编者按：
这些宝贵的资料是作者经过在美国实地考察及查阅相关资料，并进行总结整理美国玉米生产技术的一些特点，新锐恒丰研究院经过与李少昆先生沟通后，同意授权在智种网平台发布，以期为国内玉米生产相关人员参考和借鉴。
文 | 李少昆（国家玉米产业技术体系）
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文：李少昆（已获得授权）| 图：李少昆
----本文经作者授权在智种网平台发布----
当前我国玉米生产正表现出4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转变。美国是世界最大的玉米生产国，产量占全世界玉米总量的40％左右，是机械化、规模化、高产 高效生产管理技术先进国家。美国玉米生产品种选择、耕作栽培技术、农场经营管理等玉米生产的先进理念、技术和管理经验可以学习和借鉴。
1.美国玉米生产及其技术特点
1.1 美国玉米生产的气候条件
美国有41个州种植玉米，主产区集中在中、北 部平原玉米带，位于北纬38〫～43〫，西经82〫～87〫范围内，玉米生产为一年一熟，且均为单作。分析表明，69％和29％的玉米分别分布在生长期较长(相对熟期CRM 105～125d)和生长期较短的温带气候区 (CRM≤105d)，而热带-亚热带气候区(CRM≥125d) 种植的玉米只占2％。中国玉米带是从东北到华北再斜向西南，纬度范围跨度相当宽，47％和31％的玉米种植在生长期较长和较短的温带气候区，有22％的玉米种植在热带-亚热带地区。热带-亚热带地区昼夜温度高、温差小、阴雨天多、病虫害重，玉米多熟种植，产量不如温带。因此，美国玉米生产的气候条件优于我国，这是其全国平均单产高的一个重要原因。
1.2 美国玉米生育进程及播种、收获时间
对全美玉米(统18个玉米主产州，占美国玉米播种面积的92％)生育及农事进程的分析表明，美国玉米一般在4月初开始播种，11月底结束收获， 播种、出苗、吐丝、生理成熟和收获高峰期分别在5月6日、5月19日、7月 19日、9月20日和 10月24日，其中，播种至出苗历时14d，营养生长阶段(出苗至吐丝)60d，生殖生长阶段(吐丝至生理成熟)63d，生理成熟至收获高峰相距31d (图1)，成熟到收获还有1个月的田间子粒脱水时间。美国6个主产州玉米生育进程结果见表1。相同纬度比较，玉米生理成熟期除艾奥瓦州(IA)比我国同纬度玉米晚1～2d外，其他各州提早3～7d (图2)。
近20年，全美玉米播种进程呈明显提前的趋势，但生理成熟提前的趋势较弱，因此，玉米的实际生育期得到延长。从美国玉米生产第一大州IOWA的播种进程来看(图3)，与30年前(1979～1983年) 比较，近10年玉米播种的起始时间和播种高峰期提前了近7d。播期提前的主要原因一是农场田间排水系统更加完善，春季土壤湿度下降快；二是品种的耐 低温发芽能力增强，在低温条件下表现出较高的发芽势；三是包衣剂等种子处理技术的成功应用；四是全球气候变暖因素。
受春季降雨及中后期天气变化因素的影响，美国玉米播种、收获及生育进程在年际间变幅较大。从1994～2012 年，全美玉米播种的高峰期平均为5月5日，最早出现在4月25日(2011年)，最晚5月19日(1995年)，相差24d；生理成熟高峰期平均为9月17日，最早9月5 日(2012年)，最晚10月1日(2009年)，相差26d(图4)。
1.3玉米品种的熟期
