60周年庆

 

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农村大众报-A4版专题:一甲子挺立潮头 六十载芳华正劲-山东棉花研究中心科研创新纪实

山东棉花研究中心        2019-11-11 12:59:33     
 

一甲子挺立潮头 六十载芳华正劲

——山东棉花研究中心科研创新纪实

农村大众报记者 陈建志 通讯员  陈莹 张琮


60载栉风沐雨,60年春华秋实。

山东棉花研究中心成立60年来,勇立时代潮头,聚焦国家重大需求,跟踪世界科技前沿,不断创新,取得一系列丰硕成果——

选育成一个个突破性棉花新品种,促进了山东省乃至黄河流域棉花主栽品种的一轮轮更新;

研发出一项项划时代植棉新技术,助推了山东省乃至黄河流域棉花生产技术的一次次飞跃。

伴随岁月更迭、成果频出,山东棉花研究中心逐步发展壮大:从1959年成立之初的一个地方研究所,历经一甲子,发展至今,成为在国内外赫赫有名的棉花科研机构,赢得业内专家的肯定和广大棉农的称赞。

从低产到高产,鲁棉1号成为我国棉花育种史上的一个里程碑

历史的镜头,聚焦于改革开放之初的1980年,鲁西平原。临清县八岔路公社赵塔头大队,有一个名叫赵汝兰的农民,一年家庭纯收入高达10239元!

当时,在政府机关上班的人,每月仅有四五十元工资。可赵汝兰一家单靠种植30亩鲁棉1号,就成了中国第一个见诸报端的“万元户”,一时轰动全国。

鲁棉1号,是山东棉花研究中心(时称山东省棉花研究所)选育的第一个棉花优良品种。

20世纪70年代之前,我国棉区主要种植从美国引进的岱字棉等系列品种。当时,我国棉花种植面积并不算小,但由于这些品种单产较低,全国一直短缺原棉,棉布等棉制品只能凭票定额供应。

1959年,山东省农业科学院棉花研究所(山东棉花研究中心的前身)成立之初,科研人员就把选育高产品种作为科研的主攻目标。

选育新品种,谈何容易?即使是在今天,也是一项周期长、成效低的工作。在当时,种质资源匮乏、科研条件简陋,更是充满艰辛。

工作再艰辛,也要有人去做。1961年,科研人员利用当时较为先进的杂交育种技术选配一批杂交组合,此后对杂交后代材料虽经近十年的选择、比较、鉴定,要么产量不够稳定,要么性状上有分离,一直未能选育出一个好的棉花品种来。1971年的一天,庞居勤苦思冥想之中,忽然冒出一个念头“辐射”。对,何不辐射处理,看看结果?庞居勤选出当时表现较好的(中棉所2号×1195系)杂交组合后代材料,从中挑了一些种子送到原子能农业应用研究所,运用钴60进行辐射。

令人意想不到的结果发生了:把辐射后的种子种下去,当年长得高高矮矮,良莠不齐。第二年继续种植,长出了几棵好看的单株。惊喜出现在1973年,按照育种流程,课题组把上年决选的优良单株每个种一行,后来到地里一看,发现其中有一行明显与众不同:植株健壮、姿态挺拔,棉桃硕大。

回忆当时的情形,庞居勤老人至今依然喜形于色。课题组把这行棉花收获留种,再种下去,继续开展品系区域对比试验,结果,“奇迹”出现了:株型紧凑、结铃性强、早熟、高产、适应性广、抗逆性强、霜前花多……这就是后来大名鼎鼎的“鲁棉1号”!

一个品种改变一个时代,一粒种子造福一方百姓。

1976年,鲁棉1号最终选育成功,开始大面积推广,后来正好赶上农村推行家庭联产承包。“政策好、品种优、人努力”,三个因素叠加,山东棉区随之发生了巨大变化,处处呈现出一派丰收景象。到了收棉季节,运钞车一辆辆地开往鲁西地区,兑付棉农售棉款。原本经济落后的鲁西地区,许多农户因为种植了鲁棉1号而脱贫致富,成了令人羡慕的“万元户”。

在山东推广成功之后,鲁棉1号接着走出山东,走向黄河流域其他棉区,走向全国:1981年,各地种植1857万亩;1982年,种植2600万亩。就在这一年,我国结束了进口棉花的历史,一跃成为棉花出口国。

鲁棉1号高产稳产,比美国岱字棉15号增产30%以上,还具有早熟性好、抗逆性强、适应性广等优点。它的选育成功和大面积推广应用,彻底结束了美国岱字棉品种占据我国黄河流域棉区主导地位长达20多年的历史,从此我国国产原棉自给有余,人们购买棉制品再也不用布票了。

