關(guān)于加強山西省作物栽培生理研究的思考

盧成達，郭志利

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，山西太原 030032）

作物栽培生理學(xué)是作物基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的交叉學(xué)科，其最大特點是理論與實踐的有機結(jié)合，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。其發(fā)展趨勢是宏觀再拓寬更綜合，微觀再分解更深化。宏觀研究能為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科研提供戰(zhàn)略決策，微觀研究可以為生產(chǎn)提供科學(xué)的技術(shù)措施，為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)，提供技術(shù)儲備和實用配套技術(shù)，解決作物生產(chǎn)中出現(xiàn)的突發(fā)性問題。進行作物栽培生理研究是實現(xiàn)農(nóng)作物持續(xù)增產(chǎn)增收的保障[1]。但是，目前山西省在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究方面存在著只重視遺傳育種研究，忽視栽培生理研究的不平衡現(xiàn)象[2]，學(xué)科間的交叉力度也不夠，不能產(chǎn)生具有突破性的科研理論和成果，嚴重地制約了農(nóng)業(yè)科技生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化效果。因此，應(yīng)該從深度、廣度、力度三方面同時加強山西省作物栽培生理學(xué)的研究。

1 山西省作物科學(xué)研究現(xiàn)狀

最近5 a，山西省作物育種工作發(fā)展迅速，選育出了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的農(nóng)作物新品種，由品種審定委員會審定認定的新品種有340個之多，居全國前列。但是，大部分農(nóng)作物品種是山西省作物品種審定委員會審定品種，品種的適應(yīng)范圍不廣，而且缺少對新品種的栽培生理特性研究，沒有形成具有針對性的配套栽培技術(shù)體系，因此，品種推廣規(guī)模較小，沒有將科研成果轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力。盡管新品種不斷涌現(xiàn)，但糧食單產(chǎn)和總產(chǎn)量卻沒有實質(zhì)性突破。因此，山西省現(xiàn)階段雖是作物育種大省，卻不是產(chǎn)糧大省。

2 作物栽培生理研究在山西省作物研究領(lǐng)域的重要性

具有很強可行性的科學(xué)研究能夠發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題，同時形成解決實際問題的有效方法和技術(shù)[2]。作物栽培生理研究學(xué)科不但具有上述屬性，而且可以作為成果轉(zhuǎn)化的技術(shù)保障。

在山西省作物育種研究的大潮流下，栽培生理研究對育種研究具有促進和服務(wù)作用。一方面，由于栽培生理研究更接近于作物生產(chǎn)，同時也可以基于生產(chǎn)進行研究，能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中出現(xiàn)的實際問題，為育種工作提供研究方向，確保作物育種研究思路來源于生產(chǎn)且研究成果服務(wù)于生產(chǎn)。在提供研究方向的同時，栽培生理研究也可為成果轉(zhuǎn)化提供技術(shù)指導(dǎo)和理論依據(jù)。另一方面，栽培生理研究也可成為直接的育種手段，為育種研究提供新的性狀篩選指標和衡量標準[3]。以作物抗旱性生理研究為例，由于發(fā)現(xiàn)了脯氨酸的積累對提高植物耐旱性具有一定作用[4]，因此，研究人員進行了作物抗逆性生理研究，并以此作為作物抗旱性育種的一個種質(zhì)資源生理篩選指標。同時，在作物耐肥性研究領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了許多作物硝酸還原酶活力與耐肥性具有負相關(guān)關(guān)系，甚至可用硝酸還原酶作為篩選耐肥品種的指標[5]。這些生理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，引起了作物栽培生理和育種工作者的共同關(guān)注，為選育高產(chǎn)、高抗、高效的作物新品種提供了理論依據(jù)和衡量指標。

因此，在現(xiàn)階段，加大作物栽培生理研究力度，對于促進山西省育種事業(yè)更好更快發(fā)展，提升山西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平具有重要的現(xiàn)實意義。

3 山西省作物栽培生理研究存在的問題

3.1 作物栽培生理研究公益性強，成果難以直接商業(yè)化開發(fā)

除化肥、農(nóng)藥、化控產(chǎn)品外，其他技術(shù)很難物化，效益不能直接體現(xiàn)出來，這是學(xué)科的屬性，難以改變。

3.2 研究課題少，資助力度小

作物栽培生理研究課題與作物育種學(xué)科，尤其是生物技術(shù)相關(guān)課題相比，資助經(jīng)費差異懸殊。造成作物栽培生理學(xué)科地位逐年降低，研究任務(wù)不足，研究人員流失，技術(shù)儲備匱乏，使學(xué)科面臨著嚴重的生存危機[2]。

