“黃土高原是我們國家最典型的一個半干旱區,一輩子就想在這邊好好做點事。”
“一個是實踐,一個是堅持。”從山東省黃縣的普通農家子弟,成長為“中國旱地農業之父”,山侖憑借“實踐”與“堅持”,開辟出“旱地農業”的嶄新天地。
山侖。
作為我國較早倡導加快旱地農業發展的專家之一,他主持的黃土高原水土保持綜合治理等項目,成為干旱農業增產技術研究的熱門關注對象。在旱地農業生理生態領域的開拓性研究中,他提出通過改變作物的用水模式,在一定程度上緩解干旱、半干旱地區的水資源危機,為節水型農業的發展開辟了廣闊空間。
從文學少年到科研追夢人
1933年,山侖出生于山東黃縣(今龍口市),是家中次子。父親任職于報關行,母親李文是一名小學教師,極具主見,敢于打破傳統。山侖還有一個年長自己3歲的哥哥名叫山昆。
母親在山侖的成長過程中扮演了至關重要的角色。山侖的學習啟蒙便是源自母親李文。抗戰時期膠東地區被日寇占領,李文拒絕教授親日內容。為抵債,她帶著山侖做家庭教師,不僅解決了生活難題,還努力為孩子們創造良好的學習環境。
受母親和哥哥的影響,高中時期的山侖對文學產生了濃厚的興趣。他熱愛閱讀各類文學作品,語文成績十分出眾,還在報紙文藝副刊發表了二三十篇作品,文字間洋溢著他對生活的熱愛和對未來的憧憬。那時的他,心中懷揣著成為一名文學家的夢想,用文字描繪世界,用故事傳遞情感。
然而,人生的轉折總是在不經意間發生。老師一句“要有出息就學一門技術”,讓山侖開始重新審視自己的未來。回想起家鄉農民“靠天吃飯”的艱辛場景,那些在土地上辛勤勞作卻常常因自然災害而顆粒無收的畫面,深深刺痛了他的心。他意識到,農業對于國家和人民的重要性,投身農業科研或許能為解決糧食問題、改善農民生活帶來實際的作用。
1950年,謹記母親“讀書立身”教誨的山侖考入山東大學農學系,成為新中國第一代農業大學生。入學后,他本有機會轉去更熱門的專業學醫,但心中對農業的那份責任和使命感,讓他毅然堅持留在了農學院。他還在校刊發表《為什么學農》,文中闡述了自己對農業的理解和追求,表達了要用所學知識為農業發展貢獻力量的決心。從那時起,山侖在農業領域的探索之旅正式開啟,他的人生軌跡也因此發生了重大轉變。
1954年8月,山侖大學畢業了。作為那個年代的熱血青年,山侖懷著一顆“服從黨的分配,哪里需要哪里去”的熱忱之心,背上行囊來到了陜西,參加中國科學院西北地區第一個研究所——“西北農業生物研究所”(后簡稱“水保所”)的籌建工作。這是一個專門為治理黃河、發展黃土高原農業生產而設立,伴隨國家需求發展的國家級水土保持科研機構。
“搞科研是我一直的夢想,地域是次要的。”山侖并不羨慕分到北京等“好地方”的同學。
研究所位于偏僻小鎮,全鎮僅有一條南北向馬路通往西北農學院,一條東西向小街,一間理發館和幾間賣日雜、飲食的小店鋪。鎮上不通電,農學院、農校等有條件的單位大多自行發電。
山侖和其他12名同學成為水保所的第一批研究人員。“當時水保所只有兩排平房,但我一點沒有失望,之前對從事科研的未來有過想象,也去過一些地方,覺得科學事業是崇高的,其他都不重要。再加上我聽說身邊有搞地質研究的還去了偏遠少數民族地區,在那些地方都能艱苦奮斗,所以我一直覺得從事科研很光彩,艱苦與否是次要的。”
