影响玉米产量因素

【引用】玉米产量潜力与实现的限制因素评估

粮食生产2011-03-06 10:11:28 阅读15 评论0 字号：大中小订阅

本文引用自老墨《玉米产量潜力与实现的限制因素评估》

内容提要：对1949至2005年玉米产量变化资料分析表明，50年来，我国玉米单产提高了248.43公斤，增幅为331.68%，年均增加5.54公斤；总产由1175万吨提高到12600万吨，增加了10.72倍，其中单产贡献占84.9%、面积贡献为15.1%，总产量提高的主要原因是单产的增加，技术的创新、突破与扩散在玉米单产的增加中发挥了重要的作用。我国玉米单产仍然蕴藏着巨大的潜力，按光温理论产量、理想条件产量和近期现实产量潜力估算，我国玉米主产区依次有2114.59公斤、969.50公斤和261.82公斤增产潜力，分别相当于现有生产实际单产水平的7.44倍、3.95倍和1.80倍。采用专家参与式研究表明，当前限制玉米产量潜力实现的主要因素是施肥方法不科学，耕作栽培管理粗放，技术不规范与到位率低等栽培种植技术问题；其次是以干旱为主的不利生态、气候条件和玉米品种多乱杂、缺乏高产稳产的区域主导品种，而土壤侵蚀严重、耕层变浅和地力不足以及玉米螟等主要病虫害严重发生也已成为玉米生产能力提高的重要障碍因素。加强栽培技术研究和农业科技推广工作是近期政府制定相关产业政策时必须考虑的重要领域，农业科技入户工程是解决我国粮食安全和农民增收的最有效途径。2005年11个省15个玉米试点县的15003位科技示范户平均亩产580.24公斤，基本实现了玉米近期现实产量潜力。

我国现有人口13亿，人均耕地面积不足1.5亩，预计30年后将增至16亿，人均耕地将减少到1亩，未来如何保证粮食和食物安全？这是人人关心的头等大事。玉米是C4高光效作物，蕴藏着巨大的产量潜力，被誉为21世纪的“谷中之王”。世界玉米最高产纪录是美国Francis Childs于2002年创造的亩产1823.4公斤，比小麦（1013公斤）和水稻（1014.8公斤）高产纪录分别高出810.4公斤和808.6公斤。我国是玉米生产大国，常年播种面积3.5～3.8亿亩，总产量约1.2亿吨，面积和产量仅次于水稻，居第二位。20世纪玉米产量的快速增长为中华民族的生存和发展做出重大贡献。在新的世纪，玉米的需求量将逐年增加，综合生产能力提高是保障需求的有效途径。因此，探索玉米增产潜力和主要限制因素，明确科技创新和扩散的方向与目标，对提高玉米生产能力，保障我国食物和能源安全、增加农民收入具有重要的战略意义。

1 材料与方法

我国玉米主要分布在从东北斜向西南狭长的玉米带上，包括3大玉米生态区和13个省（区），分别是东北春玉米区黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古，黄淮海春、夏玉米区河北、山西、山东、河南和陕西，西南山地丘陵玉米区四川、云南、贵州和广西，玉米种植面积占全国玉米总面积的85%，总产量占85%以上。

采用林毅夫等（1996）“单产损失评估法”[1]和胡瑞法等（2004）“参与式评估方法”[2]对限制产量的因素评估。在广泛征求专家意见基础上，设计出生态与气候、土壤、品种与种子、栽培种植技术、病虫草鼠害和社会经济等7个方面102个自然、技术因素和31个社会性限制因素；组织来自玉米带3大生态区和13个主产省（区）从事玉米耕作栽培、育种、植保、推广、经营和管理等多学科、多部门专家，分省（区）和生态区2个层次，先后对制约单产潜力发挥的各种限制因素进行专家参与式研讨和评估，并充分估计各种限制因素在玉米产量损失（潜在单产和实际单产之间的产量差）中所占的相对份额（百分数），将该百分数与各生态区产量潜力相乘计为各限制因素造成的单产损失，再按产量损失比重的大小对各种限制因素排序。共182位专家参与了评估。

文中数据来源，大田实际产量来自《中国农业统计年鉴》，区试产量根据各省区玉米区域化试验材料汇总整理，均为2002年-2004年平均值。光温生产值根据国土资源部《农用地分等规程（TD/T1004-2003）》[3]数据整理，大田高产纪录均采自各省玉米高产田产量验收报告。

2 结果与分析

2．1 玉米高产之路与产量潜力

2．1．1 50年来我国玉米单产的提高与主要技术创新与扩散的经验

全国玉米亩产从1949年的74.9公斤增至2005年的323.33公斤，50年来提高了248.43公斤，增幅为331.68%。玉米单产（y，公斤/亩）随年份（x）递增呈线性函数变化，拟合方程为y =38.1277+5.5422 x，r =0.969**，由方程可见，全国玉米单产年均增产为5.54公斤。

