甄善繼，李 明，高 祺，李 喬，晏君瑤

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030)

0 引言

玉米是我國(guó)重要的糧食作物之一， 2014年種植面積3 595.4萬(wàn)hm2，占全國(guó)糧食播種面積的32.9%，占世界玉米面積的20.1%，玉米總產(chǎn)量2.16億t，占糧食總產(chǎn)的35.5%，占世界玉米產(chǎn)量的20.8%。2007年玉米播種面積超過(guò)水稻， 2012年總產(chǎn)量超過(guò)水稻，成為我國(guó)第一作物(FAO[1])。黑龍江省自然條件優(yōu)越，耕地面積大，土壤肥沃，適宜玉米生長(zhǎng)。過(guò)去10余年黑龍江省玉米生產(chǎn)發(fā)展迅速， 2007年黑龍江省玉米播種面積上升到全國(guó)第1位， 2010年黑龍江省玉米總產(chǎn)量上升到全國(guó)第1位。促進(jìn)黑龍江省玉米生產(chǎn)的健康發(fā)展，不僅能滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求，而且對(duì)保障中國(guó)糧食安全、促進(jìn)農(nóng)民增收等都具有重要意義[2]。2016年國(guó)家提出農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革任務(wù)，要求壓縮玉米種植面積，黑龍江省玉米生產(chǎn)面臨新的發(fā)展形勢(shì)與挑戰(zhàn)，因此有必要從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)角度出發(fā)，對(duì)玉米生產(chǎn)的各個(gè)方面，包括玉米生產(chǎn)系統(tǒng)的演變、農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)、氣候環(huán)境變化的影響和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響，對(duì)黑龍江省玉米生產(chǎn)發(fā)展進(jìn)行深入的分析，探尋進(jìn)步的原因和存在的問(wèn)題，提出黑龍江省未來(lái)玉米生產(chǎn)發(fā)展的科學(xué)的途徑與突破點(diǎn)，為今后玉米生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

關(guān)于玉米生產(chǎn)相關(guān)因素的貢獻(xiàn)以及演變，前人從不同角度進(jìn)行了研究。蘇俊[3]通過(guò)總結(jié)黑龍江50年育種實(shí)踐，明確提出雜交種對(duì)玉米單產(chǎn)的增產(chǎn)的貢獻(xiàn)非常大。楊虎[4]也通過(guò)國(guó)內(nèi)外的具體事例和數(shù)據(jù)得出雜交種的引進(jìn)和種植使得玉米單產(chǎn)增幅可達(dá)10%～25%。栽培技術(shù)的進(jìn)步貢獻(xiàn)也很大，種植密度增加是提高玉米產(chǎn)量的有效途徑[5]，施肥量的增加與玉米產(chǎn)量的提高有直接關(guān)系[6]。王振華[7]、廖永松[8]、紀(jì)瑞鵬[9]等分別從機(jī)械化、經(jīng)濟(jì)以及氣候影響對(duì)黑龍江玉米發(fā)展的貢獻(xiàn)進(jìn)行了分析。但是前人的研究都缺乏系統(tǒng)的整合，文章結(jié)合面板數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)黑龍江省玉米生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)行了初步的整合和多角度分析。

1 材料與方法

1.1 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)引自中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒[10]、黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒[11]、全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編[12]、中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)[13]、世界糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫(kù)等。

根據(jù)近5年氣象數(shù)據(jù)對(duì)黑龍江玉米的生產(chǎn)潛力進(jìn)行估算和預(yù)測(cè)。光合生產(chǎn)潛力估算參考梁榮欣[14]的方法，玉米光能利用率為有效輻射的4.45%， 玉米的干物質(zhì)燃燒值為17.036kJ/g，玉米收獲指數(shù)取50%, 溫度和水分訂正參考馬樹慶[15]的方法。

