董合忠(中)与创新团队核心成员在示范基地

  金春十月,水果飘喷鼻的节令,但10月17日下午在山东省无棣县西小王镇却呈现了“瑞雪兆熟年”的独特气象:一看无边的棉田,朵朵雪白的棉絮挂谦枝端,在阳光下收回刺眼的光辉,近眺望往,如同刚下过一场“鹅毛大雪”。此情此景,让前来加入“全国棉花生产全程机械化推动运动”的农业专家和植棉大户们赞不绝口。随着一台台采棉机开进棉田,“黑雪”消散殆尽,留下了好似一条条清洁马路的轨迹。此次机械采棉活动,充分展现了黄河流域棉花全程轻简化生产的最高程度。

  这片犹如“雪家”的棉田,是山东棉花研究中央在该镇扶植的棉花轻简化生产示范基地。记者了解到,这个基地周全采用了该中央制定的棉花轻简化栽培技术规程,包括精量浅播、合理密植、一次施肥、简化整枝、集中成铃、脱叶催熟等关键技术。“除比传统种植略有增产外,每亩地现实用工仅6个,这比传统种植用工一会儿减少了18个!它轻巧简练,节本增效,把棉农从传统繁琐的植棉顺序里真挚摆脱出来,使我从中休会了植棉的快乐!”基地棉田的仆人、曾饱受种棉辛劳的陈斌易掩心坎的冲动。

  大幅度减少用工,让棉农感触植棉的快乐,实现节本增效,则正是棉花轻简化栽培技术创新团队发展这项技术研究的初志与理念。

  2007年以来,在公益性行业(农业)科研专项和国家现代农业产业技术体系、山东省农业科学院创新工程等项目标支持下,山东棉花研究中心联合新疆农业科学院经济作物研究所、石河子大学和安徽省农业科学院经济作物研究所等单元构成创新团队,针对棉花“种、管、收”诸环节轻简化的技术瓶颈,以轻简省工、节本增效为目标,按照简化管理工序、减少作业次数、农机农艺融合的总体思路,突破轻简化植棉的关键技术,建立了棉花轻简化栽培技术体系,被农业部列入国家主推技术,在黄河流域、长江流域和西北内陆棉区失掉普遍推广应用,发明了平均省工28.3%、减少物化投入8.2%、增产5.5%的显著功效。截至目前,该技术已累计推广1亿多亩,新增经济效益达190多亿元,并戴得农业部中华农业科技奖一等奖和山东省科技进步一等奖的桂冠。

  在本年3月举办的全国棉花轻简化生产技术交换会上,来自海内棉花界的同业专家一致以为,该技术找准了我国棉花生产中存在的凸起问题和农夫急切需供,具备很强的针对性、进步性和适用性,不仅隐著提升了我国棉花栽培科技水平,也为全部棉花工业的可持绝健康发展发挥了主要的引领感化。中国农学会构造以中国工程院院士张洪程教学为组长的11人专家组,在此前对“棉花轻简化丰收栽培关键技术与区域化利用”成果进行评估时表现,该结果整体到达外洋前进水平。

  不仅如此,这项技术在全国的成功应用,也让院士们为之奋发。我国棉花威望、中国工程院院士喻树迅认为:“它突破了轻简植棉的关键技术并说明了相干理论机制,为促进我国棉花产业转型进级、节本增效发挥了重鸿文用。”作物栽培专家于振文院士认为:“它首创出适合中国国情的轻简化植棉新路子,为我国棉花生产从传统劳动密集型向轻简节本型转变提供了艰巨的理论与技术支撑。”棉花生产机械化专家陈学庚院士认为:“它是我国棉花栽培技术范畴的重大突破和创新。”

  无疑,“快活”植棉的背地,是这项可草拟性强、顺应性好的古代植棉技术体系在做收撑。这项既“接地气”又“含金量”极高的轻简化技术是如何“炼”成的?记者日前特地采访了国家农业产业化体系岗亭科学家、山东棉花研究核心主任董合忠研究员。

