玉米富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、纖維及維生素B群和礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)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(yǎng)需求。對于農(nóng)業(yè)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(chǎn)業(yè)還創(chuàng)造了大量的就業(yè)機會，包括從種植、收獲、加工到銷售等各個環(huán)節(jié)。

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(fēng)力引起的土壤表層被剝離和運輸?shù)倪^程。這不僅減少了土壤的肥沃層，也導(dǎo)致了營養(yǎng)物質(zhì)的損失，嚴重影響農(nóng)作物生長。

（2）營養(yǎng)素流失。土壤中必需營養(yǎng)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(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)實踐導(dǎo)致的。營養(yǎng)素流失使土壤無法提供植物生長所需的足夠營養(yǎng)。

（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(dāng)造成的，尤其是在干旱和半干旱地區(qū)。土壤鹽分的增加降低了作物對水分和營養(yǎng)的吸收能力，影響作物的正常生長和產(chǎn)量。

（4）有機質(zhì)喪失。土壤有機質(zhì)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(dǎo)致的。有機質(zhì)對于維持土壤結(jié)構(gòu)、促進營養(yǎng)循環(huán)和增強土壤水分保持能力至關(guān)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(dǎo)致成熟期提前，這可能會影響產(chǎn)量和質(zhì)量。玉米在一定溫度范圍內(nèi)生長最佳，溫度過高或過低都會影響其生長發(fā)育。

（2）降水模式變化。氣候變化導(dǎo)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(dǎo)致洪水，損害作物，影響土壤質(zhì)量，進而影響玉米生產(chǎn)。

（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(dǎo)致新的病蟲害威脅或現(xiàn)有病蟲害加劇。

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

1.3病蟲害管理

（1）預(yù)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(jīng)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(shù)量，這是一種環(huán)保且可持續(xù)的方法。當(dāng)必要時使用化學(xué)農(nóng)藥，但需謹慎使用，避免過度依賴和農(nóng)藥殘留問題。選擇對非靶標(biāo)生物影響小、環(huán)境友好的農(nóng)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(fā)生。

（3）監(jiān)測和早期診斷。通過田間調(diào)查和使用病蟲害預(yù)警系統(tǒng)，及時了解病蟲害發(fā)生情況。一旦發(fā)現(xiàn)病蟲害跡象，應(yīng)立即診斷，以便及時采取控制措施。

（4）環(huán)境友好實踐。減少土壤擾動可以幫助保護土壤結(jié)構(gòu)和有益生物，從而減少某些土傳病害發(fā)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(fā)生。

1.4水資源管理

（1）提高灌溉效率。相比傳統(tǒng)的地面灌溉，滴灌和微噴灌系統(tǒng)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(fā)和浪費。根據(jù)作物生長階段和天氣預(yù)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(jié)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(fā)，同時抑制雜草生長，減少水資源競爭。通過提高土壤有機質(zhì)含量來增加土壤保水能力。有機質(zhì)可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤持水性和通透性。

（3）水資源可持續(xù)管理。制定水資源管理計劃，優(yōu)化水資源分配，保障農(nóng)業(yè)用水，考慮生態(tài)系統(tǒng)和其他用水需求的平衡。通過合理的水權(quán)分配和水價政策，鼓勵農(nóng)民節(jié)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(shù)，實時監(jiān)控土壤和作物的水分狀況，精確控制灌溉時間和量。開發(fā)和應(yīng)用基于數(shù)據(jù)分析的決策支持系統(tǒng)，幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)管理者做出更科學(xué)的灌溉決策。

1.5種子技術(shù)與基因改良

（1）種子技術(shù)的進步。通過將種子表面涂覆或包裹上特定的化學(xué)或生物制劑，可以提高種子發(fā)芽率，增強其對病蟲害抵抗力，或者提供必要的營養(yǎng)。如預(yù)先發(fā)芽技術(shù)、種子消毒技術(shù)等，可以提前篩選出優(yōu)質(zhì)種子，減少田間發(fā)芽不良的風(fēng)險，提高種植效率和作物產(chǎn)量[2]。結(jié)合精密的種植機械和信息技術(shù)，實現(xiàn)種子的精準(zhǔn)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(fā)出高產(chǎn)玉米品種，提高單位面積產(chǎn)量，滿足日益增長的糧食需求。基因技術(shù)可以增強玉米對逆境的適應(yīng)能力，如抗旱、抗鹽、抗低溫等，讓玉米能夠在非理想的環(huán)境條件下生長。通過轉(zhuǎn)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(nóng)藥使用量，降低生產(chǎn)成本?；蚋牧歼€可以用來提高玉米營養(yǎng)價值，如增強其蛋白質(zhì)含量或富集特定的微量元素（如維生素A）。

2優(yōu)化策略及技術(shù)