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)品種：四單19和鄭單958分別代表了20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初黑龍江一、二積溫帶種植推廣的玉米品種； 種植密度： 4.5萬(wàn)/hm2和6萬(wàn)/hm2，分別代表了兩個(gè)年代種植密度； 施肥處理：不施肥(CK)和最佳施肥(根據(jù)土壤基礎(chǔ)肥力和之前研究結(jié)果確定)。試驗(yàn)共8個(gè)處理，小區(qū)5m行長(zhǎng)， 0.65m行距， 6行區(qū)。不同生育期調(diào)查株高、葉面積、功能葉片的光合速率，完熟期取中間兩行收獲測(cè)產(chǎn)考種。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用DPS7.05和EXCEL軟件。數(shù)據(jù)主要進(jìn)行了相關(guān)分析和通徑分析，用直接通徑系數(shù)代表某個(gè)自變量對(duì)因變量的貢獻(xiàn)大小。效率優(yōu)勢(shì)指數(shù)是指通過(guò)對(duì)黑龍江省某種作物的單產(chǎn)水平占全省糧食作物平均單產(chǎn)水平的比率與全國(guó)該農(nóng)產(chǎn)品單產(chǎn)水平占其所有糧食作物平均單產(chǎn)水平比率的對(duì)比，來(lái)測(cè)評(píng)黑龍江省在某種農(nóng)作物的綜合生產(chǎn)效率的相對(duì)比較優(yōu)勢(shì)。規(guī)模優(yōu)勢(shì)指數(shù)是指黑龍江省的某種作物種植面積占全省所有糧食作物種植面積的比例與全國(guó)同種指標(biāo)比率的對(duì)比。由于農(nóng)業(yè)受到地理環(huán)境、農(nóng)業(yè)技術(shù)和社會(huì)制度等多方面因素影響，單方面的優(yōu)勢(shì)并不足夠反映某種植物的綜合優(yōu)勢(shì)。由此，使用效率優(yōu)勢(shì)指數(shù)和規(guī)模優(yōu)勢(shì)指數(shù)的乘積更能準(zhǔn)確反映出某種植物的綜合優(yōu)勢(shì)，表示為前兩者的乘積。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑龍江省玉米生產(chǎn)系統(tǒng)的演變

2.1.1 玉米產(chǎn)量變化對(duì)黑龍江省糧食總產(chǎn)量的影響

根據(jù)黑龍江省統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)， 1949年以來(lái)黑龍江省糧食總產(chǎn)呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，從1949年的577萬(wàn)t增長(zhǎng)到2014年的6 071萬(wàn)t， 66年間增長(zhǎng)了9.5倍。其中玉米從197.5萬(wàn)t增長(zhǎng)到3 216萬(wàn)t，增長(zhǎng)了15.3倍，水稻從20.5萬(wàn)t增長(zhǎng)到2 251萬(wàn)t，增長(zhǎng)了108.8倍。小麥種植面積從49.2萬(wàn)hm2上升到200萬(wàn)hm2，又下降到不足14.5萬(wàn)hm2，大豆種植面積也是先增加到近500萬(wàn)hm2，又下降到300萬(wàn)hm2。通過(guò)對(duì)黑龍江省玉米、水稻和小麥產(chǎn)量與1949年以來(lái)的糧食總產(chǎn)的通徑分析發(fā)現(xiàn), 3者的貢獻(xiàn)(以直接通徑系數(shù)表示)是玉米0.490 8，水稻0.378 8，小麥0.132 1，說(shuō)明新中國(guó)成立以來(lái)玉米對(duì)糧食產(chǎn)量貢獻(xiàn)排在第1位。

2.1.2 黑龍江省玉米生產(chǎn)系統(tǒng)的演變分析

過(guò)去66年間(1949～2014年)黑龍江省玉米生產(chǎn)發(fā)展迅速，但過(guò)程并不平坦。從全省玉米總產(chǎn)量變化可以分為5個(gè)階段： (1)1949～1963年是平穩(wěn)中略有降低階段，平均年減少0.357 1萬(wàn)t； (2)1963～1982年是波動(dòng)中增加階段，平均年增加13.844萬(wàn)t； (3)1982～1996年是較快增長(zhǎng)階段，平均年增加68.73萬(wàn)t； (4)1996～2003年是波動(dòng)中顯著下降階段，平均年減少75.642萬(wàn)t；(5)2004年以后是迅速增長(zhǎng)階段，平均年增加229.09萬(wàn)t(圖1)。

圖1 1949～2014年黑龍江省玉米產(chǎn)量與玉米播種面積變化

圖2 1949～2014年黑龍江省玉米單產(chǎn)變化

66年間黑龍江省玉米播種面積同樣發(fā)生了很大變化，種植面積增長(zhǎng)了近4倍(圖1)。種植面積的變化可以分為3個(gè)階段： (1)1949～1980年是波動(dòng)中緩慢增加階段，平均年增加2.454 6萬(wàn)hm2； (2)1980～2003年是波動(dòng)中較快增加階段，平均年增加3.333 5萬(wàn)hm2；(3)2004年后是迅速增長(zhǎng)階段，平均年增加32.565萬(wàn)hm2。

