高平市玉米单产提升潜力及技术路径探讨

王红明

（高平市现代农业发展中心，山西高平 048400）

0 引言

玉米是重要的粮食、饲料和经济兼用型作物，是营养丰富的高能量口粮，是发展畜牧业的饲料之王，又是最重要的工业原料。玉米还是深加工程度最高的粮食作物。随着畜牧养殖业的迅猛发展，玉米需求量逐渐增加，呈持续刚性需求增长趋势。高平市是农业农村部确定的整县玉米单产提升项目县（市）之一，目标是全市玉米单产提高10%。为实现这一目标，关键的是培肥地力、增加种植密度和防病治虫，充分发挥玉米高产潜力，实现玉米单产提升目标。

1 高平市玉米生产现状

近年来，随着玉米紧凑耐密型高产品种引进推广以及探墒沟播技术的应用，玉米种植面积逐步扩大，产量稳中有增。2023年，全市玉米种植面积达到在2.67万hm2以上，总产稳定在15万t左右，玉米种植面积、总产量占到全市粮食种植面积的74.45%和82.97%；播种面积最大，总产量最高，是高平市第一大粮食种植作物，玉米单产提升对全市粮食安全具有重要作用。

2 玉米单产提升优势

2.1 独特的自然资源优势有利于玉米单产提升

2.1.1 区位优势

高平市地处山西省东南部，地跨东经112°40’～113°10’、北纬35°40’～36°0’，属于北方春播玉米区。境内土壤肥沃，宜农土壤比重大，适种性广，有利于玉米生产，被划为国家重要的玉米产业带。高平市丰富的光热资源，较长的生长期，是玉米单产提升的坚实基础。我国科学家根据黄淮海区域的地理纬度及光热资源和玉米的光能利用率，计算的山西玉米最高理论产量为2 790.23 kg/667 m2（表1），以上理论产量比现有达到的产量水平高出近3倍，是全国13个玉米主产省、自治区光温生产值最高的省份，玉米单产水平提升潜力巨大。

2.1.2 气候优势

高平市属于典型的暖温带季风气候，雨热同期，冬长夏短，四季分明，光热资源丰富，并且与玉米生育期进程同步，夏季炎热多雨，秋季昼夜温差大，有利于干物质积累，种植玉米不仅产量高，而且品质优，冬季严寒少雪。其气候特点：一是光照充足，年日照时数2 532.5 h以上。二是热量丰富，年平均气温为10.9℃，日均≥0℃积温3 320℃～3 980℃之间，≥10℃积温2 600℃～3 400℃，年均无霜期180天，7～8月雨热高峰，9月气温下降不剧烈，满足了玉米生育盛期对水热的需求。三是雨热同期，年均降水量607.3 mm，雨季多集中在6、7、8四个月，降雨量358.8 mm，占全年降雨量的51%，9、10、11月降雨量150.2 mm，占全年降雨量的24%，雨热、光温同季，秋季昼夜温差大，基本与玉米生育进程同步，白天光照足、气温高，有利于进行光合作用，夜晚气温低，则有利于降低呼吸消耗，可以积累更多的干物质，有利于玉米单产提升。

2.1.3 土壤优势

耕地生产能力是决定粮食单产水平的决定因素之一。耕地生产能力是由土壤本身肥力作用所决定，分为现实生产能力和潜在生产能力。而潜在生产能力是指在正常的社会秩序和经济秩序下所能达到的最大产量。耕地的生产潜力是比粮食产量更为重要的粮食安全因素。高平市耕地以旱地为主，旱地占84.4%。已建高标准农田2.44万hm2，占基本农田63.08%，土壤大多为壤质，沙黏含量比较适合，通透性好，保水保肥性强，耕性好，是农业生产一种质地理想土壤，此外，全市30%的耕地为河谷川地，土壤质地好，光热资源充足，一级、二级、三级土壤占总耕地面积的50.1%，玉米产量在750 kg/667 m2以上。此外，持续推动秸秆科学健康还田，因地制宜推广全量深翻、覆盖、腐熟等秸秆还田技术模式，有效提升土壤有机质含量，秸秆综合利用率达到95%。据对全市2 700个土壤采样点的土壤养分分析，玉米大田土壤有机质平均值为26.81 g/kg，土壤表层疏松底层坚实，孔隙度较好，土壤含水量适中，土体较湿润，土壤耕性较好，保肥保水性适中，肥力水平相对较好，全市耕地仍有很大的生产潜力可挖。

