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第1章概論[1]

1.1玉米生產(chǎn)概況[1]

1.1.1世界玉米生產(chǎn)情況

玉米是禾本科Maydeae族成員之一，它是一種茁壯的雄雌同株一年生植物，需要在人的幫助下播種、繁殖和生存。玉米是較高效捕捉太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)換為食物的植物之一，它有很大的可塑性，可適應(yīng)極端和不同條件下的濕度、日照、海拔高度和溫度。玉米是世界上種植分布最廣的糧食作物，從北緯58°到南緯35°～40°的地區(qū)均有大量種植。目前，除南極洲之外，世界各大洲有70多個(gè)國(guó)家種植玉米，世界上有三大黃金玉米帶，分別為中國(guó)玉米帶、美國(guó)玉米帶和烏克蘭玉米帶。北美洲玉米種植面積較大，亞洲、非洲和拉丁美洲次之，此外，近年來(lái)南美地區(qū)玉米種植區(qū)域不斷擴(kuò)大。

在世界谷類(lèi)作物中，玉米的種植面積和總產(chǎn)量?jī)H次于小麥、水稻而居第3位，平均單產(chǎn)則居首位。主要玉米生產(chǎn)國(guó)為美國(guó)、中國(guó)、巴西、墨西哥和阿根廷等，近十年來(lái)，烏克蘭玉米總量增加速度較快。除主要生產(chǎn)國(guó)外，南亞、東南亞和歐盟等國(guó)家和地區(qū)的玉米產(chǎn)量也在增加。2012年，全球玉米產(chǎn)量前5位國(guó)家和地區(qū)的產(chǎn)量占全球的比重超過(guò)75％。全球5個(gè)主要玉米生產(chǎn)國(guó)家和地區(qū)占全球玉米產(chǎn)量比重依次為美國(guó)32.30％、中國(guó)24.53％、巴西8.61％、歐盟7.72％及阿根廷2.48％。艾格農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)計(jì)，2013/14年預(yù)計(jì)全球玉米的播種面積和產(chǎn)量分別為1.81億hm2和10.22億t，較上年分別增長(zhǎng)14.10%和2.91%。全球歷年玉米產(chǎn)量如圖11所示。

圖111997/1998～2012/2013全球玉米產(chǎn)量

1.1.2我國(guó)玉米生產(chǎn)情況

水稻、小麥、玉米和大豆是我國(guó)的四大主要糧食作物，其中水稻是我國(guó)最重要的口糧作物，玉米是最重要的非口糧糧食作物。玉米是我國(guó)近年來(lái)發(fā)展最快的主要糧食作物，受到單產(chǎn)水平和種植收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大豆的影響，黃淮、東北、西南地區(qū)大量的豆類(lèi)的種植面積轉(zhuǎn)向玉米種植，玉米的播種面積持續(xù)增長(zhǎng)，2007年玉米播種面積達(dá)到2947.8萬(wàn)hm2，超過(guò)了稻谷的2891.9萬(wàn)hm2播種面積，成為播種面積較大的糧食作物，近年來(lái)，我國(guó)玉米播種面積、總產(chǎn)量及占糧食總產(chǎn)的比重如圖12所示。2000～2012年，我國(guó)玉米產(chǎn)量由1.06億t增長(zhǎng)到2.08億t，增長(zhǎng)96%，年均增長(zhǎng)5.8%，2013年我國(guó)玉米產(chǎn)量達(dá)到2.15億t以上，成為我國(guó)產(chǎn)量較大的糧食作物，也是我國(guó)第二個(gè)總產(chǎn)量超過(guò)2億t的糧食作物。2003年以來(lái)玉米產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)"十連增"。