同期黑龍江省玉米單位面積產(chǎn)量增長(zhǎng)了近5倍(圖2)。單產(chǎn)變化可以分為4個(gè)階段： (1)1949～1965年是波動(dòng)中略有下降的階段，平均年減少27.558kg/hm2(因異常剔除1960年的數(shù)據(jù))； (2)1965～1994年是波動(dòng)中較快增長(zhǎng)階段，平均年增加110.43kg/hm2，如果以1982年分界可以看出后一段比前一段增長(zhǎng)更快； (3)1994～2001年是波動(dòng)中減少階段，平均年減少227.82kg/hm2； (4)2001年以后是恢復(fù)增長(zhǎng)階段，平均年增加116.6kg/hm2。

由上述結(jié)果可知，玉米種植面積的增加和單產(chǎn)的提高都對(duì)玉米產(chǎn)量增長(zhǎng)起到巨大的推動(dòng)作用，對(duì)66年的數(shù)據(jù)進(jìn)行通徑分析，玉米單產(chǎn)的直接作用系數(shù)是0.445 7，玉米播種面積的直接作用系數(shù)是0.631 3，因此，玉米播種面積擴(kuò)大對(duì)玉米總產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大于玉米單產(chǎn)的提高。

為了進(jìn)一步分析不同時(shí)期單產(chǎn)和面積變化對(duì)玉米產(chǎn)量的影響，對(duì)5個(gè)階段分別進(jìn)行通徑分析。第1個(gè)階段(1949～1963年)，單產(chǎn)的直接通徑系數(shù)是-0.058 4，面積直接通徑系數(shù)是0.687 6。說(shuō)明該階段玉米產(chǎn)量的變化主要受種植面積的影響，單產(chǎn)的影響極小。這個(gè)階段黑龍江省種植品種都是傳統(tǒng)的農(nóng)家種，施用肥料都是農(nóng)家肥，種植管理比較粗放，單產(chǎn)水平很低，生產(chǎn)水平比較落后。第2個(gè)階段(1963～1982年)，單產(chǎn)的直接通徑系數(shù)是0.860 6，面積的直接通徑系數(shù)是0.226 1。這個(gè)階段黑龍江省開始推廣玉米雜交種，推廣化肥使用，單產(chǎn)明顯提高，種植面積有所增加，但是玉米單產(chǎn)的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于播種面積。第3個(gè)階段(1982～1996年)，單產(chǎn)的直接通徑系數(shù)是0.569 3，面積的直接通徑系數(shù)是0.497 8。說(shuō)明在此期間玉米單產(chǎn)對(duì)玉米總產(chǎn)量的貢獻(xiàn)略大于玉米播種面積。這個(gè)階段玉米雜交種得到普通應(yīng)用，品種更新?lián)Q代單產(chǎn)水平提高，化肥逐步取代農(nóng)家肥得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)由于畜牧業(yè)的發(fā)展對(duì)飼料的需求增加，促進(jìn)了玉米種植面積的增加。第4個(gè)階段(1996～2003年)，單產(chǎn)的直接通徑系數(shù)是0.498 6，面積的直接通徑系數(shù)是0.596 2。說(shuō)明在此期間，玉米播種面積減少對(duì)總產(chǎn)降低的影響略大于玉米單產(chǎn)降低的影響。這個(gè)階段由于國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)重視不夠，糧食價(jià)格逐年走低，嚴(yán)重影響了黑龍江省玉米生產(chǎn)，導(dǎo)致種植面積下降，投入減少，單產(chǎn)降低。第5個(gè)階段(2003～2014年)，單產(chǎn)的直接通徑系數(shù)是0.433 2，面積的直接通徑系數(shù)是0.616 7。說(shuō)明在此期間玉米播種面積增加對(duì)總產(chǎn)的貢獻(xiàn)明顯超過(guò)玉米單產(chǎn)的貢獻(xiàn)。2003年以后國(guó)家重新重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，出臺(tái)一系列政策，例如種糧補(bǔ)貼、良種補(bǔ)貼、農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼、取消提留和農(nóng)業(yè)稅等，特別是2008以后的玉米臨時(shí)收儲(chǔ)政策，讓玉米價(jià)格逐年走高，調(diào)動(dòng)了農(nóng)民生產(chǎn)積極性，黑龍江省玉米種植面積快速擴(kuò)大，單產(chǎn)逐步恢復(fù)，玉米總產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。