鲁棉1号的成功选育,被公认为是我国棉花育种史上的里程碑。1981年,这项成果被授予国家发明一等奖。

遏制棉铃虫为害,“鲁棉研”系列抗虫棉品种再创辉煌

20世纪90年代初,一种名叫“棉铃虫”的害虫,在我国北方棉花产区持续大爆发。

棉铃虫的幼虫蛀食花、蕾和果实,也吃嫩芽、幼茎和叶片。受害之后,棉花花蕾脱落,果实腐烂,严重减产,1992年、1993年两年,山东省棉花平均亩产骤降到30.3公斤和35.9公斤,分别为1991年的52.7%和62.4%。

棉区的老人们还记得,当时几乎每个村子都专门组建了防治棉铃虫队伍,少则七八人,多则几十人,每天身背喷雾器,从这块地里走到那块地里,轮流喷药。这还不算,学生们放了假,也跟随大人,到棉花地里,徒手捉棉铃虫。

肆虐的棉铃虫,喷药药不死,手捉捉不净,人们眼瞅着,但束手无策。

据估计,棉铃虫对我国棉花生产造成的巨大经济损失,每年超过100亿元。山东是当时全国产棉第一大省,棉铃虫为害最严重时,全省棉花种植面积下降了三分之二。

对此,山东棉花研究中心的科研人员心急如焚,农药喷不死棉铃虫,就必须另辟蹊径,从培育抗虫棉品种入手,破解这道难题,遏制棉铃虫为害。

他们及时调整育种方向,将高新技术与常规育种技术相结合,进行转基因抗棉铃虫育种攻关。经过数年艰辛探索,选育出了转基因抗虫棉新品种,包括杂交抗虫棉、常规抗虫棉和短季抗虫棉三大类型,实现了国产转基因抗虫棉品种类型的配套,丰富了棉花遗传育种理论与技术。

李汝忠研究员率领研究团队选育出抗虫杂交棉鲁棉研15号,是我国棉花育种上的又一重大突破,使黄河流域大面积种植杂交棉成为可能。

鲁棉研15号具有高产稳产、品质优良、适应性广、抗逆性强等突出特性,实现了高抗棉铃虫性与多个优良性状的良好结合。这个品种连续5年参加山东省和国家区试,产量均居第一位,大面积种植表现突出,创杂交棉单产新纪录。1999年至2005年,在山东等8个省市累计推广2366万亩,增产皮棉4.1亿公斤,增加直接经济效益47.9亿元。鲁棉研15号是我国推广面积最大、取得经济效益最高的转基因抗虫杂交棉品种,获得2006年度国家科技进步奖二等奖。

针对国外抗虫棉品种铃小、衣分低、产量潜力较小,早期国产常规抗虫棉品种产量低而不稳等突出问题,王留明研究员领衔的科研团队,以培育高产稳产抗虫棉品种为目标,提出并实施了“优选亲本、混合互交、轮回选择、多生态交叉鉴定”的稳发型抗虫棉育种策略。经过艰辛探索,他们成功育成高产稳产Bt常规抗虫棉品种鲁棉研28号。

鲁棉研28号2006年通过国家农作物品种审定委员会审定,2007年通过山东省审定,2011年获植物新品种权。这个品种高产稳产、综合抗性强、适应性广、易栽培管理,2007年至2016年,连续10年被原农业部定为全国主导品种。截至2014年,鲁棉研28号在鲁豫冀津苏皖等省市累计推广9084万亩,新增经济效益153.11亿元,是我国累计推广面积最大的国产抗虫棉品种。这个品种还被多家育种单位用作育种材料,育成5个棉花新品种和100余个棉花新品系,为我国棉花育种提供了宝贵的种质资源。

“高产稳产棉花品种鲁棉研28号选育与应用”获得2015年度国家科技进步奖二等奖。

迄今,山东棉花研究中心共选育出杂交抗虫棉、常规抗虫棉和短季抗虫棉三大系列近60个抗虫棉新品种,其中,抗虫杂交棉鲁棉研15号、常规抗虫棉鲁棉研21号、28号和短季抗虫棉鲁棉研19号表现突出,被选为国家以及山东省、河南省和天津市三大类型棉花品种区域试验对照品种,成为国家棉花品种审定的“标杆”。“鲁棉研”良种成为黄河流域棉农心目中的第一品牌,种植面积覆盖黄河流域棉区的40%和山东棉区的80%以上,创造了山东棉花育种继鲁棉1号之后的又一个辉煌。

