今年,棉价屡创历史新高,继“蒜你狠”、“姜你军”之后,“棉里针”又成了一个时髦词汇,使得棉花产业成为人们关注的一个焦点。专家分析称,促成棉价上涨的根本原因还是在于市场供求矛盾。受多种因素影响,我国棉花种植面积和产量已连续三年下降,同时作为棉纺织大国对原棉的需求不断上升。当前,在保障国家粮食安全的前提下,为保证植棉面积,只能将棉花逐步向盐碱地转移。因此,研究滨海盐碱地棉花栽培技术显得尤为重要。山东省农科院棉花研究中心的棉花栽培团队深入滨海盐碱地,潜心钻研,终于克服盐碱地植棉的难题,研究出以“促进成苗、合理施肥、熟相调控、轻简管理”为核心内容的“滨海盐碱地棉花栽培技术体系”,使滨海盐碱地植棉丰产变为了现实。
“盐碱地植棉难丰收”。这是广大棉农都熟知的一个理儿,也是多年来棉花栽培专家力求攻克的一个难关。
而今,这句话在山东省东营市盐碱地棉田里却被彻底推翻了!栽培新技术的诞生使这里的盐碱地棉花连续三年获得了丰收。
“过去,像这样的盐碱地,最好的年景每亩棉花也就是300多斤(子棉)。现在,我用植棉新技术可就大不一样了,比以前一亩多收100多斤,今年已经是连续三年大丰收了”。朴实憨厚的棉农老王高兴地告诉记者。
棉农老王所说的植棉新技术,是在2008年时就已成为国家农业部主推技术的“盐碱地棉花丰产栽培技术”,到目前,这项技术已累计推广2000多万亩,增加直接经济效益30多亿元!
2000多万亩,30多亿元!这是一个了不起的成就!创造这个成就的就是山东省农科院棉花研究中心董合忠研究员带领的棉花栽培科研团队。
今年6月12日,“滨海盐碱地棉花栽培技术体系”研究课题通过了专家论证。来自全国棉花栽培研究和技术推广领域的权威专家组成论证委员会,就该技术体系形成了三点意见:
一、滨海盐碱地是我国宝贵的土地资源,也是缓解粮棉争地矛盾、保障棉花生产、提高生产水平的潜力所在。山东省农业科学院棉花研究中心在系统研究滨海盐碱地水盐运移规律、棉花生育特性和养分吸收利用特点的基础上,建立了“滨海盐碱地棉花栽培技术体系”,该体系对扩大棉田面积、提高滨海盐碱地棉花单产水平、增加植棉效益具有重大意义,同时对内陆盐碱地棉花生产也有重要指导价值。
二、“滨海盐碱地棉花栽培技术体系”的关键技术是:创新农艺措施,形成棉花根区盐分差异分布,使部分根系处在少盐或低盐的环境,促进棉花出苗和成苗;摸清盐碱地盐分、养分特征和动态变化以及对棉花生长发育的影响,探明盐碱地棉花养分吸收需求规律与施肥效应,制定了不同盐碱程度、不同产量水平的分类平衡施肥方案,提高施肥的科学性和有效性;采用肥水和调节剂等协调棉花库源关系和根冠关系,促进正常成熟和优质;集成轻简管理技术,充分发挥棉株自身的调节和补偿能力,实现规模化、规范化植棉。该技术体系的理论依据充足、创新性突出、可操作性强。
三、制定出“滨海盐碱地棉花栽培技术体系”的配套技术,包括以挖沟排盐、暗管排盐、秸秆还田、冬前施肥深耕等为主要内容的盐碱地改良培肥技术,以选用对路品种、适期晚播、适增播量、养苗护苗等为主要内容的田间管理技术。配套技术安全、对路、可靠,确保了核心技术增产节本作用的发挥。
论证委员会一致认为,“滨海盐碱地棉花栽培技术体系”关键技术与配套技术有机结合,轻简管理与精确定量相结合,农机与农艺相结合,栽培技术与物化产品相结合,盐碱地利用与改良相结合,不仅具有显著的增产节本增效作用,而且也促进了我国棉花产业的可持续发展。该技术体系的建立,将我国盐碱地植棉技术提高到一个新水平,必将为我国盐碱地植棉发挥重要的技术支撑作用。
