中国农业科学院：用科技打通玉米全程机械化“最后一公里”

玉米是我国第一大作物。“十三五”期间，我国玉米播种面积和产量分别占粮食作物的35.98%和39.3%，玉米的生产发展对保障国家粮食安全具有重要地位。

“十三五”期间，我国玉米生产方式逐步向优质高效机械化方向转变，生产效率不断提升。玉米产业的蓬勃发展得益于新品种培育不断突破，单产由2015年的393公斤/亩提高到2020年的421公斤/亩，自育品种面积由85%提高到90%以上，优质专用、绿色高效品种大幅度增加，籽粒直收新品种助力全程机械化打通“最后一公里”。

得益于精准绿色栽培技术创新应用，玉米肥料总用量由1400万吨降至1200万吨(2015-2019)，肥料生产力提高2.7 kg/kg(14.3%)(2015-2019)，水分利用率提升16.7%。得益于一体化绿色防控技术升级，镰孢菌病害早期预警准确率达到70%以上，研发的系列木霉菌-芽孢杆菌生物种衣剂使得农药减施30%，示范区平均挽回损失10%以上。得益于农业机械化水平稳步提高，综合机械化率由2015年的81%提高到2020年的90%，为玉米生产转方式、增效益和提升竞争力提供技术装备支撑。

记者近日从中国农业科学院获悉，“十三五”期间，面向我国玉米主产区，中国农科院育成“中单123”“中单685”“中玉303”“中单111”等高产抗逆宜机收新品种10个，推动育种目标从高产向早熟优质抗倒宜机收方向转变。新品种“中单111”在内蒙古表现早熟抗倒、籽粒含水量低(22.4%)、产量高(969.2kg/亩)、落粒损失率低(0.92%)，可以实现高质量籽粒直接收获；在新疆奇台创亩产超过1570公斤。以“中单808、909”等为代表的中单系列玉米品种累计推广超过3000万亩以上。

在玉米育种基础与应用基础研究领域，中国农科院开展了玉米种质资源保护与创新研究，创新基因编辑、转基因、全基因组选择等遗传改良技术，驱动玉米种业新发展。建立了我国玉米种质资源安全保护体系，安全保存3万余份种质资源。精准鉴定2000余份种质资源，筛选出54份耐旱种质、71份抗茎腐病种质。阐明我国玉米种质资源遗传多样性，揭示现代玉米种质遗传改良规律。克隆 ZmPIF3.3、ZmGLK36、miR528 等与玉米株型建成、耐密性、耐盐、抗粗缩病与抗倒伏性紧密相关的基因并阐明了遗传机制。

此外，中国农科院团队创新全基因组选择模型，研制玉米产量、籽粒含水量和茎秆强度全基因组选择技术。建立规模化转基因遗传转化技术，研制出转基因抗虫(玉米螟、草地贪夜蛾)玉米CM8101(Cry1Ab)、BFL4-2(Cry1Ab+Cry1F)、 HGK60(Cry1Ah)等、耐旱玉米NAZ-4、高植酸酶玉米。创新CRISPR/Cas系统的敲除与单碱基替换突变技术，实现一步法创制雄性核不育系和配套保持系。开发从基因组DNA序列预测基因表达调控模式的人工神经网络模型，为实现人工智能(AI)辅助定向育种奠定基础，助力提升我国玉米育种自主创新能力和水平。

在玉米病虫草害防治方面，中国农科院组织优势力量，积极发展绿色防控技术，最大限度地减少了病虫害为害损失，降低了化学农药使用量。“十三五”期间，明确了机械耕作制度变革下玉米重大病草虫害发生规律，为我国玉米病虫害发生、预测预报与控制提供了科学依据。玉米抗病虫害鉴定技术规范在玉米品种资源抗性鉴定、品种选育审定中起到了关键作用。2019年草地贪夜蛾入侵我国，中国农科院组织相关创新团队攻难克艰，揭示了草地贪夜蛾发生规律，建立监测预警系统，为我国成功防治草地贪夜蛾蔓延为害发挥了重要支撑。创制的Bt工程菌G033A可湿性粉剂在草地贪夜蛾等重大害虫的绿色防控和化药的合理减替方面发挥重要作用。

中国农科院还部署全院力量开展高效绿色生产技术攻关，助力玉米提质增效。“十三五”期间，创新玉米秸秆还田与配肥地力技术，提升了耕地质量。精量播种技术使田间出苗率由85%左右提高到90%以上。高效低损收获技术减少了田间作业损失。以上技术的综合效果使玉米单产增幅达10%-15%。制定的“玉米减损收获技术指导意见”和四大区域“机械化生产技术模式”由农业农村部发布实施，玉米籽粒低破碎机械化收获技术连续三年被列为农业农村部“十项重大引领性农业技术”。

面向东北、西北玉米产区，中国农科院构建了以密植增穗增产、高质量群体构建、病虫害绿色防控、机械粒收与全程机械化作业、秸秆还田为主的玉米密植高产全程机械化绿色技术体系，2020年创亩产1663.25公斤新纪录，实现了丰产绿色高效的有机协同。