玉米高产与资源高效如何兼顾？

作为我国种植面积最广、总产量最高的粮食作物，玉米的单产提升对保障粮食安全至关重要。然而，随着全球人口增长与耕地资源有限的矛盾加剧，如何在减少环境负担的同时提高玉米产量，成为农业可持续发展的核心难题。

近日，中国农业科学院作物科学研究所侯鹏研究员等系统总结了玉米生产的限制因素，并基于定量设计原理提出了一套兼顾高产与资源高效利用的绿色生产方案。相关研究发表已发表于《农业科学与工程前沿》（英文）（DOI: 10.15302/J-FASE-2025601）。

当前我国玉米产量提升面临多重限制。气候条件方面，太阳辐射减少、极端天气（如干旱、水涝）直接影响光合作用和养分积累；土壤层面，长期浅耕导致犁底层压实，使玉米减产约4.8%至20.2%；管理上，种植密度偏低、施肥不当等问题普遍存在——例如，我国的玉米种植密度显著低于美国，部分地区由于过量施肥不仅降低了养分利用率，还引发了土壤退化和地下水污染。这些因素共同导致玉米产量的潜力难以被充分释放，资源浪费与环境压力凸显。

针对上述问题，研究人员基于定量设计原理，提出了三大优化策略。首先是种植密度与太阳辐射匹配。通过分析我国不同区域的太阳辐射差异，西北等光照充足地区可通过提高密度实现高产，而东部地区则需根据辐射水平调整种植密度以避免资源的浪费。其次是品种与群体结构的匹配，推荐选择紧凑型品种：这类玉米叶片夹角小，能减少遮荫，使中下层叶片获得更多的光照，比平展型品种的光能利用率更高。第三是耕层-根系-冠层功能匹配，通过深松土壤打破犁底层、优化根系分布，结合滴灌施肥技术精准供给水肥，实现地下吸收与地上生长的协同高效。

综合现有研究数据，采用定量设计方案后，西南、黄淮海、华北和西北玉米产区的产量分别提高了10.5%、2.7%、5.2%和10.3%，且无需增加氮肥投入。其中，滴灌施肥技术在西北干旱区表现突出，与传统种植相比，高产田产量提升显著，水分和养分利用率平均提高了30%以上。目前该技术已在我国400万公顷玉米田推广，约占全国总面积的9%，尤其在西北、东北等干旱半干旱地区成效显著。

通过定量设计，不仅能减少化肥和水资源的消耗，还能降低温室气体排放。研究建议，未来应进一步结合区域气候特征推广个性化方案——例如西南地区重点优化密度与光照匹配，黄淮海地区加强抗逆品种选育。