为深入学习贯彻习近平总书记关于做好新时代人才工作的重要思想,大力弘扬科学家精神,激发科技领军人才的荣誉感、自豪感、责任感,“山东科技”近期推出“科技领军人才风采”专栏,陆续刊发我省科技领军人才的创新创业典型事迹,团结凝聚广大科技领军人才以更大力度推动科技自立自强、建设高水平创新型省份。
万书波,山东省农业科学院二级研究员,博士研究生导师,国际欧亚科学院院士,国家花生工程技术研究中心主任,山东省科学技术协会副主席。
习近平总书记指出,粮食安全是“国之大者”。作为我国三大产油作物之一的花生,在保障国家食用油脂安全中具有重要作用。万书波40年如一日,在花生高产和品质栽培、粮油均衡增产等方面深入开展探索研究,取得重大突破,屡创花生产量世界纪录。
破解“增产”密码
创建高产高效栽培技术体系
长期以来,花生被视作“低产作物”和“小作物”。随着技术的突破改进,我国花生产量不断增加,2021年花生种植面积达7125万亩、总产量约1820万吨,稳居八大油料作物之首。取得如此的进步,离不开一批批花生科研工作者的竭诚奉献,其中万书波及其带领的山东省农业科学院“花生栽培与生理生态创新团队”也付出了巨大努力。
花生忌连作,连作3年以上减产严重。万书波带领团队对影响花生高产高效的关键核心技术和共性技术难题开展了长期且深入的研究,逐步探明了花生连作障碍机制,首次分离并确定主要自毒化感物质,摸索出不同种植模式产量形成机理与高产途径。
通过科学实验,团队分离出肉桂酸、豆蔻酸等4种主要化感物质,找到了土壤微生物区系失衡和病原菌累积的成因,以及土壤酶活性降低和养分失调的主要原因,这对于了解花生连作对土壤养分影响机理有着重要意义。
他们还发明了土壤翻转深耕犁和连作调理剂,创建了“冬作换茬、翻转深耕、施专用肥”连作花生高产技术,“垄作密植、减氮增磷、适期早控”春花生覆膜高产栽培技术,等等,形成了花生高产高效栽培技术体系。经专家测产,万亩花生连作高产技术核心区平均亩产452.6公斤,较对照增产17.4%。该技术体系也在黄淮海和东北产区得到大面积应用,大大扭转了花生是“小作物”的传统认知,万书波以第一完成人身份获得了2008年度国家科技进步奖二等奖。
突破“优质”关键
实现品质与产量协同提高
“对于花生产业来说,重产量、轻品质不仅不能满足国内外市场多元化需求,而且会严重影响产业发展。”万书波说。
历经10年系统研究,他们在花生品质生理生态与标准化优质栽培技术体系研究上实现了重大突破。针对花生品质栽培理论研究薄弱、品质评价指标和标准化优质栽培技术缺乏、区域专业化生产水平低等突出问题,建立了花生品质信息数据库,创建了品质评价指标体系,制定了《油用花生》和《食用花生》行业标准,成为我国花生品质评价的基础标准,相关研究成果荣获2014年度国家科技进步奖二等奖。
要实现品质与产量协调提高,还要揭示花生品质形成机理以及技术改进策略。万书波带领团队提出“以提高光合产物为基础,定向调控脂肪和蛋白质代谢”技术思路,在此基础上,进一步创建了“增施有机肥和磷钾肥、分次减量化控”高油栽培技术和“增施氮肥、喷施硼钼肥、适度控水”高蛋白栽培技术。
在技术赋能下,高油、高蛋白花生攻关田亩产分别达到683.8公斤和664.7公斤,折亩产油脂和蛋白质分别达到259.5公斤和125.4公斤,比对照田分别提高22.3%和24.1%。十年磨一剑,万书波团队为我国花生进一步实现自给自足奠定了良好基础。
构建“精播”理论
攻克抗逆高产技术难题
有关著名花生栽培专家曾指出:“花生创高产必须穴播两粒”。但利用双粒穴播技术,高产攻关30多年来从未突破实收亩产750公斤。
花生传统播种一穴双粒或多粒,用种量大,占年产量10%左右,易出现大小苗、群体质量差等问题。为攻克这一难题,万书波带领团队深入开展花生抗逆栽培理论及关键技术方面的研究,攻克了单粒精播的增产机理,完成了花生传统种植株间竞争排斥效应问题的技术攻关,大大提高了抗逆性。
在此研究基础上,团队还创建了“精细选种、精确包衣、精致整地、精准播种”单粒精播技术,明确了单株生产力与高质量群体的关系,密度由每亩双粒0.9万穴改为单粒1.4万穴,节种20%左右,先后培创出实收亩产752.6公斤和782.6公斤的高产纪录。
万书波团队历经多年攻关,逐步建立了以单粒精播技术为核心,以钙肥调控和“三防三促”为共性关键技术的花生抗逆高产栽培技术体系,获得了国际国内高度评价,成为我国花生种植技术的一次重大变革。相关科研成果荣获2019年度国家科技进步奖二等奖。
实现“稳粮增油”
创新粮油均衡增产种植制度
跳出花生看花生。针对山东耕地、水资源短缺,既要扛起粮食生产大省责任,又要保障油料优质安全供给的问题,万书波带领团队又一次踏上了攻坚之程。
万书波团队创建实施了“早套减密、前重施肥”大垄宽幅麦和小垄宽幅麦两种套种模式及高产栽培技术,“抢茬早播、矮化增密”夏直播花生高产栽培技术,20万亩麦套和10万亩夏直播示范区平均亩产花生分别达到417.1公斤和358.3公斤,为我国花生面积持续扩大提供了重要技术支撑。
为缓解粮油争地和土地用养矛盾,团队还创建了不同生态区玉米花生间作适宜模式,研制了一体化播种机、隔离分带植保机及配套专用肥和生长调节剂,创造了玉米花生宽幅间作全程机械化高效种植技术。经中国工程院组织专家现场验收,在玉米稳产基础上亩增花生190公斤,较纯作玉米节氮12.5%、提高土地利用率10%、亩效益增加500元以上,开辟了稳粮增油、拓展花生种植空间的新途径,连续3年被列为农业农村部主推技术。
“农业科研在实验室是出不了大成果的,从事农业科研的专家必须随时来到田间地头,发现问题、解决问题。”万书波始终围绕我国花生生产需求和产业发展开展创新研究,为我国花生科技进步和产业发展作出了重大贡献,获得中国作物学会科学技术成就奖、何梁何利基金科技进步奖、山东省科学技术最高奖、首位获得国家科技进步二等奖3项和山东省科技进步一等奖2项……
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