康平玉米生产能力和产量提升的制约因素科学研究

摘要：本文通过对2023年玉米生产田出苗率、生育状况及产量水平的调查研究，总结出影响玉米产量提升的限制因素，分析了不同类型地块玉米生育和产量状况，提出了良种与良法结合，农机与农艺配套是提升玉米生产能力的重点。确定玉米耐密品种选用与增密、土壤深松整地、化肥减施、加强病虫害的监测和防治四项技术作为支撑，全力保障粮食安全。关键词：玉米；康平；生产能力康平县位于辽宁西北部，地处东北春玉米种植区，地理位置处在全国生态敏感地带和世界公认的黄金玉米带上，为玉米的优势产区。近二十年来，玉米年种植面积均在100万亩左右，平均单产达到550～650kg。为适应粮食生产新形势，确保粮食生产安全，本文对玉米生产能力进行技术分析，找出制约产量提升的因素，有针对性地采取科学的栽培技术措施，更好地发挥康平县玉米生产优势，为粮食安全体系的建立提供保障。1研究方法本次研究调查采用田间调查与试验相结合的方法进行。根据康平县自然生态类型和资源特点，在全县范围内选择大岗、坡岗、平肥、低洼、风沙五种地块类型进行调查研究，分析出影响玉米产量提升的限制因素，确定提升本地区的玉米生产能力的技术措施。2各类型地块玉米田间生长发育状况分析2.1各类型地块玉米出苗状况分析苗情调查结果显示，全县玉米平均种植密度达到3970株，平均亩实有株数3463株，出苗率87.3%，玉米平均展开叶3～4叶期，可见叶达到3叶1心至6叶1心期，平均株高21.4cm。其中，高岗地块平均实有株数3280株，出苗率81.6%，平均展开叶4.0，平均株高23.8cm；坡岗地块平均实有株数3485株，出苗率87.6%，平均展开叶4.1，平均株高22.6cm；平肥地块平均实有株数3654株，出苗率89.0%，平均展开叶3.8，平均株高26.3cm；风沙地块平均实有株数3595株，出苗率89.8%，平均展开叶3.5，平均株高19.5cm；低洼地块平均实有株数3303株，出苗率88.6%，平均展开叶2.8，平均株高14.9cm。通过对康平县不同类型代表地块的苗情数据进行分析，结果表明今年大田玉米总体出苗较好，表现为玉米幼苗整齐度高，三类苗地块少，出苗率为87.3%。经与2022—2017年（近年）各年数值对比，此出苗率为2017年以来最高值，比近年最高年份2021年高1.2%，比近年最低年份2018年高16.7%；与近年平均值对照出苗率78.1%相比，出苗率提高9.2%。今年大田玉米平均亩株数为3463株，与2017—2022年（近年）亩株数平均值3470株相比，亩株数基本持平。通过对玉米出苗的研究表明，田间出苗率低、覆土厚度不均、群体密度过小或者过大是造成空秆和小穗率高、个体发育弱、群体整齐度差的重要因素。平肥和风沙地块相对保苗容易，出苗率高[1]。2.2各类型地块玉米发育状况分析2023年春季土壤底墒足，温度波动幅度大，特别是4月22—26日气温偏低，出现了倒春寒。根据春播时段田间调查指导，得出今年大田玉米播种相对集中，可分为两个时段，一是4月15—25日抢播时段，个别地块开始抢早播种。此时段播种的地块田间保苗率相对较低，其中4月25日前播种的地块，特别是播种早、覆土厚的个别低洼地块有粉种坏种现象发生。二是4月29日—5月15日集中播种时段，其中5月1—10日为坡岗平肥地块玉米播种高峰时段，大部分低洼地块播种时段集中在5月5—15日。5月20日以后播种早的坡岗地块陆续出苗，特别是在集中播种时段播种的地块，玉米出苗快，保苗率高，基本达到苗齐、苗全、苗壮。7月12日以后进入抽雄期，吐丝期集中在7月13日—7月19日，与历年相比抽雄吐丝时段晚1～3天。通过田间生育性状的调查得出，植株高度260～330cm，穗位多集中在90～120cm。3各类型地块产量分析3.1玉米产量结果按照大岗、坡岗、平肥、低洼、风沙、涝害六种地块类型设定240个点位，进行田间调查取样，对各点位果穗样品的产量构成因子等相关数据进行室内考种和计算分析，得出最终玉米产量结果。田间调查取样和室内考种结果显示，今年大岗地块玉米平均亩产723.9kg；坡岗地块玉米平均亩产715.5kg；平肥地块玉米平均亩产711.9kg；低洼地块玉米平均亩产607.8kg；砂壤地块玉米平均亩产688.6kg。