3.3 研究力量不足，人員流失嚴重

由于其研究難度大，難出大成果，難發(fā)表影響因子較高的文章[6]，許多研究人員都被建議搞育種工作，或干脆轉(zhuǎn)行進行育種；省、市級農(nóng)科院所幾乎沒有人在搞作物栽培研究和生理基礎(chǔ)研究，與農(nóng)業(yè)科研大省的地位不相適應(yīng)。

3.4 基礎(chǔ)研究薄弱，前沿性不夠

在有限的研究中，應(yīng)用性研究偏多，而基礎(chǔ)研究（例如生理生化、生長發(fā)育、光合作用等）較少，理論貯備或積淀不足，使得山西作物栽培生理研究沒有后勁，創(chuàng)新乏力，前景堪憂。

4 山西作物栽培生理研究發(fā)展建議

隨著山西省農(nóng)業(yè)科研實力的不斷增強，作物栽培生理研究不但要與科技生產(chǎn)發(fā)展的水平相適應(yīng)，更需要適度超前，使其重要學(xué)科的地位得以充分體現(xiàn)。我們應(yīng)該進一步明確栽培生理學(xué)的涵義，從栽培生理效用著手，發(fā)揮其潛在力量，明確栽培生理研究目的，確立研究體系，培養(yǎng)栽培生理人才，爭取栽培生理課題，開設(shè)栽培生理課程，出版栽培生理專著，建立栽培生理研究組織，使栽培生理學(xué)科更加富有生命力[7]。在研究中應(yīng)密切注意基礎(chǔ)自然學(xué)科研究進展，采用新的研究方法，引進新理論、新思維，同時特別是要適應(yīng)山西省商品農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，以市場需求為導(dǎo)向，不斷拓展視野，延伸研究領(lǐng)域，實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展目標[8]。要根據(jù)現(xiàn)實情況制定作物栽培生理研究的發(fā)展對策。

4.1 突出區(qū)域優(yōu)勢，進行針對性、實用性、高效性的作物栽培生理研究

根據(jù)山西省不同地區(qū)的作物種類、品種特性、氣候、土壤條件和社會需求，進行有針對性的栽培技術(shù)和基礎(chǔ)生理研究。晉南地區(qū)以種植谷子、冬小麥復(fù)播短生育期雜糧作物或早熟玉米為主；晉中地區(qū)以種植玉米、大豆、高粱為主，晉北地區(qū)主要種植冷涼作物，如中晚熟玉米、燕麥、蕎麥等。由于不同地區(qū)之間自然氣候資源存在差異，因此，作物栽培生理研究要立足各地資源分布情況，突出區(qū)域優(yōu)勢，把區(qū)域優(yōu)勢做優(yōu)、做大、做強。要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上逐步建立全省作物栽培生理研究中心（或協(xié)調(diào)機構(gòu)），按不同自然生態(tài)類型區(qū)建立地區(qū)中心或?qū)ｎ}研究中心，特別強調(diào)要加強不同類型地區(qū)的專題研究。從研究計劃、成果管理、學(xué)術(shù)活動等方面自成體系。根據(jù)不同類型地區(qū)的資源利用與產(chǎn)量潛力，探索適宜的高效農(nóng)作體系，包括農(nóng)作集約度、種植業(yè)發(fā)展方向和種植方式等。根據(jù)作物的適應(yīng)性與社會經(jīng)濟適應(yīng)度，以及種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)全面發(fā)展的要求，調(diào)整作物布局和結(jié)構(gòu)。同時，研究工作不但要發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢，更要貼近生產(chǎn)實際和市場需要。

4.2 培養(yǎng)栽培生理研究后備軍，加強人才隊伍建設(shè)

