)村家庭普遍擁有的耕地較少,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收入在家庭收入中所占比重低,大量的青壯勞力從事其他產(chǎn)業(yè),農(nóng)村勞動力結(jié)構(gòu)發(fā)生根本變化。主要勞力由以青壯年為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐岳夏耆撕蛬D女為主[7]。玉米從播種、田間收獲到脫粒實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,單粒播種、化學(xué)除草等配套技術(shù)應(yīng)用,大大減少了勞動用工,減輕了勞動強(qiáng)度,也為這種轉(zhuǎn)變提供了條件。勞動力結(jié)構(gòu)的劣化和種植效益的降低,造成了玉米生產(chǎn)的重視度下降,投入意向降低,重種輕管,生產(chǎn)效率降低,個別地區(qū)甚至出現(xiàn)土地撂荒現(xiàn)象。
生產(chǎn)成本高是玉米種植效益低的另一因素。1998—2016年,我國玉米成本由5 348.13元·hm-2升至15 983.05元·hm-2,增長198.9%,并于2010年超過美國,種植效益和競爭力明顯下降[26]。生產(chǎn)成本中直接費(fèi)用如種子、化肥、農(nóng)藥、機(jī)耕等占比35.5%,間接成本如土地費(fèi)、雇工費(fèi)等增長較大,占比64.5%[26]。其主要原因是田地分散,規(guī)劃與管理不統(tǒng)一,作業(yè)效率低,農(nóng)資采購成本高。山西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳2015—2016年對玉米生產(chǎn)成本與收益情況進(jìn)行了調(diào)查,農(nóng)民土地和投工不計(jì)入成本,平均收益約7 300元·hm-2;土地不計(jì)成本,投工計(jì)入成本(因勞力缺乏,需要雇工),平均收益約1 600元·hm-2;土地和投工均計(jì)入成本(土地成本水地為7 500~12 000元·hm-2、旱地為4 500~7 500元·hm-2,平均以6 000元·hm-2計(jì)),效益為虧損4 000元·hm-2[27-28]。
2013年全國玉米平均產(chǎn)量達(dá)到6 016 kg·hm-2,玉米生產(chǎn)水平有一個大的進(jìn)步,但之后全國玉米平均產(chǎn)量多年在5 800~6 100 kg·hm-2間徘徊[1]。2004—2013年全國玉米平均產(chǎn)量年均增長99.5 kg·hm-2,2013—2017年全國玉米平均產(chǎn)量年均增長23.6 kg·hm-2,且2014—2016年間全國玉米平均產(chǎn)量低于6 000 kg·hm-2,表明近年來我國玉米單產(chǎn)水平?jīng)]有增長,玉米育種長期處于爬坡階段[1]。當(dāng)前這一產(chǎn)量水平與美國等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家比較,有較大的差距,以2017年為例,我國玉米平均單產(chǎn)6 110.3 kg·hm-2,美國同期單產(chǎn)卻為10 080 kg·hm-2,相差65.0%[1,17]。
生產(chǎn)中鄭單958、先玉335等類似品種的大量存在,表明玉米品種的同質(zhì)化率很高,種質(zhì)基礎(chǔ)狹窄,遺傳多樣性降低,病蟲害危害加劇、大面積爆發(fā)的風(fēng)險增加[6]。近年來,高溫、干旱在多地時有發(fā)生,造成玉米結(jié)實(shí)率下降;玉米矮花葉病毒病在黃淮海夏播區(qū)呈年際間高發(fā)態(tài)勢;玉米蚜蟲、玉米螟等在部分地區(qū)危害造成空桿和早衰[29-30]。
表1 2015—2016年山西省玉米生產(chǎn)成本與收益調(diào)查結(jié)果Table 1 Investigation results of maize production cost and benefit in Shanxi province in 2015 and 2016
全球每年大約有 25% 的糧食產(chǎn)品、我國大約80%的玉米產(chǎn)品受到不同程度的真菌侵染,部分霉菌在特定的條件會造成穗腐并產(chǎn)生毒素[8-9]。這些真菌毒素主要有黃曲霉毒素、伏馬毒素、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、赤霉烯酮等,具有強(qiáng)烈的致病、致畸、致癌作用,對家禽和家畜有較大的危害,部分真菌毒素還能通過食物鏈污染肉類和牛奶等食品,對人類健康構(gòu)成威脅。2016年,從國內(nèi)多個地區(qū)所采集的豬全價配合飼料樣品中,黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮(ZEN)和嘔吐毒素(DON)的陽性率分別高達(dá)100.0%、99.5%和100.0%,其中,96.4%的樣品同時檢出3種毒素,均超過GB13078—2017飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[10]。玉米發(fā)生穗腐、粒腐,受霉菌侵染后籽粒顏色、味道和營養(yǎng)成分劣化,商品性降低,食用價值和飼用價值降低[8]。