我国滨海盐碱地棉花栽培技术世界一流
山东省农科院棉花研究中心是国内较早从事盐碱地植棉理论和技术研究的单位之一,对盐碱地植棉的研究至今已有40余年。早在20世纪60年代,以秦灿石研究员为代表的老一辈科学家就从总结群众植棉经验开始,着手盐碱地改良和植棉技术研究,并在20世纪80年代初将地膜覆盖技术成功应用到盐碱地植棉实践中,促进了盐碱地棉花的出苗和成苗;20世纪90年代初,徐惠纯研究员带领的课题组以山东寿光为试点开展滨海盐碱地植棉技术研究,进一步完善了盐碱地棉花播种和成苗技术。
20世纪90年代中期,董合忠研究员带领的课题组接过了继续研究盐碱地植棉理论和技术的重任。课题组在充分借鉴群众植棉经验和前人研究成果的基础上,继续坚持工程技术与农艺技术相结合的原则,运用现代研究手段和理念,以东营市东营区、利津县、垦利县、沾化县、惠民县和夏津县的盐碱地为试验区,针对盐碱地植棉技术开展了长达15年的研究,将盐碱地棉花栽培理论和技术提高到了世界一流的水平。
该课题组利用分根系统,揭示了土壤耕层盐分差异分布的效应和机制,创建了诱导盐分差异分布促进棉花成苗和生长发育的沟畦播种覆盖技术,并发明了相应的播种机械。研究探明了盐碱地棉花的营养障碍、养分吸收利用特点、施肥效应和肥料损失机制,制定了依据土壤盐度、地力水平和产量目标的盐碱地棉花分类施肥原则与技术。研究揭示了盐碱地棉花早衰的机制,建立了盐碱地棉花早衰控制技术;完善了盐碱地棉花轻简化、规范化栽培管理技术,赋予传统栽培技术以新的内容,提高了栽培管理的针对性和可操作性;研制出棉花抗盐种衣剂,解决了传统抗盐剂播前浸种而不便使用的问题。课题组还育成适合盐碱地种植的棉花新品种K638,并通过转基因技术获得了一批耐盐棉花品系,不仅进一步揭示了棉花耐盐性的机制,更为耐盐棉花品种的选育奠定了基础。这些研究突破,相继发表在本领域国际主流的学术期刊上,得到国际同行的认可和重视;形成的新技术被国家农业部确定为全国主推技术。随着植棉关键技术的不断突破和生产应用,我国盐碱地棉花实现丰产丰收将不再是一个难题。
发展滨海盐碱地植棉意义重大潜力巨大
课题主持人、棉花研究中心副主任董合忠研究员在接受本报记者专访时称,发展我国滨海盐碱地植棉不仅战略意义重大而且潜力巨大。
盐土、碱土和各种盐化、碱化土壤,一般都统称为盐碱土、盐渍土或盐碱地。棉花科技工作者把盐土和各种盐渍化土壤都习惯地称之为“盐碱地”。
据介绍,目前,我国是世界上盐碱地植棉规模最大的国家。据不完全统计,我国植棉区内盐碱地约有2.5亿亩,其中4000多万亩已先后开发植棉。植棉的盐碱地既有内陆盐碱地,也有滨海盐碱地。滨海盐碱地主要呈带状分布在天津、河北、山东和苏北沿海平原地区。这些盐碱地集中分布区域都是中国最重要的棉花产区,盐碱地棉花也早已成为我国棉花主要生态类型之一。
董合忠介绍说,改造治理及合理开发利用盐碱地资源,是我国农业可持续发展的重要途径之一,对改善生态环境,推动区域经济和社会可持续发展具有特别重要的意义。随着粮食安全问题备受重视和粮棉争地矛盾日益显现,盐碱地棉花在全国棉花生产体系中所占份额会越来越大,地位也越来越重要,所以促进盐碱地棉花增产增收极具战略意义。
盐碱地棉田根据土壤耕层中含盐量的多少可以分为轻度盐碱地、中度盐碱地和重度盐碱地。轻度盐碱地含盐量在千分之三以下;重盐碱地是指它的含盐量超过千分之五;中间这块就是中度盐碱地。重度和中度盐碱地通过改良利用可以转化为轻度盐碱地,但若不合理利用,轻度盐碱地也可能退化为中度甚至重度盐碱地。
