董合忠：與棉花為伍的農(nóng)業(yè)專家

龐貝 毛艷玲

山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院有一位長期與棉花為伍的科學(xué)家，他就是山東棉花研究中心研究員董合忠，一位獲得4項(xiàng)國家科技進(jìn)步獎二等獎、6項(xiàng)省部科技成果一等獎的棉花專家。

他個子不高很壯實(shí)，言談親切接地氣，皮膚稍黑，穿著樸素，整天樂呵呵的，像極了種棉花的農(nóng)民。

這個像極了農(nóng)民的農(nóng)業(yè)科學(xué)家?！胺N”棉花，而且種了幾十年，還種出了很多門道，幾乎把棉花種成了“花”。苦中作樂，解決抗蟲棉早衰難題

我國是全球最大的棉花生產(chǎn)圍和消費(fèi)國之一，總產(chǎn)量和單產(chǎn)均居世界前列。這里面少不了廣大棉農(nóng)的精耕細(xì)作，更少不了像董合忠這樣的棉花專家的功勞。

自20世紀(jì)90年代初，他就和棉花打起了交道。這個有著博士學(xué)歷的“農(nóng)民”，像種花一樣種棉花，還功夫不負(fù)苦心人地真把棉花種出了“花”。

那時候，我國棉花單產(chǎn)不高，棉鈴蟲發(fā)生和為害嚴(yán)重，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉開始在我國內(nèi)地棉區(qū)大面積推廣。這對控制棉鈴蟲危害、增收增產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。但是，傳統(tǒng)植棉技術(shù)栽培管理的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，出現(xiàn)的一個嚴(yán)重問題就是早衰。早衰減產(chǎn)降質(zhì)，成為阻礙抗蟲棉推廣普及和棉花豐產(chǎn)的技術(shù)瓶頸。

要解決早衰問題，必須知道原因出在哪。那時候，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)D(zhuǎn)基因抗蟲棉的認(rèn)識不足，對其早衰的原因和控制技術(shù)缺乏研究。基于現(xiàn)實(shí)需要，董合忠?guī)ьI(lǐng)“棉花耕作栽培與生理生態(tài)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，開始了他們的新征程。

首先，他們對不同來源的抗蟲棉品種進(jìn)行了多年多地的對比，發(fā)現(xiàn)容易早衰的抗蟲棉花品種都有一個普遍的現(xiàn)象，就是結(jié)鈴性強(qiáng)，庫源比例大（鈴庫大、葉源?。Ｋ麄儺?dāng)時推測抗蟲棉早衰與庫源關(guān)系有關(guān)。

然后，他們將抗蟲棉品種與遺傳背景相同或相近的非抗蟲棉品種進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)非抗蟲棉在嚴(yán)格控制棉鈴蟲發(fā)生、不產(chǎn)生任何為害的前提下，也像抗蟲棉一樣容易早衰，而讓棉鈴蟲輕度危害、失掉少量蒂鈴的非抗蟲棉，早衰得到顯著緩解或延緩，初步證實(shí)早衰與庫源關(guān)系有關(guān)。

隨后，為進(jìn)一步驗(yàn)證上述推測，董合忠?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過嫁接、環(huán)割、去早果枝等措施，并結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)證實(shí)，改變庫源比例通過內(nèi)源激素的變化影響庫源關(guān)系，庫源關(guān)系失調(diào)導(dǎo)致衰老相關(guān)基因差異表達(dá)引起早衰。從而認(rèn)識到，協(xié)調(diào)庫源關(guān)系是控制棉花早衰的根本途徑。這些研究發(fā)現(xiàn)，為解決抗蟲棉早衰找到了金鑰匙。

之后十多年問，董合忠不是出現(xiàn)在田問地頭，就是埋首實(shí)驗(yàn)室里。好在，這些辛苦沒有白費(fèi)。在他和團(tuán)隊(duì)的努力下，他們率先將“熟相”概念引入棉花，明確了庫源比例與熟相的關(guān)系，揭示了Bt抗蟲棉早衰的機(jī)制，建立以協(xié)調(diào)庫源關(guān)系為主線的抗蟲棉防早衰栽培技術(shù)。2006年，這項(xiàng)成果獲得山東省科技進(jìn)步一等獎，2007年獲國家科技進(jìn)步二等獎。

就是這項(xiàng)技術(shù)，入選全國和山東省主推技術(shù)，累計推廣5000多萬畝，有效緩解了抗蟲棉早衰的難題，推動了Bt棉在黃河流域棉區(qū)的推廣普及，極大地推動了棉花種植效益的提高。

除此之外，董合忠還主持育成抗蟲棉花新品種K638、K836、魯棉522和魯棉532，均成為山東省主導(dǎo)品種，極大地促進(jìn)了抗蟲棉的增產(chǎn)、增效、增收。