圖121950～2012年我國(guó)玉米播種面積、產(chǎn)量及占糧食總產(chǎn)量比重

根據(jù)《中國(guó)糧食安全中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要》的預(yù)測(cè)，到2020年我國(guó)稻谷、小麥、玉米的需求量分別達(dá)到1.885億t、0.980億t和1.810億t，其中稻谷需求與當(dāng)前相比基本持平，小麥略有下降，玉米需求年均增長(zhǎng)3.05％。農(nóng)業(yè)部韓長(zhǎng)賦部長(zhǎng)在《玉米論略》中指出，玉米是我國(guó)今后一個(gè)時(shí)期消費(fèi)需求增長(zhǎng)最快的糧食品種。主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：一是畜牧業(yè)快速發(fā)展，增加了對(duì)玉米的需求。國(guó)際經(jīng)驗(yàn)表明，進(jìn)入工業(yè)化和城鎮(zhèn)化中期以后，人們的膳食結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生明顯變化，肉蛋奶消費(fèi)顯著增加。美國(guó)1965～2000年玉米飼料消費(fèi)量年均增長(zhǎng)1.6%，日本為4.1%。我國(guó)也進(jìn)入這個(gè)階段，玉米飼料消費(fèi)增加加快。2010年全國(guó)肉類(lèi)、禽蛋、牛奶、水產(chǎn)品產(chǎn)量分別比2003年增長(zhǎng)23%、18.5%、105%、31.8%。同期，飼料用糧消耗玉米，由0.9億t增加到1.2億t，增長(zhǎng)33%。畜牧業(yè)養(yǎng)殖方式的轉(zhuǎn)變也增加了飼料用糧，隨著畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖快速發(fā)展，由過(guò)去一家一戶(hù)以青飼料、米糠麥麩、剩菜剩飯喂豬，轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂霉S化飼料，對(duì)玉米的需求明顯增加。二是深加工快速發(fā)展，增加了對(duì)玉米的需求。2000年以前，我國(guó)玉米深加工年消費(fèi)玉米不足0.1億t，占玉米消費(fèi)比重不到10%。近年來(lái)，玉米深加工業(yè)產(chǎn)能迅速擴(kuò)展，未來(lái)在目前0.9億t的基礎(chǔ)上有可能進(jìn)一步擴(kuò)大。預(yù)計(jì)"十二五"末我國(guó)玉米消費(fèi)總需求量將在2.2億t左右，即科學(xué)家預(yù)測(cè)的到2020年消費(fèi)量將提前到來(lái)，玉米供求緊平衡的格局有可能被打破，個(gè)別年份甚至?xí)霈F(xiàn)產(chǎn)不足需的情況。

同時(shí)，隨著一部分乙醇汽油等生物質(zhì)能源的消耗，國(guó)際市場(chǎng)上玉米供需矛盾和市場(chǎng)波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)也將更為突出。所以，從某種意義上而言，我國(guó)未來(lái)糧食安全的問(wèn)題就是飼料用糧的問(wèn)題，尤其是以玉米為主體的飼料用糧的保障問(wèn)題，長(zhǎng)期來(lái)看，玉米成為未來(lái)糧食安全保障的關(guān)鍵作物。

1.1.3玉米的用途和消費(fèi)

玉米是世界上種植最廣泛的谷類(lèi)作物，具有"糧飼經(jīng)"三元結(jié)構(gòu)屬性。

(1)玉米是重要的傳統(tǒng)食品。玉米籽粒含有73%的淀粉、8.5%的蛋白質(zhì)、4.3%的脂肪，富含維生素。其蛋白質(zhì)含量高于大米，脂肪含量高于面粉、大米和小米。含熱量高于面粉、大米及高粱。

(2)玉米是"飼料之王"。目前世界上生產(chǎn)的玉米70%～80%作為飼料，它是近代用于生產(chǎn)蛋、奶、肉、水產(chǎn)品、油等動(dòng)物產(chǎn)品的重要飼料來(lái)源。玉米籽粒是精飼料，其飼用價(jià)值是燕麥的135%，高粱的120%，大麥的130%。玉米鮮嫩的莖葉是良好的青飼料或青貯飼料。

(3)玉米是重要的工業(yè)原料。以玉米為原料的深加工工業(yè)被稱(chēng)為"朝陽(yáng)工業(yè)"、"黃金產(chǎn)業(yè)"。據(jù)統(tǒng)計(jì)，玉米籽粒及其副產(chǎn)品為原料加工的工業(yè)產(chǎn)品達(dá)500多種，其中最主要的有玉米淀粉、玉米果葡糖漿、玉米油等。玉米籽粒中的淀粉含量達(dá)70％以上，玉米淀粉被認(rèn)為是化學(xué)成分最純的淀粉之一(純度99.5%)，是醫(yī)藥、化工等行業(yè)必不可少的原料。玉米籽粒含油率為4.5%～5.0%，85%集中在胚部，每百公斤玉米胚可以榨油30～40kg，玉米油營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，被稱(chēng)為健康營(yíng)養(yǎng)油。玉米果葡糖漿含果糖達(dá)77%～90%，其甜度超過(guò)蔗糖，且風(fēng)味好，被譽(yù)為食糖后起之秀。在能源緊張的將來(lái)，以玉米淀粉生產(chǎn)酒精代替石油能源，亦成為發(fā)展玉米工業(yè)一道新風(fēng)景。目前，美國(guó)是世界上較大的燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)，其燃料乙醇的生產(chǎn)主要以玉米為原料。

