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金色的收获


 日期:2006-4-17 19:34:18    作者:杨宇    来源:   编辑: 


 上图为董树亭出席全国科技大会。
  摄影:兰红光

  2006年1月9日,北京人民大会堂,全国科学技术大会在这里隆重召开,2005年度科技奖颁奖仪式同时举行。由山东农大董树亭教授主持的“玉米高产优质高效生态生理及其技术体系研究与应用”获国家科技进步二等奖,这是我国玉米栽培研究获得的第一项国家科技大奖。在欢快激昂的乐曲声中,党和国家领导人向获奖科技人员颁奖。此时此刻,作为获奖者代表,董树亭心潮激荡,感慨万千。十几年不懈奋斗的路程充满着艰辛与坎坷,更融汇了探索的魅力与收获的喜悦。
      潜心攻关 矢志创新
      玉米是我国第二大作物,常年种植面积约3.2亿亩,山东是我国重要的玉米主产区。然而,长期以来玉米产量低、效益差是影响粮食产量提高的突出问题。上世纪八十年代以来,我国玉米育种取得重大突破,新品种田间区试亩产都在600公斤以上,最高超过1000公斤。而在生产中玉米平均单产却长期徘徊在300多公斤。如何发挥优良品种的增产潜力,这是玉米栽培研究面临的迫切任务。
      我校在玉米栽培研究方面有很好的基础,上世纪八十年代,胡昌浩教授等在玉米栽培研究中取得多项成果,在国内有重要影响。如何在已有研究基础上创新发展,提高研究水平,董树亭深感责任重大。经过对玉米生产的深入分析,他认为,要提高产量,必须从生理、生态、营养、品种等多方面进行系统研究,构建玉米高产优质栽培技术体系。
      1994年,山东省农业厅公布了一份调查资料:山东省农田有三分之一缺硫。这引起了董树亭的注意:硫对玉米生产有怎样的影响?为探索这一问题,他申报了省自然科学基金课题“高产玉米硫素营养需求及其调控研究”,对硫与玉米产量、品质关系进行探讨,经研究发现:硫是玉米需要的第四大营养元素,课题组据此提出了增硫保氮加磷、平衡营养的管理措施,可使玉米增产8%至10%。
      光合作用对作物生产有重要影响,过去在玉米光合作用的研究中都是测单叶光合,而在田间群体状态下的光合作用情况很少有人涉及,课题组决心在这方面探个究竟。在山东省攻关计划和国家自然科学基金的支持下,他们围绕这一问题进行了长期深入的研究。
      测定玉米这样高大作物的光合作用必须有科学的方法。课题组经过反复研究试验,设计制作了一个3米高的同化箱,把它罩在玉米上形成了一个相对独立的小气候室,可测定6至12株玉米的群体光合状况。研究结果表明,玉米的群体光合作用与产量密切相关,光合作用越强,产量越高,而且这种影响主要表现在开花到籽粒成熟这段时期。这也说明,重点抓好开花后的田间管理对提高玉米产量有重要意义。他们的研究成果1993年和1996年分别发表在著名的学术刊物《Photosynthetica》上,在学术界引起了很大反响,已有54个国家的研究人员引用这一成果。
      根据这一发现,研究人员对玉米的播种期进行了重新思考:按照推行了几十年的夏玉米麦田套种方法,灌浆期正好赶上北方雨季,高温寡照,影响玉米的光合作用,从而导致产量降低。经过反复试验,他们提出采用玉米夏直播技术,将播种期推迟到小麦收获后,这样灌浆期正好在8-9月,强光少雨,有利于增加粒重。目前这一技术已经在黄淮海地区大面积推广。
      过去对玉米的研究只重视地上部分,而对根系的研究很少涉及。课题组的科研人员认为,玉米地上部分的生长发育与根系生长发育密切相关。于是他们在1996年设立了“玉米根系生理特性与地上部关系研究”课题,研究不同玉米品种根系的形态、重量、密度等与玉米生长的关系。经过研究发现了根的“拥挤效应”,即高产的紧凑型玉米,其根系呈“横向紧缩、纵向延伸”的特点,据此科研人员提出了通过增加密度获得群体高产的措施。