洞察深遠(yuǎn)，促成植棉區(qū)向鹽堿地轉(zhuǎn)移

我國棉花種植范圍東起遼河流域和長汀三角洲，西至新疆塔里木盆地，南自海南島崖城，北抵新疆瑪納斯河流域。按積溫多少、維度高低和降水量等自然條件，可分為黃河流域棉區(qū)、長汀流域棉區(qū)、西北內(nèi)陸棉區(qū)、北部特早熟棉區(qū)和華南棉區(qū)。

但進(jìn)入21世紀(jì)以來，受天氣環(huán)境變化和種植經(jīng)濟(jì)作物的影響，北部特早熟棉區(qū)和華南棉區(qū)棉花種植面積已逐漸減少，棉花生產(chǎn)主要向西北內(nèi)陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)和長江流域棉區(qū)集中，而且這些棉區(qū)的棉花在不斷向鹽堿地轉(zhuǎn)移。

2017年中央一號文件指出，經(jīng)濟(jì)作物要優(yōu)化品種品質(zhì)和區(qū)域布局，鞏同主產(chǎn)區(qū)棉花生產(chǎn)，科學(xué)合理劃定棉花生產(chǎn)保護(hù)區(qū)。

或許是對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長期關(guān)注和深徹洞察，早在20多年前，董合忠就出于棉花種植的產(chǎn)地轉(zhuǎn)移需求展開了研究。他和團(tuán)隊(duì)研究的鹽堿地植棉技術(shù)成果，也直接促成了棉花種植向鹽堿地轉(zhuǎn)移。

在鹽堿地里種棉花可不容易，成苗難、熟相差、肥效低、用工多都是棘手問題，特別是成苗難是世界性難題。

針對這些困難，董合忠?guī)ьI(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)潛心研究，提出了根區(qū)鹽分差異分布促進(jìn)棉花成苗的理論，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)立了溝畦覆膜種植、部分根區(qū)滴灌、預(yù)覆膜栽培、短季棉晚春播等誘導(dǎo)根區(qū)鹽分差異分布、實(shí)現(xiàn)保苗增產(chǎn)的鹽堿地植棉新技術(shù)。

采用該技術(shù)植棉可以在含鹽量0.7%以下的鹽堿地實(shí)現(xiàn)一播全苗，被農(nóng)業(yè)部確定為全國主推技術(shù)。截至2013年，該技術(shù)已累計推廣6000多萬畝，有力地推動了我國棉花種植向?yàn)I海鹽堿地的成功轉(zhuǎn)移。該成果先后獲得2012年山東省科技進(jìn)步一等獎、2013年國家科技進(jìn)步二等獎。

面對榮譽(yù)，董合忠坦言，“鹽堿地種棉花的訣竅，是把棉花種在含鹽量低的溝里，或者通過部分根區(qū)滴灌讓一部分根系處在低鹽堿的環(huán)境里。實(shí)際上是老百姓給我們的啟發(fā)才產(chǎn)生了這個技術(shù)，從某種意義上說是老百姓發(fā)明的?！?/p>

那是十幾年前，董合忠到東營的鹽堿地考察棉花試驗(yàn)示范田，發(fā)現(xiàn)鹽堿地上的棉花出苗不齊，缺苗斷壟情況十分嚴(yán)重。但是他偶然問發(fā)現(xiàn)，老百姓隨意將種子撒在了田地旁邊的澆水溝里，結(jié)果溝里的棉花卻苗齊苗全苗壯。董合忠立刻從澆水溝和田壟中取了土樣，分析發(fā)現(xiàn)溝中央?yún)^(qū)域含鹽量最低，壟上最高的地方含鹽量最高，鹽分濃度從壟到溝、自上到下依次降低。

有時科學(xué)的進(jìn)步就來自于對偶然發(fā)現(xiàn)的深入思考，基于對這一發(fā)現(xiàn)的深入研究，才有了后來鹽堿地植棉技術(shù)的重大突破，而這一突破，解決了鹽堿地植棉成苗難的問題，直接推動了棉花種植向鹽堿地的成功轉(zhuǎn)移。

心系棉農(nóng)，推行輕簡化植棉

棉花產(chǎn)量上去了，適合種植的地域擴(kuò)大了，然而，對于棉農(nóng)來說，種植棉花最大的攔路虎莫過于辛苦。我國傳統(tǒng)植棉主要依賴精耕細(xì)作生產(chǎn)技術(shù)，程序繁瑣、用工多、勞動強(qiáng)度大、效率低，成為新時期棉花生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。

董合忠對植棉農(nóng)民的辛苦有深刻的體察，讓棉農(nóng)少一分辛勞，多一分收獲，成為他新時期科研的導(dǎo)向。

他認(rèn)為長期以來我國棉花種植以戶為單位分散經(jīng)營，西方的大規(guī)模全程機(jī)械化、智能化作業(yè)并不適合中國國情，只能走中國特色的農(nóng)業(yè)技術(shù)路線。

