土壤–植物營養(yǎng)學家朱兆良先生的科學研究與貢獻①

慕亞芹，李 群，崔江浩

(南京農(nóng)業(yè)大學中華農(nóng)業(yè)文明研究院，南京 210095)

土壤–植物營養(yǎng)學家朱兆良先生的科學研究與貢獻①

慕亞芹，李 群*，崔江浩

(南京農(nóng)業(yè)大學中華農(nóng)業(yè)文明研究院，南京 210095)

朱兆良先生是我國著名的土壤–植物營養(yǎng)學家，土壤氮素轉(zhuǎn)化與農(nóng)田氮素管理研究方面的拓荒者和學術(shù)帶頭人之一。他圍繞太湖地區(qū)熟制改革后出現(xiàn)的稻田“氮肥胃口增大”問題和在爭取作物高產(chǎn)中盲目增加氮肥施用量問題，對稻田土壤供氮能力進行了定量解析和研究，提出了“區(qū)域總量控制與田塊微調(diào)相結(jié)合”的氮肥適宜施用量的推薦方法。他致力于農(nóng)田中氮肥去向的定量研究，首次估算出我國農(nóng)田中氮肥的當季利用率和損失率，以及不同損失途徑的相對比例。他對推動我國土壤氮素研究，發(fā)展符合我國國情、農(nóng)學效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)相協(xié)調(diào)的氮素管理原則和技術(shù)作出了積極貢獻。他還積極推動學科發(fā)展，組織編寫《中國土壤氮素》等專著；在封丘建立肥料長期定位試驗，為相關(guān)學科研究提供研究平臺；積極參與和推動國際學術(shù)交流活動，提高我國土壤氮素研究在國際上的影響力。此外，朱兆良先生還立足專業(yè)針對如何治理我國農(nóng)業(yè)面源污染和保障我國糧食安全問題，提出了對策和建議。

土壤–植物營養(yǎng)；朱兆良；土壤供氮能力；中國土壤氮素；適宜施氮量

朱兆良先生(1932年8月出生)，浙江奉化人，我國著名的土壤–植物營養(yǎng)學家，土壤氮素轉(zhuǎn)化與綜合管理研究方面的拓荒者和學術(shù)帶頭人之一。他主持的“稻田土壤的供氮能力和氮肥施用量的推薦”項目以及參與的“太湖地區(qū)高產(chǎn)土壤的培育和合理施肥的研究”項目均獲國家科技進步獎二等獎。1993年，他榮獲陳嘉庚農(nóng)業(yè)科學獎，并于同年當選為中國科學院院士。朱兆良先生還是一位富有國際學術(shù)地位的科學家，他是國際氮素啟動項(INI)專家組的首位中國學者，他擔任過國際土壤學會水稻土肥力組主席，他還曾是國際科聯(lián)環(huán)境問題科學委員會(SCOPE)“全球氮素循環(huán)和遷移”課題的科學顧問。

本文在整理分析朱兆良先生曾經(jīng)的領(lǐng)導、同事、學生及本人口述資料的基礎(chǔ)上，通過查閱他的手稿、工作筆記、發(fā)表的文章及出版的著作，從土壤供氮能力、氮肥去向、建立肥料長期定位試驗、編寫《中國土壤氮素》等著作、農(nóng)業(yè)面源污染和糧食安全等方面闡述他在土壤氮素研究領(lǐng)域內(nèi)開展的科學研究及作出的杰出貢獻。

1 朱兆良先生對稻田土壤供氮能力的研究

1.1 稻田土壤供氮能力與太湖地區(qū)水稻“熟制”

