生物化學對玉米種植的影響

李浩東

【摘 要】生物化學是研究生命物質的化學組成及生命過程中各種化學反應及化學變化的學科，主要依靠化學的研究方法，將生命過程簡化為化學反應過程，了解生物的化學組成成分、化學結構等。生物化學是一門綜合性學科，隨著不斷地發展，逐漸與電子顯微鏡技術、光譜分析技術等多種技術手段融合，以更科學的視角解釋生物生命過程中的生理現象。憑借生物化學對植物學的深入研究，在農作物的物質組成、結構功能、繁殖遺傳等方面都有了更深層次的應用。玉米是全世界產量最高的農作物，種植面積排世界第三，通過生物化學研究影響玉米生長發育的因素，從而擴大玉米產量。

【關鍵詞】生物化學；玉米種植

【中圖分類號】S513【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）24-0032-02

一、生物化學對農業的影響

1.優化農作物的種子特質，提高農業總產值。

根據生物化學對農作物繁殖和遺傳的研究，近些年農作物種子發展出眾多優秀品種。2017年，通過國家初步審核的玉米品種種子有176種，2018年聯合體品種將超過300種。從2015年開始國內玉米價格持續走低，玉米種植戶為了提高種植利潤，必須選擇高產、抗災害性強的玉米種子。中國高產玉米品種龍高L2，以極高的產量和強硬的抗倒伏能力獲得了世界的高度贊賞，它將玉米畝產從1000市斤提升到了畝產2000公斤，真正做到了畝產噸糧。這都是利用生物化學對玉米種子遺傳特性的研究，將高產特征放大，優化了玉米種子的遺傳特性。

2.探索農作物生長所需物質，創造農作物最佳生存條件。

在植物體內，一直在進行著不同的化學反應，而農作物在生長過程中，復雜的化學反應所需的條件千差萬別。通過對農作物組成結構的研究，明確農作物在生長過程中需要的物質條件。確定了農作物生長代謝的最佳條件，依據研究結果為農作物提供適宜的肥料、水分供應等物質基礎。在玉米生長前期株高較小，不需要大量干性物質的積累，所以此時玉米需水量較小，拔節過后玉米進入快速生長期，玉米此時會出現生長與發育共同進行的時期，此時玉米需要大量的水分，進入灌漿期后，玉米的生長速度放緩，耗水量降低。生物化學通過研究玉米耗水量對玉米植株的影響，可人工控制玉米種植的耗水量，給予玉米最優的供水條件，從而保證玉米的生長發育。

3.調控農作物代謝，達到農作物生長需求目標。

在農業發展的過程中，在時間層面上人們對農作物的花期、果期有了更高的要求，而農民為了獲取更高的農作物成交價格，也希望農作物的收貨期與市場價格產生相應聯系，能夠根據農民的需求來決定農作物的成熟期。在研究農作物的物質條件時，其不同條件的生物化學反應也呈現不同的結果。隨著農業的不斷實踐，已經開始通過控制農作物的物質條件以影響農作物的代謝水平，從而達到種植目的。植物中各種化學反應的核心過程是酶的變化，通過對各種酶的工作環境的研究影響植物的生長發育，也可根據酶的最適作用條件來為農作物提供最佳的生長發育條件，如：光照時間、生長溫度、水分、礦質營養、植物間隙等。植物光合作用光反應階段和暗反應階段都受酶的影響，光反應中的物質轉化：2H2O→4[H]+O2↑（在光和葉綠體中色素的催化下）；ADP+Pi→ATP（在酶的催化下），暗反應中的物質轉化：CO2+C5→2C3（在酶的催化下）；C3+[H]→（CH2O）+C5（在ATP供能和酶的催化下）。在玉米種植中通過對玉米種植溫度和光照的調控，從而調控玉米的光合作用，可以延長和縮短玉米的生長時期。

4.防控農作物病蟲害。

生物化學對農業的影響不單單體現在針對農作物自身的研究上，同時也通過對其他生物化學的研究來提升農業的整體發展水平。在針對農作物周邊昆蟲進行研究時，可對有害昆蟲研究以研發高效的防治病蟲害的農藥，輔助農作物的生長，間接提升農作物的生長水平。通過對玉米各品種特性的研究，優化玉米種子抗蟲性這一植物特性的穩定遺傳，從而無污染得在源頭上達到對玉米病蟲害的防控。

