當(dāng)前位置：來源：中國科學(xué)報 記者：王慶 時間：2014-04-18
回顧60年的科研生涯，山侖認(rèn)為自己走的是一條抗旱生理與旱地農(nóng)業(yè)交叉、理論研究與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的“中間人”道路。
如今，81歲的中國工程院院士山侖仍在工作。
回顧其科研生涯，山侖認(rèn)為自己走的是一條抗旱生理與旱地農(nóng)業(yè)交叉、理論研究與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的“中間人”道路。不過業(yè)界對他有不同看法，有人評價他是“獨(dú)樹一幟”，有人則認(rèn)為他的研究是“四不像”，尤其是不像現(xiàn)代植物生理。
“但不論怎樣，是客觀處境和主觀條件促使我扮演了這一角色，開始是被動的，后來則成為自覺?！鄙絹稣f。
謙虛和淡然，是山侖接受《中國科學(xué)報》專訪過程中始終流露出的鮮明特點(diǎn)。不過他在旱地農(nóng)業(yè)研究和應(yīng)用領(lǐng)域留下的成果，足以被稱為驕人業(yè)績。
長期擔(dān)任中科院水利部水土保持研究所、西北農(nóng)林科技大學(xué)研究員的山侖，是我國旱地農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)帶頭人和旱地農(nóng)業(yè)生理生態(tài)研究方向的開拓者。他熱衷于半干旱地區(qū)作物對有限水高效利用的生理生態(tài)基礎(chǔ)及其應(yīng)用的研究，提出了作物對多變低水環(huán)境適應(yīng)性的科學(xué)概念。
根據(jù)多年研究，他揭示了多種作物在一定生育階段，適度水分虧缺可使作物產(chǎn)生生長、生理及產(chǎn)量形成的補(bǔ)償效應(yīng)，使節(jié)水與增產(chǎn)目標(biāo)得以同時實(shí)現(xiàn)，為推進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)提供了有力依據(jù)。他還就黃土丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向、目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑提出了系列新論點(diǎn)，并在實(shí)施后取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
特殊的干旱事件
2008年11月1日至2009年2月6日，我國北方冬小麥主產(chǎn)區(qū)基本未出現(xiàn)過5mm以上的有效降水，受旱面積達(dá)1.5億畝，國家防汛抗旱指揮部為此啟動了I級抗旱應(yīng)急響應(yīng)。2月7日起，北方部分地區(qū)下了小雨，2月15日以后則有了較大降水，3月2日，相關(guān)部門宣布解除應(yīng)急響應(yīng)狀態(tài)。
這次干旱屬于“五十年一遇”，但奇怪的是，該年小麥仍獲得了較好收成，甚至比2008年度還略有增產(chǎn)。類似情況也發(fā)生在2010~2011年度的同一區(qū)域，而且初次有效降水時間還推遲了一周左右，但仍實(shí)現(xiàn)了夏糧的“八連增”。曾有報道稱，這次干旱“持續(xù)時間之長，受旱范圍之廣，程度之重為歷史罕見”。
但在山侖看來，這一說法“對時間和范圍的估計適當(dāng)，但將麥田受旱程度說過頭了”。
為什么這兩次長期大范圍干旱未造成減產(chǎn)？山侖發(fā)現(xiàn)，首先是前一年秋雨基本正常，冬季麥田耗水量較低，長期的氣象干旱尚未導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤干旱。及時采取的加強(qiáng)田間管理措施也起到了重要作用。
此外，他認(rèn)為還有一點(diǎn)尤其值得注意：這一時期并非小麥生長的需水臨界期和灌溉關(guān)鍵期，麥田經(jīng)受適度干旱（中等以下水分虧缺）后，如果隨后供水（降雨或灌溉）及時，會形成一定的生理補(bǔ)償效應(yīng)，反而對增產(chǎn)與節(jié)水都有利。
基于這一認(rèn)識，在給陜西省和中國工程院的應(yīng)對建議書中，以及在有關(guān)報刊發(fā)表的文章中，山侖除了給予一些具體措施建議外，還著重提出，已發(fā)生的旱情對小麥最終產(chǎn)量不會產(chǎn)生太大影響，關(guān)鍵應(yīng)作好下一步小麥拔節(jié)期間有雨或無雨的兩手準(zhǔn)備。
陜西有關(guān)部門認(rèn)為，事實(shí)證明當(dāng)時這一判斷是準(zhǔn)確的。山侖對《中國科學(xué)報》記者說，“這樣的干旱事件提示我們，作物對干旱缺水存在較強(qiáng)的適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究，努力挖掘。我之所以在這類生產(chǎn)問題上能提出一點(diǎn)看法，與我的學(xué)術(shù)經(jīng)歷和工作處境密切相關(guān)?！?/P>