2.2 黑龍江省玉米種植面積擴(kuò)大的原因

2.2.1 經(jīng)濟(jì)因素的促進(jìn)作用

收入的高低是決定農(nóng)民是否種植某種作物的重要因素，黑龍江玉米總產(chǎn)值從2001年低于300元/667m2逐漸增加到2014年的1 100元/667m2左右，呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。對(duì)比黑龍江省3種重要糧食作物在2006年、2011年、2013年的成本和產(chǎn)值變化情況可以看出，近10年各種作物的生產(chǎn)成本均在上升，單位面積產(chǎn)值也均整體上升，但相對(duì)增長(zhǎng)速率較低，導(dǎo)致成本收益率普遍下降，大豆甚至在2013年出現(xiàn)負(fù)收益率，而玉米的成本收益率始終高于其他主要糧食作物。這使得農(nóng)民傾向于種植玉米，是導(dǎo)致玉米播種面積不斷擴(kuò)大的重要原因之一。

表1 主要糧食作物成本收益

玉米大豆小麥年份總成本(元/667m2)產(chǎn)值(元/667m2)成本收益率總成本(元/667m2)產(chǎn)值(元/667m2)成本收益率總成本(元/667m2)產(chǎn)值(元/667m2)成本收益率200632284508640582646831236018280992979500620116412191678043504056098602151336674300312013867191017980176326460733-0045449661065012

對(duì)黑龍江省和全國(guó)2010～2014年的平均數(shù)據(jù)進(jìn)行分析顯示，黑龍江省的水稻和玉米的效率優(yōu)勢(shì)最大(1.81、1.27)，而小麥和大豆較小(0.63、0.16)； 黑龍江省大豆的規(guī)模優(yōu)勢(shì)最大(3.88)，其次就是玉米和水稻(1.38、0.94)，小麥很小(0.09)； 玉米的綜合優(yōu)勢(shì)最高(1.76)，其次是水稻(1.69)，而大豆并不高(0.58)，小麥很小(0.06)。所以黑龍江省玉米相對(duì)于其他主要作物具有明顯的種植優(yōu)勢(shì)。

任何農(nóng)產(chǎn)品的收益都受到成本與價(jià)格的制約，成本很難降低，而價(jià)格受政策因素影響巨大。2008～2015年國(guó)家的玉米臨時(shí)收儲(chǔ)政策持續(xù)托市，是玉米種植效益提高的根本原因。

2.2.2 黑龍江省玉米產(chǎn)區(qū)的氣候變化影響

作物產(chǎn)量的形成是基因型與環(huán)境互作的結(jié)果，氣候環(huán)境決定了品種的選擇與產(chǎn)量的高低，黑龍江省玉米種植面積的持續(xù)擴(kuò)大必然有其獨(dú)特的環(huán)境優(yōu)勢(shì)。該文選取了黑龍江主要積溫帶10個(gè)代表性站點(diǎn)20世紀(jì)50年代、20世紀(jì)80年代和21世紀(jì)10年代的氣象數(shù)據(jù)，分析新中國(guó)成立以來(lái)黑龍江省的氣候變化特點(diǎn)及其對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響。

圖3 黑龍江省玉米生育期平均降水量和日照時(shí)數(shù)

數(shù)據(jù)顯示黑龍江省玉米生育期有效積溫呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中處于北部的嫩江、克山地區(qū)增加尤為明顯。20世紀(jì)50年代哈爾濱、齊齊哈爾、安達(dá)、牡丹江、通河、雞西、富錦、克山、海倫、嫩江生育期有效積溫分別為2 761℃、2 708℃、2 739℃、2 597℃、2 578℃、2 574℃、2 563℃、2 445℃、2 539℃、2 318℃。到了20世紀(jì)80年代分別增長(zhǎng)了34℃、78℃、51℃、131℃、47℃、87℃、120℃、138℃、40℃、109℃，到了21世紀(jì)10年代再次增長(zhǎng)了186℃、129℃、119℃、92℃、148℃、89℃、86℃、156℃、125℃、189℃。經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)，積溫累計(jì)增加220℃、207℃、170℃、223℃、195℃、176℃、206℃、294℃、165℃、298℃。平均增加了215 ℃，增加了8.32%。氣候變暖使得熱量不足這個(gè)關(guān)鍵限制因素消失，曾經(jīng)經(jīng)常出現(xiàn)的低溫冷害和早霜危害不再是限制玉米生產(chǎn)的因素，有效積溫的增加使得玉米種植區(qū)域明顯擴(kuò)大。

