小麥、水稻、玉米是中國的“三大主糧”,但在種植規(guī)模、綜合產(chǎn)能等方面分布極不均衡,根據(jù)農(nóng)業(yè)頻道公布的數(shù)據(jù),水稻總產(chǎn)量已達到每年2億t、平均每公頃產(chǎn)量接近7 500 kg,位居世界第一。小麥總產(chǎn)量已超過每年1.31億t、平均每公頃產(chǎn)量接近6 000 kg,位居世界第一位。同時,中國在小麥、水稻的“種、管、收”三方面基本實現(xiàn)了全程機械化。相比之下,玉米種植現(xiàn)狀并不樂觀,雖然2021年全國玉米產(chǎn)量為2.72億t,遠超過水稻、玉米,但與排名世界第一的美國相比,僅為其產(chǎn)量的70%,每公頃產(chǎn)量方面的差距更大,2021年全國玉米平均每公頃產(chǎn)量僅為6 000 kg,僅為美國玉米平均每公頃產(chǎn)量的50%左右。同時,玉米增長的速度緩慢,自2008年至今,中國玉米單產(chǎn)增幅僅為1%左右;玉米不僅是重要口糧,也是重要的飼料來源,是中國發(fā)展畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的重要支撐,并且玉米在化工領(lǐng)域、輕工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域等也扮演了重要的“原料角色”。從供應角度分析,2021年小麥、水稻、玉米的總產(chǎn)量為6.8億t,其中玉米產(chǎn)量約占糧食總產(chǎn)量的40%,同年中國玉米消費量為2.88億t、進口占消費比約9.4%,這意味著接近2 000萬t的產(chǎn)量缺口。
中國傳統(tǒng)意義上的糧食作物泛指“五谷”,即水稻(稻)、黃米(黍)、小麥(麥)、小米(稷)、豆類(菽),隨著中國農(nóng)業(yè)文明的發(fā)展更迭、口糧結(jié)構(gòu)的更新變化,現(xiàn)代意義上的糧食作物已經(jīng)發(fā)生了重大變化。其中,水稻、小麥、豆類(主要是黃豆)仍然被作為主要的農(nóng)作物種植品類,而黃米、小米已經(jīng)被玉米、馬鈴薯替代。根據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學院提出的“增糧科技行動計劃”,未來將把玉米增產(chǎn)作為一個重要的科研攻關(guān)方向,力爭產(chǎn)量規(guī)模在 2025年達到2.87億t、2030年達到 3.22億 t,朝向世界第一的位置沖刺。中國農(nóng)業(yè)科學院的這一計劃,是對黨中央、國務(wù)院提出的“藏糧于技戰(zhàn)略”的具體實施舉措,直接表明了中國對玉米種植程度的不斷提高。其中一部分原因與“糧食安全”有關(guān),從供給端的角度看,2016年由于中央一號文件提出玉米臨時收儲價格干預政策改革,導致中國玉米期末庫存連續(xù)下降,進而形成了較大的供給缺口,嚴重影響了自給率,在庫存觸底的情況下,引起了人們對玉米種植熱度的回升。
從現(xiàn)狀上看,中國農(nóng)業(yè)種植品類與耕地數(shù)量之間存在較大的矛盾。為了保障糧食安全,國家頂層設(shè)計維度需要分配更多的耕地,用于水稻、小麥2種主要糧食作物的生產(chǎn),相對應的,大豆、玉米的種植規(guī)模必然會減少。近年來,在“科技興農(nóng)”的理念引導下,玉米種植的重心轉(zhuǎn)移到“以農(nóng)業(yè)技術(shù)彌補種植規(guī)模不足”的層面,具體表現(xiàn)為玉米種植規(guī)模呈現(xiàn)出較大的波動。結(jié)合國家統(tǒng)計局、WIND機構(gòu)公布的數(shù)據(jù)分析,2002~2015年中國的玉米種植規(guī)模呈現(xiàn)出持續(xù)增長態(tài)勢,其中2002年玉米播種面積為2 463.4萬hm2,2015年為達到播種面積最高峰,為4 496.8萬hm2。受到2016年玉米臨時收購價格干預政策的影響,此后玉米種植規(guī)模進入一個下降期,2017~2022年持續(xù)徘徊在4 100萬~4 500萬hm2。整體上看,2002~2022年中國玉米種植面積呈現(xiàn)出一個“倒U形”的發(fā)展趨勢,2021年國務(wù)院出臺《農(nóng)業(yè)農(nóng)村重點工作部署的實施意見》,明確提出淮海、東北2個玉米種植大區(qū)提高種植面積,預計2023年將達到4 419萬hm2,持續(xù)逼近20年來的最高位,這也從側(cè)面反映出,中國玉米種植規(guī)模變化受到農(nóng)業(yè)政策的較大影響。