美国玉米品种生育期以相对熟期(RM)表示，全国玉米品种熟期分区如图5 所示。RM反映了玉米品种之间熟期的差异，有利于不同地区农户选择相应熟期的品种。由于玉米品种种植在不同生态条件下实际生育期会发生变化，但其需要的积温相同。收集统计13个美国主要企业的RM和GDD(GDD，日平均温度超过10℃时计算，超过 30℃按 30℃计算)资料，分析其 关系，x 表示相对生育期(RM，d)，y 表示 GDD(℃)，两者的关系拟合为 y=20.213x+419.56。用此公式，结合图5，可以进一步用于比较不同积温带中美玉米品种熟期的差异。
1.4 土壤耕作类型及整地美国玉米田耕作类型及相应整地方式主要包括
免耕、垄作、条带耕作、圆盘耙(Disc)整地4种(图6)， 目前已很难见到翻耕。美国玉米带春季降雨多、土壤湿度大、不易作业，玉米需要适时抢播，因此，整地和 施肥等作业多在秋季玉米收获后进行。
玉米收获后，用圆盘耙进行一次性整地(部分农场进行2次整地)是目前生产上的主导方式，大部分在秋季进行，也有少部分在春季播种前进行。
条带耕作(Strip-till)属于少耕类型，多在秋季结 合施肥(主要是液氨)进行，第 2 年春天直接在条带上播种，与免耕相比有利于提高播种质量。条带耕作 时每年的条带不固定，以避免机械压实土壤。
垄作(Ridge-till)的优点一是用于地面灌溉；二是 有利于排湿，提高春季地温；三是起垄作业时将秸秆刮到垄沟内，有利于垄上播种作业。玉米收获后，垄 一般不破坏，第 2 年在垄上种植，玉米生长前期进行 一次机械培土扶垄，便于灌溉。垄作面积以往较大，近年随着免耕以及喷灌、滴渗灌面积的扩大，垄作面 积呈下降趋势，条带耕作也取代了一部分垄作。
免耕(No-till)是20世纪80年代开始推广，主要是条件差的农场为减少投入、提高效益而采取的一 项技术措施，目前已经被大部分农场接受。免耕地在 积温较好、经常发生干旱胁迫的地区和年份保水、增产效果显著；在积温不足、土壤黏性重、降雨量大与 排水不良的地区和田块呈减产趋势。免耕地播种时 上下茬尽量不重行，以免影响播种质量。
深松在美国玉米带并不普遍，美国农田土壤质 地较好、有机质含量高，目前机械作业次数越来越 少，一般未形成犁底层，虽然一些农户购置了带深松犁的综合整地机，但深松作业耗油、作业速度慢，效果并不明显。
1.5 灌溉方式
美国玉米带秋、冬、春季有较多的降雨，玉米生 长季节经常遭遇干旱，需要灌溉，目前灌溉面积呈上升趋势，其中，离河流近的地区主要是利用河水灌溉，远的地区和农田主要采取打井灌溉。
美国玉米田灌溉方式主要有地面沟灌、喷灌和 滴灌(渗灌)3 种方式。其中，喷灌分立轴式移动圆心 状喷灌和线形移动式喷灌，前者应用面积较大，后者 主要是管理不如立轴式圆心喷灌方便。喷灌每次用水20～30 mm，灌溉次数根据天气和田间作物生长状况一般 5～6 次。2012年因干旱，内布拉斯加大学Clay试验站玉米田喷灌了12次。喷灌地块的苗期追 肥主要通过喷灌实施。滴灌(渗灌)一般在30～40cm深埋管，放在2行中间，滴水孔相距60cm左右，一般可用20年，节水效果好于喷灌，但滴灌田不能进行深松，主要用于免耕地，还要防范老鼠咬食软管 造成破裂。滴灌成本较高，农户目前在玉米田还较少采用。
1.6 施肥
美国玉米田主要在秋季施肥，与秋天天气好、时间相对充足有关。秋季肥料价格较春季低约10％，因此，即使秋季施肥存在挥发和渗漏流失问题，但总体效益较好。液体肥料在美国使用较多。秋季在温度低于10℃或15℃施用，一般在11月中、下旬进行，相对挥发损失少。施肥时通过施肥管将肥料注入土壤，其中，前面一个犁刀开沟，后面有两个圆盘耙覆土。在内布拉斯加州的免耕玉米地，有些农场在播后将液 体肥料和除草剂一起喷洒在地表，随降雨渗入土壤，但这种施肥方式浪费现象严重。
