玉米产业现状及问题浅析

玉米产业现状及问题浅析玉米产业：围绕玉米生产形成的产业链，包括玉米生产前的种子、及产出后在产品消费过程中涉及的饲料工业、食品工业、化工工业、医药工业、生物燃料等。一、玉米产业概况1.玉米生产概况在世界谷物总产量中，玉米居第2位，仅次于小麦。在世界经济发展中，拉美、非洲把玉米生产放在首位；而亚洲则放在水稻、小麦后的第3位。玉米是种植最广泛的谷类作物，全世界有70多个国家，包括53个发展中国家种植玉米。未来10～20年，世界玉米种植面积基本稳定，平均产量持续提高，总产量不断增长；玉米的用途将更加广泛，加工更精细；饲用玉米的数量将占有更大的比例；玉米在世界经济发展中的地位日趋重要。目前，美国、中国、巴西、墨西哥、阿根廷是世界上最主要的玉米生产国，这五国的产量之和达到世界玉米总产量的70%以上。从数据来看，五国的总产量仍在不断的上升当中。2010/11年度（7月到次年6月）全球玉米产量预计为8.253亿吨。其中，美国玉米产量为3.302亿吨，相比之下，早先的预测为3.363亿吨，上年为3.33亿吨。预计中国2010年玉米产量为1.68亿吨，较上年增长2.5%或403万吨。欧盟27国玉米产量可能达到5560万吨，低于早先预测的5770万吨，上年为5580万吨。美国和中国的玉米产量占世界玉米总产的60%以上。预计到2012/2013年度，世界玉米种植面积将稳定在1.38亿至1.39亿公顷之间，单产将由4.56吨/公顷稳定增加到5.12公顷。因单产的增加，总产量也稳定增加到8.2亿吨。年平均增长1.34%。2009年我国玉米的种植面积达到2898万公顷，较2008年增加18万公顷。预计2010年中国玉米播种面积为3,056万公顷，较上年增加10万公顷，增幅为0.3%。2.玉米消费情况自1999年起全球玉米总需求一直保持在6亿吨以上，并且呈刚性增长态势。世界玉米消费主要有三个方面。即使用消费、饲用消费、工业消费。由于全球人口仍在不断增长当中，世界食用玉米消费量处于自然增长的过程中，稳定在1亿吨以上。饲用消费是玉米最为主要的消费途径，占总消费比例的70%。目前，全球饲用玉米的数量呈刚性增长。工业玉米消费比例以每年0.5个百分点的速度迅速增长。玉米深加工的产品，由19世纪的淀粉、葡萄糖、饲料、玉米油，到20世纪的变性淀粉、淀粉糖和燃料酒精，尤其是目前作为玉米深加工的两大主导产品淀粉糖和燃料酒精。二、当前玉米产业的现状及问题浅析1.种子产业中国的种子产业不是一个普通的产业，它应该为下游的中国的农业生产提供最先进的技术和产品，积极推广先进的技术和提供技术服务，为中国的农业生产发展作贡献，为中国农民的增产增收作贡献，为全社会的经济稳定和可持续发展作贡献。1960年代以来单产的持续递增。1960年代以来我国玉米单产变化的资料，如果以10年为一阶段计算每10年全国单产的平均值，20世纪60年代（1960年至1969年）平均亩产99.3公斤，70年代为161.9公斤，80年代为241.6公斤，90年代为322.2公斤，70、80、90年代分别比上个10年每年每亩增产6.26公斤，7.97公斤和8.06公斤，增产数值与美国70年代（7.97公斤）、80年代（6.6公斤）、90年代（7.52公斤）相近，而相对增产率分别为每年6.3%、4.9%和3.3%，美国同期的相对增产率70年代每年2.7%、80年代1.8%、90年代1.7%。单产的递增正是由于新品种的推广与不断更新。在当今化肥和农药的供应基本满足大田生产需要的前提下，作物产量的增长主要靠品种的遗传改良，单产的相对增长率反映了育种研发所产生的遗传增益的大小。美国几十年来单产的相对增长率终始维持在每年1.7%以上，21世纪以来美国单产的相对增长率为2.0%，我国改革开放30多年来,杂交玉米新品种的选育和推广取得了突飞猛进的发展,先后选育推广了以中单2号、丹玉13号、掖单13号、农大108和郑单958等为代表的一大批优良玉米新品种,促进了玉米单交种的5次更新换代,为我国玉米生产乃至粮食安全做出了积极的贡献。