改革研究

為追求糧食單位面積高額產(chǎn)量，太湖地區(qū)在 20世紀六七十年代曾把“稻–麥”兩熟制改為“稻–稻–麥”三熟制。耕作制改變后，農(nóng)民普遍反映“氮肥胃口變大”，即想要獲得水稻高產(chǎn)，必須施用比改制前更多的氮肥，才能在水稻生長上反映出來。朱兆良先生和同事從1974年至1978年，在當時南京土壤研究所熊毅所長的領(lǐng)導下，利用3年時間進行各種試驗。結(jié)果表明太湖地區(qū)土壤供氮能力的量和質(zhì)與“稻–稻–麥”三熟制中的水稻生長的需氮規(guī)律不協(xié)調(diào)，而且土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，這種不協(xié)調(diào)程度也不同。其原因[1–2]主要是：

單季晚稻改為雙季稻后，由于每季水稻的生長期明顯縮短，有效積溫顯著減少，土壤的供氮量大大降低，因而水稻的高產(chǎn)必然要求增加氮肥的施用量。同時，由于雙季稻各季的生長期較短，而高產(chǎn)時的吸氮量卻并不低，因而水稻的氮素吸收速率顯著增高(特別是生長的早期)，這就要求土壤需要具有較高的氮素礦化速率和較高的銨生物有效性，即要求土壤具有較好的供氮早發(fā)特性。土壤的這一特性主要決定于土壤氮素礦化進程的特點和水稻生長早期的根系伸展速率，二者都受到土壤結(jié)構(gòu)性的影響。結(jié)構(gòu)性好的水稻土，不僅氮素礦化速率高，而且水稻根系的伸展也較快，從而有利于對土壤中銨的吸收和水稻的早期生長。因此，朱兆良先生認為土壤結(jié)構(gòu)性是熟制改革中應(yīng)予以考慮的一個重要因素。

1.2 確定適宜施氮量推薦方法的研究

“莊稼一枝花，全靠肥當家”，肥料的重要性似乎人人皆知。然而，施肥并非“韓信點兵，多多益善”，盲目施肥可能引起農(nóng)作物貪青倒伏、遭遇病蟲害，反而降低水稻產(chǎn)量。只有農(nóng)民施用適宜用量的氮肥，才可以獲得高產(chǎn)。20世紀80年代，在嘗試選擇確定氮肥施用量方法時，朱兆良先生和同事首先提出以土壤供氮量的預(yù)測為基礎(chǔ)的供需平衡法。但隨后他們通過試驗和總結(jié)國內(nèi)外關(guān)于這方面的研究結(jié)果指出，以土壤供氮量的預(yù)測為基礎(chǔ)的供需平衡法確定適宜施氮量的方法準確性不高。其原因[3]是：

1) 朱兆良等[4]研究發(fā)現(xiàn)，太湖地區(qū)不同水稻土，在淹水培養(yǎng)中礦化形成的銨可不同程度地被土壤黏土礦物重新固定，其量占培養(yǎng)后交換性銨增量的比例變幅很大，因而在用淹水培養(yǎng)法進行土壤供氮量的預(yù)測時，礦化形成的銨被土壤黏土礦物的再固定可能會影響到預(yù)測的準確性。此外，耕耙碎土和干燥程度的不同也會對土壤氮素的礦化產(chǎn)生很大的影響。

2) 盆栽試驗中，土壤氮素有效性指標大多與不施氮時水稻的累積氮量呈高度正相關(guān)，但在田間試驗中，這一相關(guān)性卻很低，只能達到半定量的預(yù)測水平。朱兆良和陳德立[5]研究太湖地區(qū)稻田土壤的供氮能力后發(fā)現(xiàn)，耕層以下土層的供氮量占土壤供氮總量的比例，不同土壤類型之間、甚至同一類型土壤的不同田塊之間的變幅都較大；而現(xiàn)行的土壤測試法只采取耕層土樣，這就忽略了犁底層土壤在供氮方面的貢獻，這可能是影響預(yù)測準確性的一個重要原因。同時，他們認為如果通過加測犁底層的土壤氮素有效性指標，有可能提高稻田土壤供氮量的預(yù)測準確性。