“冰塊就是天然的香皂。”在山侖的記憶中,研究所籌建之初,他和同事們住在簡陋的平房里,晚上睡覺的時候,被子根本抵御不住寒冷,山侖和同事們把能蓋的東西都拿出來蓋在身上,還是凍得哆嗦。即使這樣,一群年輕人依然能夠苦中作樂,還相互打趣“趕緊把襪子也拿出來蓋上吧……”
在這樣的環境中,山侖和同事們一邊進行研究所建設,一邊學習、搞研究。經過大約3年時間,研究所各方面條件才趨于完善,為做好旱區農業的科技支撐和服務奠定了基礎,也為后來成立的楊凌示范區履行國家使命注入了改革活水和科技動能。
這期間,為了使山侖等科研新人快速熟悉工作環境,中國科學院西安分院指派經驗豐富的老先生帶隊,先后到甘肅天水、定西、蘭州等黃土丘陵區進行學習與調研。
也就是從那時起,山侖看到了黃土高原自然條件的嚴酷、水土流失和干旱問題的嚴峻,也意識到自己即將擔負起的責任有多重,從此研究、改造和振興黃土高原便成為他的一腔宏愿。
山侖研究手稿。
“黃土高原是我們國家最典型的一個半干旱區,一輩子就想在這邊好好做點事。”后來山侖有機會去其他地方發展,但他選擇留在陜西楊凌。
治療干旱“重癥”
1959年,新中國建設需要大量科技人才,山侖被選派赴蘇聯留學。當時他師從蘇聯著名的灌溉生理學家別捷諾夫,主要研究水分和礦質營養條件與植物光合作用和抗旱性的關系。這段經歷讓山侖從事科研的基本功更加扎實,初步形成了科學的思維和工作方法。
回國后,山侖繼續圍繞生產實踐進行科學研究,1965年山侖迎來了自己學術生涯的轉折點。這一年,他被派往山西省呂梁市離石縣孟門公社五里后大隊進行蹲點研究。當時,整個黃土高原地區遭受嚴重旱災,五里后村全年降水量約為多年平均降水量的一半,特別是8、9月降水量僅為常年的1/3。
面對干旱“重癥”,憑借植物抗旱生理及相關專業特長,山侖組織同事帶領村民實施一系列抗旱措施,擴種抗旱作物、適時早播、擔水點澆、增施肥料,努力抗旱保收。他們每隔半個月左右,向省里和縣上書面報告一次旱情及抗旱情況。后來,他們五里后小組還和水保所在孫家溝、郝家嶺的蹲點組共同形成了一個總體的抗旱保收報告。這份報告為當地抗旱工作提供了寶貴的參考。
那年,五里后村的糧食總產只略低于正常年份,實現了大旱之年糧食自給。全大隊秋糧作物平均畝產顯著高于周圍社隊,加上較好的夏糧收成,全年糧食總產量仍達到降雨較豐沛的1964年的80%以上。
蹲點組受到山西省各級領導的重視與好評,大家認為中國科學院下來的科技人員能夠為生產解決難題。山侖也看到了所學知識與生產實踐結合發展的可能,開始有了作物抗旱生理研究與旱地農業生產實踐結合發展的最初思考。
蹲點期間,山侖每天多次前往田間地頭,以掌握干旱與作物生長發育關系的第一手資料。觀察到了作物從正常生長到枯萎的發展過程,看到了各類作物在干旱下的不同表現。尤其是7、8月間旱象加劇,作物植株中午發生萎蔫,傍晚表現各異,清晨又不同程度恢復正常的情景,引起他極大興趣。他深知,這些看似平常的現象背后,隱藏著作物抗旱的奧秘。
山侖深知大自然賜予的豐富知識比書本描繪得更細致、更神奇、更美妙。他甚至感嘆:“這是一個多么理想的天然實驗室啊!”
