美国玉米生产关键技术与中国现代玉米生产发展的思考

美国玉米生产关键技术与中国现代玉米生产发展的思考

--------玉米栽培与土肥和农机研究室赴美国考察报告

美国是世界最大的玉米生产国，产量占全世界玉米总量的42%，是机械化、规模化高产高效生产管理技术先进国家。为了学习国外玉米生产的先进技术和管理经验，促进我国玉米生产技术发展，国家玉米产业技术体系栽培与土肥和农机两个研究室联合组团，于2010年10月18日～28日，赴美国和国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）进行为期10天的考察。先后走访了美国农业部、伊利诺大学农学院、伊利诺州玉米种植者协会、先锋种子公司（Pioneer）总部、Iowa州立大学农学院试验农场和位于墨西哥城的CIMMYT总部，在沿途穿行美国“玉米带”的过程中参观了5个农场，考察大规模机械收获、整地、施肥现场。所到之处受到热情接待，会见了包括美国和CIMMYT相关专家共计50多人。通过这次考察对美国的玉米品种、保护性耕作、农机农艺结合、玉米生产经营信息化管理、玉米种植者协会等有了初步了解，对进一步转变思路，提升栽培与土肥、农机两个研究室的研发和服务能力，提高我国玉米综合生产能力均有很大的借鉴意义。

一、主要考察内容与收获

为期10天的考察发现，美国玉米生产具有“五重五不重”的特点，即重播前整地，不重播后管理；重效益，不重产量；重培肥地力，不重追肥；重农机，不重农艺；重晚收，不重早收。

1、以深松为主，松耙联合机械作业为主的整地技术

伊利诺州玉米种植者协会秘书长RodneyM.Weinzierrl介绍，该州每个农场大约有3000～6000亩，平均每个农场由1.5个农民经营，全部实现大型联合机械作业。由于生产规模大，效益高，农场年收入大约15～30万美元。该州玉米生产的土地耕作和培肥地力主要集中在收获后进行，为春季及时高质量播种和玉米生长发育创造了良好条件，播种后到收获前基本上不进行田间管理。考察团在伊利诺州Champaign市Bloomington区DavidNSides农场和艾奥瓦州Ames市Tama区农场看到，玉米耕作以深松为主，松耙联合机械作业（见附图1-3）。所考察“玉米带”地区免耕约占20%，条带深松耕作占70%，玉米田以深松为主，很少能见到翻耕。

2、以子粒直接收获为主的机械化收获技术

在伊利诺州和艾奥瓦州实地考察见到，美国农民用大型联合机械直接收获玉米籽粒，可同时收获8行玉米，部分农场采取籽粒收获与秸秆粉碎一体作业，部分为籽粒收获时割断秸秆再进行粉碎作业。据我们在田间实地调查，机械收获玉米籽粒损失率一般在3%～4%（见附图片4-6）。

3、玉米种子分级精选、质量高，相关技术服务体系健全

种子生产过程始终以满足农民需求、服务农民、提高玉米产量和效益为出发点，科学先进的制种技术和严格管理保证制种质量。通过对美国先锋公司种子加工实验室的参观和考察了解到，商品种子全部进行严格的分级和精选，发芽率达到95%以上，种子纯度100%，芽势强、种子质量高，适应各型号播种机械单粒精播的需要。先锋公司根据不同厂家生产的播种机排种器型号，进行严格的种子适应性台架试验和分级精选处理，向农户提供适应各型号播种机械需要的种子及相应参数，实现单粒精播。商品种子全部用针对性的种衣剂进行包衣处理，以有效控制病虫害，生育期间基本上不进行化学防治。

后续质量控制和技术服务到位。对种子用户的管理、区域环境、产量、生产中遇到的问题等通过GPS实行信息跟踪，及时反馈种子的生产表现和存在的问题，进行相应的技术服务和改进。多数收获机上有自动测产装置，可通过GPS和数据处理系统直接获得玉米的产量和相关数据信息，用于推荐施肥和相关技术指导。

