“新疆棉花可持续优质高产综合技术集成示范工程”项目由中国科学院新疆生态与地理研究所主持，遗传所、动物所、沈阳应用生态所、武汉病毒所、成都生物所、地理科学与资源所、新疆化学所以及农科院植保所和富力特公司等单位参加，以种、肥、水、病虫害防治、管理等关键技术集成为突破，将现行的以增铃增产为主的技术路线改为以增株增铃增产的技术路线，创造了棉花高密度种植模式，建立以生物多样性(种植苜蓿带)控制棉花害虫，实现了棉花种植技术的重大突破。在1998年至2000年连续三年创立了皮棉亩产世界纪录.该项目被两院院士评选为“2001年中国十大科技进展”。棉花高密度栽培模式正式列入新疆“十五”规划纲要，在全疆推广，为新疆国家级商品棉基地建设作出了重要贡献。

从20世纪90年代的46.88万吨提高到150万吨，增长220%；单产由69.2公斤提高到100公斤，增长44.5%。新疆棉花在全国棉花生产领域上升到举足轻重的地位，种植面积从占9.4%跃升至26.7%，总产从占14.88%跃升至36%，单产则比全国平均单产(67公斤/亩)高出50%，并且在全国所产的高等级棉花中，新疆就占了86.6%。

新疆棉花的高速发展，一是靠政策，二是靠创新。新疆制定的“一黑一白”重点战略，其中的“白”就是指棉花。而棉花单产的攀升，得益于两次技术的重大创新：一次是创造和推广“矮、密、早”栽培技术；一次是宽膜植棉技术。两项创新，使棉花生长发育恰到好处地利用了新疆特殊的生态条件，使棉花产量形成的关键时期与新疆光、热最充沛的时期相吻合，促成了单产的迅速提高。

至90年代后期，新疆棉花生产又面临了一连串新问题。一是棉花种植面积比例过大，宜棉区已占到耕地的60%左右，为棉田轮作倒茬带来巨大困难，既潜伏了病虫害剧烈爆发的风险，又为农业结构调整带来相当难度。二是棉花种植成本快速上升，经济效益大幅下滑。据测算，植棉投入产出比，1990年为1∶3.7，1995年下降到1∶2.8。而1999年则接近1∶1，国际市场棉价的剧烈震荡，给棉花生产也带来高风险。而与此同时，由于其他棉区种植面积和总产的下降，使国家对新疆棉花的依赖性很强，要求保持相当数量的棉花产量。

为此，新疆棉花生产的出路只能是：提单产、减面积、保总产、降成本。而后三者的关键集中在提高单产上。然而，按大面积论，新疆棉花单产在世界已处于领先位置。在新疆，提高棉花单产还有多大潜力？提高单产应采取什么技术路线？成为植棉界关注的焦点。

新疆现行的“矮、密、早、膜”棉花栽培技术，即理论株数1.1-1.3万株/亩，收获株数0.9-1.0万株/亩，株高控制在75cm左右。普遍认为，密度已趋于饱和，不可能再增加。提高棉花单产的途径只能是增加单株的棉铃数和棉铃重上，奉行以“增铃增产为主”的技术路线，但在现有条件下，大幅度提高单产难度很大。

项目组不为已有结论所限，根据棉花无限生长性、蕾铃脱落性、可塑性、喜光喜温性、适应多种土壤性的特点，结合新疆降雨量少，无霜期较短，秋季降温快的气候现状。依据“密、矮、早、膜”的栽培模式下棉花的生育规律，大胆提出以增株增铃来实现新疆棉花大幅增产的技术设想。要实现此技术需解决大量增加密度的同时，单株成铃不能明显的下降，单位面积的总铃数要显著增加。

1998年课题组在中国科学院新疆生态与地理研究所策勒治沙站的12亩棉田进行单株和双株试验。留双株高密度栽培，单产皮棉达到236.25公斤/亩，取得了高产，创了世界纪录。大家并不满足，认真分析试验观测结果发现，单株田和双株田，在4-5果枝以下单株铃数基本相等，而中上部铃数相差较大，单株铃多，而双株铃少。因为在结铃前期(特别是伏前桃)，株型小，无论是单株还是双株都有较大的空间，相互干扰小，基本不影响结铃。棉花生长的中后期，植株迅速增大，棉田郁蔽程度大，特别是双株棉田，密度高通透性差，蕾铃脱落严重，成铃少。同时也发现，使用的军棉1号棉花品种叶子大、茎杆软，遮阴，易倒伏，影响获得更高的产量。