3) 朱兆良等[6]在太湖地區(qū) 3種水稻土上，用自己建立的以15N標記土壤礦化銨的15N豐度作為參比值的方法測定水稻非共生固氮量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無氮區(qū)水稻所吸收的氮量中有19.6% ~ 23.0%(平均21.7%)是來自生長期間進行的非共生固氮作用，因此，用無氮區(qū)水稻地上部分累積氮量作為土壤供氮量的量度是不正確的。他們還發(fā)現(xiàn)，不同土壤和田塊之間，其犁底層的供氮量在稻田供氮量中所占的比例有很大的變幅。因此，采用稻田耕層土壤進行測試的方法不能準確預(yù)測稻田的供氮量，由此計得的適宜施氮量也只能是半定量的。

鑒于已有的確定適宜施氮量方法存在不足，并考慮到我國農(nóng)村缺乏測試條件，難以廣泛采用土壤測試法等情況，1988年朱兆良先生[7]經(jīng)過論證后提出了以“平均適宜施氮量”為基礎(chǔ)的“區(qū)域總量控制與田塊微調(diào)相結(jié)合”的氮肥適宜施用量的推薦方法。

2 朱兆良先生對農(nóng)田中氮肥去向的研究

2.1 農(nóng)田中氮肥去向的定量評估

朱兆良先生與蔡貴信等同事一直致力于氮肥去向的研究。他們以稻田土壤為主，先后在江蘇、浙江、江西、河南等地，用微氣象學方法在田間觀測氮肥的氨揮發(fā)損失，同時利用15N標記氮肥的田間微區(qū)試驗測定氮肥總氣態(tài)損失，然后利用總氣態(tài)損失減去氨揮發(fā)得出硝化–反硝化(表觀)損失量[8–10]。

20世紀90年代末，朱兆良先生利用他和同事通過15N田間微區(qū)試驗和氨揮發(fā)損失田間原位觀測的數(shù)據(jù)，并結(jié)合已發(fā)表的文獻數(shù)據(jù)及國內(nèi)有關(guān)單位田間觀測的數(shù)據(jù)(主要是谷類作物)，對我國農(nóng)田中化肥氮的去向進行了粗略估計[11–12]。他指出我國化肥氮的當季利用率約為35%，損失率高達約52%(其中氨揮發(fā)11%，表觀硝化–反硝化損失34%，淋洗損失2%，徑流損失 5%)，未知部分約為 13%[13]。稻田氮肥當季所有損失途徑中，淋洗損失很低，氨揮發(fā)和硝化–反硝化是主要損失途徑，氮肥施用后氨揮發(fā)損失迅速達到最大值。掌握氮肥損失途徑以及每一種途徑損失的比例后，朱兆良先生得出結(jié)論：我國氮肥利用率總體不高，提高利用率的潛力很大，關(guān)鍵在于減少其損失。結(jié)合自己的試驗并總結(jié)已有研究數(shù)據(jù)后，朱兆良先生[14]提出了提高氮肥利用率的原則和技術(shù)：

1) 盡量避免土壤中礦質(zhì)氮的過量積累和過高的濃度，以減弱各個途徑的氮素損失速率。并據(jù)此提出：控制氮肥的適宜施用量，以及推廣分次施肥、施用緩/控釋肥料等；

2) 利用作物對礦質(zhì)氮的競爭吸收能力：避免在作物生長早期根系吸收能力較弱時過量施用氮肥，把施肥重點放到作物生長旺盛、根系吸收能力強的需肥高峰期(前氮后移)；

3) 針對具體條件下氮肥損失的主要途徑(氨揮發(fā)或硝化–反硝化等)采取相應(yīng)對策和技術(shù)：添加脲酶抑制劑和/或硝化抑制劑、深施以及水稻田中的“無水層混施”和“以水帶氮”的肥水綜合管理等；