在工業(yè)化國(guó)家的玉米有兩個(gè)主要用途：一是飼養(yǎng)動(dòng)物，直接以原料的形式，出售給飼料加工業(yè)；二是作為工業(yè)提取物的原材料，在大多數(shù)工業(yè)化國(guó)家，玉米作為人類(lèi)食物的意義已經(jīng)不大。在歐盟，玉米主要是用作飼料以及工業(yè)原材料產(chǎn)品，因此，美國(guó)和歐盟玉米育種家的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移，力圖開(kāi)發(fā)它在動(dòng)物飼料工業(yè)的農(nóng)藝性狀和另一些工業(yè)原料的農(nóng)藝性狀，如高果糖玉米糖漿，燃料酒精，淀粉和葡萄糖等。

在發(fā)展中國(guó)家玉米的用途是多變的，在非洲和拉丁美洲，玉米主要的用途是食品，而在亞洲它主要用于牲畜飼料。在許多拉丁美洲國(guó)家玉米是基本主食，是這些人口的一個(gè)重要飲食成分。玉米的不同部位有不同的用途：作為面團(tuán)被加工成"餅"，"tamales"和"tostadas"；作為糧食被加工成"pozole"，"pinole"和"pozol"；干秸稈用來(lái)建圍欄；一種特殊類(lèi)型的耳朵芯真菌(玉米黑穗病或Ustylagomaydis)，可被用來(lái)作為食品。

世界玉米消費(fèi)主要分布在美國(guó)、中國(guó)、巴西以及墨西哥、東南亞、日本、加拿大、韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。分布范圍廣，但世界半數(shù)以上的消費(fèi)量相對(duì)集中在美國(guó)和中國(guó)，如圖13所示。近年來(lái)，全球玉米一直保持產(chǎn)銷(xiāo)同步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，產(chǎn)銷(xiāo)量已經(jīng)從1999/2000年度的6億t左右增長(zhǎng)到2011/2012年的8.68億t，其中美國(guó)以2.5億t的消費(fèi)量位居及時(shí)，中國(guó)以2億t的消費(fèi)量居于第二位，第三位是歐盟，消費(fèi)量為0.7億t左右。世界玉米消費(fèi)量比上年增長(zhǎng)，其中工業(yè)消費(fèi)進(jìn)一步壓縮，飼用消費(fèi)呈剛性增長(zhǎng)，庫(kù)存消費(fèi)比繼續(xù)下降，供需形勢(shì)緊張。

圖13全球玉米消費(fèi)分布

由于我國(guó)畜牧業(yè)和玉米深加工業(yè)的快速發(fā)展，玉米消費(fèi)增長(zhǎng)更為強(qiáng)勁。2000～2012年玉米表觀消費(fèi)量翻了一番，從0.96億t增長(zhǎng)到2.13億t，年均增長(zhǎng)6.9%，比同期玉米產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率高1.1個(gè)百分點(diǎn)。其中，飼用玉米消費(fèi)從0.8億t增長(zhǎng)到1.24億t，年均增長(zhǎng)3.7%，2012年飼用玉米約占玉米總需求的64%；深加工玉米消費(fèi)從1279萬(wàn)t增長(zhǎng)到5300萬(wàn)t，增長(zhǎng)315%，年均增長(zhǎng)12.6%，2012年工業(yè)用玉米消費(fèi)約占玉米總需求的27%。玉米深加工產(chǎn)品中淀粉類(lèi)產(chǎn)品(含淀粉糖)約占60%左右，酒精類(lèi)產(chǎn)品約占25%，賴(lài)氨酸、檸檬酸、味精和玉米油等產(chǎn)品約占15%，2000～2012年我國(guó)玉米消費(fèi)需求情況如圖14所示。

圖142000～2012年我國(guó)玉米消費(fèi)需求情況

1.1.4玉米的國(guó)際貿(mào)易

在糧食貿(mào)易結(jié)構(gòu)中，小麥?zhǔn)羌Z食貿(mào)易的主體，占世界谷物年貿(mào)易總量的50%左右，其次是玉米，約占30%，2012年世界玉米貿(mào)易量達(dá)到9400萬(wàn)t。美國(guó)、巴西、阿根廷是主要的玉米產(chǎn)品出口國(guó)，日本、韓國(guó)是主要的玉米進(jìn)口國(guó)。

出口國(guó)：美國(guó)等玉米主產(chǎn)國(guó)家是玉米出口大國(guó)。美國(guó)年出口玉米在5000萬(wàn)t以上，占全球玉米貿(mào)易總量的65%～70%。目前，世界玉米出口格局逐步發(fā)生變化，主要是美國(guó)玉米出口數(shù)量和市場(chǎng)份額均下降，而巴西和烏克蘭玉米出口量增長(zhǎng)較快，阿根廷則較為穩(wěn)定。

