“幸運(yùn)”院士張福鎖

文／本刊記者 胡利娟 通訊員 何志勇

“我非常幸運(yùn)！”這句話可謂是張福鎖的“口頭禪”。

從小山村到大學(xué)校園，給張福鎖的感覺“就像來到了天堂”。作為中國改革開放恢復(fù)高考后的第一批秋季入學(xué)大學(xué)生，“我們幸運(yùn)地趕上了改革開放的時(shí)代大潮”。

自大學(xué)本科畢業(yè)后到攻讀研究生學(xué)位，再到出國留學(xué)。他還是那句話：“我是非常幸運(yùn)的！”

時(shí)至今日，張福鎖仍然十分感謝那一段段人生經(jīng)歷所帶給自己的理念：“眼界越開闊，貢獻(xiàn)就會(huì)越大”。

張福鎖，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院教授、中國工程院院士，30多年來，他一步一個(gè)腳印，堅(jiān)持“從生產(chǎn)中來，到生產(chǎn)中去”，把理論創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)突破和大面積技術(shù)應(yīng)用新模式，始終貫穿在早“產(chǎn)學(xué)研”工作中，從而探索出一條國際領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型之路。

自己土壤“生根發(fā)芽”

上世紀(jì)90年代，化肥用量快速增長，但糧食產(chǎn)量卻徘徊不前，伴隨而來的還有化肥利用效率開始下降，且環(huán)境問題也日漸顯露。

農(nóng)作物就像一個(gè)時(shí)常忍饑挨餓的孩子，經(jīng)常出現(xiàn)營養(yǎng)不良的狀況。那么，究竟該如何才能讓作物“自力更生、豐衣足食”？

然而，依靠改土施肥等傳統(tǒng)的思路，是解決不了既要增產(chǎn)又要環(huán)保的問題，必須創(chuàng)新理論和技術(shù)，找到增產(chǎn)與環(huán)保協(xié)同的新途徑。

恰逢其時(shí)?！巴寥乐参餇I養(yǎng)”應(yīng)運(yùn)而生，這不僅是一個(gè)新的學(xué)科，還是全國第一個(gè)集土壤與農(nóng)業(yè)化學(xué)系、土地資源系、農(nóng)業(yè)氣象系和遙感研究所等單位，合并新成立的農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院中的重點(diǎn)課程，那時(shí)剛?cè)⒌膹埜ｆi成為植物營養(yǎng)系副教授，渾身充滿干勁，一猛子扎進(jìn)科研的浪潮中，披荊斬棘，勇往直前。

眾所周知，領(lǐng)先之路意味著要克服一個(gè)又一個(gè)困難，經(jīng)歷一次又一次挫折，堅(jiān)持不懈，頑強(qiáng)奮斗，張福鎖30多年如一日的辛勤勞動(dòng)終獲碩果：

——發(fā)現(xiàn)小麥缺鋅分泌的植物鐵載體類根分泌物；發(fā)現(xiàn)植物鐵載體類化合物不僅受缺鐵、而且還受缺鋅的誘導(dǎo)，在禾本科植物體內(nèi)合成并主動(dòng)分泌到根際環(huán)境中去，改變了國際植物營養(yǎng)界過去公認(rèn)的“缺鐵專一性反應(yīng)機(jī)理”的觀點(diǎn)；

——證明了鐵載體化合物對(duì)根際微量元素活化能力的非專一性；提出植物感受養(yǎng)分脅迫誘導(dǎo)體內(nèi)生物合成根分泌物-根系主動(dòng)分泌-根際養(yǎng)分非專一性活化-根系專一性吸收四位一體的根際營養(yǎng)理論，并把這一理論運(yùn)用于植物營養(yǎng)遺傳改良和農(nóng)田養(yǎng)分管理技術(shù)創(chuàng)新中；

——在國際上首次報(bào)道了花生和玉米間作改善花生鐵營養(yǎng)狀況的現(xiàn)象和機(jī)理，并把這一成果運(yùn)用于我國傳統(tǒng)的間套作生產(chǎn)體系中。

……

這些研究成果，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界引起了很大反響。它們不僅使應(yīng)用生物或化學(xué)方法創(chuàng)造新型高效肥料成為可能，而且也使現(xiàn)代生物技術(shù)在植物礦質(zhì)營養(yǎng)遺傳特性的改良方面得以應(yīng)用。這不僅在理論上有重要意義，更在實(shí)踐上為”高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)”農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新開辟了一條嶄新的生物學(xué)途徑。