理想的天然實(shí)驗(yàn)室
1954年從山東農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)后，山侖被分配到位于陜西楊凌的中科院水利部水土保持研究所工作。算起來，他已經(jīng)工作整整60個年頭了。
這是一個任務(wù)性很強(qiáng)的研究單位，在退休年齡前，山侖每年在野外的工作時間約占全年的三分之一。
上世紀(jì)60年代初，他從前蘇聯(lián)科學(xué)院植物生理研究所學(xué)習(xí)回國兩年之后，所在單位開展了社教運(yùn)動。運(yùn)動結(jié)束時，他被告知，全所必須堅持以黃土高原水土保持研究為中心，不能發(fā)展離這一中心較遠(yuǎn)的植物生理學(xué)科，并被動員改行。
在這一背景下，1965年春，由山侖帶隊，共7人被派往山西省離石縣（現(xiàn)為柳林縣）孟門公社五里后大隊蹲點(diǎn)鍛煉，同時從事水土保持科研?！爱?dāng)時顯然是被動而去?！鄙絹龌貞浀?。
五里后是一個典型的丘陵山村，位于黃河峽谷地區(qū)，因從村里到公社要走5里山路而得名。山侖到五里后的那一年，整個黃土高原遭遇到了歷史罕見的大旱。據(jù)他所在基點(diǎn)的氣象記錄，該年降水量僅為多年平均降水量450mm的一半。
于是，山侖和他的6位同事利用各自的專業(yè)知識與村民一起與干旱作戰(zhàn)。他們采取了適時早播、擔(dān)水點(diǎn)澆、增施肥料、輔助授粉等措施，使當(dāng)年五里后的糧食總產(chǎn)僅略低于正常年份，顯著高于周圍社隊，做到了大旱之年糧食自給。同時，他們還利用農(nóng)閑季節(jié)指導(dǎo)農(nóng)民建成了一批高質(zhì)量的水平梯田，并通過少量補(bǔ)水的辦法使全村小麥得以按期播種，保證了“全苗”。
這些做法在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生了較大反響。山西省領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為，中科院下來的科技人員能夠?yàn)樯a(chǎn)解決難題。
“這件事使當(dāng)時對于科研前途感到迷茫的我不由為之一振，讓我看到了所學(xué)知識與實(shí)踐結(jié)合發(fā)展的可能。”山侖說。
當(dāng)年，他目睹了大田作物從正常生長到逐漸枯萎的整個過程，看到了各類作物干旱下所表現(xiàn)的各種姿態(tài)。尤其是7、8月間旱象加劇，植株中午發(fā)生萎篤，傍晚表現(xiàn)各異，清晨不同程度恢復(fù)生長的情景引起了山侖的極大興趣。那時，他每天數(shù)次到不同田間地塊進(jìn)行觀察記錄，以掌握旱情與作物生長發(fā)育的第一手資料。他不禁感嘆：“這是一個多么理想的天然實(shí)驗(yàn)室??！”
同時他還利用有限的實(shí)驗(yàn)條件開展了系列實(shí)地研究，例如根據(jù)正常玉米地土壤含水量反而比萎篤嚴(yán)重的玉米地低得多的現(xiàn)象，為日后提出“黃土高原產(chǎn)量低下的主要原因不是降水不足，而是對降水未能充分有效利用，低產(chǎn)條件下產(chǎn)量提高一倍的主要限利因素是肥而不是水”的結(jié)論提供了直觀依據(jù)。更為重要的是，山侖在實(shí)踐中建立了“農(nóng)業(yè)中少量水高效利用”可行性的最初想法。
“因?yàn)檫@一年的‘意外收獲’，特別是在那里產(chǎn)生的將植物抗旱生理研究與農(nóng)業(yè)抗旱實(shí)踐直接聯(lián)系的初步想法，對我以后的科研道路頗有影響?！鄙絹稣J(rèn)為，這是其科學(xué)生涯中的一個“關(guān)鍵期”。
從生物節(jié)水到半旱地農(nóng)業(yè)
隨后，山侖的學(xué)術(shù)實(shí)踐從研究生物節(jié)水到發(fā)展半旱地農(nóng)業(yè)，并將自己定位為理論與應(yīng)用的“中間人”。
能否顯著降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的農(nóng)業(yè)用水問題早有爭議。上世紀(jì)60年代初，山侖在前蘇聯(lián)留學(xué)期間，當(dāng)時的主流觀點(diǎn)是“充分灌溉”，即認(rèn)為任何時期任何程度的水分虧缺都會造成減產(chǎn)。
而山侖利用C14示蹤方法做供水效果試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小麥灌漿期間受旱后加速了光合產(chǎn)物向籽粒的運(yùn)輸，一段時期內(nèi)籽粒增重顯著高于充足供水植株?；貒笏膱F(tuán)隊反復(fù)試驗(yàn)后證實(shí)，小麥灌漿期間減少1/3供水量不影響最終產(chǎn)量，并在機(jī)理上得到進(jìn)一步闡明。