在科研機構(gòu)設(shè)立獨立的栽培生理研究科室，培養(yǎng)一批具有開闊視野，能抓住前沿又能進行創(chuàng)新的全方面人才隊伍。從寬度和深度上進行人才隊伍建設(shè)，建立作物栽培生理研究體系，堅持“以人為本”的基本原則，針對研究的性質(zhì)和方向創(chuàng)建靈活的獎勵機制，充分調(diào)動年輕工作者的探索和創(chuàng)新精神。要研究人員從思想上充分認識到本學(xué)科在農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展中所處的重要地位，對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展所作出的巨大貢獻，樹立起對本學(xué)科未來發(fā)展的信心，增強為本學(xué)科繁榮與進步作貢獻的信念。具體起來就是要切實提高研究人員學(xué)識水平和實踐能力。作物栽培學(xué)涉及的知識面很廣，因此，研究人員既要有較高的科研素質(zhì)，又必須具備較高的社會科學(xué)素質(zhì)。目前栽培研究隊伍青黃不接、素質(zhì)不高的問題十分突出。不少科研單位取消了栽培研究機構(gòu)，或不補充研究人員，致使少數(shù)在栽培研究崗位上的中、青年科研骨干人員人心不穩(wěn)、鉆勁不足。這種令人擔(dān)憂的狀況，必須采取切實措施加以改善。在新老交替的關(guān)鍵階段，研究機構(gòu)更應(yīng)該高度重視營造良好學(xué)術(shù)環(huán)境的重要性，為培養(yǎng)新一代高素質(zhì)的年輕科研人才提供良好的平臺。

4.3 以實現(xiàn)高效化生產(chǎn)目標為導(dǎo)向，積極爭取栽培生理研究課題

作物栽培生理研究應(yīng)該始終堅持“從生產(chǎn)中來，到生產(chǎn)中去”的方針，積極發(fā)現(xiàn)影響高效化生產(chǎn)的制約因素，并圍繞難點進行有針對性的基礎(chǔ)研究和技術(shù)攻關(guān)，研究形成的理論體系和技術(shù)成果必須能夠結(jié)合起來應(yīng)用于生產(chǎn)，研究成果要同時兼具可物化性和市場性。這是解決學(xué)科危機的核心思想。

在科技政策扶持上，應(yīng)加強對作物栽培生理研究的投入?？傮w而言，栽培生理研究的經(jīng)費投入普遍不足，與新世紀加快學(xué)科發(fā)展的要求不協(xié)調(diào)。在宣傳導(dǎo)向方面，應(yīng)全面認識栽培生理研究的作用，將其擺在恰當(dāng)?shù)奈恢茫荒軐⑵涞韧诩夹g(shù)推廣，所有課題的設(shè)立應(yīng)以高效化生產(chǎn)為導(dǎo)向、以服務(wù)于生產(chǎn)實際為宗旨。在課題設(shè)置方面，要加強政策扶持、增加投入，使栽培研究發(fā)揮其應(yīng)有的作用?！笆濉逼陂g，建議選擇一批重大栽培生理（包括基礎(chǔ)生理）研究課題，列入山西省科技攻關(guān)計劃，加強對作物栽培學(xué)科的長遠資助，這也符合山西省轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展的基本方針。

4.4 明確作物栽培生理研究方向，不斷創(chuàng)新改進研究方法

栽培生理研究工作應(yīng)采用整體、系統(tǒng)、宏觀、多維的思路，密切追蹤基礎(chǔ)自然學(xué)科研究進展，采用新的研究方法，引進新理論、新思維。主要研究內(nèi)容要適應(yīng)山西省商品農(nóng)業(yè)發(fā)展形勢，以市場需求為導(dǎo)向，不斷拓展視野，延伸研究領(lǐng)域，實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展目標。從研究性質(zhì)、內(nèi)容、流程上可將作物栽培生理研究工作劃分為三大方面：（1）作物生理基礎(chǔ)研究。生理基礎(chǔ)研究工作是本學(xué)科生存發(fā)展的基礎(chǔ)和源泉，是產(chǎn)生新技術(shù)和新成果的前提和保障。作物栽培生理基礎(chǔ)研究包括光合性能、作物營養(yǎng)生理研究、作物生長發(fā)育的調(diào)控機理、品質(zhì)形成規(guī)律、水分生理等諸多方面的課題。（2）物化發(fā)明與應(yīng)用技術(shù)研究。以作物生理基礎(chǔ)研究結(jié)果為基點，同時圍繞高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高效、無公害等作物生產(chǎn)的中心任務(wù)，將新發(fā)現(xiàn)的作物生理特性、機理、規(guī)律進行外延，創(chuàng)造出具有節(jié)約成本、省時省工、高效簡便等多重特性的栽培技術(shù)措施和物化成果。這個工作環(huán)節(jié)要求研究人員必須具備很強的創(chuàng)新意識，兼具發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。（3）商品開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化研究。作物栽培生理研究工作要實現(xiàn)良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展，必須將研究成果推向市場，同時將應(yīng)用技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)化推廣，這樣才能將本學(xué)科與實際生產(chǎn)結(jié)合起來，真正起到促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的作用。一方面，通過在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠發(fā)現(xiàn)成果和技術(shù)的不足，為繼續(xù)進行深化研究提供攻關(guān)方向；另一方面，通過物化成果的市場化開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣，可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益，創(chuàng)收的資金可以維系更深層次的研究工作。在進行商品開發(fā)的同時，要進一步提升成果和專利保護意識。