2005年全国玉米总产量为12600万吨，是1949年1175万吨的10.72倍，玉米总产量（Y，万吨）与单产（x1，公斤/亩）、种植面积（x2，万亩）的拟合关系为：

Y =-6057.4410+28.8550x1+0.1905x2 R 2 =0.985**

方程系数检验：t1= 13.597，t2=5.743，均大于t0.01=2.689，达到极显著水平。依据方程自变量x1、x2的偏回归平方和所占比例表明，50年来，我国玉米总产量的增加中单产贡献占84.9%，面积为15.1%，即玉米总产量的增加主要是依靠单产实现的。

进一步对各年代玉米单产线性拟合的结果表明，1949～1961年玉米单产年均增加0.76公斤；1961～1971年为6.64公斤；1971～1979年为7.13公斤；1979～1998年为7.76公斤；1999～2005年为2.08公斤，表明我国玉米单产在各年代是持续增长，并且以上世纪70～90年代增幅最大。分析玉米单产提高的原因可见，

50年代主要是总结和推广农民丰产经验，由于整体科技水平低，技术传播体系不健全，种植品种以农家种为主，产量较低，加上化肥用量甚少，病虫草害防治不力，耕作栽培管理粗放以及受农业“大跃进”的影响，玉米单产处于徘徊与缓慢增加阶段。

60年代增产的主要措施包括大面积推广双交种，一般比农家品种增产20-30%；精细整地，改良土壤，改善农田条件；合理密植，由每亩约1800株增加到2500株；增施肥料，化肥开始较大面积应用等，玉米单产明显增加。

70年代玉米单产提高较快，主要原因：一是玉米杂交种的快速推广，据有关部门资料统计，1966年全国杂交种面积仅占玉米总面积的10%，1971年增至28%，1979年扩大到69.8%，达10455万亩[4]；二是化肥施用量剧增。三是大规模的农田基本建设，包括平整土地、兴修水利、坡地改梯田、改良盐碱地、建设高产稳产农田和贯彻“以粮为纲”过程中特别强调“突出抓好粮食”，对玉米生产均产生明显的促进作用。

80年代以后玉米进入大发展时期，也是玉米单产增速最快的时期。主要原因：一是国家采取一系列有利于发展玉米生产的政策和措施，特别是联产承包责任制和收购价格的提高极大地激发了农民生产的积极性。国家继1979～1984年粮食收购价年均上涨12.1%，1986～1989年又上涨14.9%之后，1992～1996年年均再次上涨23.3%[4]。二是确立了玉米在饲料中的主导地位，特别是进入90年代后玉米发展为粮食、饲料、经济兼用作物，需求量大增拉动生产。三是技术创新和扩散在玉米增产中发挥重要作用，包括采用抗病、高产杂交种，提高种子纯度；增施肥料，主要是化肥用量大增，肥料品种更加齐全，施肥技术优化；适当密植，尤其是一些地区推广紧凑型玉米后，每亩密度增加了1500～2000株；扩大覆膜栽培面积、推广育苗移栽；综合防治病虫草害，加强预测预报，适时进行防治；玉米规范化栽培技术得到广泛应用。其中最重要的突破是紧凑型玉米的选育应用和覆膜栽培技术的快速推广。据农业部统计资料，1985年全国紧凑型玉米种植面积不足3000万亩，占全国玉米总面积的11.2%；1990年占17.7%，1998年种植面积达1.3亿亩，占全国玉米面积的34.5%。地膜玉米技术1979年在山西省大同县罗贝庄村开始试验，1.5亩玉米当年平均亩产630公斤，比露地玉米增产57%，80年代开始扩大推广，1985年示范面积达47万亩，1990年扩大到1300万亩，1999年达到3300万亩[4]。据黄季焜（1996）研究，1978～1992年科技进步在不同农作物生产中的相对贡献达到95-161%,制度创新的贡献为30-35%[5]。

1998年玉米单产达到历史最高的351.27公斤，之后由于粮价持续低迷，农民种粮积极性不高，投入与管理水平下降，玉米单产下滑。2004年中央采取了一系列支农政策，如减免农业税、种粮直补、良种补贴等，玉米单产出现恢复性增长。

2．1．2 玉米高产突破之路

通过创高产研究或高产竞赛，实现高产突破，展示玉米高产潜力，对明确增产途径和玉米大面积持续提高产量可以起到示范作用。

李登海是山东莱州农民育种家，他从1972年起探索玉米高产之路，多次创造了世界夏玉米高产纪录，如1979年776.9公斤/亩，1986年962.1公斤/亩，1988年1008.9公斤/亩，1989年1096.3公斤/亩，2005年1402.9公斤（按全田计算，去边行后为1289.8公斤/亩）（图1）。李登海创造的夏玉米高产纪录从500