董合忠（中）與創(chuàng)新團隊核心成員在示范基地
拼搏進取的棉花輕簡化栽培技術(shù)研發(fā)團隊
通過實施輕簡化技術(shù)獲得豐收的棉田
本報記者 魏 東
金秋十月，瓜果飄香的季節(jié)，但10月17日上午在山東省無棣縣西小王鎮(zhèn)卻出現(xiàn)了“瑞雪兆豐年”的奇特景象：一望無垠的棉田，朵朵潔白的棉絮掛滿枝頭，在陽光下發(fā)出耀眼的光芒，遠遠望去，猶如剛剛下過一場“鵝毛大雪”。此情此景，讓前來參加“全國棉花生產(chǎn)全程機械化推進活動”的農(nóng)業(yè)專家和植棉大戶們贊嘆不已。隨著一臺臺采棉機開進棉田，“白雪”消失殆盡，留下了恰似一條條干凈馬路的軌跡。這次機械采棉活動，充分展示了黃河流域棉花全程輕簡化生產(chǎn)的最高水平。
這片如同“雪野”的棉田，是山東棉花研究中心在該鎮(zhèn)建設(shè)的棉花輕簡化生產(chǎn)示范基地。記者了解到，這個基地全面采用了該中心制定的棉花輕簡化栽培技術(shù)規(guī)程，包括精量淺播、合理密植、一次施肥、簡化整枝、集中成鈴、脫葉催熟等關(guān)鍵技術(shù)。“除比傳統(tǒng)種植略有增產(chǎn)外，每畝地實際用工僅6個，這比傳統(tǒng)種植用工一下子減少了18個！它輕便簡捷，節(jié)本增效，把棉農(nóng)從傳統(tǒng)繁瑣的植棉程序里真正解脫出來，使我從中體驗了植棉的快樂！”基地棉田的主人、曾飽受種棉辛苦的陳斌難掩內(nèi)心的激動。
大幅度減少用工，讓棉農(nóng)感受植棉的快樂，實現(xiàn)節(jié)本增效，則正是棉花輕簡化栽培技術(shù)創(chuàng)新團隊開展這項技術(shù)研究的初衷與理念。
2007年以來，在公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項和國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項目的支持下，山東棉花研究中心聯(lián)合新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所、石河子大學(xué)和安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所等單位組成創(chuàng)新團隊，針對棉花“種、管、收”諸環(huán)節(jié)輕簡化的技術(shù)瓶頸，以輕簡省工、節(jié)本增效為目標(biāo)，按照簡化管理工序、減少作業(yè)次數(shù)、農(nóng)機農(nóng)藝融合的總體思路，突破輕簡化植棉的關(guān)鍵技術(shù)，建立了棉花輕簡化栽培技術(shù)體系，被農(nóng)業(yè)部列入國家主推技術(shù)，在黃河流域、長江流域和西北內(nèi)陸棉區(qū)得到廣泛推廣應(yīng)用，創(chuàng)造了平均省工28.3%、減少物化投入8.2%、增產(chǎn)5.5%的顯著成效。截至目前，該技術(shù)已累計推廣1億多畝，新增經(jīng)濟效益達190多億元，并摘得農(nóng)業(yè)部中華農(nóng)業(yè)科技獎一等獎和山東省科技進步一等獎的桂冠。
在今年3月舉行的全國棉花輕簡化生產(chǎn)技術(shù)交流會上，來自國內(nèi)棉花界的同行專家一致認(rèn)為，該技術(shù)找準(zhǔn)了我國棉花生產(chǎn)中存在的突出問題和農(nóng)民迫切需求，具有很強的針對性、先進性和實用性，不僅顯著提升了我國棉花栽培科技水平，也為整個棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮了重要的引領(lǐng)作用。中國農(nóng)學(xué)會組織以中國工程院院士張洪程教授為組長的11人專家組，在此前對“棉花輕簡化豐產(chǎn)栽培關(guān)鍵技術(shù)與區(qū)域化應(yīng)用”成果進行評價時表示，該成果總體達到國際先進水平。
