科学利用化控技术助力粮食高产丰收

河南日报,2013-01-08

如何解决小麦生产过程中出现的倒伏、空壳、瘪粒等技术难题，确保小麦稳产、高产，而同时又不影响小麦品质，还要保证后茬作物的安全。多年来，这个研究课题一直受到了国家科技部、农业部的高度重视，问题也同时摆在了农业科研专家的面前。在国家“粮食丰产科技工程”项目支持下，中国农业科学院作物科学研究所凭借在作物化控领域多年的科研经验，针对冬小麦主产区不同生态类型小麦生产中遇到的问题，研制了作物化学控制技术及专用生物调节剂吨田宝系列产品，包括新型小麦抗逆、增产、防倒伏专用系列调节剂、调理剂和营养剂，经过多年多点试验和大面积示范，取得了良好的效果，掀起了粮食超高产的新高潮。

人物档案：董志强，中国农业科学院作物科学研究所研究员，中国农科院年轻的科学家。研究方向为作物高产栽培生理与化学调控。主持国家级与省部级科研项目14项、横向联合项目3项，取得国家级与省级科技进步成果6项，申请并获得多项国家发明专利。

小麦是我国主要的粮食作物之一，是我国北方农民赖以生存的主要食粮，同时也是食品工业的主要原料。

新中国成立以后，随着我国农业生产力水平的提高和农业科技的进步，小麦平均亩产量提高到600斤，高产地区甚至超过千斤。科学研究表明，当小麦亩产量达到800斤时，就必须保证达到一定的密度和群体，但密度过高和群体过大又会给小麦生产带来倒伏问题。俗话说“麦倒一把草，谷倒一把糠”，倒伏不但限制小麦产量的持续提高，也是导致小麦减产和品质降低的重要原因。多年来，倒伏问题不仅在中国，在欧美等发达国家，小麦生产中也存在同样的问题，所以说小麦倒伏问题已经成为一个世界性的问题。

小麦专用生物调节剂的研究开发，主要来源于中国农业科学院董志强研究员带领的研究小组，董志强研究员秉承导师何钟佩教授的“定向诱导、双重调控”理论，筛选和开发出了小麦增产、改善品质和增加抗逆性的生物调节剂新品，建立起小麦超高产化控栽培技术的新体系。小麦专用生物调节剂的诞生，使粮食生产迎来了又一轮革命性风暴，实现了小麦低能耗前提下的大幅度增产及品质的极大改善，成为继种子、化肥和农药之后的第四种必备的农业生产资料。近日，记者就小麦化控技术采访了中国农业科学院董志强研究员。

什么是作物化学调控技术？

董志强：作物化学调控技术是指用化学的方法调控作物生长发育过程的技术，是应用外源植物激素或植物激素类似物（植物生长调节剂）调控作物的基因表达、器官建构、功能体现，从而实现对作物外部形态特征和内部生理代谢的双长调控。由中国农业科学院作物科学研究所研制的国家发明专利产品小麦化学调控技术，具有以小控大的功能，以微量、携带信息物质，调控小麦根系所吸收养分的流向和叶片光合产物的流向。每亩只需使用30毫升，就可调控小麦根系的发生与生长、叶片的分生与伸长、雌穗的分生与伸长、雄穗的分生与花粉的发育、小麦的受精过程、籽粒的膨大与灌浆等生命过程，可以调控小麦的生长、发育、开花和结实。

化控技术在小麦生产中起到什么作用？使用小麦化控调节剂真能实现粮食超高产吗？

董志强：在长期的生产实践中，勤劳智慧的中国农民采用控水、控肥、机械镇压、深松断根，甚至“啃青”等措施解决小麦冬前旺长的问题，以预防生长后期群体倒伏问题，但这些办法费工费时，达不到理想的效果，甚至严重影响了小麦高产潜力的发挥。

我们要提高小麦的产量，一般从三方面来考虑：第一，提高每亩总穗数，也就是扩大群体，增加有效穗数；第二，提高穗粒数，也就是扩穗增粒，增加单穗粒数；第三，提高千粒重，也就是扩大籽粒容积，增加淀粉积累强度，提高粒重。扩大群体容易导致小麦群体郁闭、田间通透性差，个体发育不良；扩穗增粒、增加粒重容易导致小麦头重脚轻，茎秆发育差。上述原因正是小麦倒伏的重要诱因，针对这些原因，小麦专用调节剂充分利用促进纤维和籽粒发育两种有效成分的协同效应达到定向调控作用，采取定向调控技术，不但能增育壮苗、促根增蘖，还能防止后期倒伏和早衰；另外，使用小麦专用调节剂后，可有效调整植株株型，增强光合能力和同化物向子粒运输，促进和加快灌浆，全面改善产量构成因素，在不降低品质的基础上，有效提高产量。

所以说，随着专用调节剂系列产品的进一步推广，一定会给我国小麦生产带来良好的经济效益和社会效益，为国家的粮食安全做出应有的贡献。

20世纪80年代以后，以应用植物生长调节剂为手段的化学控制技术发展迅速，在解决粮棉传统生产难题方面展现了独特的潜力，但同时也带来了土壤污染、粮食品质下降等不安全因素，小麦专用调节剂有什么特别之处？是否安全？

董志强：近几年来，随着作物化学调控事业的兴起，以多效唑和矮壮素等植物生长延缓剂为主要成分的植物生长调节剂产品，在小麦高产方面起到了一定的作用，并被一部分农民朋友所接受，但随着有关农业技术研究的深入和发展，其弊端也日益突出，多效唑半衰期长，残留在土壤中的多效唑污染土壤，并严重影响后茬作物的生长发育；矮壮素导致小麦贪青晚熟，并使小麦皮质层增厚，品质下降。同时存在着延缓小麦灌浆速度、推迟成熟、影响收获时期和影响夏玉米适时播种等问题，另外在使用方面难以掌握，因而也成为小麦高产的不安全因素。

化控新技术小麦专用调节剂吨田宝是由“国家粮食丰产科技工程”项目支持，由中国农业科学院作物科学研究所研制的国家发明专利产品，由黑龙江禾田丰泽兴农科技开发有限公司独家生产，产品类型包括植物生长调节剂和植物营养调理剂等系列产品。吨田宝是一种信息素与营养素的有机结合物，从调控内源激素和调节内部代谢的角度出发，主动调控植株的生长发育，协调个体与群体的生长，增强其抗逆能力，保障逆境中正常生理过程的进行，为小麦优质、高产、稳产提供可靠的保障条件。在小麦的整个生育周期，吨田宝只需使用一至二次，即可达到培育壮蘖、建构高产合理群体、防止倒伏、改善品质、提高产量的功效，使用安全、方便，没有残留，不会影响后茬作物，还能提高小麦产量15%左右。
目前该产品及应用技术被列为黑龙江省农业技术重点推广技术产品，由农业部全国农业技术推广中心统筹规划，在全国范围内示范、推广。