科技创新与玉米产业发展

　　1玉米的经济地位和发展趋势

　　玉米是种植最广泛的谷类作物之一。全世界有100多个国家种植玉米。玉米在世界谷物总产量中巳超过小麦，居第1位。亚洲巳成为玉米种植面积最大的洲，其次是北美洲。近30年来，世界玉米种植面积从9936万hm2增加到13994万hm2，单产由2293kg/hm2提高到4332kg/hm2。2004?2005年度世界玉米产量为7.08亿t。在世界农业发展中，拉美、非洲把玉米生产放在首位，而亚洲则放在水稻、小麦后的第3位。

　　美国是世界上玉米第一生产大国，种植面积达3000万hm2，占世界玉米面积的22%;总产量27617万t，占世界玉米总产量的42%，单产达到7200kg/hm2。

　　玉米是中国三大粮食作物之一。种植面积2545万hm2，占全国粮食作物总面积的25%;总产达到13000万t，约占全国粮食总产量的28%。2004?2005年度中国的玉米产量为1.28亿t，约占世界玉米产量的18.1%，仅次于美国。中国玉米产区主要集中在东北、华北和西北，东北4省区(辽、吉、黑、内蒙古)和华北4省(晋、冀、鲁、豫)生产了占全国70%左右的玉米，再加上西北4省区(陕、甘、宁、新疆)，共生产了占全国近80%的玉米。

　　吉林省是玉米优势产区，玉米总产量、平均单产、人均占有量、调出量和出口量均居全国第一位，是中国玉米生产的第一大省。目前，全省玉米播种面积约250万hm2，占全国玉米面积的10%左右，其中有66万hm2的绿色、专用、特用玉米；玉米总产量约1700万t，占全国玉米总产量的15%;玉米商品量约为1000万t，占全国玉米消费总量的8%。

　　玉米具有产量高、抗逆性强、用途广泛的特点。不仅是人类和家畜的重要食物来源，而且是几百种工业用品的原料。据统计，世界玉米总产量的66%用作动物饲料，20%直接供人们食用，8%用作工业原料，6%用作种子。中国的玉米消费结构也巳经由过去的食用消费向饲料、工业加工为主的多方向、多层次消费转变。

　　未来10?20年，伴随畜牧业的大发展和玉米工业的兴起，玉米的用途将更加广泛，加工更加精细，对玉米的需求量将大幅度增加，玉米在世界经济发展中的地位日趋重要。

　　按照目前中国经济的增长速度对玉米生产的要求,全国玉米总产量将以3%的速度提高,但随着国内养殖业、淀粉加工、乙醇生产对玉米的需求,玉米消费总量将以5个百分点的速度提高，玉米将出现供不应求的局面。到2010年，吉林省仅玉米加工业对玉米需求达1000万t，占吉林省玉米产量的50%。

　　面对巨大的需求，吉林省玉米生产发展要走提高内涵和扩大外延的道路。提高内涵：一是提高科技创新能力，不断推出新品种、新技术支撑玉米生产发展；二是加强农田基本建设，提高高产农田的比例。扩大外延：一是推动周边地区玉米发展，二是采取农业技术走出去战略，发展周边国家玉米生产。同时继续强调玉米加工向精深方向发展，提高玉米加工产品的科技含量和市场竞争力。

　　2科技进步对玉米产业发展的作用

　　2.1杂交种选育使玉米产量持续提高

　　近30年来世界玉米产量的提高，杂种优势利用的科技贡献率为30%?35%。20世纪80年代以来，以分子遗传学为核心，转基因技术、分子标记技术与常规育种技术相结合，使玉米育种方法实现了质的飞跃。90年代以来先后育成了一大批高产、优质、高抗玉米杂交种，综合性状明显改进，花期更为协调，干物重增加，收获指数增大，保绿度提高，耐密性、抗病性和茎杆、根的抗倒性增强。目前，世界玉米杂交种种植面积达到85%左右。90年代世界玉米平均单产为4044kg/hm2，玉米高产国家法国玉米单产达8051kg/hm2，美国单产为7890kg/hm2。世界玉米高产纪录为27743kg/hm2。

