但是，目前我国玉米生产水平与世界发达国家相比，不仅质量差而且产量较低，与美国、德国、法国相比差距较大。美国最高试验单产达到32000公斤/公顷，玉米带平均单产12000公斤/公顷。德国试验田也达到23000公斤/公顷，而我国平均只有5100公斤/公顷，东北地区也只有7500公斤/公顷左右。可见我国玉米的生产水平之低，同时也表明了我国的玉米生产还有很大增产潜力。
中国科学院东北地理与农业生态研究所《玉米农田系统物质与能量高效利用调控研究》课题组开始了这方面的研究。2004年课题组以德惠农业试验示范基地为研究平台，种植试验田1.5公顷，获得了大量的试验数据，申报发明专利2项。他们思考了目前玉米的种植模式是否最大限度的利用了自然条件——光能利用率问题；如何保土、保水——水土流失问题；增加土壤有机质技术——秸秆还田问题；统一栽培模式——耕作制度问题等一系列科学问题。
2005年7月15日，记者在东北地理与农业生态研究所的德惠农业试验示范基地，这里的玉米已快一人多高了，但记者看到，试验示范基地的玉米种植方式与以往我们看到的不同，这里的玉米垄向是斜的，而且垄距特别大，几乎就是在“浪费”土地，而空出的土地竟然还留有去年的秸秆。看到我们疑惑的目光，该课题组的齐晓宁研究员向我们讲述了其中的“奥妙”。
齐晓宁介绍说，东北是我国的黄金玉米带，传统的种植方式以清种为主，垄向大部分随公路或林网平行或垂直走向，垄距大部分为65厘米，玉米植株相互遮阴，光能利用率较低。没有充分利用北半球夏季日照时间长、西南向光照强和西南向风频率高的气候资源。而我们是根据东北夏季盛行西南风和西南西向光照时间长的季风气候特点，将玉米种植垄向改为西南、东北向，为的是提高光能利用率和通风能力。为充分创造边际效应条件，采用超大垄距的栽培方式，扩大垄间空间，提高透光率，增大叶片受光面积。充分发挥玉米高光效的特点，促进玉米群体接受的光能向生物能的转化率达到最大——增产。通过扩大垄距后，在大垄中间两年不重复播种小垄，使同一播种垄得到两年休耕，玉米收获后将秸秆放入小垄中间，高茬和玉米秸秆全株还田形成的风障，保护土壤免遭风蚀的作用，同时提高土壤有机质的含量。
采用这种耕作方式，试验田玉米产量比常规种植增产23.4％，每公顷增产玉米1500—2000公斤（玉米含水量18％），增收1260元—1680元（保护价），而且土地还能得到休耕、增加有机质、防风保水。项目运行一年来，得到社会各界的关注，取得了较好的社会效益、经济效益和生态效益，特别是休耕轮作对黑土保护意义重大。该项目已经纳入到吉林省农业综合开发计划。
齐晓宁说，要获得玉米高产不仅要有科学的栽培方式、合理的种植密度，更重要的是如何使玉米群体得到更多能量和更长的能量转换时间，以及获得能促进能量转换的高效配方肥料及其完整的实用技术。在品种相同、水热状况相似的条件下，提高玉米农田系统能量与物质高效利用率就成为了解决玉米高产的关键科学问题。我们的课题要解决的就是这方面的问题。