棉花抗旱耐盐,适合盐碱地种植,是开发盐碱地的先锋作物。同时,棉花的主要产品是棉纤维,纤维的90%以上来源于光合作用,对地力消耗少,是一种“低碳”作物,科学植棉可以有效改良盐碱地。董合忠研究员以黄河三角洲为例告诉记者,黄河三角洲是我国滨海盐碱地集中分布区,现有棉田400多万亩,生态条件适宜植棉,产量高品质好,发展棉花产业的潜力巨大。同时,这里适合规模化种植,具备优先发展机械化植棉、收花的优势。棉花产业是现阶段黄河三角洲高效生态经济的重要组成部分,滨海盐碱地植棉是发挥生态优势、缓解粮棉争地矛盾、增加农民收入的有效途径。
滨海盐碱地棉花成苗技术获得突破
成苗难一直是滨海盐碱地植棉的最大难题。如今,这个难题已被山东省农科院棉花研究中心的科研人员破解。
据课题组专家介绍,播在盐碱地的棉花种子吸水、萌发困难,而出苗、成苗更难。出苗至4片真叶期间耐盐性最差,即使出了苗,受盐分的毒害也极易死苗,直接造成缺苗断垄。因此,出苗至4片真叶期是棉花成苗的关键时期。
盐碱地棉区农民通常采用淡水压盐的方法,这已成为盐碱地植棉最重要的保证措施之一。但是,由于滨海盐碱地的地下水位较浅,春季比内陆更容易返盐。依靠淡水压盐,可以确保盐碱地棉花出苗,但返盐后仍难以成苗,缺苗断垄依然是难以解决的大问题。为此,董合忠带领课题组进行了模拟大田盐分差异分布试验。通过分根实验研究结果表明:根区盐分差异分布可促进棉花的成苗和生长。据此,他们发明了沟畦覆盖植棉的方法,将棉花种在沟畦里,诱导盐分向垄上积聚,形成盐分在根区的差异分布。差异分布并不降低土壤表层的盐分含量,却使一部分根系处在高盐环境中,另一部分根系处在低盐环境中。如此一来,差异分布不仅能够显著减轻盐害,而且能促进棉花成苗、棉株生长和产量品质的形成。根据这些研究,课题组制定出如下的成苗技术措施:
含盐量低于0.4%的盐碱地选用双行平作覆盖,容易诱导根区盐分的差异分布,而且节约地膜。
含盐量在0.4%以上的中度和重度盐碱地要采用沟畦覆盖。播种前要起垄,两行棉花种在沟畦中,沟畦上覆盖地膜。这样进一步诱导了盐分的差异分布。实践表明,沟畦覆盖是中度和重度盐碱地棉花成苗的有效技术。据介绍,课题组目前已研制出专门的起垄、播种、覆膜一体化的机械,实现了农机与农艺的配套。
在无灌溉条件的轻度和中度盐碱地可应用预覆膜栽培技术。早春播种前1个月左右,对预播种棉行提前盖膜,一膜两行,大小行种植,充分发挥地膜的增温、提墒和抑盐作用。
在热量条件较差的中度盐碱地应采取短季棉晚播技术。要选用适合的短季棉品种,配合地膜覆盖,于5月15日至25日地温回升后播种,实现一播全苗、立苗。
另外,为了提高棉苗自身的抗盐能力,课题组还为此专门研制了抗盐种衣剂,除了抗盐作用外,该种衣剂还保留了普通种衣剂的杀菌抗病作用。
据介绍,盐分差异分布减轻盐害,促进棉花成苗的机理在于,高盐一侧的根系吸收大量盐分到地上部,地上部通过韧皮部转运到低盐一侧的根系,并在此积累。低盐一侧根系的渗透势升高,吸水能力增强,缓解了渗透胁迫。盐离子在器官水平上的区隔化分布,地上部钠离子显著减少,离子毒害减轻。
科学施肥促进棉花优质丰产
盐碱地因含有过多的盐离子,容易导致肥料挥发、营养障碍和离子失衡。“盐碱地的施肥技术不同于非盐碱地,所以科学施肥是改善棉株营养、增强耐盐性、促进棉花生长发育的关键措施。”董合忠介绍说。