新品种的在产量、抗逆性等方面的不断突破对玉米产量的提高起到了关键作用，而这些突破正是得益于育种技术的不断改进。种子是最重要的农业生产资料，优良品种对农作物增加产量和改善品质起着至关重要的作用。控制种子，就掌握了农业竞争的主动权。因此，在当今世界，各国政府都把加强种子科技研究，推动种子产业发展，列为促进农业发展的重要举措。1.1玉米育种现状及问题1.1.1玉米育种现状（1）育种投入加大农业和工业不同，新品种培育和种子生产是高度本土化的产业，严格受制于地域、环境、土壤、气候条件等多种因素，且周期较长，需要较多的投入。种子从投资研发开始、到培育出产品，然后生产、推广、营销及售后服务，最终获得利润，至少要经过10年左右的漫长周期–如果足够幸运的话。近几年来，美国联邦政府对农业科技研发的投入约为20亿美元左右的水平，约占联邦政府研发总投入的2％。先锋公司始终将研发领域的投入作为企业的核心优势，每年投入销售额8-12%的资金用于玉米育种研发，经费达2亿多美元。先锋种子公司进入中国，从设办事处，建立公司，开展研究，培育品种，瞬间已经过去了十几年。经过坚持和努力，终于培育出先玉335系列玉米杂交种，获得了农民的认同。这就需要有足够的耐心毅力和扬弃功利主义。（2）育种细化，根据不同需求和不同地区生产条件进行抗逆性育种－资源高效利用与可持续发展。保护生态环境和围绕生产成本的竞争越来越激烈，耐旱和耐贫瘠种质改良深受重视。十年前，国外曾针对发展中国家玉米生产的抗逆需求提出“超级玉米”的概念。这本身是个自我边缘化的概念，但我们要重视它的积极内涵，即强调耐旱、耐瘠、耐高温、低温、耐盐碱和酸性土壤，以及抗病虫草害等特性，实质上就是挖掘玉米的遗传潜力，提高品种对资源的利用效率，建立可持续农业生产和研发体系。耐旱、耐贫瘠育种干旱是影响产量的首要限制因素，更是发展中国家玉米科学研究的第一优先领域。常规选择方法能够逐渐提高种质的耐旱性。CIMMYT利用旱季在亚热带试验站开展耐旱育种，施行密植和严酷的选择压力，选出耐旱、耐瘠和抗倒伏的玉米群体，如TuxpeńoSequia、LaPostaSequia、DTP-1和DTP-2等。我国用美国2.3倍的化肥，生产了相当于美国50%-60%的粮食，肥料利用效率低，还造成产品中氮残留超标。提高氮肥利用效率，就等于增加了农民的实际收入。CIMMYT较早开展玉米耐低氮的遗传改良，通过轮回选择提高群体的氮利用效率。WKS公司选育的氮高效品种可在产量持平的情况下减少30%氮肥用量。国内也初步比较了我国玉米种质的氮利用效率，发掘出一些氮利用效率较高的种质，并应用于育种。Agrama（1999）和Gallais等（2004）在玉米1、6、7、9染色体和第5染色体上还发现了与氮利用效率相关的基因。抗病虫育种。植物病原菌经常变异，研究人员应掌握足够的抗病育种资源和多基因遗传系统。美国GEM计划、Iowa州立大学（ISU）和CIMMYT等培育并发放了大量抗病虫资源。如GEM计划发放了抗灰斑病材料DKXL212:N11a-365等；抗炭疽茎腐病（Anthracnosestalkrot，ASR）材料FS8B(T):N180215-255和GOQUEEN:N160315-276；抗穗腐病材料NC244、Mp313E、C2011-01_SE32_S17_F2S4等。虫害除直接影响玉米品质外，还通过倒伏严重影响产量。CIMMYT发放了亚热带抗虫自交系CML330~338；热带抗虫耐旱自交系CML339~348；ISU发放了抗玉米螟自交系C.I.31A、B90、B91、B94、B102、B105、B110、B111等，GEM计划发放了抗螟种质GEMS-0001等，抗玉米西部食根虫（WCR）的AR17056:N2025和CUBA117:S1520等以及抗穗部食心虫种质CUBA164:S2012-444-1-B-B等。已经对多种玉米病害的抗病基因进行分子标记。