涝害地块（不包括没有产量的绝产地块）玉米平均亩产306.6kg。3.2玉米产量分析通过对各类型地块玉米产量数据的加权分析，得出平均加权亩产量为676.6kg，2023年降水较多，大岗、坡岗地块产量与平肥地块基本持平，高于砂壤地块。部分低洼、排水不畅的地块玉米受涝害影响产量较低，平均亩产306.6kg，因受害程度不同产量幅度为35.2～667.3kg，损失程度因积水深度、持续时间长短，产量差异明显。与2022年平均加权亩产量463.4kg相比亩增产46.0%；与前三年（2020—2022年）玉米平均加权亩产547.6kg相比亩增产23.5%；与前五年（2018—2022年）玉米平均加权亩产562.9kg相比亩增产20.2%。对产量构成因子的分析结果表明，大岗、坡岗、平肥、砂壤、低洼玉米平均穗行数基本处于16～18行，穗行数变化幅度不大；涝害地块玉米平均穗行数与上述地块相比平均减少2行，基本处于14～16行。大岗、平肥、砂壤地块行粒数基本没有变化。除涝害地块外，穗粒数平均576.2粒，百粒重平均33.7g，其中大岗、坡岗、平肥地块平均百粒重为34～35g，砂壤、低洼地块平均百粒重为32～33g。出籽率集中在81%～88%。4制约玉米生产能力提升的原因和技术对策辽宁作为国家粮食安全的压舱石，确保粮食安全，稳定玉米总产是毋庸置疑的选择。康平作为辽宁沈阳的主要农业县，虽然玉米种植面积较大，但是由于特殊的地理位置，科尔沁沙地气候对康平影响较大，降水常常时空分布不均，春季干旱，风沙大，土壤瘠薄，是制约玉米发展的主要“瓶颈”。康平县玉米生产经历了品种持续更新和栽培技术长期积累与不断创新后，产量水平取得了长足进步，但与和先进县区相比，康平县的玉米生产在种植区域、栽培管理及灾害预警、应对、挽救等方面仍存在一定差距，阻碍了玉米单产潜力的发挥[2]。4.1制约玉米产量提升的因素4.1.1气象因素气象因素是造成玉米总产年季间波动幅度大的最重要因素。灾害性天气主要是暴雨（大风），干旱。康平县发生长时间持续性降水阴天寡照的概率相对较少。从康平地区五十年来的农业生产看，平均三四年就出一次干旱灾害，其中以5月1日以后春旱出现的频率最高，由于目前玉米种植品种生育期较短，极大缓解了春季干旱的气候特点矛盾。近10年来玉米生长期间常常出现时段性干旱，特别是夏秋季时段性干旱频发，玉米生殖生长阶段干旱使玉米雌雄开花时间延长，穗粒数减少；大喇叭至抽雄期是需水临界期，此时缺水则会影响雌穗的每穗粒数和雄穗的花粉量，严重造成花期不调，雄穗不能及时抽出，形成”卡脖子”旱，或者玉米雄穗能够抽出散粉，但由于雌穗对水分要求更高，高温干旱天气下，雌穗发育相对滞后，不能及时吐丝，田间没有花粉，雌穗不能正常受精，形成“花期不遇”，导致较大的秃尖和基本缺粒。如1994年5月中旬—6月20日40天的时间里降水仅24.8mm，为历年同期降水122.8mm的21.2%；灌浆期干旱败育的籽粒增多，若干旱持续，则会严重影响籽粒发育，导致籽粒败育，秃尖加大，百粒重下降，脱水快，出现高温逼熟。如2009年7月21日—8月18日近30天无有效降水，2020年6月22日—7月18日26天无有效降水。持续的干旱造成玉米发育失调、延迟，果穗结实率降低，空秆、无穗比例增大，籽粒败育增加，部分坡岗地及贫瘠地块出现绝产绝收，产量损失严重。康平县地处中纬度偏北地区，出现暴雨主要受两类天气系统影响。一是西风带低值系统，包括气旋、切变线、低涡、槽和锋等带来的暴雨。这类暴雨影响范围广、持续时间长、降水强度大，可造成大范围的洪涝。二是低纬度热带天气系统，包括热带气旋、东风波等，减弱北上，其低压或外围云系造成大范围的强降水，导致严重洪涝。暴雨洪涝灾害一般集中出现在夏季的7月和8月两个月份。形成暴雨洪水往往具有突发性特点，短时段雨量集中并经常伴有大风，引起内涝和倒伏，给玉米等大田农作物的带来较大的防御困难[3]。4.1.2栽培因素当前制约玉米产量提升的主要栽培因素，除主栽品种不突出、土壤肥力不匀及耕地质量、管理方法需进一步优化外，玉米田间生产经常出现的问题也是导致影响玉米产量的一个重要原因。4.1.2.1个别地块苗势相对较弱由于早春时段温度偏高，然后出现倒春寒，一些农户播种过早，玉米发芽出苗持续时间长，造成个别低洼地块出苗略差。