4) 消除其他養(yǎng)分缺乏及旱澇等限制因素對作物生長的影響，促進作物的正常生長，以提高根系的競爭性吸收能力：平衡施肥、水肥結(jié)合的綜合管理和合理灌排等。

2.2 降低氮肥損失、提高氮肥利用率的研究

朱兆良先生認為在學術(shù)研究中應(yīng)力求深入，理論研究越深越好，越深就越能更好地解決問題，這也是學科發(fā)展的需要。與此同時，他提出我國科研工作者必須研究出符合我國國情的技術(shù)和方法，以解決我們自己的問題。他認為在農(nóng)業(yè)新技術(shù)研發(fā)中，必須考慮當前我國農(nóng)業(yè)以分散經(jīng)營為主這一實際情況，新技術(shù)必須簡便易行、在生產(chǎn)中易于推廣，且越簡便易行越好。

在明確氮肥損失的主要途徑和影響因素后，朱兆良先生又和同事潛心研究提高氮肥利用率的具體施肥方法，以促進科研成果的轉(zhuǎn)化，為農(nóng)民在實際生產(chǎn)中掌握和利用。除上文的推薦適宜施氮量外，重點強調(diào)以下兩點：

1) 前氮后移。前氮后移是利用氮肥去向3部分(作物吸收、損失和土壤殘留)之間的競爭關(guān)系達到減少損失，提高利用率的目的。當農(nóng)作物吸收能力強了，其他兩個去向(損失和土壤殘留)的量就會減少[11,15]。農(nóng)作物生長早期根系不發(fā)達，對養(yǎng)分需求也不多，此時如果施氮量過多，損失就會比較高。若減少早期的氮肥施用量，避免土壤中礦質(zhì)氮含量過多積累，則有利于減少氮肥損失。農(nóng)作物生長茂盛期，植物根系發(fā)達，吸氮能力強，而且地上部分的莖葉茂盛，可以減緩風速，進而降低氨揮發(fā)，減少氮肥損失，所以這個時期施用氮肥既可減少損失又能保證農(nóng)作物產(chǎn)量不受影響。

2) 深施。深施可以減少氨揮發(fā)損失，但是深施氮肥會與農(nóng)作物生長發(fā)育產(chǎn)生一定矛盾。因為農(nóng)作物生長早期，根系不發(fā)達，對深施氮肥的吸收相對滯后，易出現(xiàn)農(nóng)民說的“晚發(fā)”現(xiàn)象。為解決這種矛盾以及改進農(nóng)民傳統(tǒng)施肥技術(shù)，朱兆良先生和同事通過對稻田中氮肥的氨揮發(fā)原位觀測和影響因素的研究，提出了水稻田氮肥合理施用的原則：力求減少氮肥施用后存留于田面水中的氮量[16]。他在試驗和總結(jié)已有關(guān)于深施氮肥技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出“無水層混施”的施肥方法[10,17]。

朱兆良先生對土壤供氮能力和農(nóng)田中氮肥去向的研究主要著眼于解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題，而他積極推動編寫《中國土壤氮素》等專著以及促進肥料長期定位試驗點的建立則是他對學科發(fā)展的高瞻遠矚。

3 朱兆良先生對學科發(fā)展的貢獻

3.1 《中國土壤氮素》

我國土壤氮素的研究工作起步較晚，20世紀30年代開始才有零星研究，而全面、系統(tǒng)、深入的研究工作始于20世紀60年代?！吨袊寥赖亍烦霭嬷?，直到1986年僅出版過由中國土壤學會兩個專業(yè)委員會資質(zhì)的國內(nèi)第一次氮素大會的論文集和發(fā)表在學術(shù)期刊上的關(guān)于土壤氮素研究成果，當時亟需一本專著系統(tǒng)梳理已有的成果，該書正是在這樣的環(huán)境下編寫出版的。趙其國先生在該書序言中寫到“本書填補了我國缺乏系統(tǒng)而全面的論述有關(guān)我國土壤氮素問題和研究成果的著作的空白。同時，本書是以我國的研究成果為主，借鑒國外的一些研究為輔編寫而成的，這在國際上也是少見的?！盵11]