不僅如此，這項技術(shù)在全國的成功應(yīng)用，也讓院士們?yōu)橹駣^。我國棉花權(quán)威、中國工程院院士喻樹迅認(rèn)為：“它突破了輕簡植棉的關(guān)鍵技術(shù)并闡明了相關(guān)理論機制，為促進我國棉花產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、節(jié)本增效發(fā)揮了重大作用。”作物栽培專家于振文院士認(rèn)為：“它開創(chuàng)出適合中國國情的輕簡化植棉新路子，為我國棉花生產(chǎn)從傳統(tǒng)勞動密集型向輕簡節(jié)本型轉(zhuǎn)變提供了堅實的理論與技術(shù)支撐。”棉花生產(chǎn)機械化專家陳學(xué)庚院士認(rèn)為：“它是我國棉花栽培技術(shù)領(lǐng)域的重大突破和創(chuàng)新。”
無疑，“快樂”植棉的背后，是這項可操作性強、適應(yīng)性好的現(xiàn)代植棉技術(shù)體系在做支撐。這項既“接地氣”又“含金量”極高的輕簡化技術(shù)是如何“煉”成的？記者日前專程采訪了國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化體系崗位科學(xué)家、山東棉花研究中心主任董合忠研究員。
作為該技術(shù)創(chuàng)新團隊的帶頭人，董合忠是我國棉花輕簡化栽培技術(shù)的主要研制者。記者了解到，董合忠還是國際棉花學(xué)會（ICRA）執(zhí)委、國家農(nóng)業(yè)部棉花專家指導(dǎo)組成員，作為主要完成人曾榮獲四項國家科技進步二等獎。但記者眼前這位棉花專家，憨厚、樸實、熱情、豁達，猶如一位鄰家大哥，說起話來更是理性中帶著激昂與干脆，一如他實施的“棉花輕簡化”，使人感到既簡潔有力又通俗易懂，讓記者不經(jīng)意間已走進了棉花輕簡化栽培技術(shù)研發(fā)的心路歷程。
傳統(tǒng)復(fù)雜繁瑣的植棉方式已不再適用當(dāng)前國情，時代呼喚“輕簡化”栽培技術(shù)的誕生
為什么要研究棉花輕簡化栽培技術(shù)？這還要從時代的背景說起。
“新中國成立以來，面對人多地少和原棉消費量不斷增長的實際需求，如何讓棉花奪取高產(chǎn)，成了當(dāng)時我國棉花科技工作者的主要攻關(guān)目標(biāo)。”據(jù)董合忠介紹，我國幾代棉花科學(xué)家經(jīng)過近半個世紀(jì)的研究與實踐，建立了以精耕細(xì)作為核心的棉花高產(chǎn)栽培技術(shù)體系及其理論體系。“毋庸置疑，這兩個體系的建立，為我國奠定世界第一產(chǎn)棉大國地位作出了重要貢獻。”
但進入21世紀(jì)以來，這個一直依賴于精耕細(xì)作的高產(chǎn)栽培技術(shù)體系卻遭到了前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
“概括起來無外乎有三方面原因。”董合忠向記者分析，一是過去由于我國農(nóng)村勞動力多、人工成本低廉，適宜對棉花進行精細(xì)化管理，也就形成了繁瑣、復(fù)雜的棉花精耕細(xì)作技術(shù)。“前后包括40多道工序，每公頃用工300多個，費工費時，是糧食作物的3倍。”但隨著時代的飛躍發(fā)展，人們生活條件的大幅提高，繁雜的植棉程序成為令棉農(nóng)煩惱的“苦差事”，植棉的積極性大為減弱。
