关于加强山西省作物栽培生理研究的思考

卢成达，郭志利

（山西省农业科学院作物科学研究所，山西太原 030032）

作物栽培生理学是作物基础研究与应用研究的交叉学科，其最大特点是理论与实践的有机结合，为农业生产提供理论依据和技术支撑。其发展趋势是宏观再拓宽更综合，微观再分解更深化。宏观研究能为发展农业生产和农业科研提供战略决策，微观研究可以为生产提供科学的技术措施，为发展农业生产奠定理论基础，提供技术储备和实用配套技术，解决作物生产中出现的突发性问题。进行作物栽培生理研究是实现农作物持续增产增收的保障[1]。但是，目前山西省在农业科学研究方面存在着只重视遗传育种研究，忽视栽培生理研究的不平衡现象[2]，学科间的交叉力度也不够，不能产生具有突破性的科研理论和成果，严重地制约了农业科技生产力的转化效果。因此，应该从深度、广度、力度三方面同时加强山西省作物栽培生理学的研究。

1 山西省作物科学研究现状

最近5 a，山西省作物育种工作发展迅速，选育出了一批具有自主知识产权的农作物新品种，由品种审定委员会审定认定的新品种有340个之多，居全国前列。但是，大部分农作物品种是山西省作物品种审定委员会审定品种，品种的适应范围不广，而且缺少对新品种的栽培生理特性研究，没有形成具有针对性的配套栽培技术体系，因此，品种推广规模较小，没有将科研成果转化为实际生产力。尽管新品种不断涌现，但粮食单产和总产量却没有实质性突破。因此，山西省现阶段虽是作物育种大省，却不是产粮大省。

2 作物栽培生理研究在山西省作物研究领域的重要性

具有很强可行性的科学研究能够发现生产中存在的问题，同时形成解决实际问题的有效方法和技术[2]。作物栽培生理研究学科不但具有上述属性，而且可以作为成果转化的技术保障。

在山西省作物育种研究的大潮流下，栽培生理研究对育种研究具有促进和服务作用。一方面，由于栽培生理研究更接近于作物生产，同时也可以基于生产进行研究，能够及时发现生产中出现的实际问题，为育种工作提供研究方向，确保作物育种研究思路来源于生产且研究成果服务于生产。在提供研究方向的同时，栽培生理研究也可为成果转化提供技术指导和理论依据。另一方面，栽培生理研究也可成为直接的育种手段，为育种研究提供新的性状筛选指标和衡量标准[3]。以作物抗旱性生理研究为例，由于发现了脯氨酸的积累对提高植物耐旱性具有一定作用[4]，因此，研究人员进行了作物抗逆性生理研究，并以此作为作物抗旱性育种的一个种质资源生理筛选指标。同时，在作物耐肥性研究领域发现了许多作物硝酸还原酶活力与耐肥性具有负相关关系，甚至可用硝酸还原酶作为筛选耐肥品种的指标[5]。这些生理现象的发现，引起了作物栽培生理和育种工作者的共同关注，为选育高产、高抗、高效的作物新品种提供了理论依据和衡量指标。

因此，在现阶段，加大作物栽培生理研究力度，对于促进山西省育种事业更好更快发展，提升山西省农业生产水平具有重要的现实意义。

3 山西省作物栽培生理研究存在的问题

3.1 作物栽培生理研究公益性强，成果难以直接商业化开发

除化肥、农药、化控产品外，其他技术很难物化，效益不能直接体现出来，这是学科的属性，难以改变。

3.2 研究课题少，资助力度小

作物栽培生理研究课题与作物育种学科，尤其是生物技术相关课题相比，资助经费差异悬殊。造成作物栽培生理学科地位逐年降低，研究任务不足，研究人员流失，技术储备匮乏，使学科面临着严重的生存危机[2]。

3.3 研究力量不足，人员流失严重

由于其研究难度大，难出大成果，难发表影响因子较高的文章[6]，许多研究人员都被建议搞育种工作，或干脆转行进行育种；省、市级农科院所几乎没有人在搞作物栽培研究和生理基础研究，与农业科研大省的地位不相适应。