為了深入了解干旱與作物生長發育的關系,山侖和同事們利用有限的實驗手段,開展了一系列試驗研究作物抗旱性能與規律。他們對比不同坡向梯田的土壤水分和產量,分析高粱、玉米、谷子的抗旱與豐產性,為后續研究奠定基礎。通過調查三種作物的生長特性,闡述抗旱性差異原因,山侖得出高粱葉片維持膨壓能力強、玉米后期抗旱性增強等結論,提出黃土高原產量低主因是降水利用低效。更為重要的是,通過對梯田玉米分次點澆,用少量水實現了高產,而未澆水則近乎絕產的實驗觀察。山侖由此形成“少量水高效利用”的想法,為其后來提出“生物節水”理論打下堅實基礎。山侖的研究為解決干旱、半干旱地區的水資源危機和農業發展問題提供了新的思路和方法。它打破了傳統的節水觀念,強調從生物自身的生理和基因潛力出發,實現水資源的高效利用。
山侖后來回憶說,一個科技工作者的科學生涯中可能存在“關鍵期”。這個“關鍵期”或許是一段經歷,或許是一種境遇,也或許只是一件事情,甚至一個瞬間。五里后村的蹲點鍛煉,就是他真正步入作物抗旱生理與旱地農業這一研究航向的“關鍵期”。他甚至覺得,沒有五里后村的啟航,就不會有后來的收獲。
問診西海固
1978年2月,在全國科學大會期間,中國科學院決定與寧夏回族自治區合辦鹽池和固原兩個農業現代化基地縣。1979年,山侖作為業務負責人,“轉戰”西海固,開啟了長達十多年的駐站研究工作。
西海固,地處寧夏回族自治區南部,是黃土丘陵區的西吉、海源、固原等七個國家級脫貧縣的統稱。曾被聯合國世界糧食計劃署確定為最不適宜人類生存的地區之一。
這里條件異常艱苦。野外調查時沒有地方休息,山侖和同事經常只能七八個人擠在一張炕上;當地缺水,他們跟著農民一起喝窖水,喝出草屑是常有的事。
“有一次我和山侖老師像往常一樣到固原去,在汽車上,山侖老師的膽結石病突然發作,疼得蜷縮成一團,滿頭大汗,只能在車上強忍著一路到了固原。因為放不下手頭的工作,山侖老師的膽結石手術拖了很長時間才去做。”山侖的學生鄧西平說,做完手術沒休息多久,山侖就又趕回固原開展科研工作。
一番辛苦考察后,山侖根據半干旱黃土丘陵區的自然經濟特點及農林草的適宜性,首次提出糧食生產是自給性的、林業建設是保護性的、牧業生產是商品性的“三性”概念,經過擴展深化,這一論點后來被作為國家有關部門處理黃土高原農林牧關系及開展西北地區生態建設的一條重要原則。
1979年6月,他寫出了《黃土高原水土流失區旱作農業的增產途徑》論文,強調發展農業生產與改善生態環境要緊密結合,這也是我國最早發表的倡導加快旱地農業研究的文章之一。
山侖(中)2000年在黃土高原調研時的合影。
20世紀80年代,固原基地在上黃村建立了試驗示范區,總結出了“上黃經驗”,提出了一先行(草灌先行)、二側重(側重抓人工種草,側重抓旱作農業與化肥深施)、三同步(退耕種草,提高糧食單產和發展牧業同步)的技術路線。上述成果先后推廣到寧南地區,為當地的生態改善和農業增產作出了重要貢獻,并獲國家科技進步獎三等獎,被列入“國家科技成果重點推廣計劃”。
“七五”“八五”期間,上黃試驗區連續被列入國家科技攻關試驗示范區,其中彭陽縣孟塬鄉的種植制度改革成效最為顯著。因為黃土高原水土流失重點縣多處于半干旱地區,山侖帶領團隊把該地區改革核心放在了將單一糧食種植變為糧草結合上。到1987年底,相較于1985年,試驗區糧田面積占比下降,人工草地和豆類面積占比上升,即便遭遇兩年干旱,人均產糧、糧食總產仍大幅增長,人均純收入增加兩倍多。
多年后,飛沙走石的“干沙灘”,成了寸土寸金的“金沙灘”。寧夏回族自治區人民政府曾特地向中國科學院致感謝信:“寧夏人民永遠不會忘記,20世紀80年代初,山侖等專家進入上黃村,做了大量開創性工作,使生產走上了良性循環的發展道路……在上黃村等基點辛勤工作、無私奉獻的科學工作者,是寧夏人民的功臣!”