  作为该技术创新团队的带头人,董合忠是我国棉花轻简化栽培技术的重要研制者。记者懂得到,董合忠仍是国际棉花学会(ICRA)执委、国家农业部棉花专家指点构成员,作为主要实现人曾枯获四项国度科技先进二等奖。但记者面前这位棉花专家,浑厚、朴素、热忱、开朗,犹如一名邻家年老,提及话来更是感性中带着激动与罗唆,一如他实施的“棉花轻简化”,令人觉得既简练无力又艰深易懂,让记者不经意间已走进了棉花轻简化栽培技术研发的心路过程。

  传统复杂繁琐的植棉方式已不再适用当前国情,时代召唤“轻简化”栽培技术的出生

  为何要研究棉花轻简化栽培技术?这还要从时代的配景说起。

  “新中国建立以来,面貌人多地少和原棉花费量不断增加的现实需求,如何让棉花篡夺高产,成了其时我国棉花科技工作家的主要攻关目标。”据董合忠介绍,我国多少代棉花科学家经由远半个世纪的研究与实践,建立了以精耕细作为核心的棉花高产栽培技术体系及其理论体系。“无须置疑,这两集体系的建立,为我国奠定世界第一产棉大国位置作出了重要贡献。”

  但进入21世纪以来,这个一直依赖于精耕细作的高产栽培技术体系却受到了史无前例的严格挑衅。

  “归纳综合起来无中乎有三圆面本因。”董合忠背记者剖析,一是从前由于我国乡村休息力多、野生本钱昂贵,合适对棉花禁止精致化管理,也就形成了繁琐、复杂的棉花精耕细作技术。“前后包含40多讲工序,每公顷用工300多个,费工费时,是食粮作物的3倍。”但随着时期的奔腾发展,人们生涯前提的大幅提高,复杂的植棉法式成为令棉农懊恼的“苦好事”,植棉的积极性大为削弱。

  另外一方面,随着都会化过程日趋放慢,我国农村劳动力数量和质量均产生了宏大变更。“劳动力的数目骤减、人工成本的大幅提高,谁还乐意来种棉?这明显是摆在眼前并亟待解决的现实问题。”

  第三个起因便是,以高产为目的的生产技术因为过火依劣高投进,跟着化肥、农药、农膜的大批使用,不只天越种越薄,并且带去了重大的面源传染,让姿势情况明起了“白灯”。传统的栽培形式固然产量不低,当心品德却不同步晋升,招致棉花的市场合作力逐年降落。“由于价钱连续低迷,种棉不挣钱,也伤害了棉农的莳植踊跃性。”

  那些事实,均考证了传统庞杂的棉花栽培技术已不再实用当前国情。若何加速改变棉花栽培方法,从依附拼劳能源投进、拼资源耗费、拼农资和拼生态环境的精耕细做中“摆脱”出来,则是棉花专家们形成的共鸣。

  “念实现这一系列严重转变,就要在接收鉴戒传统精耕细作技术精髓的基础长进行创新改革,对‘种、管、收’全过程进行一次不亚于推翻性的‘反动’,摸索出合适我国新时代需求的植棉关键技术。在此理念下,我们提出了全方位研究棉花轻简化栽培技术的思路。”董合忠如是说。

  “在米国,植棉全程采用机械化,平均每亩地只用一个工。”这让曾到好国观赏考核植棉技术的董合忠确实感到了震摇。“要晓得,我国传统的植棉花技术平均每亩地要20个工,多的达35个,是小麦、玉米两季加起来的两倍。”

  虽被震动,但董合忠却仍然保持着一其中国棉花专家的苏醒:“米国、澳大利亚等发动国家实施的棉花全程机械化,是由于有着高度的范围化和尺度化做基础,而我国的国情与此显明纷歧样。”

  据介绍,除新疆建立兵团濒临米国规模化植棉外,我国尽大多半处所主要还是一家一户分集种植,相沿的也始终是精耕细作模式,再加上种植轨制多样化,很多地方另有一年两熟甚至少熟的间作套种。“尽管全程机械化极有多是我国将来棉花生产的重要目标,但在相称长的一个时代内,还难以片面实施外洋的这类先进模式。”

  在董合忠看来:“只要因地制宜,按照现有条件和基础,走合乎中国国情的轻简化植棉路子才有前程。”