哈爾濱、牡丹江、雞西、富錦和嫩江地區(qū)降水量呈先增加后減少變化，即在20世紀(jì)80年代達(dá)到最高降水量。哈爾濱、牡丹江和雞西地區(qū)21世紀(jì)10年代降水量小于20世紀(jì)50年代； 富錦和嫩江地區(qū)的21世紀(jì)10年代降水量大于20世紀(jì)50年代。齊齊哈爾、克山和海倫地區(qū)呈現(xiàn)降水量逐年代上升的趨勢(shì)，在21世紀(jì)10年代達(dá)到最高降水量。安達(dá)地區(qū)呈現(xiàn)先減少后上升趨勢(shì)， 21世紀(jì)10年代降水量超過(guò)20世紀(jì)50年代。通河地區(qū)呈逐年代減少趨勢(shì)。從年代看，全省平均增加2.8%，從地域看，黑龍江省西部相對(duì)干旱地區(qū)的降水量出現(xiàn)增加的趨勢(shì)，對(duì)當(dāng)?shù)赜衩椎纳L(zhǎng)十分有利，而東部和中部相對(duì)降水量充沛的地區(qū)，降水量略有減少也不會(huì)影響玉米的生長(zhǎng)。

10個(gè)站點(diǎn)日照時(shí)數(shù)變化規(guī)律不明顯，從不同年代來(lái)看除通河和雞西21世紀(jì)10年代日照時(shí)數(shù)大于20世紀(jì)80年代以外，其他8個(gè)站點(diǎn)，21世紀(jì)10年代相對(duì)于20世紀(jì)50年代和80年代日照時(shí)數(shù)減少，日照最充足的地區(qū)是齊齊哈爾，相對(duì)最不充足的地區(qū)是富錦地區(qū)。從全省看，平均減少了11.8%。日照時(shí)數(shù)的變化與空中云量變化相關(guān)密切，反映了直射光存在的時(shí)間長(zhǎng)度，間接反映了日照強(qiáng)度的變化。在幾個(gè)氣象因素中日照長(zhǎng)度的變化對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響最小。

綜上可知，黑龍江省玉米產(chǎn)區(qū)的溫度隨著年代的推移，溫度均在升高，有效積溫增加了213.3℃； 日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，全省平均減少了11.8%； 而降水量呈現(xiàn)西部增加、中東部略有減少的趨勢(shì)，氣候變化為黑龍江省玉米生產(chǎn)的擴(kuò)大和單產(chǎn)的提高提供了有利的客觀環(huán)境。

2.2.3 農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響

農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步對(duì)玉米生產(chǎn)發(fā)展的促進(jìn)作用明顯，其中主要是早熟高產(chǎn)品種和種植收獲機(jī)械的推廣使得黑龍江省三、四積溫帶玉米面積明顯增加。以黑龍江省墾區(qū)為例，黑龍江墾區(qū)主要分布在黑龍江省東部和北部，屬于三、四積溫帶，歷史上是豆麥產(chǎn)區(qū)， 2003年玉米種植面積僅15.4萬(wàn)hm2，到2014年達(dá)到83.9萬(wàn)hm2，增加4.44 倍，種植比例由9.1%增加到30%左右(表2)。其中德美亞1號(hào)及其系列品種的推廣是玉米種植面積擴(kuò)大的重要因素，早熟使得原來(lái)不能種玉米的地方開始種植玉米，高產(chǎn)使得原來(lái)的小麥、大豆田改種了玉米。精量點(diǎn)播機(jī)械的推廣提高了玉米生產(chǎn)水平，特別是玉米收獲機(jī)械的推廣使得這些地廣人稀缺乏勞動(dòng)力的地區(qū)實(shí)現(xiàn)了玉米生產(chǎn)全程機(jī)械化。目前黑龍江墾區(qū)擁有玉米收獲機(jī)械5 000多臺(tái)，地方擁有玉米收獲機(jī)械6 000多臺(tái)，黑龍江省玉米機(jī)械收獲比例超過(guò)75%。

表2 黑龍江墾區(qū)玉米種植面積變化情況

年份玉米面積(萬(wàn)hm2)糧食面積(萬(wàn)hm2)玉米占比(%)年份玉米面積(萬(wàn)hm2)糧食面積(萬(wàn)hm2)玉米占比(%)20031541781693944912009588071254418723120042254901875886120201062162027028692302005252205190484713220116803992744067248200630199220837211452012854478279778430520074026162151491187201389086928033873182008401657229641317520148390892831264296

2.3 技術(shù)進(jìn)步對(duì)黑龍江省玉米單產(chǎn)提高的貢獻(xiàn)

2.3.1 品種、密植和施肥對(duì)玉米單產(chǎn)提高的貢獻(xiàn)比較

試驗(yàn)結(jié)果顯示：鄭單958平均單產(chǎn)(12.38t/hm2)>四單19(11.74t/hm2)，增產(chǎn)5%； 施肥處理平均單產(chǎn)(12.80t/hm2)>無(wú)肥處理(11.32t/hm2)，增產(chǎn)13%； 種植密度6萬(wàn)株/hm2的平均單產(chǎn)(13.12t/hm2)>4.5萬(wàn)株/hm2(11.01t/hm2)，增產(chǎn)19%。所以3者對(duì)單產(chǎn)提高的貢獻(xiàn)順序是：密植>施用肥料>品種改良。