“沒有努力，就沒有成就”。張福鎖一直把這句座右銘貼在辦公桌旁邊的墻上，時(shí)刻鞭策自己。

“一定要選擇屬于自己的土壤?！逼D苦努力，讓張福鎖變得“幸運(yùn)”，談到這些年的收獲時(shí)，他表示：“只有在適合自己的土壤里，才能充分汲取養(yǎng)分，生根發(fā)芽?！?/p>

把脈污染創(chuàng)出新路

進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著化肥產(chǎn)量的提高，我國農(nóng)作物雖說擺脫了“吃不飽”的困境，但卻又陷入“吃撐了”的窘境。

“過量施用氮肥30年就使我國土壤顯著酸化?！睆埜ｆi痛心地說，土壤酸化不僅影響作物根系生長，甚至造成鋁毒，導(dǎo)致作物減產(chǎn)，而且還會(huì)造成重金屬元素活化、土傳病蟲加重等一系列問題，進(jìn)而嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境安全。

監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，我國陸地生態(tài)系統(tǒng)大氣氮沉降近年來增加了60%，其中2/3來自化肥等農(nóng)業(yè)源，其中：小麥、玉米、水稻糧田里，70%的酸化是因?yàn)檫^量施氮造成的；果樹蔬菜田里，過量施用氮肥對(duì)酸化貢獻(xiàn)高達(dá)90%。

2010年，張福鎖團(tuán)隊(duì)的這些相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，面對(duì)當(dāng)時(shí)的一些質(zhì)疑，他反復(fù)強(qiáng)調(diào)：“雖然農(nóng)田土壤酸化會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境帶來什么具體影響目前尚缺乏系統(tǒng)研究，但中國農(nóng)田土壤顯著酸化現(xiàn)象已經(jīng)擺在我們面前，其告誡我們，化肥本身是好東西，但一定要科學(xué)施肥，特別要管好氮肥?！?/p>

對(duì)此，張福鎖教授研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合農(nóng)科院、中科院等及河北農(nóng)大、西北農(nóng)林科技大學(xué)等全國18個(gè)科研單位，建立全國協(xié)作網(wǎng)，共同破解“作物高產(chǎn)、資源高效”的理論與技術(shù)難題。

從2010年到2015年，該團(tuán)隊(duì)在我國三大糧食作物主產(chǎn)區(qū)實(shí)施了共計(jì)153個(gè)點(diǎn)/年的田間試驗(yàn)，以大樣本的田間實(shí)證研究來回答我國未來糧食增產(chǎn)的潛力及資源環(huán)境代價(jià)。

研究發(fā)現(xiàn)，土壤-作物系統(tǒng)綜合管理使水稻、小麥、玉米單產(chǎn)平均分別達(dá)到8.5、8.9、14.2噸/公頃，實(shí)現(xiàn)了最高產(chǎn)量潛力的97%-99%，這一產(chǎn)量水平與國際上同期生產(chǎn)水平最高的區(qū)域相當(dāng)。研究證明，土壤-作物系統(tǒng)綜合管理在大幅度增產(chǎn)的同時(shí)，能夠大幅提高氮肥利用效率。

2014年9月，張福鎖團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表相關(guān)研究論文《以更低的環(huán)境代價(jià)獲得更高的作物產(chǎn)量》，得到的評(píng)價(jià)為“解決了中國的問題，也解決了世界的問題”?！疤岢霾Ⅱ?yàn)證了一種既可提高產(chǎn)量又可降低環(huán)境代價(jià)的種植模式”。該成果為農(nóng)業(yè)可持續(xù)、綠色發(fā)展提出了新的思路，被評(píng)選為“2014年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”。

綠色農(nóng)業(yè)正日益明晰

“農(nóng)業(yè)決不能是弱勢產(chǎn)業(yè)和落后產(chǎn)業(yè)，而應(yīng)當(dāng)是科技最集中、應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，也應(yīng)該是朝陽產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。”

張福鎖表示：要讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走上一條可持續(xù)、集約化的綠色發(fā)展之路，說到底，還得靠科技。