  作甚“轻简化”?董合忠和创新团队对其内在有着深入而同一的意识:“轻”是机械代替人工,减轻劳动强度;“简”是减少作业环节和次数,简化种植管理;“化”则是农机与农艺融合、良种良法配套的过程。

  董合忠认为,“轻简化栽培是简化种植管理工序、减少作业次数,农机农艺融合,实现棉花生产轻便简捷、节本增效的新型栽培技术体系”。至此,一条科学合理的棉花轻简化栽培道路图已清楚地浮现在创新团队眼前,不仅指了然偏向,也明确了主攻目标。

  控制单粒浅位粗播壮苗机造,一播齐苗技巧成为棉花栽种史上的一年夜提高

  “棉花是大粒种子类别,适合单粒精确播种,对实现棉花轻简化栽培拥有无足轻重的作用。”创新团队起首将眼光散焦到棉花单粒精确播种上。

  “在过去,棉种质量远出有当初的好,棉农总担忧会出苗不全,常常都是采用大量播种或充足播种,一亩地要播上8~10斤种子。1斤种子约有5000粒,5万粒种子出苗即便按70%来算,仍可出苗3万多棵。”据董合忠介绍,一亩地在新疆实践需要10000~15000棵苗、在内地仅需3000~5000棵苗。多出的棉苗就需要不断疏苗、间苗和定苗,不仅费工费时,还严峻挥霍种子,造成植棉成本的提高。

  在攻闭研讨中,翻新团队有了新发明:单粒浅播的种子在萌生出苗时,因为遭到的机器压力较大,会发生较多乙烯,促进了棉苗直钩造成症结基果HLS1和COP1的上调表白。

  “这不唯一利于弯钩实时形成,并顶土出苗和脱失落种壳,而且在出苗后由于每株苗皆有自力的成长空间,会更矮壮,相比拟病发率也低,更容易成苗壮苗。”董合忠言诉记者,恰是这个收现,为他们实行单粒精播供给了充分的实践根据。

  棉花精量播种是一个系统工程,要实现单粒精确播种,达到一播全苗的请求,离不开物资和技术的支持。科研团队依照“劣种+良法”的思绪,先优化了种子减工工艺,生产出优良种子,精细整地,合理株行距设置装备摆设,而后实施机械播种,一个由每穴一粒、适当浅播为核心的棉花精播技术就此形成。

  据董合忠介绍,目前在西北内陆棉区,该技术与宽膜覆盖、边行内移、适时过量膜下滴灌调控种子四周的温度、墒情和盐碱度相结合,省去了放苗定苗环节,确保了稳重基础群体的构建;在黄河流域棉区,经由过程与中膜覆盖、肥药随施相结合,确顾全苗壮苗并省去了间苗定苗工序,苗强、逝世苗等问题也水到渠成。不管是西北内陆棉区,还是黄河流域棉区,采用精量播种机已可能一次性完成空中平坦、展膜、单粒播种、种肥随施、覆土、喷除草剂等一条龙作业义务。“单粒精准播种技术是惯例农业生产向现代农业发展的必定驱除。如此多的工序,被精量播种机一鼓作气,可睹机械化水平的提升,已成为实施棉花轻简栽培的有力保证。”

  记者了解到,采用单粒精准播种,每公顷可节俭种子成本达150~200元,同时将播种效力提高了81.1%,省来了疏苗、间苗、定苗等三个繁杂的工序,由此节俭的劳动力和削减的用工成本不言而喻。单粒浅位精播及配套技术的胜利应用,被业界专家毁为棉花种植史上的一猛进步。

  只需一次施肥,轻简化肥水高效运筹技术被成功冲破

  今朝,我国棉花生产对付肥料的应用十分依附。以氮肥为例,如黄河道域在传统的棉花死产中,使用个别分为底肥、苗蕾肥、初花肥、盖顶肥等。“特别是到了棉花枝繁叶茂的花铃期,施肥是一件很令棉农头疼爱的事,假如施肥不当借轻易烧苗,形成年夜里积增产。”在董合忠的眼里,处理烦琐的施肥,是棉花沉简化种植中绕没有开的要害环顾。