《中國土壤氮素》出版之前，在國際上曾于1965年和1982年分別出版過兩本內(nèi)容較廣的土壤氮素專著，但都是由美國土壤學會牽頭不同國家的學者分章撰寫的。而《中國土壤氮素》一書瞄準土壤氮素的國際研究前沿和熱點問題，系統(tǒng)總結(jié)我國自 1938—1989年半個世紀以來在土壤氮素研究領(lǐng)域中積累的大量文獻和未刊資料(共引用國內(nèi)作者文獻 504篇次)，結(jié)合國際上的研究結(jié)果，對土壤的氮素研究領(lǐng)域的主要理論和實踐問題進行了深入研討，達到國際先進水平。最難得的是參與編寫的學者都是南京土壤研究所相關(guān)領(lǐng)域的專家，除朱兆良和文啟孝外，還包括邢光熹、陳家坊、李良謨等。《中國土壤氮素》出版后榮獲1991年度華東地區(qū)科技出版社“優(yōu)秀科技圖書二等獎”。

為把國內(nèi)研究成果推上國際社會，《中國土壤氮素》中文版刊出后，朱兆良先生積極組織英文版的翻譯工作，并請澳大利亞氮素專家J.R.Freney幫助潤色和校對英文稿件，最后英文版于 1997年由荷蘭的Kluwer科學出版公司出版。該書出版后在國際土壤氮素研究領(lǐng)域被廣泛引用并獲得很高的評價。國際土壤學會會刊(Bulletin of the International Society of Soil Science )于1997年第2期對該書做了介紹：“中國的土壤氮素研究始于20世紀30年代，但是只在最近30年中才取了迅速的發(fā)展。取得大的進展研究有：不同形態(tài)的緩釋性碳酸氫銨，碳酸氫銨粒肥深施，稻田中氮肥的損失，稻田土壤的供氮能力，適宜施氮量的推薦，硝化作用、反硝化作用和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中氮素的損失，以及生物固氮作用。本書由中國科學院土壤研究所的土壤學家撰寫，對中國以外的土壤學家也會感興趣的?！?/p>

3.2 《主要農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素行為與氮肥高效利

用的基礎(chǔ)研究》

該書是國家重大自然科學基金項目“主要農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素行為與氮肥高效利用的基礎(chǔ)研究”(編號：30390080)的研究成果。

進入21世紀后，我國化肥施用總量約占全球總施用量的1/3，人口已超過13億，對糧食需求量依然很大?？墒堑实倪呺H效益特別是高產(chǎn)地區(qū)邊際效益越來越低，給環(huán)境帶來很大壓力，已有的研究成果又是零散的，不利于全盤把握，因此需要一個系統(tǒng)，針對主要產(chǎn)糧區(qū)農(nóng)田氮循環(huán)進行研究，探討如何實現(xiàn)農(nóng)學效益與環(huán)境效應(yīng)相協(xié)調(diào)這一涉及眾多學科的全球性的重大科學命題。為此，朱兆良先生和中國農(nóng)業(yè)大學張福鎖教授積極應(yīng)戰(zhàn)，聯(lián)合土壤學、植物營養(yǎng)學和遺傳學等多個領(lǐng)域的專家學者以該課題為依托，在新形勢下研究我國農(nóng)田土壤氮循環(huán)問題。其研究目標是“進一步闡明我國主要農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中土壤氮素轉(zhuǎn)化和遷移規(guī)律、損失途徑及生態(tài)、環(huán)境效應(yīng)，基本明確作物高效利用氮肥的生理機制和遺傳學基礎(chǔ)，并提出調(diào)控作物氮肥高效利用的原理和方法?！盵18]