另一方面，隨著城市化進程日益加快，我國農(nóng)村勞動力數(shù)量和質(zhì)量均發(fā)生了巨大變化。“勞動力的數(shù)量驟減、人工成本的大幅提高，誰還愿意來種棉？這顯然是擺在眼前并亟待解決的現(xiàn)實問題。”
第三個原因就是，以高產(chǎn)為目標(biāo)的生產(chǎn)技術(shù)由于過分依賴高投入，隨著化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的大量使用，不僅地越種越薄，而且?guī)砹藝?yán)重的面源污染，讓資源環(huán)境亮起了“紅燈”。傳統(tǒng)的種植模式雖然產(chǎn)量不低，但品質(zhì)卻沒有同步提升，導(dǎo)致棉花的市場競爭力逐年下降。“由于價格持續(xù)低迷，種棉不掙錢，也挫傷了棉農(nóng)的種植積極性。”
這些現(xiàn)實，均驗證了傳統(tǒng)復(fù)雜的棉花栽培技術(shù)已不再適用當(dāng)前國情。如何加快轉(zhuǎn)變棉花栽培方式，從依靠拼勞動力投入、拼資源消耗、拼農(nóng)資和拼生態(tài)環(huán)境的精耕細(xì)作中“掙脫”出來，則是棉花專家們形成的共識。
“想實現(xiàn)這一系列重大轉(zhuǎn)變，就要在吸收借鑒傳統(tǒng)精耕細(xì)作技術(shù)精華的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新改造，對‘種、管、收’全過程進行一次不亞于顛覆性的‘革命’，探索出適合我國新時代需求的植棉關(guān)鍵技術(shù)。在此理念下，我們提出了全方位研究棉花輕簡化栽培技術(shù)的思路。”董合忠如是說。
“在美國，植棉全程采用機械化，平均每畝地只用一個工。”這讓曾到美國參觀考察植棉技術(shù)的董合忠的確感到了震撼。“要知道，我國傳統(tǒng)的植棉花技術(shù)平均每畝地要20個工，多的達35個，是小麥、玉米兩季加起來的兩倍。”
雖被震撼，但董合忠卻依然保持著一個中國棉花專家的清醒：“美國、澳大利亞等發(fā)達國家實施的棉花全程機械化，是因為有著高度的規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化做基礎(chǔ)，而我國的國情與此明顯不一樣。”
據(jù)介紹，除新疆建設(shè)兵團接近美國規(guī)模化植棉外，我國絕大多數(shù)地方主要還是一家一戶分散種植，沿用的也一直是精耕細(xì)作模式，再加上種植制度多樣化，不少地方還有一年兩熟甚至多熟的間作套種。“盡管全程機械化極有可能是我國未來棉花生產(chǎn)的重要目標(biāo)，但在相當(dāng)長的一個時期內(nèi)，還難以全面實施國外的這種先進模式。”
在董合忠看來：“只有因地制宜，按照現(xiàn)有條件和基礎(chǔ)，走符合中國國情的輕簡化植棉路子才有前途。”
何為“輕簡化”？董合忠和創(chuàng)新團隊對其內(nèi)涵有著深刻而統(tǒng)一的認(rèn)識：“輕”是機械代替人工，減輕勞動強度；“簡”是減少作業(yè)環(huán)節(jié)和次數(shù)，簡化種植管理；“化”則是農(nóng)機與農(nóng)藝融合、良種良法配套的過程。
董合忠認(rèn)為，“輕簡化栽培是簡化種植管理工序、減少作業(yè)次數(shù)，農(nóng)機農(nóng)藝融合，實現(xiàn)棉花生產(chǎn)輕便簡捷、節(jié)本增效的新型栽培技術(shù)體系”。至此，一條科學(xué)合理的棉花輕簡化栽培路線圖已清晰地呈現(xiàn)在創(chuàng)新團隊面前，不僅指明了方向，也明確了主攻目標(biāo)。
掌握單粒淺位精播壯苗機制，一播全苗技術(shù)成為棉花種植史上的一大進步
“棉花是大粒種子類型，適合單粒精確播種，對實現(xiàn)棉花輕簡化栽培具有舉足輕重的作用。”創(chuàng)新團隊首先將目光聚焦到棉花單粒精確播種上。