在美国玉米播种时一般不施种肥，主要是不好操作，易影响播种质量。一般20%～25％的肥料在 出苗后大约6～7叶时追施。Jerry A. Mulliken 介绍，追肥太早施肥效果不好，追肥过晚机械难以进地。 有喷灌条件的，在内布拉斯加州大约有30%～40％的农场通过喷灌追肥。
美国农场自20世纪80年代全面采取测土施肥，一般3～4年测试一次土壤，土样送专业的测试 分析公司，许多农场聘请农业顾问帮助取样、送样和分析结果，确定肥料的投入。
1.7 玉米田种植覆盖作物(Cover crop)
覆盖作物是近年美国保护性耕作研究和推广的一个热点，在内布拉斯加州立大学Clay试验站和Dodge县大田均采取这种种植方式。主要种植作物为黑麦(Rye)、Radish(小萝卜)、Vetch(野生豌豆)等，一般在玉米或大豆收获后尽快免耕播种，下年春季玉米播种2周前(避免除草剂对下茬作物影响)进行化学杀除，内布拉斯加州约在 4月初。冬季、初春作物 覆盖有利于保护土壤，避免水土流失，具有培肥、改善土壤结构、调节土壤微生物、增加其多样性的作 用。也有研究种植一种类似于甜菜的块茎作物，用 于改善土壤结构。内布拉斯加大学农业推广部2010年和2011年在5个农场组织的生产大田试验，绿色覆盖(黑麦)田玉米或大豆产量与对照田相比产量没有显著的差异。
1.8 精准农业技术
在内布拉斯加州目前大约有 25% ～30％的农场有 GPS 装置，新购置的播种、施肥和收获机械上 大都配备有 GPS。播种、收获通过 GPS 可以准确的 控制行距、记录播量和产量，但通过遥感监测及收获 时获得的产量图进行变量播种、施肥、喷洒农药等目 前尚处于探索阶段，并未得到大面积应用。主要原因是产量问题较为复杂，产量图中低产的地方可能土壤养分并不少，产量低可能是土壤障碍、基因型和环 境的互作等其他原因造成，这样的地方变量施肥的 效益并不好，农民对该类技术还缺乏信心。
2. 对我国玉米生产的启示
2.1 转变玉米生产目标，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，并且非常重视资源高效利用和环境保护。我国人口众多，粮食安全问题突出，但不能一味追求高产和超高产， 应将产量提高与提高劳动生产率、资源利用效率并 重，实现玉米的持续增产。借鉴美国玉米生产机械 化、选用早熟耐密品种、地力培肥、合理投入、精量和简化生产过程等经验，实现高产与高效协同发展。
2.2 转变玉米生产方式，简化农事操作
美国玉米生产技术简化，生产的关键环节着重 于播前准备、播种、收获、收获后施肥、秸秆处理等，玉米生育期间很少进行田间管理。在一些具体的技 术方面，如通过种植抗虫、耐除草剂转基因玉米，减 少农药的施用和病虫草为害；通过种子筛选加工、单 粒播种技术，减少定苗环节，提高播种质量；通过少、免耕技术，减少田间机械作业和能源消耗；通过子粒 直接收获技术，减少果穗或子粒晾晒、脱粒等环节； 通过秸秆还田、与豆科作物轮作等措施培肥地力，减 少化肥投入等，都值得借鉴。
2.3 转变玉米生产理念，推进子粒直收
美国玉米全部采用子粒直接收获，一般在胚顶端出现黑层、乳线消失后 2～4 周开始收获，收获高峰期距生理成熟高峰期约 1 个月。同时，通过选用早 熟、子粒后期脱水快、抗倒品种和后期田间站秆晾 晒，子粒含水量一般可降到 20％以下，减少了收获 时子粒破损和烘干成本，实现子粒直接收获。我国西 北灌溉玉米区、东北雨养春玉米区与美国玉米带处 于同一纬度，学习美国经验，改变早熟品种不高产的传统思维定式，以早熟、密植实现提质、增产、增效， 全面推进机械收获子粒技术。
（全文完）
作者｜李少昆
来源｜玉米科学2013，21(3)：1～5
编辑｜新锐恒丰研究院