3.4 基础研究薄弱，前沿性不够

在有限的研究中，应用性研究偏多，而基础研究（例如生理生化、生长发育、光合作用等）较少，理论贮备或积淀不足，使得山西作物栽培生理研究没有后劲，创新乏力，前景堪忧。

4 山西作物栽培生理研究发展建议

随着山西省农业科研实力的不断增强，作物栽培生理研究不但要与科技生产发展的水平相适应，更需要适度超前，使其重要学科的地位得以充分体现。我们应该进一步明确栽培生理学的涵义，从栽培生理效用着手，发挥其潜在力量，明确栽培生理研究目的，确立研究体系，培养栽培生理人才，争取栽培生理课题，开设栽培生理课程，出版栽培生理专著，建立栽培生理研究组织，使栽培生理学科更加富有生命力[7]。在研究中应密切注意基础自然学科研究进展，采用新的研究方法，引进新理论、新思维，同时特别是要适应山西省商品农业发展趋势，以市场需求为导向，不断拓展视野，延伸研究领域，实现高产、优质、高效农业的发展目标[8]。要根据现实情况制定作物栽培生理研究的发展对策。

4.1 突出区域优势，进行针对性、实用性、高效性的作物栽培生理研究

根据山西省不同地区的作物种类、品种特性、气候、土壤条件和社会需求，进行有针对性的栽培技术和基础生理研究。晋南地区以种植谷子、冬小麦复播短生育期杂粮作物或早熟玉米为主；晋中地区以种植玉米、大豆、高粱为主，晋北地区主要种植冷凉作物，如中晚熟玉米、燕麦、荞麦等。由于不同地区之间自然气候资源存在差异，因此，作物栽培生理研究要立足各地资源分布情况，突出区域优势，把区域优势做优、做大、做强。要在现有基础上逐步建立全省作物栽培生理研究中心（或协调机构），按不同自然生态类型区建立地区中心或专题研究中心，特别强调要加强不同类型地区的专题研究。从研究计划、成果管理、学术活动等方面自成体系。根据不同类型地区的资源利用与产量潜力，探索适宜的高效农作体系，包括农作集约度、种植业发展方向和种植方式等。根据作物的适应性与社会经济适应度，以及种植业、养殖业、加工业全面发展的要求，调整作物布局和结构。同时，研究工作不但要发挥区域优势，更要贴近生产实际和市场需要。

4.2 培养栽培生理研究后备军，加强人才队伍建设

在科研机构设立独立的栽培生理研究科室，培养一批具有开阔视野，能抓住前沿又能进行创新的全方面人才队伍。从宽度和深度上进行人才队伍建设，建立作物栽培生理研究体系，坚持“以人为本”的基本原则，针对研究的性质和方向创建灵活的奖励机制，充分调动年轻工作者的探索和创新精神。要研究人员从思想上充分认识到本学科在农业科学技术发展中所处的重要地位，对农业经济发展所作出的巨大贡献，树立起对本学科未来发展的信心，增强为本学科繁荣与进步作贡献的信念。具体起来就是要切实提高研究人员学识水平和实践能力。作物栽培学涉及的知识面很广，因此，研究人员既要有较高的科研素质，又必须具备较高的社会科学素质。目前栽培研究队伍青黄不接、素质不高的问题十分突出。不少科研单位取消了栽培研究机构，或不补充研究人员，致使少数在栽培研究岗位上的中、青年科研骨干人员人心不稳、钻劲不足。这种令人担忧的状况，必须采取切实措施加以改善。在新老交替的关键阶段，研究机构更应该高度重视营造良好学术环境的重要性，为培养新一代高素质的年轻科研人才提供良好的平台。

4.3 以实现高效化生产目标为导向，积极争取栽培生理研究课题

作物栽培生理研究应该始终坚持“从生产中来，到生产中去”的方针，积极发现影响高效化生产的制约因素，并围绕难点进行有针对性的基础研究和技术攻关，研究形成的理论体系和技术成果必须能够结合起来应用于生产，研究成果要同时兼具可物化性和市场性。这是解决学科危机的核心思想。

在科技政策扶持上，应加强对作物栽培生理研究的投入。总体而言，栽培生理研究的经费投入普遍不足，与新世纪加快学科发展的要求不协调。在宣传导向方面，应全面认识栽培生理研究的作用，将其摆在恰当的位置，不能将其等同于技术推广，所有课题的设立应以高效化生产为导向、以服务于生产实际为宗旨。在课题设置方面，要加强政策扶持、增加投入，使栽培研究发挥其应有的作用。“十二五”期间，建议选择一批重大栽培生理（包括基础生理）研究课题，列入山西省科技攻关计划，加强对作物栽培学科的长远资助，这也符合山西省转型跨越发展的基本方针。