“在過去，棉種質(zhì)量遠沒有現(xiàn)在的好，棉農(nóng)總擔(dān)心會出苗不全，往往都是采用大量播種或足量播種，一畝地要播上8～10斤種子。1斤種子約有5000粒，5萬粒種子出苗即使按70%來算，仍可出苗3萬多棵。”據(jù)董合忠介紹，一畝地在新疆實際需要10000～15000棵苗、在內(nèi)地僅需3000～5000棵苗。多出的棉苗就需要不斷疏苗、間苗和定苗，不僅費工費時，還嚴(yán)重浪費種子，造成植棉成本的提高。
在攻關(guān)研究中，創(chuàng)新團隊有了新發(fā)現(xiàn)：單粒淺播的種子在萌發(fā)出苗時，由于受到的機械壓力較大，會產(chǎn)生較多乙烯，促進了棉苗彎鉤形成關(guān)鍵基因HLS1和COP1的上調(diào)表達。
“這不僅有利于彎鉤及時形成，并頂土出苗和脫掉種殼，而且在出苗后由于每株苗皆有獨立的生長空間，會更敦實，相比較發(fā)病率也低，更易成苗壯苗。”董合忠告訴記者，正是這個發(fā)現(xiàn)，為他們實施單粒精播提供了充分的理論依據(jù)。
棉花精量播種是一個系統(tǒng)工程，要實現(xiàn)單粒精確播種，達到一播全苗的要求，離不開物質(zhì)和技術(shù)的支撐。科研團隊按照“良種+良法”的思路，先優(yōu)化了種子加工工藝，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)種子，精細(xì)整地，合理株行距配置，然后實施機械播種，一個由每穴一粒、適當(dāng)淺播為核心的棉花精播技術(shù)就此形成。
據(jù)董合忠介紹，目前在西北內(nèi)陸棉區(qū)，該技術(shù)與寬膜覆蓋、邊行內(nèi)移、適時適量膜下滴灌調(diào)控種子周圍的溫度、墑情和鹽堿度相結(jié)合，省去了放苗定苗環(huán)節(jié)，確保了穩(wěn)健基礎(chǔ)群體的構(gòu)建；在黃河流域棉區(qū)，通過與中膜覆蓋、肥藥隨施相結(jié)合，確保全苗壯苗并省去了間苗定苗工序，苗弱、死苗等問題也迎刃而解。無論是西北內(nèi)陸棉區(qū)，還是黃河流域棉區(qū)，采用精量播種機已能夠一次性完成地面平整、鋪膜、單粒播種、種肥隨施、覆土、噴除草劑等一條龍作業(yè)任務(wù)。“單粒精準(zhǔn)播種技術(shù)是常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。如此多的工序，被精量播種機一氣呵成，可見機械化水平的提升，已成為實施棉花輕簡栽培的有力保障。”
記者了解到，采用單粒精準(zhǔn)播種，每公頃可節(jié)約種子成本達150～200元，同時將播種效率提高了81.1%，省去了疏苗、間苗、定苗等三個繁雜的工序，由此節(jié)省的勞動力和減少的用工成本顯而易見。單粒淺位精播及配套技術(shù)的成功應(yīng)用，被業(yè)界專家譽為棉花種植史上的一大進步。
只需一次施肥，輕簡化肥水高效運籌技術(shù)被成功突破
目前，我國棉花生產(chǎn)對肥料的使用非常依賴。以氮肥為例，如黃河流域在傳統(tǒng)的棉花生產(chǎn)中，使用一般分為底肥、苗蕾肥、初花肥、蓋頂肥等。“尤其是到了棉花枝繁葉茂的花鈴期，施肥是一件很令棉農(nóng)頭疼的事，如果施肥不當(dāng)還容易燒苗，造成大面積減產(chǎn)。”在董合忠的眼里，解決繁瑣的施肥，是棉花輕簡化栽培中繞不開的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
