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纵观 | 探寻棉花全程机械化栽培的“金钥匙”

——我校农学院作物化控研究中心的故事
郝琦伟 2019年10月15日 报道 浏览次数:

【编者按】国庆期间,央视《晚间新闻》对“新疆机采棉精准化控及精准水肥技术取得重大突破”进行了报道,我校农学院作物化控研究中心作为其中的主导力量受到了广泛关注。下面,让我们走进他们的棉花化控故事——

金秋时节,熏风为广袤大地披上了一件洁白的新装,那是无边的棉花盛放在天地间,用丰收的姿态迎接祖国70华诞。这是棉农最忙碌的季节,也是全国各地棉花专家们最繁忙的时候。棉田里的棉株是否紧凑整齐、群体结构是否合理、脱叶催熟效果是否理想、棉花机械采摘是否彻底、生长调控措施该如何因地改进……专家们在地里观摩得仔细、交流得热烈。

棉花是一种技术要求较强、需要投入大量劳动力的经济作物,中耕、施肥、灌溉、整枝、打顶、采收……棉花生产管理工序复杂,总是需要人。这一点在地广人稀的新疆表现的更为突出,特别是棉花打顶和采收环节,每年采棉前都会有拾花大军进疆作业。

为了减轻棉花种植采摘劳动强度、节约生产成本,促进棉花种植轻简化、机械化、绿色化,上世纪70年代,我校化控教研室开始对棉花激素调控生理进行研究,他们不断找寻调节棉花生长发育的“钥匙”,逐渐形成了化学调控的思想。近五十年来,从株型调控、化学封顶到脱叶催熟,学校植物生长调节剂教育部工程研究中心(以下简称“化控中心”)团队不断总结完善、创新构建机采棉精准化控及精准水肥技术体系。

近年来,我校化控中心联合多家单位进行技术攻关,在棉花化学封顶理论、脱叶催熟理论、促早熟肥水利用规律等研究的基础上,整合集成精准化学调控和精准肥水管理技术,实现了免除人工打顶、促进棉花早熟、稳定脱叶效果、节省肥水投入等目标。该技术创新解决了棉花生产中“人工打顶费工费时”、“脱叶催熟效果不稳”、“肥水投入过频过量”等难题,是棉花生产全程机械化“卡脖子”环节的一次重大飞跃,标志着棉花生产全程机械化取得重大突破。

发展至今,机采棉精准化控及精准水肥技术已经在新疆多地应用推广,新疆兵团棉花生产也形成了全程机械化技术体系,并实现了大规模推广应用。肥料投入减少了、棉花产量和品质提高了、棉花收益增加了、各种资源的浪费和对环境的污染减少了,在棉花实施各种栽培管理措施特别是机械化生产管理的过程中,越来越离不开化学调控这一技术措施。

2019年,新疆示范田亩产籽棉达到466公斤,在总体气候不利的情况下仍比去年增产60公斤,但对种植棉花的各项投入却比去年大幅度减少。而这只是我校化控技术在全国棉花应用的一个缩影。

良种也需良法

上世纪90年代,新疆兵团在全国最早引进、推广机采棉。

脱叶催熟是机采棉采收前的重要环节,但现有的脱叶剂有效成分主要为弱碱性噻苯隆,催熟剂为强酸性乙烯利,两者放在一起很容易发生反应、降低效力,在田间只能现用现配,使用不便且效果不稳定,容易造成机采效率降低、籽棉含杂率过高等问题。有人提出设想,可不可以改进加工工艺并应用高效助剂将脱叶剂和催熟剂做成一种药剂,直接使用?

哪里有问题,哪里就有钻研家。团队们迅速进行头脑风暴,设计出“千奇百怪”的配比方案,终于将理想变成现实:2012年,化控中心将噻苯隆和乙烯利微粒化,加入新型高效助剂(使二者在一个瓶里相对独立,接触不会产生反应)形成了一种新型脱叶催熟剂——欣噻利,直接兑水进行稀释就可使用。有技术含量、用起来方便、成本不高的欣噻利2016年拿到农药登记证书和生产许可证,一投入新疆市场便供不应求。

攻破棉花全程机械化生产的最后障碍

株型可以调控了,脱叶催熟技术也日益成熟,棉花机械化采收最后的难题是什么?我校农学院化控中心教授段留生说,人工打顶环节是限制棉花生产全程机械化的最后障碍,但现在依靠机采棉精准化控及精准水肥技术,这一最后堡垒已经被攻破。