立足傳統(tǒng)糧食作物的認知角度看,玉米所處的地位是相對尷尬的,作為口糧它的接受度不如小麥、水稻,作為油料、飼料原料等的性價比不如大豆,因此長期以來玉米在中國的農(nóng)產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)中并不占優(yōu)勢。但在新時期背景下,隨著食品工業(yè)、輕工業(yè)、生物工業(yè)等發(fā)展,玉米的用途不斷豐富,進而玉米種植需求出現(xiàn)多元態(tài)勢?,F(xiàn)階段看,玉米在需求側(cè)主要朝向3個領(lǐng)域,其一是直接作為口糧,一個明顯的需求變化是,不在局限于玉米籽粒磨粉、加工成食品,得益于愈發(fā)成熟完善的冷鏈物流系統(tǒng),鮮食玉米的消費量也在快速上升,這也加速了各類口味、口感玉米品種的研發(fā),如水果玉米、甜糯玉米等。其二是作為飼料原料,包括籽粒加工飼料、青儲飼料等在內(nèi),全球范圍內(nèi)60%以上的飼料原料都是玉米,發(fā)達國家這一比例高達80%,用于滿足人民群眾日益旺盛的“肉蛋奶”消費需求。其三是作為工業(yè)加工原料,包括玉米淀粉、玉米油、無水乙醇等,以玉米為原料發(fā)展現(xiàn)代工業(yè),可以有效地減少化石能源的消耗量,對于保護自然生態(tài)環(huán)境具有積極意義,例如利用玉米制造的無水乙醇,相比汽油、柴油等能夠大幅度減少二氧化硫、二氧化碳等排放。
結(jié)合相關(guān)科研文獻來看,玉米原產(chǎn)地是中、南美洲,16世紀(明朝時期)才經(jīng)由歐洲人傳入到中國,鑒于種植環(huán)境、氣候等自然條件的變化,不斷優(yōu)化創(chuàng)新玉米種植技術(shù)變成了一個重要的農(nóng)業(yè)課題。特別是新中國成立以來,中國農(nóng)業(yè)始終堅持“科技是第一生產(chǎn)力”的指導思想,在各個時期均投入大量人才、資金及資源用于研發(fā),旨在提高玉米種植產(chǎn)量與質(zhì)量。玉米種植技術(shù)涵蓋種植技術(shù)、田間管理、病蟲害防治等,同時還要考慮中國不同地域環(huán)境的差異,在玉米種植生產(chǎn)中要堅持技術(shù)差異化,例如同樣為“北方玉米種植鄭單958”,在東北地區(qū)作為春玉米種植時,對于氮磷養(yǎng)分的吸收量明顯超過了冀魯豫地區(qū)作為夏玉米的吸收量,而鉀的吸收量卻明顯低于冀魯豫地區(qū)的夏玉米;相對應的,中國玉米種植帶橫跨南北、貫穿東西,形成了東北春玉米產(chǎn)區(qū)、西北灌溉玉米產(chǎn)區(qū)、西南山地玉米產(chǎn)區(qū)、黃淮海夏玉米產(chǎn)區(qū)及南方丘陵玉米產(chǎn)區(qū)等復雜形態(tài),為了有效提高各區(qū)玉米單產(chǎn),就需要不斷地優(yōu)化創(chuàng)新技術(shù)。此外,從中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢上看,玉米種植技術(shù)在宏觀上要遵循生態(tài)化、機械化、智能化等特點。
基于“增產(chǎn)、增效、增質(zhì)”的農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)目標,加強玉米品種改良是排名第一的任務(wù),也是玉米種植新技術(shù)的難點與重點。2021年黨中央提出的《種業(yè)振興行動方案》中明確要求,要“提升育、繁、推一體化種子企業(yè)加工能力”,打造“產(chǎn)、供、銷同一條龍的高端種業(yè)生產(chǎn)鏈”。事實上,中國已建立的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)保障體系,早已經(jīng)取代了“自然育種、留種、用種”的模式,產(chǎn)生了豐富的玉米優(yōu)良品種家族。玉米品種改良至今已經(jīng)歷了7代,應用效率是非常高的,如第一代(代表如白單1號、新單1號)完成了農(nóng)家種向雜交種的轉(zhuǎn)型,從第三代(代表如丹玉13)開始大規(guī)模推廣,直接提高了玉米單產(chǎn)及種植適應性。第四、五代(代表如農(nóng)大108、掖單13)除了產(chǎn)量、適應性更強,且進一步提高了抗旱、抗倒伏、抗病蟲的能力。第六、七代(代表如鄭單958、京科968)等實現(xiàn)了種植效率的進一步優(yōu)化,如具有了矮稈抗倒、抗病耐熱、抗青枯等優(yōu)勢。