“既要實現(xiàn)輕簡化，又要達到科學(xué)施肥，首先必須摸清棉花在生長發(fā)育過程中對營養(yǎng)的吸收利用規(guī)律。”創(chuàng)新團隊在跟蹤研究中發(fā)現(xiàn)：棉花對底施速效N肥的吸收比例最小而對初花期N肥的利用效率最高。減施底肥N、增施初花肥N，或底施專用緩控釋N肥能提高肥效。底施速效N肥側(cè)重供應(yīng)棉花營養(yǎng)生長，花鈴期N肥主要供應(yīng)生殖生長；隨施N量增加，供應(yīng)蕾花鈴的比例下降，而供應(yīng)葉枝和贅芽的比例上升。這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)為簡化施肥提供了理論支撐。
采取“減施底肥、增施初花肥”是創(chuàng)新團隊拿出的初步對策。雖然這樣的兩次施肥策略已經(jīng)比較簡化，但仍然需要在花鈴期追肥，還有進一步簡化的潛力。為此，他們研制出養(yǎng)分釋放與棉花養(yǎng)分吸收相同步的新型專用緩控釋肥配方，并制定了一次基施的技術(shù)規(guī)范，不僅大幅度提高了肥料利用率，更減少了施肥次數(shù)，還有效控制了葉枝和贅芽生長，可謂一舉多得。
董合忠告訴記者，當(dāng)前長江流域棉區(qū)采用該技術(shù)已實現(xiàn)了一次基施緩控釋肥，個別情況下“一基一追”。在黃河流域棉區(qū)，采用一次性基施緩控釋肥、種肥同播。“在播種時深施行下，只需一次施肥，即可滿足棉花生長生育的全過程要求。這比傳統(tǒng)方式可減少肥料用量達10%以上，肥料利用效顯著提高。”
棉花適應(yīng)分區(qū)灌溉生理學(xué)機制被創(chuàng)新團隊揭示，精準(zhǔn)灌溉“水到渠成”
我國是世界上淡水嚴(yán)重缺乏的國家。如何實現(xiàn)既少用水，又能滿足棉花的生長需求？這就需要在提高灌溉水利用率上做文章。“一項好的灌水技術(shù)不僅要達到簡化、省工、節(jié)水、節(jié)能的效果，還要增產(chǎn)增收，至少不能減產(chǎn)降質(zhì)。”董合忠對節(jié)水灌溉有著準(zhǔn)確的定位。
創(chuàng)新團隊在節(jié)水灌溉研究實踐中發(fā)現(xiàn)，西北內(nèi)陸棉區(qū)灌水量比傳統(tǒng)飽和灌溉減少20%的情況下，采用分區(qū)滴灌的棉花產(chǎn)量基本不減，但常規(guī)的灌溉就會大幅度減產(chǎn)。這個現(xiàn)象讓創(chuàng)新團隊找到了研究的線索。他們利用嫁接分根系統(tǒng)準(zhǔn)確模擬了分區(qū)灌溉，發(fā)現(xiàn)分區(qū)灌溉誘導(dǎo)棉株地上部大量合成茉莉酸，并作為信號分子經(jīng)韌皮部運輸?shù)焦嗨畟?cè)根系，促進RBOHC基因表達，增加了該側(cè)根系中過氧化氫含量，從而提高了灌水側(cè)根系的吸水能力和水分利用率。
隨著攻關(guān)的深入，創(chuàng)新團隊不僅揭示了棉花適應(yīng)分區(qū)灌溉的生理學(xué)機制，還摸清了西北內(nèi)陸棉區(qū)次生鹽堿地分區(qū)滴灌誘導(dǎo)根區(qū)鹽分差異分布、減輕鹽害的機理，也為他們對不同棉區(qū)實施新型灌溉技術(shù)找到了“對癥下藥”的“良方”。
以新疆為主的西北內(nèi)陸棉區(qū)，創(chuàng)新團隊采用了膜下滴灌技術(shù)，實現(xiàn)了地膜覆蓋栽培與地表滴灌相結(jié)合、虧缺灌溉與水肥協(xié)同前移相結(jié)合。“該模式不僅節(jié)水，而且省肥顯著，還特別適用于機械化大田作業(yè)，使棉花的輕簡化種植邁上了一個大臺階。”董合忠介紹說。