2.2 紧凑密植型优良品种应用有利于单产提升

近年来，通过不断推广紧凑耐密型高产品种，玉米单产大幅度提高，让农民切实感受到了紧凑密植型玉米优良品种的增产优势，认识到了更换优良品种的必要性。农业农村部门每年都进行玉米新品种试验示范，玉米种植大户也自发进行玉米新品种试验示范，筛选适合当地的主推品种，及时淘汰产量欠缺、表现不好的品种，栽培上已由原来的稀植大穗品种向紧凑密植型立秆成熟品种转变，增产优势明显。

2.3 高产配套集成栽培技术有利于单产提升

近几年，高平市先后开展了农业科技人员进村入户、专家团队包联等活动，每到玉米生长关键环节，深入田间地头，面对面手把手讲解玉米管理知识以及病虫害防控技术，推广了玉米“一增五改”集成配套高产技术，提高了玉米生产水平，玉米增产潜力得到了较好的发挥。

2.4 配套农机有利于单产提升

2022年，高平市实施了山西省“机田证”一体化项目，配置了智能拖拉机、植保无人机等高性能农业机械和自动驾驶辅助系统、定量施肥系统，通过高性能农机、高标准农田、高素质农民集成耦合，促进了全市融合化、智能化、信息化发展，提高了粮食生产耕种收的精准度，有利于构建合理的群体结构，增加玉米种植密度，提升玉米单产。

3 玉米单产提升的主要制约因素

3.1 基础设施仍然薄弱

高平市是一个资源型缺水城市，水资源严重缺乏，粮田全部为旱地。“十年九旱”依然是我市制约粮食生产的主要因素，“旱涝不保收，靠天吃饭”粮食生产现状没有根本改变。2019年，大旱导致玉米产量大幅度下降，平均单产仅有377.04 kg，比2018年单产减少了182.36 kg，减32.6%。

3.2 土壤有效耕层过浅

由于长期的机械耕作碾压和人工作业，导致了农田的土壤耕层变浅，土壤有效活土层在15 cm左右，加之降雨、灌水沉实，土壤团粒结构被破坏，犁底层上移加厚，形成了坚硬深厚的阻隔层，即犁底层，不仅降低了土壤水库容量，减少了土壤蓄水能力，极易形成地面洪水径流，导致玉米受灾倒伏，而且深厚的犁底层还严重影响了土壤水分、养分和空气的上下运行，阻碍了作物根系下扎延伸，导致玉米抗旱性能不断下降，形成奇特旱灾减产。

3.3 有机肥无机肥施用失调

随着化肥工业快速发展，化肥施用量逐年增加，尤其是农村牲畜大量减少以及农村人居环境改善，有机肥源不断减少，有机肥施用量逐年减少。据初步统计，高平市平均施有机肥不足500 kg/667 m2，农民多以无机肥代替有机肥，有机肥和无机肥施用比例失调，使土壤有机质降低。

3.4 种植密度普遍偏稀

当前，农民玉米普遍留苗密度在3 800～4 000株/667 m2，与国内外高产典型留苗密度5 000株/667 m2还有很大提升空间。

3.5 田间耕作管理粗放

由于农村劳动力短缺，玉米中期管理基本不进行中耕追肥除草作业，因此中后期倒伏风险加大。

3.6 病虫防控压力加大

随着全球气候变化影响以及玉米连作现象突出，草地贪夜蛾、粘虫、玉米双斑萤叶甲以及玉米丝黑穗病、大小斑病等发生概率、危害程度有逐年扩大趋势。如：2021年我市常规病虫害较为严重，特别是玉米双斑萤叶甲虫害面积约400 hm2，因缺乏药剂储备导致个别村错过防治时期，粮食面临减产。

3.7 收获偏早影响产量

高平人均0.0867 hm2粮田，再加上农村劳动力短缺等原因，玉米收获集中，普遍偏早，影响产量。

4 玉米单产提升技术路径

玉米是高光效、耐密性强、增产潜力大的作物，密植通过增加单位土地面积穗数，提高群体干物质积累，却降低了单株玉米资源获得量，加剧群体内部竞争，通过配套适宜的田间管理弱化竞争，实现高产。