5.拓寬農作物銷售渠道，提升農業凈利潤空間。

在針對農作物的研究中，生物化學使農作物的組織成分更為清晰明確，通過對農作物自身優點的拓展，提高農作物利用率，擴寬農作物銷售渠道。粗糧逐漸成為人們日常生活養生的食物之一，通過對粗糧化學結構的研究，明確粗糧的營養構成，為人們搭配合理的營養粗糧套餐，做到粗糧細作，提升農作物的利潤空間。生物化學也是未來農產品深加工的技術基礎。各個不同品種的玉米果實化學微量元素是不同的，針對不同的玉米使用渠道，區分玉米品種，進而提高優質玉米銷售價格，增長玉米種植戶的收入。

二、在農業方面，生物化學未來的發展趨勢

隨著生物化學的不斷發展，人們逐漸意識到它的重要性，很多學科都做到了與生物化學相結合來實現生物領域新的發展。生物化學在優化農作物種植條件、調整農業結構、改革農業產業發展的進程中扮演著重要的角色，隨著農業的不斷革新，在未來，生物科學也會繼續與農業科學相結合，為農業發展發揮自身優勢。

1.采用基因工程技術獲得新型植物種子。

基因工程是一項以分子遺傳學為基礎的結合基因重組技術，以改變生物原有的遺傳特性、獲取生物新品種為目的，從而生產出新產品。農業上，生物化學未來還需要就獲得新型植物種子這一命題繼續深入研究。隨著社會生態環境的不斷變化，人們需要在有限的種植環境內獲得更多、更優質的農產品資源，植物中的生物化學技術比在動物中發展更快，能夠在短時間內順應農產品市場的不斷變化而改變農產品種子的遺傳特性。在這一層面生物化學的主要研究方向可從以下兩方面進行：第一，提高農作物產量。通過對高產種子的研究，優化農作物種子高產特性，并利用生物化學基因工程技術，讓高產特性穩定遺傳下去，提高農作物畝產值；第二，提高農產品質量，通過對農作物生物化學中代謝條件的控制和調整，提升農作物的生產品質，提升農作物的口感，并在未來農作物生長發育環境中穩定此結構。

2.在掌握農作物生長機理的基礎上，改變農業生產面貌。

人們通過對植物生物化學的不斷深入研究，對農作物的生長發育環境更為了解，從而輔助農民建立現代化種植體系，縮減農作物種植面積，合理增加農作物種植密度，達到發展現代農業的目的，改變過去春耕秋收，過度依賴自然環境的農業生產面貌。提高農作物水培技術，建設科學化空間立體種植大棚，保證農作物的生長發育環境，，倡導現代農業、科技種植。目前玉米種植間隙的調整是我國農業重要的研究課題，玉米行間距一般為40-60cm，株距20cm，生物化學針對玉米生長環境的研究，增加與玉米套種的農作物種類，充分利用土地種植面積提高種植戶畝產值，提升我國農業收入。隨著農業改革第四次浪潮的不斷推進，有機農業逐漸興起，人們在關注農產品的自身品質的同時，也加強了對農產品生長發育過程的關注，有機農業是土壤、人類、農作物生態系統的多方面結合，利用生物化學，使有機農業的實現成為可能，為農業變革提供強大的推動力。

2017年9月13日，我國國家發改委、國家能源局、財政部等十五部委聯合發布《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》，根據方案指示，到2020年，我國全國范圍將推廣使用車用乙醇汽油，在汽油中增加10%的生物燃料乙醇，這一方案的出行將目前我國倉儲的2.3億噸玉米標明了去向。明確生物化學對玉米種植的影響，提升玉米的種植技術，提高我國玉米產量，已是我國走向科技社會必不可少的步驟。

參考文獻

[1]楊紅，鄭曉珂.生物化學[M].中國醫藥科技出版社，2016.

[2]查錫良，藥立波.生物化學與分子生物學（第八版）[M].人民衛生出版社，2013.

[3]王敬國.生物地球化學：物質循環與土壤過程[M].中國農業大學出版社，2017.

[4]李長生.生物地球化學：科學基礎與模型方法[M].清華大學出版社，2016.

[5]楊承棟.杏土壤生物化學活性變化與調控機理[M].科學出版社，2014.