膜下滴灌水肥融合技術(shù)是利用低壓管道系統(tǒng)供水，將加壓的水經(jīng)過濾后，和水溶性肥料充分融合，形成肥水溶液，再通過毛管均勻、定量地浸潤棉花根系，大大提高了水肥的利用率。“膜下滴灌平均用水量僅為傳統(tǒng)灌溉的12%，噴灌的50%，節(jié)水效果可謂立竿見影。”董合忠告訴記者，如今，這項技術(shù)還實現(xiàn)了與優(yōu)化成鈴、脫葉催熟效果等技術(shù)的有機結(jié)合，已在西北內(nèi)陸棉區(qū)大面積推廣應(yīng)用。
對于黃河流域棉區(qū)，科研團隊在淘汰漫灌的基礎(chǔ)上，將長畦改為短畦，將寬畦改為窄畦，將大畦改為小畦，改大定額灌水改為小定額灌水，整平畦面，確保了灌水均勻，大大提升了畦灌效果。
建立以優(yōu)化成鈴為核心的合理群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)，為棉花豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和機械化采收奠定了基礎(chǔ)
傳統(tǒng)棉田群體結(jié)構(gòu)很不合理，西北內(nèi)陸基礎(chǔ)群體過大、局部臃腫，不利于優(yōu)化成鈴和脫葉機采；黃河與長江流域棉田密度偏低，結(jié)鈴分散，爛鈴多，纖維一致性差，不利于集中采收，只能人工多次采收，費工費時。如何調(diào)控群體、優(yōu)化成鈴、集中吐絮是輕簡化植棉過程中面臨的“棘手”問題。
要構(gòu)建棉花合理群體結(jié)構(gòu)，就必須先制定合理群體結(jié)構(gòu)量化指標(biāo)。我國棉區(qū)多，生態(tài)條件復(fù)雜多樣，不同棉區(qū)栽培管理主攻目標(biāo)也不一樣，想搞清楚并不容易。
功夫不負(fù)有心人?？蒲袌F隊克服重重困難，不僅找出了適宜黃河、長江流域和西北內(nèi)陸棉區(qū)的適宜株高、葉面積指數(shù)，并摸清了適宜的葉面積指數(shù)動態(tài)，還分別明確了適宜節(jié)枝比、果枝及葉片角度分布和棉柴比等。“不同棉區(qū)棉花合理群體結(jié)構(gòu)量化指標(biāo)的建立，為塑造合理群體實現(xiàn)優(yōu)化成鈴、集中吐絮提供了可靠的依據(jù)。”董合忠表示。
在黃河與長江流域棉區(qū)，科研團隊采取了以“控冠促根”為主線的方式。要點其一就是適當(dāng)增加密度并普降株高10～20厘米。二是改大小行種植窄膜覆蓋改為等行距中膜覆蓋，并適時破膜促根下扎。三是低洼地壟作栽培并配合密植減少漏光損失和爛鈴。四是采用縮節(jié)胺控制株高、塑造集中結(jié)鈴株型，適時適度封行。
在西北內(nèi)陸棉區(qū)，科研團隊采取以“調(diào)冠養(yǎng)根”為主線：一是膜上單粒精準(zhǔn)播種、膜下滴灌溫墑鹽調(diào)控，逆境成苗而形成穩(wěn)健的基礎(chǔ)群體；二是適當(dāng)降密，南疆收獲株數(shù)降為每公頃15.0～18.0萬株，北疆降為16.5～21.0萬株，株高70～85cm；三是優(yōu)化株行和膜管配置，寬膜覆蓋邊行內(nèi)移，合理滴灌優(yōu)化根區(qū)環(huán)境，促進冠根協(xié)調(diào)；四是化學(xué)調(diào)控、水肥適當(dāng)前移，配合水肥一體化管理系統(tǒng)，優(yōu)化冠層結(jié)構(gòu)和成鈴質(zhì)量，促進早熟，并充分發(fā)揮非葉綠色器官在中后期的光合生產(chǎn)力；五是利用發(fā)明的脫葉催熟新技術(shù)、脫葉效果鑒定新方法和機采棉除雜控制系統(tǒng)，提高脫葉率、降低含雜率。
先進物質(zhì)裝備是支撐棉花輕簡化栽培技術(shù)的“有力武器”
在董合忠看來，“實現(xiàn)棉花生產(chǎn)的輕便簡捷、節(jié)本增效，不僅依賴于關(guān)鍵農(nóng)藝，還依賴于品種、新型肥料、農(nóng)業(yè)機械等物質(zhì)裝備及其與農(nóng)藝技術(shù)的高度契合”。