2.3.2 玉米單產(chǎn)提高的生理基礎(chǔ)

四單19施肥處理的平均單產(chǎn)(12.4t/hm2)>四單19無(wú)肥處理(11.07t/hm2)，增產(chǎn)12%。鄭單958施肥處理的平均單產(chǎn)(13.20t/hm2)>鄭單958無(wú)肥處理(11.57t/hm2)，增產(chǎn)14%。這說(shuō)明新品種鄭單958對(duì)施肥的反映更敏感，肥料利用率更高。

四單19在4.5萬(wàn)株/hm2密度下平均單產(chǎn)(11.33t/hm2)小于6萬(wàn)株/hm2(12.15t/hm2)，密植增產(chǎn)7%。鄭單958在4.5萬(wàn)株/hm2密度下平均單產(chǎn)(10.68t/hm2)<6萬(wàn)株/hm2密度下(14.09t/hm2)，密植增產(chǎn)31%。這說(shuō)明新品種鄭單958耐密性較好。

施肥和密植均可以增加玉米的葉面積指數(shù)，以抽雄期和蠟熟期為例，四單19分別增加5.45%、27%； 鄭單958分別增加2.35%、24.65%(表3)。同時(shí)新品種的光合速率也有所改善，吐絲期的測(cè)定顯示鄭單958穗上葉中部的光合速率為22.2μmol/(m2·s)，比四單19的16.9μmol/(m2·s)增加了31.3%。因此，新品種更耐密，且新品種的肥料利用率更高、光合強(qiáng)度更大、葉片保綠性更好衰老更慢。

表3 不同處理葉面積指數(shù)

時(shí)期四單19(45萬(wàn)株/hm2)鄭單958(45萬(wàn)株/hm2)四單19(6萬(wàn)株/hm2)鄭單958(6萬(wàn)株/hm2)施肥無(wú)肥施肥無(wú)肥施肥無(wú)肥施肥無(wú)肥抽雄期380349378381463461467485蠟熟期272239249332285328355412

2.3.3 氮磷鉀施用量與單產(chǎn)的相關(guān)分析

黑龍江省農(nóng)調(diào)隊(duì)的抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)顯示， 2004年以來(lái)玉米的氮磷鉀施入量呈增加的趨勢(shì)，其中純氮增加了34.2%，五氧化二磷增加了26.1%，而氧化鉀增加了975.9%，氮磷鉀比例從1： 0.70： 0.03調(diào)整為1： 0.66： 0.21，說(shuō)明鉀肥增加最快，氮磷鉀比例更為均衡。相關(guān)分析顯示全省玉米氮、磷、鉀肥投入量與單產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)分別為0.77**， 0.78**， 0.77**，均達(dá)到極顯著相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明氮、磷、鉀肥的投入對(duì)單產(chǎn)提高起著重要作用。

3 討論與結(jié)論

3.1 結(jié)論

黑龍江省玉米生產(chǎn)對(duì)全省糧食總產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大； 玉米生產(chǎn)的發(fā)展主要依靠種植面積的擴(kuò)大，單產(chǎn)提高的貢獻(xiàn)較小。影響面積擴(kuò)大的主要因素是市場(chǎng)的需求和國(guó)家政策的扶持，同時(shí)氣候變暖、技術(shù)進(jìn)步都發(fā)揮了作用。影響單產(chǎn)提高的技術(shù)排序?yàn)椋好苤?施肥>品種，新品種具有更好的耐密性和更高的肥料利用率。黑龍江省玉米產(chǎn)量潛力巨大，今后在控制種植面積推廣休耕的同時(shí)，要走低成本高產(chǎn)高效的道路。