4.5 擴展作物栽培生理學(xué)科的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，多方向發(fā)展作物生產(chǎn)的邊緣學(xué)科

伴隨商品化農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，作物栽培生理學(xué)科研究領(lǐng)域應(yīng)逐步擴展到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后，具有更強的綜合性，必須多學(xué)科廣泛協(xié)作。因此，作物栽培生理研究應(yīng)主動加強與其他學(xué)科的交流滲透，組織多學(xué)科、多部門的跨學(xué)科研究。同時，還應(yīng)該與許多學(xué)科結(jié)合形成多邊緣學(xué)科，擴大作物栽培學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域，豐富作物栽培生理學(xué)科的理論基礎(chǔ)。例如，作物栽培生理學(xué)科與化學(xué)結(jié)合可以產(chǎn)生作物化學(xué)，開發(fā)出新型化肥和除草劑；與數(shù)學(xué)結(jié)合，可以形成作物數(shù)學(xué)，實現(xiàn)精準栽培；與物理學(xué)結(jié)合，可以形成作物物理，可以闡明群體冠層光合效率、群體產(chǎn)量力學(xué)、群體溫光感應(yīng)以及作物多種抗性[9]；與材料學(xué)結(jié)合，可以實現(xiàn)人工環(huán)境控制，實現(xiàn)栽培方式革命；與環(huán)境科學(xué)相結(jié)合，可產(chǎn)生作物農(nóng)田保護學(xué)，實現(xiàn)有機農(nóng)業(yè)、無公害作物栽培、綠色食品栽培等。

4.6 建立作物栽培生理重點實驗室，打開山西省對外農(nóng)業(yè)科技合作窗口

建設(shè)與華北地區(qū)和山西省農(nóng)業(yè)科技發(fā)展密切相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究平臺，解決區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)，解決銜接應(yīng)用基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)，提供理論基礎(chǔ)和有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)儲備；為生理研究和應(yīng)用研究提供理論依據(jù)；使其成為聚集和培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的基地和山西省對外農(nóng)業(yè)科技合作交流的重要窗口。具體來說，要建立起一個具有科研、開發(fā)能力的多功能開放實驗室，使其具備先進的作物、土壤營養(yǎng)成分檢測及作物生長發(fā)育檢測手段；具備完善的環(huán)境生態(tài)因子檢測及調(diào)控設(shè)施；具有先進形態(tài)解剖和生理生化研究條件的實驗室，總體使該實驗室達到“國內(nèi)先進，中部一流”的水平[10]。

［1］余松烈，苗保河.新時期作物栽培科學(xué)的任務(wù)與發(fā)展方向[J].作物雜志，2006（3）：1-4.

［2］余遙.對發(fā)展作物栽培學(xué)科的思考 [J].西昌學(xué)院學(xué)報，2005，19（5）：18-19.

［3］凌啟鴻，張洪程.作物栽培學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)展[J].揚州大學(xué)學(xué)報，2002，23（4）：66-69.

［4］劉建寧，趙美清，李雁鳴，等.水分脅迫對2種牧草幼苗脯氨酸及過氧化氫酶活性的影響 [J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（6）：27-29．

［5］呂麗華，胡玉坤，王運琦，等.水分脅迫下不同抗旱性冬小麥脯氨酸積累動態(tài)[J].華北農(nóng)學(xué)報，2006，21（2）：75-78．

［6］楊建昌.對作物栽培學(xué)發(fā)展的幾點思考 [J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008（1）：154-155.

［7］于振文.新世紀作物栽培學(xué)與作物生產(chǎn)的關(guān)系 [J].作物雜志，2003（1）：11-12.

［8］張俊平，賈利英.我國栽培生理學(xué)研究的發(fā)展趨勢與前景[J].河北北方學(xué)院學(xué)報，2001，1（1）：38-40.

［9］王連敏.關(guān)于作物栽培學(xué)科面臨的危機與發(fā)展的思考[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（5）：23-24.

［10］郭志利，盧成達.山西省作物栽培生理研究的重要性及發(fā)展對策[J].山西科技，2010，25（2）：14-15，22.