為了配套這些技術(shù)的實施，創(chuàng)新團隊篩選出適宜輕簡化種植的棉花品種15個，并培育出新陸中42和K836等5個適宜輕簡化栽培的棉花新品種。“如通過山東省審定的抗蟲棉新品種K836，其特點是出苗好、贅芽少、葉枝弱、易管理，鈴大、吐絮暢、易采摘，早熟性好，適合輕簡化栽培、機械化收獲。”
“棉花緩控釋肥，能夠按照設(shè)定的釋放率和釋放期或有控制地釋放養(yǎng)分，成為減少施肥次數(shù)、提高肥料利用率的重要物質(zhì)支撐。”據(jù)董合忠介紹，他們團隊針對長江和黃河流域棉區(qū)不中種植方式棉花的需肥規(guī)律研制出系列棉花專用緩控釋肥配方，為實現(xiàn)棉花輕簡化栽培起到了事半功倍的效果。
棉花“輕簡化”中的“輕”，意味著用機械化代替人工，以減輕勞動強度，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械在棉花“輕簡化”技術(shù)的實施中有著極其重要的作用。棉花生產(chǎn)機械包括機械整地、機械鋪膜播種、機械植保、機械中耕施肥、機械收獲、機械拔柴和秸稈還田，以及種子加工機械化等內(nèi)容。
根據(jù)輕簡化植棉需求，創(chuàng)新團隊還研制出2BMC-48型棉花雙行錯位苗帶精量穴播機、2MBZ-3-6A型折疊式覆膜精量播種機和具有種床整備功能的2BMJ-24A型棉花覆膜精量播種機，大大促進了輕簡化植棉技術(shù)的實施。
因地制宜，量身定做，全國三大棉花主產(chǎn)區(qū)有了屬于自己的輕簡化栽培技術(shù)體系
隨著單項關(guān)鍵技術(shù)一個個被突破，創(chuàng)新團隊根據(jù)各棉區(qū)的生態(tài)、生產(chǎn)條件和現(xiàn)實需要，集成建立了區(qū)域針對性強的棉花輕簡化栽培技術(shù)體系，使全國三大主要產(chǎn)棉區(qū)都有了屬于自己的輕簡化栽培技術(shù)體系。
針對黃河流域棉區(qū)一熟制棉花棉田，創(chuàng)新團隊建立了以“精量播種、簡化整枝、集中收獲”為核心的輕簡化豐產(chǎn)栽培技術(shù)體系。該技術(shù)已被國家農(nóng)業(yè)部確定為全國主推技術(shù)。其主要內(nèi)容是以機械單粒精播減免間苗定苗，等行距中膜覆蓋并適時揭膜控冠壯根，密植與化控配合實現(xiàn)簡化整枝、優(yōu)化冠層、適時適度封行，精簡中耕與緩釋肥深施簡化中耕和施肥，優(yōu)化成鈴結(jié)合脫葉催熟實現(xiàn)集中吐絮。
“該技術(shù)的應(yīng)用，平均減少用工32.5%，物化投入減少9%，增產(chǎn)皮棉5.8%。”董合忠告訴記者，在此基礎(chǔ)上，他們還針對減少爛鈴、控制早衰和機械采收的需要，建立了以適當(dāng)晚播、合理密植、簡化管理、集中吐絮為核心的“晚簡密”栽培技術(shù)，使濱海鹽堿地達到了每公頃1125kg以上的皮棉產(chǎn)量，并實現(xiàn)了內(nèi)地機采棉從無到到有的突破。“由于采用晚簡密栽培的短季棉可以實現(xiàn)無膜栽培，還大大減少了對土地的污染。”
長江與黃河流域兩熟制棉區(qū)則采用了以輕簡育苗和簡化施肥為核心的棉花輕簡化高效栽培技術(shù)體系。作為農(nóng)業(yè)部確定的全國主推技術(shù)，棉田工廠化輕簡育苗代替?zhèn)鹘y(tǒng)營養(yǎng)缽育苗，速效肥與緩釋肥結(jié)合實現(xiàn)1～2次施肥代替速效肥多次施用，提高密度，促進集中吐絮，平均省工30.1%，節(jié)肥18%，增產(chǎn)4.7%。