　　转基因玉米是世界上最重要的转基因作物之一。1990年培育出第一例转基因玉米品种之后，转基因玉米巳经发展成为重要的商品类型，2005年全球转基因玉米的种植面积为2120万hm2。玉米转基因的主要性状集中在抗虫和抗除草剂，种植转基因玉米在提高产量的同时，无需或很少再喷洒化学农药，间接减少了化学农药对环境的污染。

　　中国玉米育种无论在遗传理论还是在育种实践上都己达到世界先进水平，使生产中杂交种覆盖率达到100%，并保证品种的更新换代，玉米增产速度与美国相当。育成了一批高产、稳产、多抗杂交种。1989年单交种掖单13首创了夏玉米高产纪录；1999年莱玉创造了春玉米高产纪录，达到16440kg/hm2。中国农业科技东北创新中心育成的优良单交种四密25，单产也达到15120kg/hm2，比90年代世界玉米平均单产高出3倍多。

　　2.2玉米丰产栽培技术推动玉米生产不断发展

　　美国是世界上玉米机械化生产程度最高的国家。20世纪80年代美国玉米生产巳实现全程机械化。90年代初开始，以秸秆覆盖为主要内容的保护性耕作，重视基肥和锌、锰、钼、硼等微量元素肥料的施用。精准施肥技术、增加种植密度是近年来美国玉米大面积高产的关键措施，辅以农艺措施和生物技术有效防治病虫草害。据调查，美国玉米高产田平均密度为62490株/hm2，单产达到了13867kg/hm2。

　　世界玉米的最高产量达27743kg/hm2，是由美国依阿华州的玉米种植者柴欧德在2002年美国高产竞赛中创造的。其主要栽培技术要点是：①通过深松、秸秆还田、深施肥来培肥土壤，改善与提高其保水保肥、供水供肥能力；②施入足量的氮磷钾三要素，中量元素硫及微量元素锌、铁、锰等;③选用耐密、抗病、抗倒伏优良单交种；④在苗带上施用杀虫剂和杀线虫剂;⑤用较慢速度机播，种子深浅一致，出苗整齐度好。

　　中国玉米生产分春玉米和夏玉米两大区域，因地制宜推广了相关技术。①选用综合性状好的优良玉米杂交种；②合理密植，创建超高产群体；③科学施肥，提高肥料利用率；④创建超高产土壤，提高土壤生产能力。

　　2.3加工技术的发展提高了玉米的经济地位

　　世界玉米加工业在近几十年发展迅速，在食品、医药、化工等领域得到了很多应用，使玉米在经济中的作用突显出来。随着玉米加工业的快速发展，玉米工业消费量逐年上升，从90年代的几十万吨到如今的上千万吨。目前世界上巳开发的玉米加工产品多达几十类、数千个品种，主要有饲料、淀粉、淀粉糖、酒精、玉米油、淀粉塑料、玉米食品及其它深加工产品。美国玉米深加工量占玉米加工量的15%?20%，可加工出3000多种产品，淀粉、甜味剂和乙醇占据玉米深加工产业的95%，每年深加工消耗量约5000万t。

　　中国玉米加工业起步较晚，饲料加工消耗的玉米数量最大，占玉米总产量的一半以上。近年来中国玉米加工食品、医药、化工产业正处于高速增长期，90年代以后年均增长速度接近10%。2005?2006年度中国加工业消费的玉米预计为1600万t，约占玉米消费总量的13%。目前，中国年总消费水平在1.2亿t左右，约占世界玉米消费总量的19%，居世界第二位，仅次于美国。

　　3科技创新是玉米生产发展的强大动力

　　未来相当一段时期，全世界玉米种植面积将基本稳定。产量持续提高、总产量不断增长是世界经济发展对玉米生产的基本需求。

　　吉林省作为玉米优势产区，面对市场需求量的增加、质量提高和生产环境的多重压力，为适应玉米经济的发展，增强在世界玉米市场中的竞争能力，必须建立玉米科技创新平台，加快科技创新步伐，提高选育高产、优质、多抗优良玉米杂交种的能力，一方面为区域内玉米生产提供技术支撑；另一方面为周边地区和国家扩大玉米生产能力提供技术辐射，科技创新具有十分重要的战略意义。

