10年9試驗(yàn)，追問棉花“紅與枯”

　　□ 本報(bào)記者 王海濱

　　“葉子發(fā)紅、整株枯死，這些年這個(gè)病在棉花地里多了起來，”山西省農(nóng)科院棉花研究所研究員張慧杰說起自己關(guān)注了十年的病癥，“可棉花為什么生這個(gè)紅葉莖枯病，之前一直沒個(gè)說法。”

　　4月出版的《植物病理學(xué)報(bào)》以封面文章的形式刊載了張慧杰團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)論，認(rèn)為“鈴葉比失調(diào)是紅葉莖枯病主要病因，”也就是說，長(zhǎng)葉子還是長(zhǎng)棉鈴，決定了紅葉莖枯病的發(fā)病率。

　　為了解科研追本溯源的過程，科技日?qǐng)?bào)記者日前采訪了張慧杰，講述其團(tuán)隊(duì)擺脫“迷霧”，探得正路的歷程。

　　經(jīng)年試驗(yàn)，撥開假說重重“迷霧”

　　說它是百年科學(xué)謎題，一點(diǎn)也不夸張。張慧杰說，1908年國外首次報(bào)道以來，國內(nèi)外圍繞其發(fā)病原因、病株的化學(xué)成分、解剖與色素分析，一些棉花品種對(duì)病害的不同表現(xiàn)，棉田耕翻深度、播期、灌溉次數(shù)及氮肥用量對(duì)病害的影響等展開了大量研究，但科學(xué)界始終沒有達(dá)成共識(shí)。

　　實(shí)際上，紅葉莖枯病的病因曾存在4種假說：昆蟲為害；侵染性病害；土壤、氣候與耕作條件不適；和礦物質(zhì)失調(diào)（土壤缺鎂或缺鉀）。其中，第1種和第2種假說早被否定，第3種內(nèi)容寬泛，對(duì)病害的起因不能給予圓滿解釋，第4種長(zhǎng)期占據(jù)統(tǒng)治地位，主導(dǎo)人們對(duì)病因的認(rèn)識(shí)。

　　張慧杰對(duì)紅葉莖枯病的前世今生了如指掌。1979年，紅葉莖枯病“缺鎂假說”被試驗(yàn)正式否定。1988年，又有人對(duì)缺鉀提出異議，但沒定論?！?004年，我們所開始針對(duì)缺鉀假說進(jìn)行3年試驗(yàn)。在富鉀棉田，播種前增施大量鉀肥，生長(zhǎng)期間又葉面噴施鉀，結(jié)果表明：播前棉田大量施鉀和生長(zhǎng)期葉面噴鉀均未減輕紅葉莖枯病。”2007年，相關(guān)論文在《中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)》發(fā)表，推翻了統(tǒng)治半個(gè)多世紀(jì)的缺鉀假說。

　　偶然發(fā)現(xiàn)，靈感“涌泉”擋不住

　　假說均不成立，病因又源自哪里呢？

　　“搞科研最累的不是辛苦，而是才起步看不到目標(biāo)、沒有思路之時(shí)?！睆埢劢苷f，然而靈感來時(shí)，擋都擋不住。2005年他們路過夏縣時(shí)，發(fā)現(xiàn)大片棉花的葉片都是紅色，唯有少數(shù)幾塊棉田的葉子是喜人的綠色，走到鹽湖區(qū)時(shí)又發(fā)現(xiàn)同樣現(xiàn)象。

　　“萬紅叢中一點(diǎn)綠”引起了張慧杰的極大興趣和探究之心。第二天，相關(guān)研究人員專程到棉田尋問，人家回答他們唯一的區(qū)別是6月份棉花蕾期，該澆水時(shí)誤了澆水，造成大量蕾鈴脫落。

　　20多天后，張慧杰又到全國棉花品種區(qū)域試驗(yàn)基地參觀，發(fā)現(xiàn)這里紅葉莖枯病害也很輕，詢問原因，得知棉花未噴過延緩生長(zhǎng)的縮節(jié)胺。

　　“巧了，這兩個(gè)操作都是促進(jìn)了棉花的營養(yǎng)生長(zhǎng)，”張慧杰說，“我們就想到了病害發(fā)生與棉花庫源的關(guān)系?！?/p>

　　張慧杰解釋，作物的源是供能部位，如進(jìn)行光合作用的葉子、吸收轉(zhuǎn)化無機(jī)鹽的根；庫是指儲(chǔ)能部位，如果實(shí)、種子、塊根和塊莖等。在現(xiàn)代作物栽培生理研究中，庫源理論多用來研究作物產(chǎn)量。

　　“2008年，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉占全國棉花面積的70%，紅葉莖枯病發(fā)病更加頻繁，在山西，發(fā)病面積占棉花總種植面積的90%，嚴(yán)重田塊發(fā)病率逾95%?！睆埢劢苷f，“這從一定程度上支持了我們的猜想。”

　　持續(xù)探索，十年解答百年疑題

　　有了思路就有了研究方向。

　　就棉花而言，可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為庫是聚集大量營養(yǎng)物質(zhì)的棉鈴，而源主要是葉子。張慧杰認(rèn)為，一百多年之所以沒查到紅葉莖枯病的病因，是由于學(xué)科不交融，“搞栽培學(xué)研究的人不涉及植物病理，病理學(xué)研究者只從傳統(tǒng)的病害研究方法著手。”

　　“我們把作物栽培學(xué)和庫源理論進(jìn)行融合，在學(xué)科之間的邊緣地帶試探，堅(jiān)持了10年，做了9項(xiàng)試驗(yàn)?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)成員張戰(zhàn)備說，最大的收獲是在工作中敢于打破藩籬，站在全新角度思考問題。

　　10年時(shí)間里，張慧杰團(tuán)隊(duì)在無數(shù)塊試驗(yàn)田里開展了多項(xiàng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)抗蟲棉果枝節(jié)位低，現(xiàn)蕾開花早，前期結(jié)鈴性強(qiáng)成鈴率高，結(jié)桃集中，常因其生殖生長(zhǎng)過早，而使?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)受到抑制，因此易感紅葉莖枯病。

　　“發(fā)力了生殖方向的生長(zhǎng)，營養(yǎng)生長(zhǎng)就跟不上，這樣的棉花發(fā)病率高，”張慧杰說，棉株的病害嚴(yán)重度與其鈴葉比呈高度正相關(guān)，“早熟品種開花期早，鈴多葉少，病害發(fā)生重?！?/p>

　　張慧杰團(tuán)隊(duì)曾做過一個(gè)極端試驗(yàn)，讓棉花只營養(yǎng)生長(zhǎng)不生殖生長(zhǎng)，見花蕾就剝掉，結(jié)果棉花長(zhǎng)了2米多高，沒有一株得紅葉莖枯病。

　　“防控病害也有了針對(duì)性?！睆埢劢苷f，實(shí)驗(yàn)表明，盛蕾期前氣溫是關(guān)鍵，提高氣溫促進(jìn)棉花的營養(yǎng)生長(zhǎng)，病情指數(shù)平均減少72.9%，棉花生物學(xué)產(chǎn)量平均提高123.8%；去蕾和推遲打頂均可降低棉花鈴葉比，減輕病情。

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