玉米是世界上种植面积最多的农作物,但和小麦、水稻不同,玉米除了用作粮食,还被广泛用作医药化工的原料以及畜牧养殖的饲料来源,用途更加多元化。
在世界玉米的生产格局上,中国和美国都占有重要地位,两国的产量之和占全球玉米的半壁江山。2021年,我国玉米的年产量稳定在2.72亿吨,美国的产量更高一筹,Statistic网站的统计结果是3.84亿吨,比我国高出了41.18%。
这是否意味着,美国玉米的生产水平比中国更加先进、高效?事实上,总产量并不是衡量生产能力的最佳指标,因为种植面积、自然气候都是影响因素,最有说服力的评价标准还要参考亩产量。那么,中美两国玉米的亩产水平究竟差距多大?产生差距的原因又是什么呢?
在美国农业部的官方网站中,我们可以了解到美国玉米单产的变化:从1993~2021年,平均单产变化有增有减,但线性回归明显呈增加趋势,且增产幅度十分明显。
2020年,美国玉米单产创下历史新高,统计数据为176.7蒲式耳/英亩,换算成亩产量就是1478.8斤。同理,可以计算出2021年的平均亩产量为1438.6斤,与2019年基本持平。总体来看,近年来美国玉米的平均亩产量在1400~1500斤之间,对我国而言,这一产量整体上处于高产范围内。
因为根据国家统计局的统计,2021年我国玉米的种植总面积为4332.4万公顷,总产量2.725亿吨,由计算可得出:平均单产为6291公斤/每公顷,相当于838.8斤/亩。
相比之下,美国玉米的平均单产是我国的1.7倍,差距不可谓不显著。需要说明的是,美国玉米的种植规模并不小,预留的土地面积高达3900万公顷,种植区域覆盖了五大湖沿岸、西部以及南部,形成了世界上面积最大的玉米生产基地:“玉米带”。
“玉米带”是根据自然气候、土壤类型划分出的区域。根据《大英百科全书》的释义,该地区的特点是地势平坦,土壤肥沃,富含有机质和氮素,为玉米的生长提供了优良条件。区内从事玉米生产的经营单位以家庭农场为主,每个农场平均负责的耕地超过120公顷(1800亩)。因此,“玉米带”具有显著的集约化、规模化的优势,高产的成绩反映出的是整体水平。
除了土地质量,美国玉米生产的自然条件也十分优越。在我国,玉米产区可分为黄淮海、西北、西南以及东北产区,其中,东北产区的自然条件为国内最佳。但和美国相比,东北产区的气候条件也略显不足:“玉米带”的无霜期高达160~200天,我国东北地区仅有130~145天;“玉米带”的平均降水量为500~700mm,东北地区则为450~650mm,同样不占优势。
但是,土地质量和自然条件并不能决定最终产量的高低,在诸多的生产要素中,玉米品种和生产技术对单产的提高也有很大影响。
首先,种子是玉米生产的基础,也是产量高低的关键。根据闫琰等学者的调查,良种对我国玉米的增产贡献率在33.8%左右,美国则达到了40%左右,这说明美国玉米种子的增产优势更明显。
这是因为我国主推的玉米以杂交品种为主,例如:郑单958、先玉335、京科968等著名品种,均是在优良亲本的基础上杂交选育出的新品种。而美国推广的玉米品种则以转基因玉米为主,2021年的覆盖率达到了93%,已经发展成主力品种。
和杂交品种相比,转基因品种具有优异的抗虫、抗病能力。美国最先推广种植的转Bt抗虫基因的玉米,在生产期有效防治了欧洲玉米螟、草地夜贪蛾等害虫,取得了显著的增产效益,玉米的耐贮性能也得到了提升。
转基因玉米对单产的高低究竟有何影响?国外学者Brookes对转Bt抗虫基因的玉米进行过研究,结果显示:和常规品种相比,转基玉米的平均单产可增加10%左右。再横向对比来看:1996年美国开始推广转基因玉米,此后的单产明显增加,而在同期,中国、法国等常规玉米主产国的增长速度则较为缓慢,这也从侧面反映出转基因玉米种子的贡献。
其次,中美两国的玉米生产技术也是影响单产的重要原因。美国的玉米种植实现了机械化作业,人力成本低,生产效率高。通过改变农机参数,播种的密度、深度、水肥控制更加合理,漏播和重播的概率较小,这为夺得玉米高产创造了前提条件。
美国的玉米种植户还特别重视技术与经验,全国性的玉米高产竞赛为技术分享提供了平台。该项赛事简称为NCGA,是一项可追溯到1965年的年度比赛,每年各州农户同台竞技,单产最高者获得国家奖杯或州奖杯,并受到名誉表彰。
一方面,高产竞赛大大激发了农户的生产积极性;另一方面,赛事也体现了美国玉米生产的最高水平,对技术推广起到了引导作用。例如:2021年的全国纪录由弗吉尼亚州查尔斯市的David Hula创下,玉米单产达到了602.16蒲式耳/英亩,换算成亩产量则高达5039斤。竞赛共产生了27名全国优胜者,经核实,平均亩产量都超过了3147斤。
而在我国,玉米种植区域相对分散,缺少广阔平坦的“玉米带”,耕地条件不及美国。再者,我国环境复杂,气候多样,玉米的种植以小规模生产为主,缺乏规模效应,一来增加了人力成本,影响了生产效率的提高,二来也不便于高产技术和高产良种的推广,和美国相比还存在一定的差距。
从另一个角度看,我国的玉米还有很大的增产空间,其中的原因既有自然因素,又有人为因素。尤其是黄淮海平原的夏播玉米区、南方丘陵区和西南山区,增产潜力巨大。
以黄淮海地区为例,当地是我国重要的“玉米粮仓”,种植制度为冬小麦-夏玉米两熟制,制约亩产量的自然因素包括:土壤结构差、肥力低、水旱灾害、病虫害相对严重等等,人为因素则与机械化的质量有关,整体上较为粗放,种植效益不甚理想。
根据这一生产现状,我国专家建议:行之有效的增产方向是有序提高机械化生产的质量,加快培育适合机械作业的优良品种,同时改良土壤、培肥地力,提高灾害防控能力等等。因地制宜、对症下药,我国玉米的单产表现定能再上一个台阶。
总体而言,中美两国的玉米生产各有特色,美国的优势在于亩产量和生产效率,最大特色是实现了机械化生产与转基因品种的全域覆盖。
和美国相比,我国玉米的平均亩产量较低,但作为粮食却更加安全,杂交品种在国内市场也更受认可。当然,美国的成功经验也值得借鉴,推广高产的配套技术、提升机械化的水平,这些都是提高玉米单产的有效措施。