為研究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中土壤氮素循環(huán)、環(huán)境效應(yīng)及優(yōu)化施氮的理論與方法，朱兆良先生和其他研究人員在太湖地區(qū)建立了水稻–小麥輪作研究基地，布置了大量田間試驗(多年多季不同施氮水平的田間小區(qū)試驗)及15N微區(qū)試驗，進行了連續(xù)多年的田間觀測以取得系統(tǒng)的觀測資料。同時開展了氮素干、濕沉降和灌溉水含氮量的觀測。在此研究基礎(chǔ)上進一步論證了“氮肥區(qū)域總量控制和田塊微調(diào)相結(jié)合”的氮肥適宜施用量的推薦原則，對于提高氮素利用效率、減少農(nóng)田氮素損失與環(huán)境壓力，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要科學意義和實踐價值[18–19]。

該課題驗收時獲得專家的一致好評，評為特優(yōu)。專家組成員一致認為，該項目的實施對學科的發(fā)展有重要推動作用，顯著提高了我國在該領(lǐng)域的國際影響力。項目提出“氮肥區(qū)域總量控制和田塊微調(diào)相結(jié)合”的原則，對于提高氮素利用效率、減少農(nóng)田氮素損失與環(huán)境壓力，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要科學意義和實踐價值[20]?！吨饕r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素行為與氮肥高效利用的基礎(chǔ)研究》一書作為該課題研究成果的載體，出版后也獲得國內(nèi)外同行的好評。

朱兆良先生指出，區(qū)域平均適宜施氮量值應(yīng)隨著農(nóng)作物品種的更新，栽培技術(shù)水平的提高，生產(chǎn)條件的變化，通過試驗重新確定，而不是僵化不變的。他認為只有這樣才能獲得氮肥的農(nóng)學效益、經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。

3.3 建立肥料長期定位試驗

朱兆良先生借鑒已有的長期試驗的經(jīng)驗并結(jié)合國情，于1986年與欽繩武同志合作，開始在河南封丘試驗站建立肥料長期定位試驗。試驗地設(shè)計為 7個處理，4個重復，共計28個小區(qū)。7個處理分別為不施肥處理、氮磷處理、氮鉀處理、磷鉀處理、氮磷鉀處理、有機肥處理以及有機肥+氮磷鉀處理。設(shè)計思路中包括驗證化肥與有機肥的肥效比較、有機肥與化肥之間是否有交互作用，以及不同施肥處理下土壤性質(zhì)和作物產(chǎn)量的變化等。

與國內(nèi)外其他長期定位試驗一樣，如今封丘站的肥料長期定位試驗的作用遠超過朱兆良先生當初的想象。管理試驗田的老師說：“現(xiàn)在從事土壤肥力、土壤化學、土壤物理、土壤微生物、溫室氣體等領(lǐng)域很多研究工作人員都會因研究需求到這里采土。由于土壤很寶貴，除非一些重大課題，否則已經(jīng)不允許在這里采土。試驗田的土壤已成為眾多學科發(fā)展的一個大數(shù)據(jù)庫?！睂τ谶@樣的貢獻，朱兆良先生卻說：“這個長期試驗?zāi)苡薪裉斓某删?，欽繩武老師功不可沒，我沒有做什么，他才是大功臣?！?/p>

3.4 促進國際交流

土壤氮素學科的發(fā)展離不開與國外同行的交流與合作，朱兆良先生在這方面起到了開路人的作用，不僅自己積極參與國際會議，還推薦學生和同事參加一些中外合作項目，為他們提供學習和發(fā)展的平臺。