3.2 討論

中國(guó)是世界玉米生產(chǎn)大國(guó)，種植面積和總產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó),位居第2位，黑龍江省成為我國(guó)第一玉米生產(chǎn)省和主要輸出基地之一。該研究指出，無(wú)論是建國(guó)以來(lái)還是過(guò)去10年黑龍江省玉米生產(chǎn)的快速發(fā)展主要依靠種植面積的擴(kuò)大。 2003年以來(lái)單產(chǎn)的增加僅僅是一個(gè)恢復(fù)性增長(zhǎng)，單產(chǎn)提高的貢獻(xiàn)較小。面積擴(kuò)大的一個(gè)重要原因是經(jīng)濟(jì)因素的促進(jìn)作用，由于市場(chǎng)需求的持續(xù)擴(kuò)大和政策扶持,特別是2008年推出的玉米臨時(shí)收儲(chǔ)政策，使得玉米價(jià)格逐步走高，玉米成本收益率明顯高于大豆和小麥，同時(shí)綜合比較優(yōu)勢(shì)也最高，這是農(nóng)民擴(kuò)大玉米種植面積的直接動(dòng)力和根本原因。2016年國(guó)家提出農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革，要解決的主要問(wèn)題是玉米產(chǎn)大于銷，庫(kù)存積累嚴(yán)重，且90%的玉米庫(kù)存在東北，要壓縮“鐮刀彎”地區(qū)玉米種植面積，改托市政策為市場(chǎng)化定價(jià)，由此引起玉米價(jià)格暴跌。一方面反證了原有政策在促進(jìn)玉米生產(chǎn)和增加農(nóng)民收入的作用，另一方面也反映了國(guó)家對(duì)調(diào)控東北地區(qū)玉米生產(chǎn)政策的針對(duì)性、時(shí)機(jī)、手段、力度、配套措施等方面應(yīng)該認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。國(guó)家針對(duì)玉米生產(chǎn)在供給側(cè)進(jìn)行改革方向完全正確，通過(guò)控制種植面積來(lái)減少總產(chǎn)量是唯一快速有效的辦法。但是一方面強(qiáng)制一些地區(qū)放棄玉米種植同時(shí)價(jià)格放開引起價(jià)格暴跌，另一方面給農(nóng)民種植玉米提供補(bǔ)貼，政策信息上有些矛盾。國(guó)家應(yīng)該針對(duì)東北春玉米產(chǎn)區(qū)制定特殊的補(bǔ)貼政策，即提供休耕補(bǔ)貼取代種植玉米補(bǔ)貼，以此促進(jìn)玉米種植面積大規(guī)模減少，既可以減輕收儲(chǔ)壓力，加速玉米減庫(kù)存，減少玉米庫(kù)存管理成本，又可以維持玉米價(jià)格在合理水平，使得玉米種植收入高于玉米成本支出，減小庫(kù)存玉米銷售的價(jià)差損失，還可以讓耕地休養(yǎng)生息，一舉數(shù)得。關(guān)于休耕補(bǔ)貼，另有文章進(jìn)行深入討論。

該文的分析和生產(chǎn)實(shí)踐均證明，過(guò)去20多年的氣候波動(dòng)對(duì)黑龍江省玉米生產(chǎn)的影響是利大于弊，有利方面就是積溫增加無(wú)霜期延長(zhǎng)，晚熟高產(chǎn)玉米得以推廣及玉米種植區(qū)域的擴(kuò)大，不利的方面是異常氣候出現(xiàn)的頻率增加，可帶來(lái)旱澇災(zāi)害以及導(dǎo)致病蟲害的發(fā)生。多數(shù)研究者根據(jù)地球溫室效應(yīng)認(rèn)為，未來(lái)我國(guó)東北地區(qū)仍然是向干熱方向發(fā)展[16-17]，但是也有少數(shù)研究者指出，太陽(yáng)黑子活動(dòng)進(jìn)入休眠期，未來(lái)幾年地球?qū)⑦M(jìn)入一個(gè)小冰河期[18]，如此則黑龍江省氣候很可能向冷濕方向發(fā)展，對(duì)黑龍江省玉米弊大于利。因此，面對(duì)氣候的波動(dòng)，應(yīng)做好氣象預(yù)測(cè)工作，同時(shí)也要做好技術(shù)改進(jìn)與技術(shù)儲(chǔ)備，重視早熟品種的選育和提高玉米抵御不良?xì)夂蜃兓恼{(diào)控技術(shù)改進(jìn)，減輕因氣候波動(dòng)造成的損失。玉米是高產(chǎn)作物， 2015年在美國(guó)弗吉尼亞州利用先鋒P1197AM創(chuàng)造世界玉米單產(chǎn)記錄32.9t/hm2， 2014年卡塔爾獲得59.7t/hm2(FAO)。據(jù)媒體報(bào)道，2013年在新疆奇臺(tái)創(chuàng)造22.67t/hm2的春玉米國(guó)家記錄(在覆膜有灌溉條件下)，2005年在山東萊州創(chuàng)造21.02t/hm2的夏玉米國(guó)家記錄，2014年在吉林樺甸創(chuàng)造18.24t/hm2的非灌溉春玉米高產(chǎn)紀(jì)錄。但是我國(guó)和黑龍江省目前的平均單產(chǎn)還不高，都是6t/hm2左右，與美國(guó)和加拿大的10.7t/hm2和9.3t/hm2差距明顯。對(duì)黑龍江省的產(chǎn)量潛力估算顯示，黑龍江省玉米光合產(chǎn)量最高可達(dá)22.3t/hm2，光溫產(chǎn)量潛力最高可達(dá)20t/hm2，玉米氣候生產(chǎn)潛力不同地區(qū)在9.6～17.4t/hm2間變化，因此黑龍江省玉米單產(chǎn)有著巨大的提升空間，今后的主攻方向只能是在提高效益的前提下提高單產(chǎn)。