精準栽培技術(shù)是中國農(nóng)作物種植的未來趨勢,可廣泛地運用到各種品類的農(nóng)作物中,其主要技術(shù)過程包括農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)、3S技術(shù)等。玉米精準栽培技術(shù)也是中國農(nóng)業(yè)科學院“增糧科技行動計劃”的一個重要落腳點,旨在實現(xiàn)對玉米種植“定量、定時、定位”的精準化管理。現(xiàn)階段,玉米精準栽培技術(shù)方興未艾,但這一技術(shù)的應用效率已經(jīng)非常明顯,結(jié)合國內(nèi)在東北地區(qū)針對浚單20、先玉335等品種實施的精準栽培來看,應用效率優(yōu)勢主要體現(xiàn)在4個方面:首先,基于精量播種有效地節(jié)約了成本,在不影響增產(chǎn)的情況下,也省去了間苗工作,但前期需要對整地做出較高的要求。其次,基于精準灌溉提高了水資源利用率,精準栽培技術(shù)由計算機控制灌溉,節(jié)水率可以達到80%。再次,基于精準施肥提高產(chǎn)量、降低成本,例如在施肥的過程中,可以利用傳感裝置、變量控制裝置直接控制肥料種類、比例、數(shù)量等。最后,基于精準用藥提高了病蟲害防治效率,同時也保護了玉米的品質(zhì),對于降低農(nóng)藥污染、保護生態(tài)環(huán)境具有重大意義。
2018年由中國農(nóng)業(yè)科學院、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技推廣站聯(lián)合推出的“玉米節(jié)水培肥豐產(chǎn)課題項目”,在西遼河流域的春玉米種植地區(qū)進行實踐,結(jié)果標明該技術(shù)能夠很好地促進當?shù)赜衩追N植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。該項技術(shù)的核心包括3個方面:首先,在節(jié)水技術(shù)方面,主要采用的是無膜淺埋滴灌方式,該地區(qū)春玉米適合寬窄行種植模式,在窄行2~4 cm的位置埋下滴灌帶,利用管道壓力緩慢、均勻地進行根部滴灌。這種技術(shù)專門應對當?shù)囟竞?、干旱,并考慮到了秸稈粉碎程度低的問題,壓縮了傳統(tǒng)玉米種植的流程、提高了生產(chǎn)效率。其次,培肥主要是采用了“水肥一體化”技術(shù),在種植玉米之前展開土質(zhì)檢測,并做好有機肥的施加。再次,豐產(chǎn)技術(shù)主要依賴良種選育,推廣品種主要包括中邦1088、西蒙3358等。節(jié)水培肥豐產(chǎn)技術(shù)在2018~2020年的實驗結(jié)果表明,示范田的平均增長為 108.12、103.5、123.21 kg,在種植規(guī)模達到133.3~333.3 hm2時,該技術(shù)取得的經(jīng)濟收益可以達到最大化。
該技術(shù)是中國農(nóng)業(yè)科學院提出的重要“點亮點”,位于玉米種植“科技樹”的最頂端,是打造玉米種植產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵步驟。由于玉米植株的生物特點,導致其無法像水稻、小麥、大豆一樣進行大規(guī)模機械化收割,通過培育適宜機械化的品種,這一技術(shù)可以大幅度提高增收效率。例如,矮化高產(chǎn)玉米品種通過機械化收割,不僅減少了肥料用量、降低了管理難度,還可以在打通玉米產(chǎn)業(yè)鏈下游關(guān)節(jié),加強玉米存儲、青儲飼料等企業(yè)的合作。現(xiàn)階段,中國主要培育的適宜機械化玉米品種中,主要有MY73、鄭原玉432、豐德存玉13等,品種適宜機械化技術(shù)的特點較為統(tǒng)一,如降低高度(穗位高度)、根系發(fā)達,抗倒伏、抗高溫等。
玉米種植新技術(shù)應用的其他方面,主要包括合理密植技術(shù)、田間管理技術(shù)、病蟲害防治技術(shù)、高產(chǎn)種植技術(shù)等,其應用效率高低,主要取決于能否因地制宜、遵循科學規(guī)律。從長期發(fā)展態(tài)勢看,玉米種植管理技術(shù)具有較大的創(chuàng)新空間,引入生命周期管理理論,進行全過程、全要素的玉米種植技術(shù)優(yōu)化升級,可有效保障中國在有限種植面積的基礎(chǔ)上,進一步提升玉米產(chǎn)能與品質(zhì)。
綜上所述,中國玉米種植現(xiàn)狀正在好轉(zhuǎn),相關(guān)部門、經(jīng)營主體積極地踐行“藏糧于技、藏糧于地”的戰(zhàn)略,現(xiàn)有的玉米種植新技術(shù)在應用效率上取得了不錯的成績,從穩(wěn)固中國糧食安全地位的角度出發(fā),仍要進一步夯實玉米種業(yè)、玉米種植、玉米加工等各領(lǐng)域的關(guān)系,尤其是玉米需求端的監(jiān)控與管理,為提高中國玉米種植適應性提供科學依據(jù)。