转基因玉米种植技术优化与产量提升

引言

玉米是全球重要的粮食、饲料和工业原料作物，在农业生产和国民经济中占据关键地位。随着人口增长和对玉米需求的不断攀升，提升玉米产量成为农业领域的重要课题。转基因技术的应用为玉米种植带来新契机，它赋予玉米抗虫、耐除草剂等优良特性，在一定程度上提高了玉米产量和质量。然而，目前转基因玉米种植技术仍存在诸多待优化之处，深入研究转基因玉米种植技术优化与产量提升策略，对保障粮食安全、推动农业现代化发展具有重要意义。

一、现状与发展趋势

近年来，全球转基因玉米种植面积呈现持续增长态势。国际农业生物技术应用服务组织（ISAAA）数据显示，2022 年全球转基因玉米种植面积达到 7100 万公顷，占玉米总种植面积的 33% ，较 2010 年的 3320 万公顷增长了 114% 。从种植区域来看，美国、巴西、阿根廷是主要的转基因玉米种植国家，其中美国转基因玉米种植面积占其玉米总种植面积的 92% 以上，巴西的转基因玉米种植率也超过 85% 。在我国，虽然转基因玉米商业化种植进程相对滞后，但科研投入持续加大，2022 年我国转基因玉米研发试验面积达到 50 万亩，较 2018 年增长了 150% 。

在技术特性方面，抗虫和耐除草剂是转基因玉米最主要的两种性状。抗虫转基因玉米能够有效抵御玉米螟等害虫，减少农药使用量约 30%-40% ，使玉米产量损失降低 15%-20% 。耐除草剂转基因玉米则方便了田间杂草管理，节省劳动力成本约 25%-30% 。不过，当前转基因玉米种植也面临一些问题，例如转基因玉米种子价格普遍比传统玉米种子高 40%-60% ，导致种植成本上升；同时，部分地区存在转基因玉米基因漂移风险，可能对生态环境造成潜在影响。未来，转基因玉米技术将朝着多性状聚合、精准基因编辑方向发展，预计到 2030 年，全球转基因玉米种植面积有望突破 1 亿公顷，转基因玉米产量占比将提升至玉米总产量的 40% 以上[1]。

二、转基因玉米种植技术优化与产量提升优化策略

（一）品种选择与基因改良

选择合适的转基因玉米品种是实现高产的基础。不同品种的转基因玉米在抗虫性、耐除草剂性以及对环境的适应性等方面存在差异。以抗虫转基因玉米为例，研究表明，“Bt11”品种对玉米螟的抗性效果达到 90% 以上，相比普通玉米品种，其产量可提高 18% 左右。在实际种植中，应根据当地的气候条件、土壤类型以及病虫害发生情况，选择适宜的品种。如在高温干旱地区，可选择耐旱性较强的转基因玉米品种，此类品种在同等条件下比普通品种增产 12%-15% 。

同时，持续进行基因改良也是提升产量的关键。通过基因编辑技术，可将多个优良性状基因聚合到同一玉米品种中。例如，将抗虫基因、耐除草剂基因与耐旱基因相结合，培育出多性状转基因玉米品种。据实验数据显示，多性状转基因玉米品种较单一性状品种，产量可提高 20%-25% ，农药使用量进一步减少 15%-20% 。此外，利用基因编辑技术还可以优化玉米的光合作用效率和养分吸收能力，有研究表明，经过基因编辑优化光合作用的转基因玉米，其光合效率提高 10%-15% ，最终实现产量提升10%-12%[2] 。

（二）种植模式优化

合理的种植模式能够充分利用土地、光照和水分等资源，提高玉米产量。在种植密度方面，研究表明，转基因玉米的适宜种植密度一般在每亩4500-5500 株之间。当种植密度为每亩 5000 株时，玉米的群体结构较为合理，通风透光条件良好，单株产量和群体产量都能达到较高水平，相比低密度（每亩 3500 株）种植，产量可提高 22% 左右。同时，采用宽窄行种植模式也有助于提高产量，宽窄行种植模式下，宽行 80 厘米，窄行 40 厘米，既能保证玉米生长过程中的通风透光，又便于田间管理和机械化作业，与等行距种植相比，宽窄行种植模式可使玉米产量提高 8%-10% 。

