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【我是这样做学问的】
作者:张福锁(中国工程院院士、中国农业大学教授)
我最大的幸运是,能够把自己的兴趣做成奋斗一生的事业,与志同道合的朋友并肩奋斗,做科学创新,为国家作贡献。
我出生在黄土高原,儿时经常吃不饱,最大的梦想就是“让自己吃饱,也让大家都吃饱”。1978年,我考入西北农学院(现为西北农林科技大学)。在农业化学课上,我对农业科技产生了浓厚兴趣。后来在北京农业大学攻读硕士,在德国霍恩海姆大学攻读博士,走进了植物营养的最高殿堂。我无比珍惜这样的学习机会。
在德国留学期间,我全身心扑在专业书上和实验室里,跟随导师开展了作物对养分高效吸收和利用机理研究。这项研究对解决中国农业当时所面临的养分资源不足、作物对土壤养分吸收利用率低下的难题有着重要作用。我当时就想,毕业回国一定要做高水平科学研究,服务于中国的农业生产,让农民获得更多收成。
1990年回国后,我没有把自己关在实验室里,而是迫不及待地走入乡村农家,掌握中国农业的面貌和农民的生产情况。花了几年时间,我走遍了华北、西北、西南等地。在河南,我发现了玉米和花生的间作优势,在甘肃发现了小麦和玉米竞争、蚕豆和玉米互惠的现象,在贵州发现肥料穴施和条施下烟草根系的差异等,这些生产现象和问题激发我更深入探索作物养分吸收利用的规律和理论。
那时,挖掘作物高效利用土壤养分的潜力成为前沿科学。我和团队提出根际生态学理论,探索根系分泌物、菌根、植物间作等在提高作物养分吸收方面的作用,创建间套作技术、水旱轮作技术、根际养分活化技术和根系局部定向施肥技术等,显著提高了作物对养分的吸收和利用效率,从而实现增产增效和增收。
进入21世纪,为了更好利用养分资源,减少农业生产对环境的污染,协同实现粮食安全与环境安全,我们提出了养分资源综合管理理论,同时有力推动了全国测土配方施肥行动,使化肥利用效率从不足30%提高到2024年的42.6%。
课堂上,我常用“先行万里路,再读万卷书”“看天看地看庄稼,看山看水看人家”来教导学生们一定要走进生产实际,到社会这所大学校里去磨炼,练就真本领,做出有用的学问。在生产中发现问题,勇闯“无人区”,找到解决问题的技术和方法,再回到生产中去,推动生产发展,是我一直坚持的科技创新路径。
2008年,我们先下到中国农业大学曲周实验站。当年实验站试验田的小麦大获丰收,亩产超过900斤,但一墙之隔的农户地里,小麦产量却只有600斤。为什么会有这么大的差异?带着问题,我和师生们住进了村里的农家院,一年300多天,在老百姓身边零距离指导生产。老百姓听说有大学生来,都赶来请教问题,还亲切地给这个院子起了名字,叫“科技小院”。我要求科技小院的师生们要做到:“实”,就是头戴帽子,踏踏实实,深入生产一线创新科技、服务三农;“思”,就是把农民的田地放在自己的心头上,一心为民做实事。“实”和“思”也成为科技小院的工作指南和鲜明特色。
农业生产是复杂的,必须打破单一技术的限制,通过整装技术进行系统优化。科技小院坚持“从生产中来、到生产中去”,创新性地采用“DEED”(发现问题-原因解析-试验研究-优化设计)等系统研究方法,在农民地里开展有针对性的科学研究。通过8年的努力,曲周县粮食单产实现了试验田产量水平的79.6%,总产增长37%,技术采用率从17.9%提高到53.5%……这项成果“科技小院让中国农民实现增产增效”于2016年发表在《自然》杂志上,成为国际小农户增产增效的范例。2018年,依托科技小院网络,团队与全国2090万农户一起应用绿色增产增效技术模式,实现了增产和减少环境污染的双赢,成果再次登上《自然》杂志。这充分证明,立足科技小院与农民一起创新和验证技术,集成技术模式,并应用到生产中,是国际前沿“立地顶天”的科学研究。
近年来,绿色发展理念逐渐深入人心,农业绿色发展也要在更大更广的区域实现。我和团队认识到,多学科交叉、多主体融合、多目标协同,开展科技大会战,才是实现区域绿色转型和发展的关键途径。为协同实现洱海水体保护和农业高质量发展,我带领团队,汇集全国30多家科研单位300多名师生,发起了“洱海科技大会战”。通过近3年的努力,构建“水稻+”“烟草+”等绿色高值协同种植模式,实现农田氮磷减排30%至50%,亩产值超万元。我还带领团队在曲周发起了“绿色吨半粮”科技大会战,4名科技小院学生在千亩示范方种植小麦玉米周年亩产达到1.52吨,增效40%,减排46%,在中低产田实现了“绿色吨半粮”的历史性突破。
当前,稳步推进经济社会全面绿色转型,保障粮食安全、资源安全和环境安全,成为高质量发展的迫切需求。我和团队大胆地提出了绿色梦想“121行动”——“1”套理论:根际生命共同体理论;“2”个创新:绿色智能肥料产品创新与绿色高产高效技术创新;“1”大变革:绿色高产高效区域实现。期望未来通过“121行动”,能在全国更大面积整建制实现“绿色吨半粮”和农业绿色转型。
一册册笔记本记录了我教学科研工作40多年来的点点滴滴,映射出的每一步进展都历历在目。抬头向前,绿色梦想又一次召唤着我,希望的光芒洒满我将踏上的乡间路。
(光明日报记者任欢、杨桐彤采访整理)
《光明日报》(2025年02月19日 01版)