針對該區(qū)域棉麥、棉油、棉蒜套作不利于機械化的難題，他們還建立了蒜（油、麥）后直播短季棉輕簡化栽培技術(shù)，通過5月底前以機械搶時精準(zhǔn)播種早熟棉，減免間苗定苗；合理密植、簡化整枝并配合化學(xué)封或機械打頂；化控、肥控并結(jié)合脫葉催熟，確保棉花適時適度封行、集中早吐絮。該技術(shù)使物化和用工投入大幅度減少，經(jīng)濟效益進一度提高，并為最終實現(xiàn)機械化采收奠定了基礎(chǔ)。
針對西北內(nèi)陸群體結(jié)構(gòu)不合理、脫葉催熟效果差的現(xiàn)實，創(chuàng)新團隊建立了以群體調(diào)控優(yōu)化成鈴為核心的棉花輕簡化高產(chǎn)栽培技術(shù)。作為新疆當(dāng)前的主推技術(shù)，其要點是采用單粒精準(zhǔn)播種保苗技術(shù)獲得全苗壯苗和穩(wěn)健的基礎(chǔ)群體，通過優(yōu)化株行距和膜管配置調(diào)冠養(yǎng)根；分區(qū)灌溉與水肥協(xié)同技術(shù)結(jié)合，水肥藥統(tǒng)籌，農(nóng)藝與農(nóng)機有機融合，塑造既定指標(biāo)的合理群體并優(yōu)化成鈴、集中吐絮。
“實踐證實，該技術(shù)在新疆棉區(qū)平均減少用工22.3%，節(jié)水15.5%，增產(chǎn)皮棉4.5%。”董合忠告訴記者，在此基礎(chǔ)上，他們還制定了棉花健株高產(chǎn)簡化栽培技術(shù)，即之字形單粒精確淺播，等行距種植并適當(dāng)降密，一膜3行3管；水肥前移，水肥藥促控結(jié)合，健個體、強群體、促早熟，塑造合理群體結(jié)構(gòu)；利用脫葉促熟新方法并輔之精確監(jiān)控實現(xiàn)徹底脫葉，有效提升了新疆機采棉的生產(chǎn)品質(zhì)，引領(lǐng)了全國機采棉的健康發(fā)展。
棉花輕簡化栽培技術(shù)實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與社會效益的“雙豐收”
“我們在研究棉花輕簡化栽培技術(shù)上，走了一條協(xié)同攻關(guān)的路子，期間聯(lián)合了新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物所、石河子大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所、濱州市農(nóng)業(yè)機械化研究所等單位共同發(fā)力，并得到了中國工程院院士喻樹迅研究員、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李召虎教授和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所毛樹春研究員的指導(dǎo)和支持，大大縮短了整套技術(shù)體系的研發(fā)時間。”
記者了解到，創(chuàng)新團隊以技術(shù)培訓(xùn)、示范輻射、高產(chǎn)展示等形式，大大推動了這一新技術(shù)在全國的普及與應(yīng)用。截至目前，該技術(shù)在我國已累計推廣達10018萬畝，通過省工節(jié)本增產(chǎn)，共計新增經(jīng)濟效益達190多億元。此外，還培植農(nóng)民專業(yè)合作社50多個，培訓(xùn)農(nóng)技人員和棉農(nóng)20多萬人次，獲得了經(jīng)濟效益與社會效益的“雙豐收”。
盡管如此，在董合忠看來，“輕簡化栽培技術(shù)需要因地制宜、與時俱進，要在推廣應(yīng)用過程中不斷優(yōu)化提升，不斷創(chuàng)新發(fā)展，這樣才能保持生命力，持續(xù)為我國棉花產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展作出新貢獻”。