4．主推品种具有矮秆、早熟、耐密、适合机械作业的特点

据伊利诺州玉米种植者协会信息部主任TriciaBraidTerry介绍和在伊利诺、艾奥瓦州的实地考察分析，美国玉米品种具有“五小一大”和“五快一壮”的特点，即雄穗小、叶片小、个子小、节间小、植株小（收敛），果穗大和籽粒灌浆脱水快、苞叶蓬松快、果穗脱粒快、播种后种子吸水快、出苗快，植株幼苗健壮。玉米植株高240-250厘米左右、穗位高110厘米左右、整齐度高、耐密植、单株生产力高、抗倒、抗病虫等综合抗逆性强，播种至成熟即全生育期110-120天，但从成熟到收获还有近1个月的脱水时间，收获时籽粒含水量降至15%-20%、茎秆坚硬、不倒伏、利于机械收获籽粒。

访问先锋（Pioneer）种子公司期间听取了公司副总裁DennisF.Byron博士的报告，并与HansR.Bhardwaj、ChrisBaszczynski、JennieB.Shen、PeterJ.Freymark等中高层管理人员进行座谈和交流，参观了抗逆种质材料鉴定温室。先锋公司的玉米育种针对性强，根据区域生产技术条件、环境特征和农民的需求定向选育品种。产量是育种的首要目标，突出抗逆增产的理念，重视耐密植品种的选育，种质材料均在高密度下进行选择。另外，通过分子标记辅助育种、转基因技术、遗传分析和不同区域的品种试验，选育高产、耐密植、综合抗性强的品种。第一代抗虫和抗除草剂转基因玉米品种研发技术已经非常成熟，转基因玉米面积占全美85%以上。下一步研发重点是选育多基因抗性、耐旱和氮肥高效利用的转基因品种。由于病害种类多，发病原因复杂，主要采用分子聚合手段对多种病害的抗性进行改良。先锋公司的品种选育以高产、高效为基本目标进行顶端设计，分层次分阶段设置岗位，程序化育种，品种选育针对性强、育种效率高。

5、重视秸秆还田、施用有机肥、与豆科作物轮作等方式培肥地力

虽然美国玉米主产区耕地有机质含量在3%以上，但仍重视土壤培肥，除了与大豆轮作培肥地力外，还重视施用有机肥。在艾奥瓦州Ames市Tama区农户施用液态有机肥现场，农场主介绍该地区大部分农场每年有10%～20%的耕地增施腐熟的有机肥，每英亩约3000～4000加仑，与使用化肥相比较，成本低、产量高（见附图7-8）。

通过对美国玉米生产的考察和CIMMYT的访问，对保护性耕作有了更深刻的认识。美国玉米主产区重视秸秆还田、深松和轮作，玉米田全部实现秸秆还田，其中有的全部还田，有的为部分还田。CIMMYT农学家KenSayre博士认为保护性耕作应以不降低产量为前提，因地制宜地采用保护性耕作技术，如秸秆覆盖、少耕、条带耕作、免耕等。

伊利诺州玉米种植者协会和艾奥瓦州Tama区农场主介绍，玉米收获后，结合土壤耕作施入液态厩肥和液态化肥。为了减少液态肥料挥发，一般在气温降低到15℃以下时施用，采用机械深施肥。艾奥瓦州立大学农学院JohnSawyer教授介绍，当地农场主请州立大学农学院进行土壤测试，费用由农场主承担，一般每3-4年测定一次。农场主根据测土结果调整施肥量和肥料配比。

6、调节行株距，增加种植密度

美国采用机械化单粒精量播种，通过对伊利诺州和艾奥瓦州5个农场的田间调查，实际收获株数为4500-6000株/亩。绝大部分采用76cm等行距播种，极个别农场受老型号联合收获机固有行距的制约而种植90cm行距。伊利诺大学农学院DonBullock教授和伊利诺州玉米种植者协会介绍，为了增加种植密度、提高光能利用效率，也有采用大小行种植（但与我国的大小行种植概念不同，其大行距仍为76cm，小行距18cm三角形错位播种，两列小行距株数之和与等行距单行株数相同）及51cm行距种植试验，行距变小的趋势及应用进程主要由农机具的改革所决定。