化肥替代農(nóng)家肥、有機(jī)肥,旋耕替代翻耕、深松,輪作與休耕缺失,是長期以來大部分玉米田重生產(chǎn)、輕保育,高投入、高產(chǎn)出的生產(chǎn)現(xiàn)狀。長期不施農(nóng)家肥和有機(jī)肥,導(dǎo)致全國超過87.8%的耕地土壤有機(jī)質(zhì)出現(xiàn)了不同程度的下降,超過10.6%的耕地土壤有機(jī)質(zhì)低于6 g·kg-1,土壤養(yǎng)分失衡,地力下降[11]。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《關(guān)于全國耕地質(zhì)量等級情況的公報(bào)》顯示,2012年底,中低等耕地約占總耕地的72.7%,27.9%耕地基礎(chǔ)地力相對較差[31]。土壤可持續(xù)生產(chǎn)力下降還表現(xiàn)為土壤耕層變淺,玉米主產(chǎn)區(qū)的東北地區(qū)黑土層已由開墾初期的80~100 cm退化到20~30 cm,華北平原耕層也在變淺;土壤結(jié)構(gòu)變差,理化性狀下降,蓄水保肥能力下降,土壤板結(jié)加重;土壤自身凈化能力減退,有害生物和有害物質(zhì)迅速累積,有效微生物菌群和有益微量元素失調(diào),土傳病害加劇,化肥和農(nóng)藥利用率降低[11]。
在當(dāng)前國際糧食供求關(guān)系相對寬松和國內(nèi)庫存充足的前提下,壓縮并維持合理玉米生產(chǎn)面積,擴(kuò)大大豆和馬鈴薯生產(chǎn),是當(dāng)前農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革、優(yōu)化糧食生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的重要內(nèi)容。有研究顯示,玉米生產(chǎn)自給率大體在85%~95%之間[2,17]。以自給率90%、單產(chǎn)水平6 000 kg·hm-2、玉米消費(fèi)量25 100萬t(2018—2019年實(shí)際消費(fèi)量)計(jì)算,玉米生產(chǎn)面積為4 183.3萬hm2左右,較2018年實(shí)際播種面積少30萬hm2,表明玉米生產(chǎn)調(diào)整還有一定的空間[32]。玉米調(diào)減區(qū)主要為非玉米生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū),包括東北冷涼區(qū)、北方農(nóng)牧交錯區(qū)、西北風(fēng)沙干旱區(qū)春玉米和黃淮海低產(chǎn)夏玉米區(qū)等區(qū)域[33-34]。調(diào)減方式有糧改飼、玉米大豆輪作、玉米薯類輪作、休耕等方式。根據(jù)規(guī)劃農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革后大豆種植面積增加266.7萬hm2,馬鈴薯種植面積增加130萬hm2[33-34]。調(diào)減非優(yōu)勢區(qū)的同時,應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)基礎(chǔ)好、機(jī)械化程度高、產(chǎn)量高而穩(wěn)定的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)玉米生產(chǎn),通過種植高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、適宜機(jī)械化收獲的高效品種,使用配套栽培技術(shù)和機(jī)械,降低生產(chǎn)成本,穩(wěn)定和持續(xù)提高玉米生產(chǎn)產(chǎn)能。
在玉米產(chǎn)業(yè)內(nèi)部,結(jié)合種、養(yǎng)融合程度,根據(jù)消費(fèi)加工能力,因地制宜地發(fā)展飼料玉米、青貯玉米、鮮食玉米,在訂單機(jī)制的基礎(chǔ)上適度發(fā)展高淀粉玉米、高油玉米、高賴氨酸等專屬玉米,使玉米種植結(jié)構(gòu)更加多元化。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃,至2020年,青貯玉米面積達(dá)到160萬hm2,鮮食玉米達(dá)到100萬hm2[33-34]。