4.4 明确作物栽培生理研究方向，不断创新改进研究方法

栽培生理研究工作应采用整体、系统、宏观、多维的思路，密切追踪基础自然学科研究进展，采用新的研究方法，引进新理论、新思维。主要研究内容要适应山西省商品农业发展形势，以市场需求为导向，不断拓展视野，延伸研究领域，实现高产、优质、高效农业的发展目标。从研究性质、内容、流程上可将作物栽培生理研究工作划分为三大方面：（1）作物生理基础研究。生理基础研究工作是本学科生存发展的基础和源泉，是产生新技术和新成果的前提和保障。作物栽培生理基础研究包括光合性能、作物营养生理研究、作物生长发育的调控机理、品质形成规律、水分生理等诸多方面的课题。（2）物化发明与应用技术研究。以作物生理基础研究结果为基点，同时围绕高产、稳产、高效、无公害等作物生产的中心任务，将新发现的作物生理特性、机理、规律进行外延，创造出具有节约成本、省时省工、高效简便等多重特性的栽培技术措施和物化成果。这个工作环节要求研究人员必须具备很强的创新意识，兼具发现问题和解决问题的能力。（3）商品开发与产业化研究。作物栽培生理研究工作要实现良性循环和可持续发展，必须将研究成果推向市场，同时将应用技术进行产业化推广，这样才能将本学科与实际生产结合起来，真正起到促进农业生产力发展的作用。一方面，通过在实际生产中的应用，能够发现成果和技术的不足，为继续进行深化研究提供攻关方向；另一方面，通过物化成果的市场化开发和应用技术的产业化推广，可以创造一定的经济效益，创收的资金可以维系更深层次的研究工作。在进行商品开发的同时，要进一步提升成果和专利保护意识。

4.5 扩展作物栽培生理学科的研究和应用领域，多方向发展作物生产的边缘学科

伴随商品化农业的发展趋势，作物栽培生理学科研究领域应逐步扩展到农业生产的产前、产中、产后，具有更强的综合性，必须多学科广泛协作。因此，作物栽培生理研究应主动加强与其他学科的交流渗透，组织多学科、多部门的跨学科研究。同时，还应该与许多学科结合形成多边缘学科，扩大作物栽培学的应用领域，丰富作物栽培生理学科的理论基础。例如，作物栽培生理学科与化学结合可以产生作物化学，开发出新型化肥和除草剂；与数学结合，可以形成作物数学，实现精准栽培；与物理学结合，可以形成作物物理，可以阐明群体冠层光合效率、群体产量力学、群体温光感应以及作物多种抗性[9]；与材料学结合，可以实现人工环境控制，实现栽培方式革命；与环境科学相结合，可产生作物农田保护学，实现有机农业、无公害作物栽培、绿色食品栽培等。

4.6 建立作物栽培生理重点实验室，打开山西省对外农业科技合作窗口

建设与华北地区和山西省农业科技发展密切相关的应用基础研究平台，解决区域农业生产发展中的关键技术，解决衔接应用基础研究和产业发展中的关键技术，提供理论基础和有自主知识产权的技术储备；为生理研究和应用研究提供理论依据；使其成为聚集和培养高素质创新人才的基地和山西省对外农业科技合作交流的重要窗口。具体来说，要建立起一个具有科研、开发能力的多功能开放实验室，使其具备先进的作物、土壤营养成分检测及作物生长发育检测手段；具备完善的环境生态因子检测及调控设施；具有先进形态解剖和生理生化研究条件的实验室，总体使该实验室达到“国内先进，中部一流”的水平[10]。

［1］余松烈，苗保河.新时期作物栽培科学的任务与发展方向[J].作物杂志，2006（3）：1-4.

［2］余遥.对发展作物栽培学科的思考 [J].西昌学院学报，2005，19（5）：18-19.

［3］凌启鸿，张洪程.作物栽培学的创新与发展[J].扬州大学学报，2002，23（4）：66-69.

［4］刘建宁，赵美清，李雁鸣，等.水分胁迫对2种牧草幼苗脯氨酸及过氧化氢酶活性的影响 [J].山西农业科学，2009，37（6）：27-29．

［5］吕丽华，胡玉坤，王运琦，等.水分胁迫下不同抗旱性冬小麦脯氨酸积累动态[J].华北农学报，2006，21（2）：75-78．

［6］杨建昌.对作物栽培学发展的几点思考 [J].科技创新导报，2008（1）：154-155.

［7］于振文.新世纪作物栽培学与作物生产的关系 [J].作物杂志，2003（1）：11-12.

［8］张俊平，贾利英.我国栽培生理学研究的发展趋势与前景[J].河北北方学院学报，2001，1（1）：38-40.

［9］王连敏.关于作物栽培学科面临的危机与发展的思考[J].黑龙江农业科学，2004（5）：23-24.

［10］郭志利，卢成达.山西省作物栽培生理研究的重要性及发展对策[J].山西科技，2010，25（2）：14-15，22.