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(jié)提供土壤覆蓋，減少侵蝕，增加有機質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)。如動物糞便、堆肥和生物固體廢物，可以增加土壤有機質(zhì)，提供養(yǎng)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(fā)和侵蝕，保持土壤有機質(zhì)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(xué)農(nóng)藥的需求，同時改善土壤養(yǎng)分管理。

（3）土壤水分管理。通過合理的灌溉和排水系統(tǒng)保持土壤的適宜水分狀態(tài)，避免水分過多或過少對土壤結(jié)構(gòu)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(fā)，減輕土壤溫度變化，保護土壤微生物。

（4）土壤和營養(yǎng)管理?；谕寥罍y試的結(jié)果精準(zhǔn)施肥，確保作物所需的養(yǎng)分供應(yīng)，避免過量施肥造成的養(yǎng)分流失和水體污染。如石灰或硫磺等，根據(jù)土壤pH值的需要調(diào)整，改善土壤酸堿平衡。

2.2應(yīng)對氣候變化的農(nóng)業(yè)技術(shù)

（1）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。利用衛(wèi)星遙感、GPS技術(shù)、無人機和地理信息系統(tǒng)（GIS）進行精準(zhǔn)地圖制作和作物監(jiān)測，以優(yōu)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(tǒng)，增加土壤養(yǎng)分，改善水分管理，降低病蟲害風(fēng)險，提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)韌性。種植覆蓋作物以保護土壤，減少侵蝕，提高土壤有機質(zhì)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(shù)，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(tǒng)，以應(yīng)對干旱期間的灌溉需求。

（4）抗逆育種和基因工程。通過傳統(tǒng)育種或基因工程手段，開發(fā)新的作物品種，使其能夠更好地適應(yīng)干旱、鹽堿等不利環(huán)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(chǎn)量。

2.3病蟲害綜合管理

（1）預(yù)防。采取適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)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(fā)生。

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

（3）干預(yù)。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(shù)量。包括增殖和釋放有益生物，或通過種植誘導(dǎo)作物來吸引害蟲天敵。當(dāng)非化學(xué)方法無法有效控制病蟲害時，作為最后手段，精準(zhǔn)施用化學(xué)農(nóng)藥。選擇對環(huán)境和非靶標(biāo)生物影響最小的產(chǎn)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(xué)農(nóng)藥，以減少害蟲對農(nóng)藥的抗性[4]。

2.4水資源高效利用

（1）精準(zhǔn)灌溉技術(shù)。滴灌系統(tǒng)通過將水直接輸送到植物根部，極大地減少了水分蒸發(fā)和浪費，同時提高了水資源使用效率。噴灌系統(tǒng)適用于大面積作物，可以通過調(diào)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(nóng)業(yè)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(fā)，保持土壤濕度，同時增加土壤有機質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)。

（3）水資源再利用與循環(huán)利用。通過對農(nóng)業(yè)和家庭廢水進行適當(dāng)處理，使其達到灌溉標(biāo)準(zhǔn)，然后用于農(nóng)田灌溉，減少對水資源的依賴。

2.5種子和基因技術(shù)

（1）基因編輯。CRISPR-Cas9技術(shù)。這種基因編輯技術(shù)允許科學(xué)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(yǎng)價值。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)相比，基因編輯更精準(zhǔn)、效率更高。

（2）轉(zhuǎn)基因技術(shù)。通過將外源基因轉(zhuǎn)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(shù)顯著提高了作物產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

（3）合成生物學(xué)。合成生物學(xué)使得科學(xué)家能夠設(shè)計和構(gòu)建新的生物途徑和甚至完整的基因組，以生產(chǎn)新型生物材料和能源，也為創(chuàng)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(zhàn)，創(chuàng)新的農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理策略成為確保糧食安全、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和可持續(xù)性的關(guān)鍵。種子和基因技術(shù)的進步、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)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(chǎn)量和質(zhì)量提供了強有力的支持，也幫助農(nóng)業(yè)適應(yīng)和抵御了氣候變化的不利影響[5]。然而，這些技術(shù)和策略應(yīng)用需要考慮倫理、環(huán)境保護和社會經(jīng)濟影響，確保技術(shù)進步與環(huán)境可持續(xù)性和社會福祉相協(xié)調(diào)。未來，通過持續(xù)的研究、技術(shù)創(chuàng)新和政策支持，以及各利益相關(guān)方的協(xié)作，可以進一步推動農(nóng)業(yè)向著更加高效、可持續(xù)和環(huán)境友好的方向發(fā)展。

參考文獻

[1]油梅紅，景三革.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)在小麥和玉米種植中的應(yīng)用與效果[J].種子科技，2024，42（5）：158-160.

[2]宋鳳，曲嘉，王續(xù)，等.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高產(chǎn)玉米種植技術(shù)要點[J].種子科技，2024，42（5）：73-75.

[3]劉普，劉冬梅.玉米種植高產(chǎn)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(shù)[J].農(nóng)業(yè)知識，2024（3）：25-27.

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

（山東省東明縣大屯鎮(zhèn)人民政府張振海）