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10年9试验，追问棉花“红与枯”

2016年07月07日01:30 科技日报

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　　□ 本报记者王海滨

　　“叶子发红、整株枯死，这些年这个病在棉花地里多了起来，”山西省农科院棉花研究所研究员张慧杰说起自己关注了十年的病症，“可棉花为什么生这个红叶茎枯病，之前一直没个说法。”

　　4月出版的《植物病理学报》以封面文章的形式刊载了张慧杰团队的研究结论，认为“铃叶比失调是红叶茎枯病主要病因，”也就是说，长叶子还是长棉铃，决定了红叶茎枯病的发病率。

　　为了解科研追本溯源的过程，科技日报记者日前采访了张慧杰，讲述其团队摆脱“迷雾”，探得正路的历程。

　　经年试验，拨开假说重重“迷雾”

　　说它是百年科学谜题，一点也不夸张。张慧杰说，1908年国外首次报道以来，国内外围绕其发病原因、病株的化学成分、解剖与色素分析，一些棉花品种对病害的不同表现，棉田耕翻深度、播期、灌溉次数及氮肥用量对病害的影响等展开了大量研究，但科学界始终没有达成共识。

　　实际上，红叶茎枯病的病因曾存在4种假说：昆虫为害；侵染性病害；土壤、气候与耕作条件不适；和矿物质失调（土壤缺镁或缺钾）。其中，第1种和第2种假说早被否定，第3种内容宽泛，对病害的起因不能给予圆满解释，第4种长期占据统治地位，主导人们对病因的认识。

　　张慧杰对红叶茎枯病的前世今生了如指掌。1979年，红叶茎枯病“缺镁假说”被试验正式否定。1988年，又有人对缺钾提出异议，但没定论。“2004年，我们所开始针对缺钾假说进行3年试验。在富钾棉田，播种前增施大量钾肥，生长期间又叶面喷施钾，结果表明：播前棉田大量施钾和生长期叶面喷钾均未减轻红叶茎枯病。”2007年，相关论文在《中国生态农业学报》发表，推翻了统治半个多世纪的缺钾假说。

　　偶然发现，灵感“涌泉”挡不住

　　假说均不成立，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标、没有思路之时。”张慧杰说，然而灵感来时，挡都挡不住。2005年他们路过夏县时，发现大片棉花的叶片都是红色，唯有少数几块棉田的叶子是喜人的绿色，走到盐湖区时又发现同样现象。

　　“万红丛中一点绿”引起了张慧杰的极大兴趣和探究之心。第二天，相关研究人员专程到棉田寻问，人家回答他们唯一的区别是6月份棉花蕾期，该浇水时误了浇水，造成大量蕾铃脱落。

　　20多天后，张慧杰又到全国棉花品种区域试验基地参观，发现这里红叶茎枯病害也很轻，询问原因，得知棉花未喷过延缓生长的缩节胺。

　　“巧了，这两个操作都是促进了棉花的营养生长，”张慧杰说，“我们就想到了病害发生与棉花库源的关系。”

　　张慧杰解释，作物的源是供能部位，如进行光合作用的叶子、吸收转化无机盐的根；库是指储能部位，如果实、种子、块根和块茎等。在现代作物栽培生理研究中，库源理论多用来研究作物产量。

　　“2008年，转基因抗虫棉占全国棉花面积的70%，红叶茎枯病发病更加频繁，在山西，发病面积占棉花总种植面积的90%，严重田块发病率逾95%。”张慧杰说，“这从一定程度上支持了我们的猜想。”

　　持续探索，十年解答百年疑题

　　有了思路就有了研究方向。

　　就棉花而言，可以简单地认为库是聚集大量营养物质的棉铃，而源主要是叶子。张慧杰认为，一百多年之所以没查到红叶茎枯病的病因，是由于学科不交融，“搞栽培学研究的人不涉及植物病理，病理学研究者只从传统的病害研究方法着手。”

　　“我们把作物栽培学和库源理论进行融合，在学科之间的边缘地带试探，坚持了10年，做了9项试验。”研究团队成员张战备说，最大的收获是在工作中敢于打破藩篱，站在全新角度思考问题。