朱兆良先生于1979年10月參加在泰國清邁舉行的“東南亞季風區(qū)氮素循環(huán)學術(shù)會議”，并作題為“中國江蘇蘇州稻田中氮素循環(huán)和氮肥去向”報告。朱兆良先生報告的內(nèi)容受到國外參會人員的關(guān)注。1987年，在馬來西亞吉隆坡舉行的尿素肥料會議上，朱兆良先生作題為“中國作物生產(chǎn)中尿素的效用”的報告，受到與會專家的高度評價。1990年，他應(yīng)邀在國際土壤學大會分組會議上作“稻田的氮肥管理與氮素轉(zhuǎn)化的關(guān)系”的報告，受到會議主持人、當時國際水稻所首席科學家的高度贊譽。朱兆良先生在國際舞臺上一次又一次出色的學術(shù)報告，既提升了我國土壤氮素研究工作者的國際地位，又促進了與國外的合作。在他的努力和積極爭取下，2004年10月“第3次國際氮素大會”在南京召開，并簽訂《南京宣言》。這次大會的召開，進一步加快了我國在土壤氮素研究領(lǐng)域與國外合作的步伐。為了培養(yǎng)本所(中國科學院南京土壤研究所)年輕的研究人員，朱兆良先生還把自己出國訪問學習的機會讓給他們，為的就是能夠培養(yǎng)優(yōu)秀的研究隊伍。

4 朱兆良先生對治理農(nóng)業(yè)面源污染的研究

朱兆良先生和國內(nèi)外同行利用參加中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會在2003年啟動“農(nóng)業(yè)面源污染項目”的機會，對我國農(nóng)業(yè)面源污染進行了全面系統(tǒng)的研究。經(jīng)過調(diào)查，加之多年科研工作中對我國農(nóng)業(yè)面源污染的深刻認識，他指出，造成我國地表水氮、磷污染的主要原因是集約化養(yǎng)殖場畜禽排泄物，其次才是農(nóng)田中氮肥的不合理施用。

朱兆良先生認為：要改善環(huán)境急需在政策和技術(shù)方面積極促進畜禽糞便的農(nóng)業(yè)利用，并關(guān)注集約化養(yǎng)殖場畜禽糞便的重金屬含量超標等安全性問題。只有這樣才能把污染物變成肥料，真正從源頭治理環(huán)境，改善環(huán)境。另外他根據(jù)農(nóng)田中氮肥去向的研究結(jié)果指出，施入農(nóng)田的氮肥中，通過各種損失途徑進入大氣和水體的氮占施入氮肥量的52%，直接影響到氮肥農(nóng)學效應(yīng)的發(fā)揮，但是，從環(huán)境的角度來看，這些進入環(huán)境的氮素中，有相當一部分是惰性氣體 N2，只有約19% 是對環(huán)境有影響的活性氮，其中包括硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有機態(tài)氮和氧化亞氮等[21]。這只是全國的平均數(shù)字，不同地區(qū)、不同季節(jié)損失的程度也不一樣，但朱兆良先生認為這個數(shù)據(jù)在估算我國農(nóng)田中氮肥損失對環(huán)境的影響時具有重要的參考價值。

5 朱兆良先生出謀劃策保障糧食安全

作為一名土壤–植物營養(yǎng)學專家，朱兆良先生深知肥料對提高我國糧食產(chǎn)量所作出的巨大貢獻。可是伴隨著糧食產(chǎn)量成倍增長的同時，化肥施用量在逐年增加，氮肥的當季利用率只有約35%。為緩解我國糧食安全壓力，也為節(jié)約農(nóng)業(yè)經(jīng)營成本和保護環(huán)境，他從不同的層次、不同視角思考如何保障我國糧食安全，以能獲得經(jīng)濟效益、農(nóng)學效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一[22]。