而河北曲周則塑造了中國農(nóng)大的“曲周精神”。先是“中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、河北省曲周縣萬畝小麥玉米高產(chǎn)高效示范基地”在曲周縣白寨鄉(xiāng)揭牌，隨之而來的在鄉(xiāng)村建“科技小院”，這一系列舉措讓中國農(nóng)大與曲周人民共同為實(shí)現(xiàn)“作物高產(chǎn)、資源高效、環(huán)境友好”的綠色發(fā)展目標(biāo)而努力。

特別是“科技小院”。9年來，不僅研究生隊(duì)伍不斷壯大，還為曲周“噸糧縣”建設(shè)提供了有力技術(shù)支撐。

“有人說我們是一群‘瘋子’”，張福鎖笑著說，但是他們卻創(chuàng)造了諸多“奇跡”。在地方政府支持下推廣“曲周模式”，“科技小院”已在全國20多個(gè)省市（區(qū)）建立了80多個(gè)。

統(tǒng)計(jì)顯示，2009年到2015年的7年間，當(dāng)?shù)匦←湣⒂衩桩a(chǎn)量分別提高了28.2%和41.5%，而化肥用量增長很少，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域綠色增產(chǎn)增效的目標(biāo)，農(nóng)民增收2億元以上。

“‘科技小院’這種扎根農(nóng)村助推小農(nóng)戶增產(chǎn)增效的創(chuàng)新模式，是全球最成功的典型案例之一?！边@是《自然》雜志審稿人、國際小農(nóng)戶研究專家基里爾（K.Giller）對(duì)其的評(píng)價(jià)。

綠色可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今世界的時(shí)代潮流。張福鎖認(rèn)為新一代農(nóng)大人應(yīng)該有新?lián)?dāng)：“堅(jiān)持‘扎根農(nóng)村、立地頂天’，傳承‘曲周精神’，吸納和利用全球智力資源，打造農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展新模式、支撐國家綠色發(fā)展戰(zhàn)略?！?/p>

中國經(jīng)驗(yàn)，可以全球分享；全球智慧，也可以助力中國發(fā)展。2018年，“科技小院”將迎來創(chuàng)建的第10個(gè)年頭，張福鎖和他的團(tuán)隊(duì)決心在曲周再打一場解決國家綠色可持續(xù)發(fā)展問題的‘黃淮海’新戰(zhàn)役！“打造面向未來的綠色農(nóng)業(yè)研究示范基地，把曲周縣建成國家綠色農(nóng)業(yè)樣板，把華北平原建成國際綠色農(nóng)業(yè)榜樣——這個(gè)宏大計(jì)劃正日益明晰?！?/p>

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張福鎖團(tuán)隊(duì)《自然》《科學(xué)》論文一覽

1、2010年，《科學(xué)》雜志揭示“過量施用氮肥造成中國農(nóng)田土壤大面積酸化、制約可持續(xù)發(fā)展”。

2、2013年，《自然》發(fā)表“大氣氮沉降增加60%、影響環(huán)境質(zhì)量”結(jié)果。

3、2013年，受《自然》編輯部邀請(qǐng)撰文介紹中國在增產(chǎn)增效研究方面的進(jìn)展，《自然》編輯部以“中國農(nóng)業(yè)：全世界的榜樣”（Chinese agriculture，An Experiment for the World）為題發(fā)表。

4、2014年，《自然》發(fā)表“以更低的環(huán)境代價(jià)獲得更高的作物產(chǎn)量”，證明“土壤-作物系統(tǒng)綜合管理”理論和技術(shù)可以使全國糧食產(chǎn)量平均增產(chǎn)30%以上、氮素環(huán)境排放降低50%，從而同時(shí)滿足糧食安全和環(huán)境保護(hù)的國家需求——為未來高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展指明了方向（被評(píng)選為“2014年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”）。

5、2016年，《自然》發(fā)表“科技小院讓中國農(nóng)民實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收”，闡述了河北曲周科技小院在四個(gè)村“自下而上（Bottom-up）、扎根農(nóng)村和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線、與農(nóng)民一起創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)縣域尺度大幅度增產(chǎn)增效的方法和路徑”。

6、2018年，《自然》發(fā)表“與千百萬農(nóng)民一起實(shí)現(xiàn)綠色增產(chǎn)增效”。張福鎖：砥礪前行，探尋綠色發(fā)展路。