省工节本增效,盐碱地植棉与轻简化栽培技术引领变革

我国盐碱地资源丰富。如何开发利用盐碱地,是摆在科研人员面前的一个大课题。种植棉花是最有效的方法之一。然而,在滨海盐碱地里植棉,成苗难、熟相差、肥效低。

针对这些难题,董合忠研究员领衔的科研团队,开展系统研究。他们在相关理论、关键技术和配套产品研究方面均取得重大突破,创建了以诱导根区盐分差异分布促进棉花成苗为核心,分类施肥、熟相调控和轻简管理为关键内容的滨海盐碱地棉花丰产栽培技术体系。采用这项新技术,实现了含盐量0.7%以下的重度盐碱地一播全苗,攻克了成苗难、产量低等难题,增产10%-30%,省工20%以上。这项技术连续7年被原农业部定为全国主推技术。

截至2013年,这项新技术累计推广5643万亩,新增经济效益110亿元。“滨海盐碱地棉花丰产栽培技术体系的创建与应用”获得2013年度国家科技进步奖二等奖。

进入21世纪,作为世界产棉大国的中国遇到了新问题、新挑战。随着城镇化、工业化进程的加快,农村劳动力大量减少,棉花生产用工多、投入大、效益低的问题逐步凸显,严重制约了棉花产业的持续发展。

董合忠研究员率领棉花耕作栽培和生理生态创新团队,把棉花轻简化栽培作为科研主攻方向。风里来雨里去,他们历经数年研究,突破了轻简化植棉的关键技术并阐明了相关理论机制,创建了符合中国国情的棉花轻简高效栽培技术体系。

比如,建立了不同棉区棉花单粒精播成苗壮苗技术,节省种子50%-80%,并省去间苗、定苗工序;精细整枝打顶改为免整枝自然封顶,分次施肥改为集中施肥,多次收获改为集中成熟一次收获,平均省工30%-50%、减少物化投入10%-15%、平均增产5%-10%。

这项技术在黄河流域、长江流域和西北内陆棉区累计推广1亿多亩,新增经济效益200多亿元,为我国棉花生产转型升级、节本增效发挥了重大作用。

2017年和2018年,“棉花轻简化丰产栽培技术体系及在主产棉区的应用”先后获得原农业部神农中华农业科技奖一等奖和山东省科技进步奖一等奖。

跨出国门走向世界,建设“国际一流、国内领先”科研机构

20世纪80年代初,山东棉花研究中心的老一代科学家摘得国家发明奖的桂冠。后来,面对棉铃虫肆虐、盐碱地开发利用、农村劳动力缺乏等问题,科研人员持续探索,不断创新,培育新品种、研发新技术,先后获得60余项省部级以上奖励成果,其中主持获得4项国家科技进步奖二等奖,为山东乃至全国棉花产业的发展作出了突出贡献。

跨出国门,走向世界。从2009年开始,通过中国援苏丹农业示范中心,山东棉花研究中心将综合性状表现优异的鲁棉研28号和先进的植棉技术,跨越千山万水送到苏丹,开展转基因安全评价和区域试验示范。2012年3月,这个品种正式通过苏丹国家审定,并被命名为“中国一号”。同年12月,“中国一号”实收亩产达到399公斤,是苏丹当地棉花品种产量的7.4倍,创了苏丹棉花单产最高纪录。

2015年,山东棉花研究中心送到苏丹的又一个优良品种鲁棉研37号,通过了审定。这两个品种审定后,推广种植面积迅速扩大,如今已经占苏丹全国棉花种植面积的90%以上。

山东棉花研究中心加强国际交流合作,与国外20多个科研单位和高等院校建立了长期交流合作关系。董合忠研究员受邀担任了国际知名学术期刊《大田作物研究》的主编;中心一批专家加入国际学术团体,作为特邀专家、报告人活跃在国际学术会议的舞台上,扩大了山东棉花研究中心的国际影响力。

如今,山东棉花绽放在非洲大地,造福千千万万当地居民,鲁棉品牌唱响在异国他乡,“鲁棉人”活跃在国际学术舞台。这便是山东棉花研究中心对人类、对世界作出的另一贡献。

从1959年成立至今,山东棉花研究中心历经60载风雨。60岁,对于一个人来说,已经步入老年;然而,对于一个科研机构而言,芳华正劲。特别是近几年来,山东省农业科学院农业科技创新工程加大了对棉花科技创新的支持,棉花中心学科团队、产业团队迎来了蓬勃发展和壮大的良好机遇。

山东棉花研究中心主任董合忠表示,听从市场呼唤,面向生产需求,继续选育新品种、研发新技术,是我们责无旁贷的职责。同时,我们瞄准建设“国际一流、国内领先”科研机构的目标,积极响应“一带一路”倡议,走出国门,服务沿线国家,造福当地居民,续写新的辉煌篇章!

(来源:农村大众报2019年11月8日A4版)


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