首先，把糧食安全目標鎖定為口糧、飼料糧、工業(yè)用糧和其他用糧的總需求與總供應(yīng)的平衡或基本平衡的觀念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐员ＷC口糧自給為目標；其次，朱兆良先生認為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，必須切實貫徹“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”的指導思想；第三，加強提高中低產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高其糧食產(chǎn)量，將是未來爭取社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益共贏的重要舉措；第四，提倡適度規(guī)模經(jīng)營，這將有利于先進施肥技術(shù)的推廣，能夠滿足既保障糧食產(chǎn)量，又減少環(huán)境壓力的可持續(xù)發(fā)展要求；最后，他認為可以利用發(fā)展草食型畜禽來滿足人們?nèi)粘Ｐ枨?，以減少飼料用糧。

6 小結(jié)

朱兆良先生在60多年的研究生涯中，堅持服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究理念和“實驗室的研究越深入越好，推廣應(yīng)用的措施越簡單越好”的研究原則，始終堅持嚴謹、認真的研究風格。他從零起步一步一步地不斷開拓土壤氮素研究領(lǐng)域，提高研究水平。他拉開了土壤氮素研究領(lǐng)域與國際同行交流的序幕，后來又不斷促進同他們的合作與交流。他一方面通過解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際問題帶動學科發(fā)展，另一方面又超越生產(chǎn)要求，不斷開拓研究新領(lǐng)域，推動我國土壤氮素研究工作向更深層次和更廣領(lǐng)域發(fā)展。如今他已是土壤–植物營養(yǎng)學研究領(lǐng)域的主要學術(shù)帶頭人之一，但在談到自己所作出的貢獻時，卻總是強調(diào)很多工作是和同事一起進行研究的，且在很多方面得曾到李慶逵等前輩的指導和引領(lǐng)，自己只是做了應(yīng)該做的事情。這就是朱兆良院士，他根據(jù)國家的需求，從我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中需要解決的問題出發(fā)，努力提煉出其中蘊含的需要解決的科學問題，確定科學目標，目標一旦確定就持之以恒進行長期系統(tǒng)的研究，不輕易改變。

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Scientific Research and Contributions of Soil-Plant Nutrition Scientist ZHU Zhaoliang

MU Yaqin, LI Qun*, CUI Jianghao
(Institute of Chinese Agricultural Civilization, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

ZHU Zhaoliang is a famous expert in soil-plant nutrition and one of the pioneers and leading scientists in soil nitrogen transformation and nitrogen management for crop production in China. He studied soil nitrogen supplying capacity and supplying pattern of paddy field in Suzhou and differentiated the supplying capacity into soil-origin and nonsoil-origin, elucidated the reason of increased demand for nitrogen fertilizer application rate of rice in rice–rice–wheat cropping system compared with that in rice-wheat cropping system in the Taihu Lake region, and proposed an approach in recommending the optimal application rate of nitrogen fertilizer, i.e., ‘regional control in combination with tuning according to the specific field conditions’ based on the regional mean optimal application rate of nitrogen fertilizer. He quantitatively studied the fate of nitrogen fertilizer in situ in the field, and for the first time, estimated the utilization efficiency of nitrogen fertilizer by crop plants in China and the total loss, as well as the losses via different pathways in the field. He actively promoted the development of the disciplines, organized the compilation of Nitrogen in Soils of China and other monographs. He established the long-term field experiment of chemical fertilizer in The State Experimental Station of Agro-Ecosystem in Fengqiu as a research platform for relevant studies. He actively participated and promoted international academic exchange activities. In addition, he focused on exploring ways to remediate the non-point source pollution in China and to solve the food security issues.

Soil-plant nutrition; ZHU Zhaoliang; Soil nitrogen supplying capacity; Nitrogen in Soils of China; Appropriate nitrogen application rate

K826.1

A

10.13758/j.cnki.tr.2017.01.001

中國科學技術(shù)協(xié)會“老科學家學術(shù)成長資料采集工程”項目(朱兆良小組：X0201400707)資助。

* 通訊作者(liqun@njau.edu.cn)

慕亞芹(1976—)，女，山東煙臺人，博士研究生，研究方向為農(nóng)業(yè)史。E-mail: myqzxz@126.com