此外，轮作与间作模式也值得推广。玉米与大豆轮作，能够有效改善土壤肥力，减少病虫害发生。数据显示，玉米大豆轮作三年后，土壤有机质含量提高 0.3%0.5% ，玉米根腐病发病率降低 15%-20% ，产量提升10%-12% 。玉米与花生间作，花生的固氮作用可为玉米提供氮素营养，同时两种作物在空间上形成立体种植结构，充分利用光能，间作模式下玉米产量较单作提高 7%-9% 。

（三）田间管理精细化

精细化的田间管理是保障转基因玉米高产的重要环节。在水肥管理方面，根据玉米不同生长阶段的需水需肥规律进行精准灌溉和施肥。玉米拔节期到灌浆期是需水需肥高峰期，此阶段需水量占整个生育期的 60%-70% ，需肥量占总施肥量的 70%80% 。采用滴灌技术结合测土配方施肥，能够提高水肥利用效率。实验数据表明，滴灌结合测土配方施肥较传统漫灌和常规施肥，水分利用率提高 30%‰ ，肥料利用率提高 25%-30% ，玉米产量提升 15%-20% 。

病虫害防治也是田间管理的重点。虽然转基因玉米凭借 Bt 蛋白表达等技术手段，对鳞翅目害虫如玉米螟具有显著抗性，但仍需警惕其他病虫害的威胁。在病害防治方面，玉米大斑病、锈病等非转基因抗性病害是主要防控对象。以玉米大斑病为例，该病在高温高湿环境下极易爆发，初期叶片会出现水渍状青灰色斑点，随后扩展为梭形大斑，严重时导致整株枯死。防治时，可在发病初期，每亩使用 25% 吡唑醚菌酯悬浮剂 30-40 毫升，配合 1500-2000 倍清水进行均匀喷雾，连续用药 2-3 次，间隔 7-10 天，防治效果可达 85% 以上。针对锈病，可选用 430 克/升戊唑醇悬浮剂，按照每亩30-40 毫升的剂量进行茎叶喷雾，能有效抑制夏孢子萌发，阻断病害传播[3]。

在虫害防治上，除转基因技术覆盖的靶标害虫外，蚜虫、红蜘蛛等刺吸式害虫同样需要重点关注。可采用生物防治与化学防治相结合的综合策略：释放瓢虫、食蚜蝇等天敌昆虫控制蚜虫种群；对于红蜘蛛，可喷施 1.8% 阿维菌素乳油 2000-3000 倍液进行化学防治。同时，通过安装频振式杀虫灯等物理防治手段，利用害虫趋光性诱杀玉米螟、黏虫等成虫，可使田间害虫基数降低 40%-60% ，有效减少化学农药使用量，既保障玉米产量，又符合绿色农业发展要求，实现生态效益与经济效益的平衡[4]。

结束语

转基因玉米种植技术的优化对提升玉米产量至关重要。通过合理选择品种并进行基因改良、优化种植模式以及实施精细化田间管理等策略，能够充分发挥转基因玉米的增产潜力。在实际应用中，需结合不同地区的实际情况，综合运用这些优化策略，同时密切关注转基因玉米种植过程中的生态安全和经济成本问题。未来，随着转基因技术的不断创新和发展，以及种植技术的持续优化，转基因玉米有望为全球粮食安全和农业可持续发展做出更大贡献。

参考文献

[1]岳鲁峰. 农业现代化下玉米种植技术分析[J]. 世界热带农业信息,2024,(9):101-102.

[2]张立峰,纪玉忠,包格格,宋丽,李季,牛磊,于大伟.抗虫耐除草剂转基因玉米示范种植技术[J].中国种业,2024,(9):127-129.

[3] 张琪. 亚洲玉米螟生物学研究与综合防治[M]. 化学工业出版社:202310.154.

[4]金文涌,叶凤林,刘定富,陆永良,应继锋.中美转基因作物产业化最新 进展[J].中国种业,2022,(9):1-6.