進(jìn)口國(guó)：玉米的主要進(jìn)口國(guó)集中在亞洲地區(qū)。其中日本年進(jìn)口量約為1600萬(wàn)t，主要來(lái)自美國(guó)；韓國(guó)800萬(wàn)t左右，主要來(lái)自中國(guó)。中國(guó)臺(tái)灣省400萬(wàn)～500萬(wàn)t，歐盟250萬(wàn)～500萬(wàn)t，墨西哥400萬(wàn)～600萬(wàn)t，加拿大100萬(wàn)～400萬(wàn)t。

1985年以來(lái)我國(guó)玉米基本處于凈出口狀態(tài)。2003年，我國(guó)玉米出口數(shù)量達(dá)到峰值的1639萬(wàn)t。從2007年開(kāi)始，我國(guó)玉米出口數(shù)量開(kāi)始急劇下降，而玉米進(jìn)口逐年增加。據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)玉米進(jìn)口量激增，達(dá)到157.2萬(wàn)t，進(jìn)口金額3.7億美元，首次成為玉米凈進(jìn)口國(guó)。2012年我國(guó)全年進(jìn)口玉米520.74萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)197.08%，主要進(jìn)口來(lái)源為美國(guó)。雖然我國(guó)玉米進(jìn)口的數(shù)量并不大(2009～2010年度我國(guó)玉米進(jìn)口占世界進(jìn)口總量的1.4%，排名世界第17位)，并沒(méi)有對(duì)國(guó)內(nèi)玉米產(chǎn)業(yè)造成沖擊，但是由于國(guó)內(nèi)需求快速增長(zhǎng)而且增速高于產(chǎn)量增速，玉米消費(fèi)總量呈剛性增長(zhǎng)，我國(guó)玉米凈進(jìn)口將成為常態(tài)。2000～2012年我國(guó)玉米貿(mào)易情況如表11所示。

表112000～2013年我國(guó)玉米貿(mào)易情況(單位：萬(wàn)t)

年份20002001200220032004200520062007200820092010201120122013

進(jìn)口0410007458157175521201.5

出口10486001167163923286130748525131314268

凈出口104859611661639232861300481205-144-161-495-194

1.2國(guó)內(nèi)外玉米收獲工藝與模式分析

在傳統(tǒng)的玉米種植生產(chǎn)中，玉米收獲過(guò)程消耗的勞動(dòng)量較大，約占整個(gè)玉米種植投入勞動(dòng)量的55％，實(shí)現(xiàn)玉米機(jī)械化收獲能極大地解放勞動(dòng)生產(chǎn)力，提高作業(yè)效率。因此，世界上許多國(guó)家都非常重視玉米收獲機(jī)械的產(chǎn)品研發(fā)和推廣應(yīng)用。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的種植農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)技術(shù)發(fā)展相一致，玉米生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模較大，早已實(shí)現(xiàn)玉米收獲機(jī)械化。我國(guó)玉米機(jī)械化收獲發(fā)展較為緩慢，一個(gè)重要的原因是我國(guó)的玉米種植模式區(qū)域差異性大、農(nóng)藝過(guò)于復(fù)雜。

1.2.1我國(guó)玉米種植模式分析

我國(guó)是一個(gè)玉米種植大國(guó)，玉米種植區(qū)域分布廣泛。由于我國(guó)幅員遼闊，各地自然條件差異較大，因此，玉米種植形式呈現(xiàn)多樣化。東北和華北北部主要是春播玉米，黃淮海地區(qū)主要是夏播玉米，長(zhǎng)江流域還有秋播玉米，海南和廣西可以冬播玉米。從種植面積和總產(chǎn)量來(lái)看，我國(guó)的玉米主要種植區(qū)域是北方春玉米區(qū)和黃淮海夏玉米區(qū)，兩個(gè)區(qū)域種植面積和產(chǎn)量約占全國(guó)的80%左右。從玉米種植樣式來(lái)看，黃淮海夏玉米多為平作，而北部春玉米區(qū)多為壟作。由于玉米秸稈的用途不同，對(duì)玉米收獲機(jī)械化技術(shù)的功能需求呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)。

當(dāng)前我國(guó)玉米生產(chǎn)正面臨著由以高產(chǎn)為目標(biāo)向以高產(chǎn)高效為目標(biāo)、由傳統(tǒng)精耕細(xì)作向精簡(jiǎn)栽培技術(shù)、由小農(nóng)生產(chǎn)向規(guī)模化生產(chǎn)、由手工操作向機(jī)械化生產(chǎn)等方面的轉(zhuǎn)型。玉米種植方式的區(qū)域差異性較大，種植模式千差萬(wàn)別，農(nóng)藝不一，品種多樣，種植行距不統(tǒng)一。即使在同一地區(qū)，種植習(xí)慣也難以統(tǒng)一。土質(zhì)、品種、氣候、耕作方式、傳統(tǒng)習(xí)慣等，導(dǎo)致壟距、行距各異，甚至還有間套作等作物栽培方式如表

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