  “既要实现轻简化,又要达到科学施肥,起首必须摸清棉花在生长发育过程中对营养的吸收利用规律。”创新团队在跟踪研究中发现:棉花对底施速效N肥的吸收比例最小而对初花期N肥的利用效率最高。减施底肥N、增施初花肥N,或底施专用缓控释N肥能提高肥效。底施速效N肥着重供给棉花营摄生长,花铃期N肥主要供应生殖生长;随施N量增加,供应蕾花铃的比例降低,而供应叶枝和赘芽的比例回升。这些规律的发现为简化施肥提供了理论支撑。

  采取“减施底肥、增施初花肥”是创新团队拿出的开端对策。虽然如许的两次施肥差别曾经比较简化,但依然需要在花铃期追肥,还有进一步简化的潜力。为此,他们研制出养分释放与棉花养分吸收雷同步的新型专用缓控释肥配方,并制定了一次基施的技术标准,不仅大幅度提高了肥料利用率,更减少了施肥次数,还无效控制了叶枝和赘芽生长,堪称一举多得。

  董合忠言诉记者,当前长江流域棉区采用该技术已实现了一次基施缓控释肥,个性情形下“一基一逃”。在黄河流域棉区,采用一次性基施缓控释肥、种肥同播。“在播种时深实施下,只要一次施肥,便可满意棉花生永生育的全过程要求。这比传统方式可减少肥料用量达10%以上,肥料利用效显著提高。”

  棉花顺应分区灌溉心理学机制被立异团队提醒,精准浇灌“瓜熟蒂落”

  我国事天下上海水严峻缺少的国家。如何实现既少用水,又能知足棉花的生长需求?这就需要在提高灌溉水利用率上做作品。“一项好的注水技术不仅要达到简化、省工、节水、节能的效果,还要增产增收,至多不克不及减产降质。”董合忠对节水灌溉有着正确的定位。

  创新团队在节水灌溉研究实践中发现,西北内陆棉区灌水量比传统饱和灌溉减少20%的情况下,采用分区滴灌的棉花产量基础不减,但常规的灌溉就会大幅度减产。这个景象让创新团队找到了研究的端倪。他们利用娶接分根系统精确模仿了分区灌溉,发现分区灌溉诱导棉株地上部大量分解茉莉酸,并作为旌旗灯号份子经韧皮部运输到灌水侧根系,促进RBOHC基因抒发,增长了该侧根系中过氧化氢含量,从而提高了灌水侧根系的吸水才能和水份利用率。

  随着攻关的深刻,创新团队不仅揭露了棉花顺应分区灌溉的心理学机制,还摸浑了西北内陆棉区次生盐碱地分区滴灌引诱根区盐分差别散布、加重盐害的机理,也为他们对分歧棉区实施新颖灌溉技术找到了“隔靴搔痒”的“良方”。

  以新疆为主的西北内陆棉区,创新团队采取了膜下滴灌技术,真现了地膜覆盖栽培与地表滴灌相结合、盈缺灌溉取水肥协同前移相结合。“该模式不但节水,并且省肥明显,还特殊适用于机械化大田功课,使棉花的轻简化栽种迈上了一个大台阶。”董合忠先容道。

  膜下滴灌水肥融合技术是利用高压管道系统供水,将加压的水经过滤后,和水溶性肥料充分融合,形成肥水溶液,再通过毛管平匀、定量地浸潮棉花根系,大大提高了水肥的利用率。“膜下滴灌平均用水量仅为传统灌溉的12%,喷灌的50%,节水效果可谓吹糠见米。”董合忠告诉记者,现在,这项技术还实现了与优化成铃、脱叶催熟效果等技术的有机结合,已在西北内陆棉区大面积推广应用。

  对黄河流域棉区,科研团队在镌汰漫灌的基础上,将长畦改为短畦,将宽畦改为窄畦,将大畦改为小畦,改大定额灌水改为小定额灌水,整平畦面,确保了灌水平均,大大提升了畦灌效果。

  建立以优化成铃为核心的合理群体结构目标,为棉花歉产优质和机械化采收奠基了基础

  传统棉田群体结构很分歧理,西北内陆基础群体过大、部分痴肥,不利于优化成铃和脱叶机采;黄河与长江流域棉田密度偏偏低,结铃疏散,烂铃多,纤维分歧性差,晦气于集中采收,只强人工多次采收,费工费时。若何调控群体、优化成铃、集中吐絮是轻简化植棉过程当中面对的“辣手”题目。