該研究結(jié)果表明，技術(shù)進(jìn)步對(duì)玉米單產(chǎn)的提高和種植面積增加的影響很大，密度增加對(duì)玉米單產(chǎn)的提高貢獻(xiàn)大于合理施肥大于品種更新。目前黑龍江省玉米種植密度已經(jīng)提高到6萬(wàn)株/hm2左右，但是與美國(guó)的密度還有距離。目前玉米生產(chǎn)多晚熟品種，生育期偏長(zhǎng)，籽粒脫水慢，不適合機(jī)械直接脫粒收獲，缺少取代鄭單958和先玉335的適應(yīng)機(jī)械化收獲的早熟高產(chǎn)品種[19-24]。合理施肥是密植增產(chǎn)的保證，但是我國(guó)單位面積肥料施用量是美國(guó)、加拿大、俄羅斯的2.42、4.35、9.00倍，氮肥利用率比發(fā)達(dá)國(guó)家低20～30個(gè)百分點(diǎn)[25]。該研究表明在黑龍江省基礎(chǔ)肥力較高的地塊，不施肥的玉米產(chǎn)量也很高，要推廣測(cè)土施肥技術(shù)，根據(jù)玉米發(fā)育的特點(diǎn)、土壤肥力和邊際成本來(lái)確定適宜的施肥量和施肥比例，既可以降低肥料成本，又可以避免對(duì)土壤的損害和對(duì)環(huán)境的污染。黑龍江省有多于400萬(wàn)hm2的坡耕地，多于66.7萬(wàn)hm2的鹽堿地，多于10萬(wàn)hm2的風(fēng)沙地，這些耕地都是中低產(chǎn)田，占到全省旱田的一半左右，因此提高黑龍江省玉米單產(chǎn)水平，還必須針對(duì)具體的土壤問(wèn)題，提出切實(shí)可行的改造與利用方案，秸稈覆蓋可以減輕坡耕地的水土流失，減少鹽堿土和風(fēng)沙土的水分蒸發(fā)，增加土壤的有機(jī)質(zhì)，減輕鹽堿對(duì)玉米的脅迫，配合其他措施才能全面提高黑龍江省抵抗不良?xì)夂驅(qū)崿F(xiàn)玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的能力。黑龍江省今后玉米生產(chǎn)必須采取全程機(jī)械化的輕簡(jiǎn)化、少免耕栽培技術(shù)，推廣適合少免耕的玉米耕種機(jī)和玉米秸稈粉碎效果好的玉米直收機(jī)械，增加秸稈還田比例，實(shí)現(xiàn)種地養(yǎng)地結(jié)合，提高土地資源可持續(xù)性，降低機(jī)械成本和化肥成本，解決勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高玉米生產(chǎn)效率，同時(shí)解決秸稈焚燒帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。

綜上，由于市場(chǎng)需求增加和政策扶持的刺激，配合技術(shù)進(jìn)步和有利的氣候變化，黑龍江省玉米生產(chǎn)主要是靠擴(kuò)大種植面積的外延式發(fā)展取得巨大成績(jī)。如今在國(guó)家壓縮玉米面積、價(jià)格機(jī)制市場(chǎng)化的新形勢(shì)下，要依靠科技進(jìn)步提高單產(chǎn)和效率，走提高農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量的內(nèi)涵式可持續(xù)發(fā)展道路。黑龍江省應(yīng)該推行休耕補(bǔ)貼政策來(lái)控制種植面積，推廣少免耕栽培方式，實(shí)現(xiàn)玉米秸稈還田，做到土地用養(yǎng)平衡，采用早熟、耐密、抗倒、高產(chǎn)、適合機(jī)械直收的品種，合理密植與精準(zhǔn)施肥，提高單產(chǎn)的同時(shí)降低機(jī)械成本、化肥成本和勞動(dòng)力成本，全面提高玉米生產(chǎn)的資源利用率、土地產(chǎn)出率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低單位糧食成本，提高玉米競(jìng)爭(zhēng)力。

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