與此同時，山侖帶領(lǐng)研究組圍繞植物高效用水這一中心命題，從實(shí)驗(yàn)室、試驗(yàn)場直到野外基點(diǎn)，利用多種作物開展了廣泛的研究與示范，進(jìn)一步證明了一定生育階段適度水分虧缺的有益作用，論述了節(jié)水與增產(chǎn)可能同時實(shí)現(xiàn)的生理生態(tài)基礎(chǔ)及實(shí)踐依據(jù)。
1991年，山侖發(fā)表了《節(jié)水農(nóng)業(yè)及其生理生態(tài)基礎(chǔ)》一文，提出了與工程節(jié)水和農(nóng)藝節(jié)水并列的生物節(jié)水理念。他強(qiáng)調(diào)，生物節(jié)水是一個有明確應(yīng)用目標(biāo)的科學(xué)命題，超出了植物水分利用效率（WUE）的原義，通過挖掘植物自身的生理和遺傳潛勢，充分利用所有能提高植物水分利用效率和增強(qiáng)抗旱能力的性狀，從而實(shí)現(xiàn)有限農(nóng)業(yè)水資源高效利用的目標(biāo)。
生物節(jié)水概念及實(shí)現(xiàn)途徑的提出，受到學(xué)術(shù)界和有關(guān)部門的重視。在2001年國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦召開的“中國開發(fā)節(jié)水農(nóng)業(yè)國際研討會”上，山侖對于生物節(jié)水的研究被認(rèn)為是突破了傳統(tǒng)節(jié)水觀念，符合中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求。
而由山侖等人發(fā)起的、以“生物節(jié)水技術(shù)及發(fā)展前景”為主題的2005年第267次香山科學(xué)會議，更是在學(xué)界引起廣泛關(guān)注。
次年，由中科院主辦、在中科院遺傳發(fā)育所農(nóng)業(yè)資源中心研究員張正斌的具體推動下，“第一屆國際生物節(jié)水理論與實(shí)踐大會”召開。包括多位國際知名植物水分生理學(xué)家在內(nèi)的200多位代表齊聚一堂，通過大會報告和網(wǎng)絡(luò)交流進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了這一主題的重要性。
會后，生物節(jié)水作為與灌溉節(jié)水、旱作節(jié)水并列的綜合配套農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)被納入到《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》之中。
不過，山侖認(rèn)為，生物節(jié)水原理和技術(shù)要在實(shí)踐中真正得到應(yīng)用還必須有一個出口，要與有關(guān)學(xué)科緊密結(jié)合，納入到現(xiàn)行的農(nóng)作體系之中。
為此，他根據(jù)研究結(jié)果、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及國內(nèi)外學(xué)者對農(nóng)業(yè)用水發(fā)展趨勢的判斷，提出了在缺水地區(qū)發(fā)展以應(yīng)用少量水精確補(bǔ)灌為特征的半旱地農(nóng)業(yè)的主張，并于2008年會同有關(guān)專家，承擔(dān)了中國工程院“黃淮海地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水對策及實(shí)施半旱地農(nóng)業(yè)可行性研究”咨詢項(xiàng)目。
這一項(xiàng)目根據(jù)整體評估，特別是通過總結(jié)山東、河北、北京的典型經(jīng)驗(yàn)后認(rèn)為，因地制宜地發(fā)展半旱地農(nóng)業(yè)是必要的，也是可行的。這一結(jié)論得到了一些農(nóng)業(yè)、水利專家的積極響應(yīng)，中國工程院將咨詢報告上報國務(wù)院后，現(xiàn)已納入國家“十二五”科技規(guī)劃，并作為國家科技支撐準(zhǔn)備項(xiàng)目逐步落實(shí)中。
在山侖看來，未來我國農(nóng)業(yè)用水方式將是一個灌溉農(nóng)業(yè)、旱地農(nóng)業(yè)和半旱地農(nóng)業(yè)并存的格局。這既是水資源緊缺背景下一種不得已的選擇，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)本身發(fā)展的需求。
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