  要构建棉花合理群体结构,就必需先制定合理群体结构量化指导。我国棉区多,生态条件复杂多样,分歧棉区栽培管理主攻目标也纷歧样,想弄明白其实不容易。

  工夫不背有心人。科研团队战胜重重艰苦,不仅找出了相宜黄河、长江流域和西北内陆棉区的适宜株高、叶面积指数,并摸清了适宜的叶面积指数静态,还分辨明白了适宜节枝比、果枝及叶片角度分布和棉柴比等。“不同棉区棉花合理群体结构量化指标的建立,为塑造合理群体实现优化成铃、集中吐絮提供了牢靠的依据。”董合忠表示。

  在黄河与长江流域棉区,科研团队采与了以“控冠促根”为主线的方式。要面其一就是适当增添密度并普降株高10~20厘米。二是改巨细行种植窄膜覆盖改成等行距中膜覆盖,并合时破膜促根下扎。三是低高地垄作栽培并合营密植增加漏光丧失和烂铃。四是采用缩节胺节制株高、塑造集中结铃株型,当令适度封行。

  正在东南本地棉区,科研团队采用以“调冠养根”为主线:一是膜上单粒精准收获、膜下滴灌温墒盐调控,困境成苗而构成持重的基本群体;发布是恰当降稀,北疆播种株数降为每公顷15.0~18.0万株,北疆降为16.5~21.0万株,株下70~85cm;三是优化株止和膜管设置装备摆设,宽膜笼罩边行内移,公道滴灌优化根区情况,增进冠根和谐;四是化教调控、火菲薄适以后移,合营水肥一体化治理系统,劣化冠层构造和成铃品质,促进早熟,并充足施展非叶绿色器卒在中前期的光开出产力;五是应用发现的脱叶催生新技术、脱叶后果判定新方式跟机采棉除杂把持体系,进步脱叶率、下降露纯率。

  先进物质拆备是支撑棉花轻简化栽培技术的“有力兵器”

  在董合忠看来,“实现棉花生产的轻便简捷、节本增效,不仅依赖于关键农艺,还依赖于种类、新型肥料、农业机械等物质设备及其与农艺技术的高度符合”。

  为了配套这些技术的实施,创新团队挑选出适宜轻简化种植的棉花品种15个,并培养出新陆中42和K836等5个适宜轻简化栽培的棉花新品种。“如通过山东省鉴定的抗虫棉新品种K836,其特色是出苗好、赘芽少、叶枝弱、易管理,铃大、吐絮畅、易采摘,早熟性好,适合轻简化栽培、机械化收获。”

  “棉花缓控释肥,可以按照设定的开释率和释放期或有控制地释放营养,成为减少施肥次数、提高肥料利用率的重要物质支撑。”据董合忠介绍,他们团队针对长江和黄河流域棉区不中种植方式棉花的需肥法则研制出系列棉花公用缓控释肥配方,为实现棉花轻简化栽培起到了事半功倍的效果。

  棉花“轻简化”中的“轻”,象征着用机械化代替身工,以减轻劳动强度,农业生产机械在棉花“轻简化”技术的实施中有着极端重要的感化。棉花生产机械包括机械整地、机械铺膜播种、机械植保、机械中耕施肥、机械收成、机械拔柴和秸秆还田,和种子加工机械化等式样。

  依据轻简化植棉需要,创新团队还研制出2BMC-48型棉花单行错位苗带精量穴播机、2MBZ-3-6A型合叠式覆膜精量播种机和存在种床整备功效的2BMJ-24A型棉花覆膜精量播种机,大大促进了轻简化植棉技术的实施。

  就地取材,度身定做,天下三大棉花主产区有了属于本人的轻简化栽培技术系统

  随着单项关键技术一个个被打破,创新团队根据各棉区的生态、生产条件和现实需要,集成建破了区域针对性强的棉花轻简化栽培技术体系,使全国三大主要产棉区皆有了属于自己的轻简化栽培技术体系。