土地分散耕種不利于實(shí)現(xiàn)規(guī)?;蜋C(jī)械化,生產(chǎn)成本較高。在不改變土地所有權(quán)的前提下,以種糧大戶、家庭農(nóng)場、農(nóng)民合作社、農(nóng)業(yè)企業(yè)等新型農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體為依托,以土地流轉(zhuǎn)、入股、參社、托管等方式,實(shí)現(xiàn)集中耕種和管理,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程向農(nóng)資、農(nóng)機(jī)、植保、收貯、管理等職業(yè)細(xì)化,達(dá)到玉米生產(chǎn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化和規(guī)?;痆14,35]。2017年,山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所依托企業(yè),通過“土地托管聯(lián)盟”和“增益型、套餐式”模式開創(chuàng)了山西省土地集中耕種模式的探索[35]。
與土地集中耕種相適應(yīng),玉米生產(chǎn)的經(jīng)營主體和經(jīng)營方式也要一同變革。新的生產(chǎn)經(jīng)營者將是專職農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者,技術(shù)和資本實(shí)力更強(qiáng),對玉米生產(chǎn)更為重視,對新品種、新技術(shù)的需求度更高。與之相適應(yīng)的新的經(jīng)營方式要求統(tǒng)一規(guī)劃經(jīng)營管理,降低農(nóng)資采購成本,攤薄用工用機(jī)成本,充分發(fā)揮專職管理者的專長,節(jié)約生產(chǎn)成本,提質(zhì)增產(chǎn)增收,進(jìn)行高效生產(chǎn)。
生產(chǎn)中鄭單958、先玉335等類似品種的大量涌現(xiàn),表明在玉米品種選育上原始創(chuàng)新不足,模仿育種嚴(yán)重[6]。適度提高品種審定的基因差異性門檻,加大新種質(zhì)和新品種的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度,建立創(chuàng)新種質(zhì)有償使用機(jī)制,為品種原始創(chuàng)新創(chuàng)造良好的制度環(huán)境。要加快品種的原始創(chuàng)新,必須加大種質(zhì)資源的多源擴(kuò)增力度,從國內(nèi)外不同生態(tài)區(qū)挖掘和引進(jìn)種質(zhì)資源,并開展種質(zhì)資源的基礎(chǔ)性研究,為種質(zhì)應(yīng)用研究提供前育種信息。近年來,外源種質(zhì)的引進(jìn)利用更多是對跨國種企在我國參審品種種質(zhì)的利用,往往局限在較小的范圍內(nèi),資源多樣性不高,應(yīng)持續(xù)從CIMMYT等國外機(jī)構(gòu)引進(jìn)外源種質(zhì),在系統(tǒng)性前育種研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行種質(zhì)發(fā)放,拓寬外源種質(zhì)的利用范圍。當(dāng)前,國內(nèi)種質(zhì)的研究利用主要集中在近年來生產(chǎn)上應(yīng)用面積大的親本上,遺傳豐富的地方種質(zhì)研究利用較少,而我國擁有地方玉米種質(zhì)有11 743份,占整個種質(zhì)資源的74%,先后育成了E28、旅9、黃早四、昌7-2、lx9801等多個生產(chǎn)骨干自交系,彌足珍貴,未來應(yīng)以早熟、耐密、脫水快、莖稈堅(jiān)韌等新的生產(chǎn)要求篩選利用[6]。
專用、適粒收和抗旱、耐瘠、水肥高效利用、抗病是玉米生產(chǎn)資源節(jié)約、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的要求,也是玉米育種創(chuàng)新的方向。玉米的主要用途是飼料加工和工業(yè)消費(fèi),約占總消費(fèi)量的90%[19]。飼料玉米創(chuàng)新應(yīng)更注重營養(yǎng)價值的提高,高賴氨酸、高蛋白等玉米專屬性的提高;工業(yè)消費(fèi)主要用于生產(chǎn)淀粉和燃料乙醇,應(yīng)注重淀粉含量專屬性的提高。機(jī)械粒收是玉米生產(chǎn)全程機(jī)械化的關(guān)鍵一環(huán),一次作業(yè)完成了收獲、脫粒、秸稈還田3道工序,節(jié)約了生產(chǎn)投入,提高了生產(chǎn)效率,是玉米育種創(chuàng)新的重要方向[12]。節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥,水、肥、藥等資源高效利用是玉米高效生產(chǎn)和生產(chǎn)生態(tài)化的另一創(chuàng)新方向??傊衩灼贩N創(chuàng)新應(yīng)兼顧多元、專用、優(yōu)質(zhì)、高效等多個層面,實(shí)現(xiàn)多優(yōu)良性的狀協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