在认真总结和分析1998年试验的基础上，科研人员对实现单产皮棉250公斤/亩有了信心和把握。首先，由遗传所育种人员及时把结铃性强，叶片小而上举、杆硬抗倒伏的远缘杂交棉花品种秦远4号和晋远820优良品种引入。其次，在双株的基础上为达到通风、透光，减少落铃，增加中上部铃量，达到单株均衡结铃，采取人工措施控制棉株高度，把打顶分两次，6月19日前后，棉株平均高度达50cm左右，单株5-6台果枝进行第一次打顶，每穴打一株形成下层株。7月15日前后，平均株高70cm左右，单株有果枝10-11台，第二次打顶形成上层株，塑造成“双层”结构。同时把施肥、灌溉、化学调控、病虫害生物防治等新技术进行科学的集成，通过合理的水肥调控、塑型，把气候、土壤和棉花生态有机组合。1999年在策勒站原11亩棉田上获得皮棉257.8公斤/亩的世界棉花单产新纪录。创造出了新疆棉花“双株双层”高密度栽培技术。

“双株双层”高密度栽培技术必须经受重现性的考验。2000年项目组从两方面进行验证，一是在原棉田重现，二是扩大面积示范。在策勒站、策勒乡7、8、9村的124亩棉田再次进行扩大示范。2000年9月，自治区棉花专家组组织了验收，测产结果皮棉单产均获得200多公斤/亩以上，其中策勒站的11亩棉田再次获得255.91公斤/亩。实现同一块地、高密度栽培模式，连续3年获得皮棉单产世界纪录。标志着新疆棉花栽培技术的新突破，新疆棉花高产三连冠，依靠的是技术路线的大胆突破和关键技术的集成创新。技术路线的突破和创新，需要有胆识、有魄力，更需要科学的头脑，特别是在新疆植棉技术已在国内领先的条件下，创造新的技术路线，其困难和压力是可想而知的。而项目组组织种、肥、水、病虫害防治、管理等专业，突破技术路线，集成关键技术，终于实现皮棉亩产世界纪录三连冠。总结我们的经验，可概括为：“一条技术路线；三种栽培模式；十项配套技术。”一条技术路线即以增株增铃为主的技术路线；三种栽培模式，是根据土壤、光热条件分别采用双株双层、双株单层、单双株相间的栽培模式，核心仍然是增株，增株数达50%至100%；十项关键技术包括：选种、密植、蹲苗、控高、塑型、施肥、灌溉、摘心和整枝、病虫害防治、中耕除草。既是传统技术，又根据高产需要进行改造、综合、有机集成，形成配套的高产技术。没有这种改造、综合和集成，增株增铃高产是不可能实现的。而且，这些技术的基础是现行的传统技术，农民易学好懂，为大面积推广提供了良好的条件。经测定，亩产皮棉250公斤的高产棉田，投入产出比达1∶3.8，亩纯收入超过1600元，优质花占87%以上，每公斤棉花生产成本只有1.95元，比对照下降64%，水的产出率提高了两倍，同时实现了高产、高效、节水、低成本。

目前，以增株为主的棉花栽培的新技术路线，已获得新疆植棉界的公认和接受，并且又有许多新的创造。这一技术路线被定名为“高密度种植”列入新疆“十五”计划，并确定了在全区攻克棉花亩产150公斤的新目标，比现有单产提高50%以上，为实现减地保产，促进产业结构调整，实现棉产业可持续发展创造了良好前景。经2001年在全区上百万亩棉田推广株数16000株以上的高密度，获得巨大成功，亩产皮棉超过200公斤的棉田大面积出现，最高测产纪录达到270公斤/亩(轮台县)。

撰稿人：田长彦 胡文康

点评：

新疆棉花生产出现飞跃，单产比全国平均数高出50%，创造了世界记录，靠的是科技。这个案例说明：技术路线的大胆突破和关键技术的集成创新，对实现创新目标的重要作用，它为我们获取创新成果提供了一条好的思路；文中介绍的由多地区、多单位、多学科强强组合的科研团队在实施技术集成、创造“双株双层高密度栽培技术”中的成功运作，又在科研组织方面为我们提供了一个很好的范例。