为了研制出能代替人工打顶的化学药剂,化控中心早在2008年就于全国多个试验点进行测试,目前已研制出适合棉花的化学封顶剂并能够形成比较完善稳定的效果。我校农学院化控中心负责人李召虎教授介绍,团队的技术把棉花的精准化控、脱叶催熟和水肥一体化有效集成,更好地实现了棉花生产全程机械化,也实现了棉花生产的提质增效和绿色发展。

谈到这项技术,新疆生产建设兵团第二师29团19连种植户杨国玉激动地说,“好就好在咱们省人工、节成本,一亩地咱们平均算下来大概节约成本300-500元之间”。

全程机械化 三大产棉区一个不能少

在机采棉精准化控技术日益成熟完善,新疆棉区机械化水平不断提高的同时,三大产棉区的另外两个区域:黄河流域和长江流域也引起了化控中心的注意。

2012年的棉花学会年会上,我校李召虎教授提出,黄河流域、长江流域的棉花要想得到可持续发展,必须走机械采收的道路。但由于黄河流域和长江流域传统的种植模式早已在农民心中根深蒂固,两地种植的棉花密度较低、株型高大、成铃不集中且晚熟,大多数人对在黄河流域、长江流域试验推广机采棉并不看好,他们认为这两个地区不适合高密度种植,密度高了群体难以控制,容易出现蕾铃脱落严重、大幅减产等风险。

不试试怎么知道行不行呢?实践出真知。早从2009年开始,化控中心就已经从品种选择入手,多地布点,自黄河流域辐射到长江流域,试验包括品种栽培模式、播期、密度、化控以及肥料使用的各种配套栽培技术措施。

2011年,化控中心已有多种配套实施方案,其联合多家单位在河北河间进行机械采收试验,这也是黄河流域最早进行机械采收的棉花田。在多家单位共同努力下,河间、邯郸、德州、滨州等地有了长期稳定的机采棉试验地,全国各主产棉区合作基地也逐渐发展到30多个。

品种、技术、化控与农机农艺融合,如今,在保证产量和品质不受影响的前提下大团队已逐渐探索出适合黄河流域、长江流域的化学调控方法、机采配套技术,黄河流域、长江流域机采棉技术体系也已初步形成。

“以前种棉花,一年四季都在忙,现在的活儿基本上都是农机干,棉花种的越来越轻松,赚的钱还多了。”谈到这几年种植棉花的变化,棉农脸上充满了喜悦。

仍在路上

为用硬技术攻克棉花全程机械化栽培的“卡脖子”难题,我校化控团队连年国庆假期打卡大疆南北西东,创新精准化控、化控封顶、脱叶催熟,发力棉花提质增效、高质量发展,终于让“拾花工”职业成为历史,让“摘棉花民工专列”的车轮停在昨天。他们用扎根大地的研究成果为祖国70周年华诞献礼。

科学研究永无止境。围绕新型调节剂研发,瞄准精准施药技术,提高植物生长调节剂生物利用率,化控中心不断升级产品、研制新剂型:泡腾片剂“全精控”,可以让棉农精确把控用量;转基因抗虫棉专用的“棉太金”,可以促进棉株根系生长,防止棉花早衰。

科研成果丰硕,化控中心也形成了代代相承的传统。老师们不仅教授学生专业知识和科研技能,也常常会给学生讲实验室的历史和故事。四十多年来,500多人陆续在化控中心学习、走向社会,他们大多还从事与农业相关的职业,有一些成为了行业精英。从化控中心毕业留校任教、继续科研工作的杜明伟副教授告诉记者,“越了解越崇敬,越了解越自豪,越了解越知道身上的重任,越了解越热爱这个土地和所从事的工作。”

团结奋斗前进,洁白绽放的亿万棉花是献给祖国大地最美的“礼花”。如今,越来越多的高校、科研院所、企业加入到推动棉花全程机械化生产的队伍中,发挥着越来越重要的作用。我校校长孙其信也曾实地调研学校阿拉尔机采棉精确化控和脱叶催熟技术创新与应用示范区,为团队成果点赞并希望化控中心将已有的成熟技术广泛推广,为新疆乃至全国农业科技发展做出新的更大贡献。

农民的“棉花梦”是更全面、更高效、更高质、更简约、更安全的农业梦,立足农业,将农民放在心上,在农业现代化不断向前发展的进程中,化控中心总会在新的时代有新的发现、新的目标……

相关链接:孙其信实地调研我校阿拉尔机采棉精确化控和脱叶催熟技术创新与应用示范区

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标签:一线 棉花
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