玉米籽粒安全品質(zhì)低的原因主要是發(fā)生籽粒霉?fàn)€,產(chǎn)生毒害物質(zhì)。田間感染穗腐病和收獲后果穗、籽粒霉變是穗腐和粒腐發(fā)生的兩個階段。玉米在田間發(fā)生穗腐,主要與種植品種的穗腐病和粒腐病抗性低相關(guān),田間管理差或遭受其他病蟲害,也會降低植株抗性,導(dǎo)致穗腐病加重。種植抗病性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)的玉米品種,加強(qiáng)田間管理,提高植株抗性,是防治田間穗腐病的主要措施。
收獲時籽粒含水率高、破碎高,晾曬期低溫寡照陰雨,脫水速度慢,會加重籽粒霉變[36]。當(dāng)前,晾曬場地不足和烘干設(shè)備缺失是廣大農(nóng)村的普遍現(xiàn)狀。2016年,我國玉米的機(jī)械化收獲率達(dá)到66.7%,而糧食烘干機(jī)械化水平卻不足10%,二者產(chǎn)能嚴(yán)重不匹配[37]。烘干不足還在一定程度上制約著機(jī)械化粒收大面積應(yīng)用。未來,應(yīng)在玉米生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū),根據(jù)實(shí)際需要,分區(qū)域分步驟進(jìn)行烘干設(shè)備配套和晾曬場地建設(shè),保障玉米豐產(chǎn)豐收與安全優(yōu)質(zhì)。總之,應(yīng)多措并舉,加強(qiáng)玉米種植、收獲、加工和存貯全過程建設(shè),實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)品的質(zhì)量安全。
要“藏糧于地”持續(xù)提高玉米生產(chǎn)潛力,必需多措并舉,綜合運(yùn)用產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、耕作制度變革和耕作方式優(yōu)化等方法,培肥地力,逐步提高土地的生產(chǎn)潛力。通過種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)融合發(fā)展,使籽粒、秸稈經(jīng)過禽畜過腹,又回到田間,實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)發(fā)展[36,38]。通過玉米與小麥、大豆、谷子、薯類等作物倒茬輪作或休耕制度,用養(yǎng)結(jié)合,平衡土壤養(yǎng)分,減輕土傳病蟲草害,克服“連作障礙”,持續(xù)提高地力[38]。通過秸稈還田、減施化肥、增施有機(jī)肥和綠肥種植,提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量[36];推廣旋耕與翻耕、深松相結(jié)合的耕作方式,持續(xù)熟化土壤[38]。推廣秸稈覆蓋、少耕、免耕、秋整地等保護(hù)性耕作技術(shù),降低水分消耗,提高水分利用率;推廣以控制氮磷流失為主的節(jié)肥增效、植物營養(yǎng)診斷、測土配方施肥、個性化訂單配方等技術(shù),提高肥料利用率。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田環(huán)境、病蟲害等自動監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、智慧化管理。
當(dāng)前,在農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革形式下,玉米生產(chǎn)處于從生產(chǎn)經(jīng)營方式到品種培育、栽培管理等多領(lǐng)域、深層次的優(yōu)化調(diào)整,唯有各領(lǐng)域相互銜接,齊頭并進(jìn),才能實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)高產(chǎn)高效、資源節(jié)約、環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)現(xiàn)代化,不斷提高玉米國際競爭力和經(jīng)濟(jì)效益,長遠(yuǎn)滿足我國糧食安全和發(fā)展需求。