　　3.1拓宽种质资源，培育高产优质杂交种

　　杂种优势利用是提高玉米产量的技术载体。必须充分利用资源优势，发展现代生物技术，在种质创新和育种技术创新两个方面取得新突破，加快玉米杂交种选育速度，提高杂交种水平。

　　3.1.1现代生物技术应用是加速实现育种目标的关键

　　建立玉米分子育种技术平台，加强分子育种关键技术的攻关研究，将表型选择转化为基因型选择，大幅度地提高育种效率和成功率，可有效地提高玉米杂交种的育种速度，育成时间可从目前的10?20年缩短到5?6年。

　　应用现代生物技术，建立快速、高效的分子鉴定和标记辅助选择技术体系，进行玉米基因的鉴定、定位和分离；发掘和精细定位抗病、虫(丝黑穗病、玉米螟等)、耐旱等重要性状新基因，获得紧密连锁的分子标记；开展抗病、耐旱、优质基因的聚合育种技术研究，把期望性状导入适宜的玉米杂交种。

　　3.1.2充分利用资源优势，强化理论与方法创新是玉米杂交种选育的首要任务

　　全世界有约300个玉米种族，目前人类仅利用了其中的几个种族。要充分利用资源优势，加强国际合作研究与交流，开展玉米杂交种选育。

　　将优质、抗逆、高产、专用作为玉米育种的重要目标，在理论上深入探讨杂种优势形成的生物学基础，加强玉米分子遗传学机理研究，为玉米育种实践提供更先进、更科学的指导。切实增强玉米种质鉴定、扩增、改良、创新的研究力度，创造和筛选玉米核心种质，为育种持续提供优异基因库保障。在方法上继续改良和完善杂交种选育方法，加强相关学科及交叉学科的合作研究，利用综合分析、鉴定技术，培育出生长健壮、品质优良、高产稳产的玉米杂交种。

    3.1.3开展特定性状的玉米育种

　　开展子粒品质性状的遗传研究，改良玉米子粒品质。对糯玉米子粒品质性状的遗传、支链淀粉的胶化特性等进行研究，培育和开发具有特定附加值的系列加工专用玉米杂交种，如高淀粉、高油和优质蛋白玉米、超甜玉米等，为加工业提供更为适用的原料品种，促进我国在开发利用玉米新类型领域取得重大突破。

　　3.2提高玉米杂交种应用效益和玉米生产综合能力

　　研究和应用提高玉米生产能力的综合配套技术，力争10年内使玉米综合生产能力提高20%，满足日益扩大的玉米经济发展需求。

　　针对玉米生产中存在的关键技术问题，以理论创新为基础，以制约玉米高产高效的关键技术为重点开展综合栽培技术研究，主要研究玉米超高产群体结构与功能、产品器官形成和退化机制，提出超高产的关键技术；研究农田生态系统肥水资源循环规律平衡机制及高效利用技术，新型节水保肥技术；研究深松少耕、高效低耗新耕法；研究作物对非生物灾害的反应机理和抗逆减灾创新技术；研究作物流行性、爆发性和危险性重大生物灾害的成灾规律、监测预警及可持续控害减灾技术，改进生物控制方法，减少作物损失。

　　开展优质粮田基础设施建设，提高抗旱防涝、高产稳产能力。一是加快农田水利化建设，扩大有效灌溉面积，提高抗旱能力。二是加快农机化建设。通过提高农机化装备水平，优化装备结构，增加大中型动力机械、复式作业机械、收获机械，逐步实现玉米生产全程机械化。三是加强农田生态体系建设，推广保护性耕作技术，增加秸秆还田数量，改善土壤生态环境，提高土壤生产能力。

　　积极发展玉米集约化种植，形成生产、加工、销售有机结合、相互促进的机制，实现玉米增长方式转变，推进玉米生产向商品化、专业化、现代化方向发展，提高生产效益。

　                                                                　岳德荣

　                                                　(中国农业科技东北创新中心，吉林公主岭136100)