通过比较，发现抗性基因在染色体上的聚集现象相当明显，除染色体7和9外，抗性基因在其他染色体上呈簇分布（如3.04和6.01）。优质专用型育种-提高产业效率和市场竞争力随着贸易自由化和激烈的市场竞争，农产品质量越来越受到重视，包括商品品质、营养品质、加工品质和卫生品质（食物安全性）。美国提出高营养（或高附加值）玉米的新概念，目标是增加子粒中的赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸、含油量和有效磷含量（或低植酸），均衡提高饲料玉米的营养价值，充分提高资源利用效率，减少畜牧养殖业对环境的污染。高赖氨酸玉米Mertz等（1964）发现基因以后，美国和CIMMYT在此基础上培育了硬质胚乳的高赖氨酸玉米，称为优质蛋白玉米（QPM）。CIMMYT育成并发放了10个QPM群体、20个基因库和58个自交系。美国TexasA&M大学（TAMU）、Crow种子公司，以及南非的Natal大学都培育了QPM自交系。美国TAMU的QPM材料具有早熟、植株较矮、后期脱水快等特点。最近，鉴定了3个白粒和1个黄粒杂交种。危地马拉、巴西、玻利维亚、厄瓜多尔、委内瑞拉、加纳、塞内加尔等国家重视选育和推广QPM。印度、越南、菲律宾、印度尼西亚引进CIMMYT种质，培育适应当地的QPM。CIMMYT、中国、印度等在QPM育种中采用标记辅助选择，取得显著进展。普通玉米胚乳蛋白中60%为醇溶蛋白，营养价值比较低。Huang等（2004）通过反义RNA沉默（RNAisilencing）技术，减少醇溶蛋白积累，改变氨基酸的组成，提高了籽粒的营养品质，这是改良玉米品质的新途径。高油玉米含油量高，富含亚油酸（4%以上），对软化血管，防止血管硬化等有良好作用，而且籽粒中赖氨酸含量略高于普通玉米，能改善配合饲料的品质。Alexho、SynD.O群体及其衍生的高油玉米自交系，是高油玉米育种所依靠的主要种质资源。我国的北农大高油（BHO）、亚一伊高油（AIHO）和硬秆高配抗病高油（KYGHO），并把引进的SynD.O和RYD高油的含油量成倍提高，成为高油玉米育种的宝贵资源。青贮玉米是反刍动物的优质饲料来源。美国Wisconsin大学是青贮玉米研究中心，培育了一批高能量（高消化率）、低纤维素、高蛋白的青贮专用育种材料，如WisconsinQualitySynthetic（WQS）、WFISIHI和WFOSIL0，其品质不亚于基因的作用。先锋公司培育的低植酸饲用玉米，比普通玉米降低33%-66%，有效磷含量从28%增加到85%，提高了磷的利用率，用作饲料可使磷的损失减少25%～40%，降低了粪便中磷的排出量。我国范云六实验室分离出多个植酸酶基因，利用毕赤酵母表达系统生产植酸酶生物技术产品（专利号：1184156）。国内外还通过转基因途径培育低植酸玉米，提高畜禽对磷和其他微营养元素的吸收和利用效率。针对发展中国家铁、锌、维生素A等微营养缺乏的状况，在比尔和梅林达·盖茨基金会、美国国际开发署、世界银行和丹麦外交部国际发展署资助下，在世界范围内启动了HarvestPlus项目，通过筛选种质资源和遗传改良途径，结合营养学研究，培育和推广富含微营养元素的作物新品种，克服植物性食物中微营养元素不足的缺陷，提高膳食营养水平。针对某些地区，加强了对品种酒精转化率的改良。美国现有玉米酒精加工厂150余家，每个工厂年产1亿加仑，需要很多酒精转化率高的玉米；针对玉米的饲料需求，先锋公司在距总部40公里的地方建立了专门的畜禽饲养试验站，开展玉米饲喂价值的研究及高饲用价值品种的选育和筛选。（3）新技术广泛应用于玉米育种中与我国目前热完全热衷于转基因育种和分子标记辅助育种不同，虽然美国转基因育种和分子标记辅助育种已实现工程化应用，在抗虫、抗除草剂、抗倒伏等性状改良方面取得巨大成功，提高了选择效率，创造育种新材料。但现代生物技术是常规育种技术的升级工具和补充，无论转基因还是分子标记辅助育种，都是性状改良或选择的新手段。通过农杆菌介导方法获得极早熟转基因材料，须经过回交、自交等常规育