7、秸秆综合利用

美国重视玉米生产的可持续发展，开展了大量的秸秆综合利用研究，其中关于生物柴油利用的研究颇具有超前性。目前，美国玉米秸秆主要是还田，以改善土壤理化性状，提高资源利用效率。伊利诺州和艾奥瓦州部分地块采用植株上部2/3机械打捆作饲料，下部1/3还田（见附图9）。生物柴油利用仍处于研发和技术储备阶段（见附图10），如艾奥瓦州立大学实验农场的秸秆转化生物柴油实验室由JohnDeer和Pioneer等公司资助，已经取得了阶段性成果。

8、玉米种植者协会提供专业化服务

伊利诺州玉米种植者协会为农民提供生产技术、管理、加工和贸易等全方位的服务，与州立大学农学院、相关科研机构和企业密切合作，通过政府和企业的投资设立应用性研发课题，建有专业的服务网站。对农民服务，只收取很少的费用。

二、对我国玉米生产的借鉴和思考

我国玉米生产技术面临着四大转变，即手工操作向机械化生产转变；小农生产向规模化生产转变；以高产为目标向高产高效转变；精耕细作向精简栽培技术转变。美国玉米生产经验给我们提供了好的借鉴，并引起我们思考。

（一）转变玉米生产方式，实现高产、高效协同发展

美国玉米生产以经济效益最大化为目标，以耐密植抗逆品种、机械化作业为载体；农业研究以保护环境为前提，有效地利用和节省资源，提高产量和利润率，改善农产品的品质，保持国际市场竞争力为目标。虽然我国农业不同于美国，面对众多人口，粮食安全尤为重要，但不能一味追求高产和超高产，粮食安全不能以牺牲农民利益和资源环境为代价，应在提高产量的前提下提高劳动生产率和资源利用效率，借鉴美国玉米生产机械化、合理投入、精量和简化生产过程，实现高产与高效协同发展。

（二）改革耕作制度，推广精简实用高效的机械化作业，实现我国玉米生产管理技术转型

1、精简化管理的转型

美国玉米生产技术简化有效，生产的关键环节和技术着重于播前准备、播种和收获，收获后施肥、处理秸秆与综合整地，生育期间基本上不进行田间管理。我国玉米生产应重点围绕上下茬衔接、改革种植模式，提高种子质量、推广单粒播种，机械施肥和机械化籽粒收获等关键环节，推广现代农业机械和生产管理技术。

2、农机农艺配合

目前，美国玉米生产基本以行距76cm为主体定型机械，农艺为农机服务。根据我国农村劳动力转移和成本上升的特点，当前应突出以农机为先导，研发与玉米主产区种植方式相适应的机械化作业标准，农机农艺相配合，推进玉米生产全程机械化进程。

3、籽粒收获转型

美国玉米一般在胚顶端出现黑层、乳线消失后2～4周收获，田间脱水，籽粒含水量可降到15%～18%，直接收获籽粒，减少烘干成本。我国东北雨养春玉米区应学习美国的先进经验，改变早熟品种不高产的传统思维定势，以早熟、密植实现提质、增产、增效，逐步实施机械收获籽粒。

（三）选育耐密植、抗逆性强、适应机械化生产的玉米品种

美国玉米品种具有植株矮，穗位低，耐密植，抗倒伏，雄穗小，芽率高、芽势强，出苗快、植株生长整齐，后期脱水快、利于机械化收获等特点。我国应借鉴美国经验，强化早熟、耐密植、适应机械作业品种的选育，强化种子加工技术和单粒精播技术的研发和推广应用。

（四）强化基层技术服务体系建设，提升玉米生产能力

美国农业技术推广网络健全，联邦政府设有联邦推广局，主产区有玉米种植者和市场协会，州立大学农学院设有专门的农业技术推广服务机构，对农业生产提供有效的技术指导与服务。如美国先锋公司不仅提供高质量的种子，且技术服务到位。我国因千家万户的小规模种植，难以规模化生产，但随着土地流转，突出规模种植效益，农民对技术需求将会更加强烈，要逐渐建立中国特色的技术和信息服务平台，促进玉米生产技术能力的提升。

（栽培与土肥研究室李少昆）