部分地块免耕播种深浅不一，较深的覆土厚度达到8～10cm，出苗时消耗养分大，造成幼苗较弱。4.1.2.2部分地块玉米紫苗现象增多主要症状是叶片、叶缘变紫色，情况严重的叶片呈紫红色，根毛减少，次生根少或无，初生根或次生根变黄变褐，根尖变黑。有的还伴有病原菌的侵染，根系变褐，腐烂，胚轴缢缩、干枯，发生根腐苗枯病。4.1.2.3玉米丛生苗病（君子兰苗）陆续零星发生田间调查发现，目前个别地块零星发现玉米丛生苗病植株。主要田间症状表现为玉米中上部叶片产生黄绿长条纹，叶片丛生呈“君子兰”状，心叶卷曲、分蘖丛生。通过对11年61个大发生地块的调查显示，康平县田间大面积出现症状高峰期为6月6—16日，最早在5月28日，6月23日以后发生程度趋于平稳，由此得出田间症状集中爆发时段为6月上旬—6月中旬，需加强此时段的田间观察，及时掌握病害趋势。4.1.2.4个别除草剂药害较重受天气因素影响，个别地块除草剂使用偏晚。封闭除草剂与播种时期间隔时间长或喷药后短时间出现降雨，导致药液渗入地下，直接接触芽或根，抑制正常发育。苗后除草剂使用时玉米苗龄偏大、随意加大用药量或喷头正对玉米苗，导致玉米植株受药害。4.1.2.5病虫害不同程度发生玉米螟为害偏重发生，灰斑病和弯孢叶斑病中等偏重发生，个别地块有青枯病发生。2024年降水偏多，有的地块出现脱肥现象，一些低洼地块出现不同程度的涝害。4.2提升玉米生产能力的技术措施目前玉米大田生产基本是“雨养农业”，靠自然降水供玉米生长发育，因此提升玉米生产能力的重点是良种与良法结合，农机与农艺配套。有灌溉条件的地区可利用滴管、喷灌等节水灌溉技术，进行肥水的调控。从长远看，加强高标准农田建设，做好耕地质量提升。逐步农田建成田块平整、集中连片、设施完善、节水高效、农田配套、生态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的旱涝保收、具备持续高产稳产条件的农田。突出抓好耕地保护、地力提升和高效节水灌溉，大力推进高标准农田建设，加快补齐农业基础设施短板，提高水土资源利用效率，切实增强农田防灾抗灾减灾能力，为保障国家粮食安全提供坚实基础。4.2.1玉米耐密品种选用与增密选择综合性状好的品种，如东单1331、良玉99、铁研3107、宏硕G822等品种。根据品种耐密性确定适宜的种植密度，一般亩保苗3800～4500株。4.2.2土壤深松整地根据不同类型地块，因地制宜选择单一深松作业或灭茬+旋耕+深松作业等多项复式联合作业模式，时间宜在秋季和春季进行。深松作业周期为两年深松一次，也可结合实际适当调整作业周期，同一块地一年内不得进行重复深松作业。适宜深松作业的土壤为砂壤土、壤土、黏壤土等，耕作层20cm以下为沙层的地块不宜进行深松作业。适宜深松作业的土壤含水率为12%～22%。根据土壤耕层厚度确定适宜的深松深度，深松作业以打破犁底层为标准，深度要大于25cm且不超过40cm，一般深松深度以25～35cm为宜。采用凿（铲）式深松机，相邻两深松行间距不得大于2倍深松深度。为防止土壤水分蒸发，提高播种质量深松机应加装碎土、合墒装置，深松后及时耙平，做到地面无坷垃、土块，结合深松整地施足底肥，达到待播状态，防止跑墒。4.2.3化肥减施在施用有机肥的基础上，通过各种调控机制使养分缓慢释放，满足作物全生育期需求。玉米种肥同播，合理利用肥水，提高肥料利用率，减少化肥施用量。参照2022—2023年玉米控释肥料试验结果，减量施肥在对照常规施肥量的基础上，亩施用量减少5～10kg情况下，推荐使用氮磷钾总养分含量52%的聚氨酯包膜控释肥料，其中控N为12%～16%。配方为：氮磷钾养分含量52%（24-12-16或26-12-14相近配方），其中控N为10%～16%，亩施用量为45～55kg。注意防止肥料烧种烧苗，种肥隔离层厚度要达到10～12cm。如漏水漏肥地块或遇特殊年景，可根据田间长势适时进行追肥。前期生长量不足或生长不均匀及出现黄苗、弱苗的地块和植株要早施肥、偏施肥，可以分多次施肥，促进小苗生长，保证整个地块玉米植株生长发育协调一致。4.2.4"加强病虫害的监测和防治重点加强玉米丛生苗病高发区域内的风沙土轻壤地块以及棕壤土轻壤地块和草甸土砂壤地块的监测，发现叶片出现贯穿性黄白条纹及时采用“一控一促”的方法对症治疗。对发生除草剂药害的地块，采