  针对黄河流域棉区一熟制棉花棉田,创新团队建立了以“精量播种、简化整枝、集中收成”为核心的轻简化丰产栽培技术体系。该技术已被国家农业部肯定为全国主推技术。其主要内容以是机械单粒精播减免间苗定苗,等行距中膜覆盖并适时掀膜控冠壮根,密植与化控配合实现简化整枝、优化冠层、适时适度封行,精简中耕与缓释肥深施简化中耕和施肥,优化成铃结合脱叶催熟实现集中吐絮。

  “该技术的应用,平均减少用工32.5%,物化投入减少9%,增产皮棉5.8%。”董合忠告诉记者,在此基础上,他们还针对减少烂铃、掌握早衰和机械采收的需要,建立了以适当迟播、合理密植、简化管理、集中吐絮为核心的“晚简密”栽培技术,使滨海盐碱地达到了每公顷1125kg以上的皮棉产量,并实现了边疆机采棉从无到到有的突破。“由于采用晚简密栽培的短季棉能够实现无膜栽培,还大大减少了对地盘的污染。”

  少江与黄河道域两熟制棉区则采用了以轻简育苗和简化施肥为中心的棉花轻简化高效栽培技术体制。作为农业部断定的全国主推技术,棉田工致化轻简育苗取代传统养分钵育苗,速效肥与缓释肥结合实现1~2次施肥代替速效肥屡次施用,提高密度,促进散中吐絮,均匀省工30.1%,节肥18%,减产4.7%。

  针对应地区棉麦、棉油、棉蒜套作晦气于机械化的困难,他们还树立了蒜(油、麦)后曲播短季棉轻简化栽培技术,经由过程5月晦前以机械夺时精准播种早熟棉,加免间苗定苗;合理密植、简化整枝并共同化学封或机械挨顶;化控、肥控并联合脱叶催熟,确保棉花合时过度启行、极端早吐絮。该技术使归天和用工投入大幅度削减,经济收入进一量提高,并为终极完成机械化采支奠基了基础。

  针对西北内陆群体结构不合理、脱叶催熟效果差的现实,创新团队建立了以群体调控优化成铃为核心的棉花轻简化高产栽培技术。作为新疆当前的主推技术,其要点是采用单粒精准播种保苗技术失掉全苗壮苗和稳健的基础群体,通过优化株行距和膜管配置调冠养根;分区灌溉与水肥协同技术结合,水肥药兼顾,农艺与农机无机融会,塑造既定指目的合理群体并优化成铃、集中吐絮。

  “实际证明,该技术在新疆棉区仄均减罕用工22.3%,节水15.5%,删产皮棉4.5%。”董合忠告知记者,在此基础上,他们还制订了棉花健株高产简化栽培技术,即之字形单粒准确浅播,等行距种植并适当降密,一膜3行3管;水肥前移,水肥药促控结合,健个别、强群体、促早熟,塑制合理群体结构;利用脱叶促熟新办法并辅之精确监控实现完全脱叶,有用提降了新疆机采棉的生产物度,引发了全国机采棉的安康发作。

  棉花轻简化栽培技术实现了经济效益与社会效益的“双丰收”

  “咱们在研究棉花轻简化栽培技术上,行了一条协同攻关的门路,时代结合了新疆农业迷信院经济作物所、石河子大学、华中农业大学、安徽省农业科学院棉花研究所、河南省农业科学院经济作物研究所、滨州市农业机械化研究所等单元独特发力,并获得了中国工程院院士喻树迅研究员、中国农业大学李召虎传授和中国农业科学院棉花研究所毛树秋研究员的领导和支撑,大大延长了整套技术体系的研发时光。”

  记者了解到,创新团队以技术培训、树模辐射、高产展示等情势,大大推进了这一新技术在全国的遍及与运用。停止今朝,该技术在我国已乏计推行达10018万亩,经过省工节本增产,合计新增经济效益达190多亿元。另外,还扶植农夫专业配合社50多个,培训农技职员和棉农20多万人次,取得了经济效益与社会效益的“双丰产”。

  只管如斯,在董合忠看来,“轻简化栽培技术须要因地制宜、与时俱进,要在推行答用进程中一直优化提升,不断创新发展,如许才干坚持性命力,持续为我国棉花产业健康发展作出新奉献”。

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