什么才是有中國特色的農(nóng)業(yè)技術(shù)路線？

董合忠在自身多年研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有輕簡化、機(jī)械化植棉的理論與技術(shù)成果，形成了一整套適合中國國情的棉花輕簡化栽培理論與技術(shù)體系。

何謂棉花輕簡栽培技術(shù)，即簡化管理工序、減少作業(yè)次數(shù)，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、良種良法配套，實(shí)現(xiàn)棉花“種、管、收”全程輕便簡捷、節(jié)本增效的栽培技術(shù)和方法。

為了這套技術(shù)的建立，他和研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合湖北、安徽、河北、新疆等省區(qū)科學(xué)家聯(lián)合攻關(guān)，突破了精量播種、簡化整枝、輕簡施肥、水肥協(xié)同管理、集中吐絮等關(guān)鍵技術(shù)并闡明了相關(guān)理論機(jī)制，建立了分別適宜于黃河流域、長汀流域和西北內(nèi)陸棉區(qū)的棉花輕簡化栽培技術(shù)。

按照他們的技術(shù)走下來，平均省工30%～50%、減少物化投入10%～20%、增產(chǎn)5%～10%。

以播種為例，過去，棉花都是大量播種或足量播種，一畝地需要8～10斤種子。1斤種子約有5000粒，5萬粒種子的出苗按70%來算的話就有3萬多棵苗，但黃河流域棉區(qū)地里只需要5000多棵苗，多余的棉苗要通過不斷疏苗、問苗和定苗解決掉，費(fèi)工費(fèi)時，還浪費(fèi)種子。而采取精量播種后，通過單粒精播、適當(dāng)淺播，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全苗壯苗，而且只需2～3斤種子，放苗時略微調(diào)劑，就可以減免疏苗、問苗和定苗等環(huán)節(jié)，大大減少了工作量，也節(jié)約了種子。

技術(shù)的真正價值在于應(yīng)用，“為了便于農(nóng)民接受，我們進(jìn)行了科學(xué)‘包裝和通俗化處理，使之成為一種通俗易懂、便于操作的‘傻瓜技術(shù)。我們在傳授技術(shù)時，告訴老百姓一個大概的道理和一個大致的范圍就可以了，他們在這個范圍里面進(jìn)行種植操作即可。就是讓老百姓能明白、易掌握?！倍现医榻B說。

美國、澳大利亞等發(fā)達(dá)植棉國家采用全程機(jī)械化操作，由于生產(chǎn)與生態(tài)條件、種植方式存在差異，包括山東在內(nèi)的內(nèi)地棉區(qū)不能完全照搬國外現(xiàn)有棉花機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)雖然通過學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的機(jī)械化植棉技術(shù)，基本實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化植棉，但沒有實(shí)現(xiàn)輕簡化，投入大、成本高，纖維質(zhì)量不高等問題近些年凸顯出來。因此，全國各棉區(qū)實(shí)現(xiàn)輕簡化植棉的意義都很大。

董合忠認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)真正意義上的輕簡植棉、快樂植棉，需要依靠配套農(nóng)業(yè)機(jī)械和配套棉花品種。機(jī)械化是輕簡化的重要組成部分，但不是輕簡化的全部。輕簡化植棉還包括簡化管理工序、減少作業(yè)次數(shù)，強(qiáng)調(diào)量力而行、因地制宜、與時俱進(jìn)，更符合中國國情，為此，董合忠團(tuán)隊(duì)開展了棉花全程輕簡化植棉技術(shù)研究，突破了種管收各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，而且實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、良種良法配套。

“我們建立了基于精量播種與集中收獲為核心內(nèi)容的全程輕簡化植棉技術(shù)，將植棉用工由過去的15～25個左右降為5～10個。”

鑒于其省工省時節(jié)本增效的顯著作用，該技術(shù)被農(nóng)業(yè)部確定為全國主推技術(shù)，已在主要產(chǎn)棉區(qū)大面積推廣應(yīng)用，取得十分顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益，開創(chuàng)出適合中國國情的輕簡化植棉新路子，促進(jìn)了棉花生產(chǎn)從傳統(tǒng)勞動密集型向輕簡節(jié)本型的重大轉(zhuǎn)變，獲得2016—2017年度中華農(nóng)業(yè)科技獎一等獎、2017年山東省科技進(jìn)步一等獎。國際棉花咨詢委員會（ICAC）給予高度評價，并向全球主要產(chǎn)棉國家進(jìn)行了推介。

技術(shù)方向緊貼產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，研究成果切合國家戰(zhàn)略需求，技術(shù)路線服務(wù)農(nóng)民切實(shí)需要，扎根農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)實(shí)一一從棉田里走來的董合忠，以一言一行為我們詮釋什么是農(nóng)民自己的科學(xué)家一一像農(nóng)民，愛農(nóng)民，更一心為農(nóng)民;守望棉田幾十年，董合忠用根植大地的研究成果，為我們注解了怎樣才是“把論文寫在祖國的大地上”。