4.1 培肥地力

土壤是高产的基础，培肥是高产的关键。据相关资料显示，约有玉米产量65%以上来源于土壤基础肥力，肥料的增产作用仅占30%左右，且产量水平越高对土壤肥力依赖越高。美国玉米带能够持续高产稳产重要原因之一是土壤有机质能稳定在3%～5%。培肥地力主要是要达到两个目标：一是使土层中含有丰富的玉米所需的各种养分，包括微量元素；二是创造一个土层深厚、结构良好的土壤，保证在不灌溉的条件下，也能保蓄玉米全生育期所需养分，提高土壤蓄肥蓄水、供肥供水能力，构建优质的土壤耕层结构，是实现玉米单产提升的基础。因此，通过在农业机械设备上搭载相应的智能监测技术，根据土壤有机质含量和营养物质分布，自动化确定深松深度，深松土壤35 cm，合理增施有机肥，使土壤有机质达到6%；形成营养丰富的深层耕层，增强土壤蓄水保水能力，以供玉米全生育期需求，确保玉米高产。

4.2 优良品种

要选择耐密型品种，是紧凑型玉米的进一步发展，是玉米单产提升的基础。耐密品种除了株型紧凑、叶片上冲外，还应具备小雄穗、坚茎秆、开叶距、低穗位和发达根系，果穗全（全有穗、无空秆）、匀（大小均匀一致）、饱（灌浆饱满、无秃尖），而且还具有强抗倒伏能力、耐阴雨寡照能力和较大密度适应范围和较好的施肥响应能力。

4.3 集成技术

一是增密度。增加种植密度是进一步提升玉米单产的途径。以耐密型品种为基础，根据土壤肥力情况，推广以天育108、天育958等为主的玉米优良品种和以玉米“一免五增”艺机一体化技术、玉米全程智能机械化技术等多项技术，达到玉米苗全苗壮，提高玉米种植密度10%，达到4 500株/667 m2。二是中耕除草技术，除草追肥一次完成，不仅可培土减少后期玉米倒伏，还可减少除草剂用量。三是增锌补钾技术。补锌可以促进玉米光合作用、授粉结实、抗逆能力等，提高玉米的产量和品质，据有关报道，通过补锌，玉米可增产75～100 kg/667 m2左右。四水肥一体化技术。水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，是借助压力灌溉系统，将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起，均匀、准确地输送到作物根部土壤。玉米播种结束后，将地头滴灌带打结或浅埋入土，铺设滴灌支管、副管，连接毛管。支管布局按照地面坡降大小和水源水量压力来计算，合理布局。在玉米生长关键时期，根据降雨情况及玉米生长需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统定时、定量供水、供肥，把水分和养分定量、定时，按比例直接提供给作物，实现节水抗旱、节肥增产目的。

4.4 防病治虫

在玉米生育中后期，也是产量形成的关键时期。加强病虫害监测，采取农艺、生物和化学防治相结合的绿色防控技术。根据不同作物、不同病虫害、不同生长状况，选择一种或几种适宜的杀菌剂、杀虫剂、植物营养剂，增强植株抗逆性进行“一喷多促”，一次性混合喷施叶面肥、调节剂、杀虫杀菌剂，实现增抗逆、促生长、防病虫、促早熟多重效果，促进植株稳长、促灌浆成熟、促单产提高。

4.5 配套农机

高端智能化农机不仅可降低玉米生产劳动强度，节约用工成本，而且可精准控制玉米种植密度、施肥精准度，创造玉米生长最佳的群体结构和生长环境，充分发挥良种、肥料等生产要素的增产作用，提升玉米单产水平。

4.6 晚收减损

玉米收割早了会导致生育期不足而造成减产。玉米很多的籽粒产量是在灌浆期形成的，从开花到成熟的时间虽短，但这段时间是对产量形成十分重要的。这个时期叶片光合产物大部分输送到籽粒中去形成产量。灌浆时期干物质生产的数量会很大，并且主要用于籽粒建成，这个直接关系到经济系数的高低。玉米80%～90%的籽粒产量来自灌浆期的光合产物。因此灌浆期越长强度越大，玉米产量就越高。只有在完全成熟的情况下粒重越大产量越高，收获偏早成熟度差，粒重低产量下降。因此，玉米晚收既能够增加籽粒中淀粉产量，还能增加其他营养物质，同时玉米籽粒也会非常饱满充实，小粒秕粒明显减少，籽粒含水量比较低便于脱粒和储放，商品质量会有明显提高。