      这些年来课题组科研人员共发表了62篇研究论文,出版了12部学术专著,对玉米科研和生产作出了重大贡献。
      团结协作 艰苦奋斗
      采访中,董树亭教授一再强调:“这个成果属于整个团队,是课题组全体人员团结合作、艰苦奋斗的结果。” 十几年来,从年已花甲的老教授,到二十多岁的研究生,大家都在为这个大课题潜心钻研,他们紧紧围绕一个目标,不懈努力,把课题不断做大做深,提高了研究水平。
      玉米群体光合研究持续了八年多时间,科研人员对不同生长期、不同品种、不同密度、不同肥力的光合作用情况进行了深入的研究,使这一成果在国内外产生了广泛影响。
      硫素研究最早申请的是省自然科学基金课题,当时主要围绕硫素营养与产量、品质的关系进行研究。课题结束后,科研人员继续向深层拓展,1999年申报了国家自然科学基金课题“玉米营养需求及高氮水平下的硫的增产机理”,对玉米需硫机理进行研究,应用放射性示踪技术和生理生化测定技术,研究主要玉米品种的硫素时空分布、需求规律,指出了硫-氮、硫-磷互作对玉米品质和产量的影响。2001年,研究人员又对硫肥施用技术进行研究,被纳入国家“十五”攻关课题,与资环学院教师合作研制出包硫控氮玉米专用肥。
      创新的路程是十分艰辛的。为了探寻玉米高产的路子,科研人员不知流了多少汗水。玉米生长的关键时期正是气温最高的七八月份,地里密不透气,温度高达40多度,在里面没几分钟就浑身透湿,群体光合要每2小时测一次,一测就是24小时。白天太阳晒,一身汗水;晚上被蚊虫叮咬,一身露水。身上被玉米叶划出一道道血口,在汗水的浸渍下疼痛难忍。谈起这些艰辛,科研人员淡然一笑:不经历磨难哪能有收获的喜悦?
      课题组的团队精神也感人至深。胡昌浩教授一直参与课题研究,在退休后仍然十分关心课题进展,并提出过很多重要指导意见,对课题作出重要贡献。他支持年轻人干事创业、甘当人梯的精神令人感动。2005年这个课题获山东省科技进步一等奖,课题组特意推荐胡老师去济南领奖,让他分享这份喜悦。
      回顾十几年探索的路程,董树亭深有感触地说,农业科研周期长,要耐得住寂寞,有持之以恒的精神,才能出高水平的成果。
      面向生产 造福社会
      在研究过程中,科研人员十分重视新技术的推广应用,董树亭说:“我们的课题都是来自生产,我们的新技术要为生产服务。”他们推出的玉米夏直播技术,不仅提高了产量,也大大降低了劳动强度,还便于机械化作业。在研究中科研人员还发现,玉米的籽粒成熟是由顶部向底部逐渐过渡的,按传统的收获期,籽粒才刚刚开始成熟。根据这一发现,他们又提出适时晚收。这一措施在不增加任何投入的情况下,可使玉米每亩增产50公斤左右。
      为规范生产,科研人员研究制订了《夏玉米高产优质高效生产技术规程》,被山东省质量技术监督局颁布为地方标准,使生产有章可循。研究人员还把技术推广与国家“粮食丰产工程”和山东省“农业良种产业化工程”结合起来,推动了新技术迅速普及。至2004年,该成果先后在山东、河南和新疆等地累计推广6932万亩。平均每亩增产73.9公斤,总增玉米51.21亿公斤,总增经济效益40.87亿元。经专家验收,其中237.54万亩平均亩产723.3公斤,6.29万亩平均亩产822.4公斤,166.5亩平均亩产925.4公斤。
      谈到今后的目标,董树亭说,在全国科技大会上,胡锦涛总书记发出了建设创新型国家的号召,作为农业科技工作者,我们倍受鼓舞。玉米是我国主要粮食作物,其用途更加广泛,我们要以创新的姿态继续开拓研究领域,向更高目标攀登,为农业发展再立新功。