滨海盐碱地要坚持施用有机肥,以实现用地和养地相结合,要充分考虑土壤中过多盐离子的不利影响,坚持按照盐度、地力和产量目标分类施肥。坚持基肥与追肥相结合、根际施肥与叶面施肥相结合、普通肥料与缓控释肥相结合。各类盐碱地均应强调施用磷肥;重度盐渍棉田有效钾含量较高,一般不施钾肥,适当施用氮肥;而中度和轻度盐碱棉田应适当增施钾肥,稳妥施用氮肥。
轻度盐碱地施肥原则是含盐量0.25%以下的轻度盐碱地,籽棉目标产量为每亩250—300公斤。在酌施有机肥的前提下,每亩施肥量为N 13—15公斤;P2O5 6—7公斤,K2O 7—8公斤。磷肥全部作基肥施用,氮肥和钾肥用作基肥各占40%,花铃期追肥各占60%左右。
如果是中度盐碱地,施肥则按照以下原则,对于含盐量0.25%—0.45%的中度盐碱地,籽棉目标产量每亩200公斤到225公斤。酌施有机肥的前提下,每亩施肥量为N 10—12 公斤;P2O5 5公斤;K2O 5—6公斤。磷、钾肥全部作基肥施用,氮肥用作基肥占50%,花铃期追肥占50%左右。
重度盐碱地施肥原则是,植棉年限较长的重度盐碱地(含盐量0.45%以上),子棉产量目标为150—175 公斤。在酌施有机肥的前提下,每亩施N 8—10公斤,P2O5 4公斤,K2O 3公斤。刚开垦或种植年限短的重度盐碱地(含盐量0.5%以上),产量目标为125公斤左右。每亩施N 8 公斤,P2O5 3.5公斤,不施钾肥。磷肥全作基肥,氮肥基肥和初花期追肥各占一半。
叶面喷肥也有技巧。单靠根际施肥的重度盐碱地的棉花,营养供应不足,后期脱肥现象较为普遍,可通过根外追肥缓解。采用尿素3%—5%,磷酸二氢钾到0.5%—1%,配成混合溶液喷施叶面,现配现用。采用孔径1.2mm的喷片向棉花叶片喷雾,先于叶背面从下向上喷,然后在叶正面向下喷。选择无雨、无大风的天气,下午17时以后操作。
调控技术让棉花告别早衰和贪青
与禾本科作物一样,棉花也有早衰、贪青、正常的熟相。尤其是盐碱地种植的棉花更容易出现早衰或贪青的熟相。为此,山东省农科院棉花研究中心课题组进行了长期攻关,取得了成功。
课题组在多次的实验中发现,将易衰品种嫁接到抗衰品种上,则易衰品种不早衰;将抗衰品种嫁接到易衰品种上,则抗衰品种早衰。由此证实,棉花“衰在叶片,源在根系”。
董合忠研究员告诉记者,嫁接改变了根冠关系、库源关系、碳氮代谢,进而改变了熟相。源于根系的细胞分裂素和脱落酸是控制棉花熟相的“根—冠”传导信号。受盐碱和营养障碍的影响,盐碱地棉花容易出现根冠和库源关系失调,出现早衰或贪青晚熟的熟相;轻度和中度盐碱地棉花中期易徒长、后期易贪青晚熟;重度盐碱地棉花所受盐碱为害重,容易早衰。
课题组经过长期深入研究,终于找到了扼制滨海盐碱地棉花出现早衰和贪青的五条要诀:一是土壤要深耕。前茬作物收获后,秋冬耕晒垡,耕深由15 cm 增加到30cm以上,每3 年左右深耕一次。秋冬耕以后,冬季经冻融交替,可以疏松土壤,协调根冠关系,培养健根壮株棉田。二是秸秆覆盖。利用小麦等秸秆覆盖可以起到保墒、抑盐、培肥地力的作用,对重盐碱地棉花防早衰效果十分突出。小麦收割后,及时脱粒轧碎麦秸,6月中下旬将麦秸直接铺盖在棉花行中间;轻度盐碱地每亩盖300公斤,重度盐碱地每亩盖500公斤。三是选用对路品种。出苗快、苗病轻、成苗好的棉花品种容易一播全苗,是盐碱地的首选品种。轻度和中度盐碱地要选用早发类型的棉花品种,如鲁棉研21、鲁棉研29等;重度盐碱地要选用后发类型的棉花品种,如鲁棉研28和K638等。四要合理密植。轻度和中度盐碱地,采取中等密度,一般每亩3000—3500株,适当增加行距。五要科学化控。改全程化控为针对性调控,根据品种、气候、地力、盐度和长势灵活运用。定性和定量相结合,调控叶面积系数在初花期0.5—0.6,盛花期2.7—2.9,盛铃期3.5—4.0,始絮期2.5—2.7;使棉花适时、适度封行,即等行距棉花于7月25—30日封行,大小行棉花于7月20日封小行,8月5日左右封大行,皆达到“下封上不封、中间一条缝”的程度。
轻简管理技术让植棉变得轻松简单
利用传统植棉技术管理棉田十分繁琐,不仅用工多,投入也大。山东省农科院棉花研究中心探索出四个管理要点,很是实用。
一是化学除草。滨海盐碱地草害十分严重,必须严格控制。以播种前混土和播种后盖膜前立即喷洒地表的两次用药除草的效果最好。混土施用:棉田整平后,每亩用48%氟乐灵乳油100—120ml,对水40—45公斤,在地表均匀喷洒,然后通过耘地或耙耢混土。苗前施用:播种后,每亩用50%乙草胺乳油70—120ml对水30—50公斤,或60%丁草胺乳油125—150ml对水40—50公斤,在播种床均匀喷洒,然后盖膜。
二是棉田机械化。包括机械耕地、铺膜播种、植保、中耕追肥、拔柴、秸秆还田等内容。核心是播种、中耕追肥、植保等环节。
三是简化整枝。保留叶枝一般不会减产,但不便于棉田的机械化管理,因此盐碱地棉花宜采用粗整枝,即在大部分棉株出现3—4个果枝时,将第1果枝以下的营养枝和叶子全部去掉,这样人工操作简便、快速;按照时到不等枝,枝到看长势的原则,于7月20日前后打顶,以后不再整枝。
四是中耕、破膜和培土。改掉多次中耕的习惯,但6月中下旬盛蕾期中耕不能减免。可视土壤墒情和降雨情况将中耕、除草、破膜和培土合并进行,一次完成。
配套技术是盐碱地植棉的保障
要使滨海盐碱地的棉花获得丰产,还要应用好配套技术。必须要抓好以下五点:
一是灌水洗盐。在有排水条件下,冬耕后进行冬灌或早春灌(2月下旬),灌水量要适当加大。无排水条件下,采用限定冲洗量的方法,将盐分压至下层,以当年可以植棉为度。
二是挖沟排盐。在田间地头挖明沟一般每隔1000米左右挖一深3米上下的排水沟,300米左右挖深2米上下的支沟,50米左右挖一深1.5米上下的毛渠。
三是暗管排盐。在地下1.2—1.5米间,铺设PVC打孔波纹管,下雨或者灌水时,盐随水流入管道系统,通过管道排出耕作区域。暗管排碱的投资比较大,但减少了土地资源的浪费,并且排盐效果十分显著。
四是平整土地。提高洗盐效果,是防止高处积聚成盐斑的关键措施。不同棉田方可以在高低上存有差距,但同一方棉田内则应力争平整,高差控制在5cm以下。当前激光平地技术已经相当成熟,要在大规模盐碱地棉田推广普及。
五是棉柴还田。该做法是避免棉花秸秆浪费、培肥地力和可持续发展的有效措施。11月中下旬,利用还田机械的砍、切、撞、搓、撕等方式直接将棉杆粉碎撒布地表,结合耕地翻入地下。
此外,盐碱地植棉还要掌握以下技巧:盐碱地棉田因地温回升较慢,可适当晚播,于4月20—30日播种,一般不晚于5月5日。采用短季棉晚春播,一般应在5月20—25日,不要晚于5月30日。根据生产条件、土壤墒情、种子量和种植习惯灵活选择播种方法,播种量比非盐碱地增加20%—30%。精量播种或条播,以节约用种,深播浅盖,盖土厚度2.5 cm。播行笔直、覆膜平展、压膜严实、深浅一致。及时打孔炼苗、及时引苗放苗等。