從山侖投身農業科研事業開始,在野外工作的時間超過20年。1988年,山侖獲竺可楨野外科學工作獎,這被視為我國野外科學工作者的最高榮譽。
節水農業造福黃土高原
科研路從不是一帆風順的,作為開創者,山侖也曾面臨諸多質疑和挑戰。早在1964年,山侖所在的“中國科學院西北生物土壤研究所”更名為“中國科學院西北水土保持生物土壤研究所”時,因研究方向和任務相應調整,強調“以水土保持為中心”,就有人提出山侖的植物生理研究并非水土保持工作所需,動員他改行。但山侖沒有動搖,他堅信植物生理研究與水土保持、旱地農業有著緊密的聯系,能夠為解決實際問題提供科學依據。
20世紀70年代,當全球聚焦“如何給作物多澆水”時,山侖提出驚人之論:“要讓作物學會少喝水!”當時學界普遍認為干旱區農業應以“工程水利”為主,而山侖提出“還必須重視水土資源的高效利用”理念。
山侖后來有所建樹的植物生理學也曾被認為只是一門基礎學科,難以直接解決生產問題。
為將植物生理學的基礎知識和研究成果直接應用于農業實踐,20世紀80年代中期,山侖提出了旱地農業生理生態研究方向:依據生態學原則,應用生理學方法,總結旱地農業的傳統經驗,探討旱地農業進一步高產的途徑。這一研究方向的提出,為旱地農業的發展提供了新的思路和方法。
多年的野外實踐讓他明白,要以解決農業生產實際問題為科學研究的根本,于是堅定成為站在基礎研究與應用研究交叉點上的“中間人”。“這樣一個‘中間人’,或許正是最適合于我,也最應該由我去充當的角色吧。”
在“中間人”科研思想的引領下,在隨后的科研過程中,山侖帶領課題組在寧夏固原、陜西楊凌等地開展了系統的實驗室研究和田間試驗,揭示了干旱逆境成苗生理機制,并確定了作物成苗過程的水分敏感期以及針對敏感期的抗旱藥劑研制,為解決春播抗旱保苗問題提供了理論基礎與可行途徑。
在理清干旱逆境成苗生理機制后,他又萌發出是否可以通過化學制劑增強種子在干旱逆境下生命力的研究想法。于是,從1984年開始,山侖和課題組進行了多次枯燥又單調的試驗,最終一種能將生理活性和抗旱性相結合的抗旱劑——“鈣與赤霉素合劑”誕生了,并于1988年在寧夏彭陽開始應用,1991年正式作為一種抗旱節水技術成果推出。這項將基礎性研究與實際應用緊密結合的科技成果于1995年獲中國科學院科技進步獎二等獎。同年,山侖當選中國工程院院士。
也是在1991年,山侖發表《節水農業及其生理生態基礎》。這是我國最早從生理生態學角度倡導發展節水農業的文章之一,在文中他首次正式提出了“生物節水”的概念。他認為適度干旱脅迫復水后作物可產生補償效應,為“有限灌溉”提供了生理生態依據,而“有限灌溉”給了山侖一個“生物節水”的框架,他已經可以斷定“節水和增產可同時實現”。
此后,山侖開始積極參與節水農業的推廣和實施,比如1996年底,他向陜西省政府提交了“渭北地區節水農業示范的意見”,并成功推動了相關試驗示范項目的實施。從1996到2000年,在山侖的指導下,課題組在富平縣東新村開展試點及推廣示范工作。1995年試點前,全村小麥平均畝產僅230公斤,試點后幾年平均畝產達300公斤,增長超30%。人均純收入也從1995年的1253元增至1999年的2000元。新科技成果的試驗和示范,讓東新村發生了巨變。
悠悠70余載,從風華正茂到耄耋之年,山侖扎根楊凌,將畢生奉獻給我國旱地農業發展。《史記·周本紀》記載,早在4000年前的堯舜時代,中國歷史上最早農官——后稷,就是在陜西楊凌一帶“教民稼穡、樹藝五谷”。而今,山侖在黃土高原地區的一系列研究和實踐,改善了當地的生態環境,提高了農業生產水平,讓無數百姓受益。
現已92歲的山侖還待在陜西楊凌。有人問他:“山老,何不葉落歸根?”他總是笑笑說:“習慣這里了。”山侖的三個子女都知道,誰勸也沒用,父親把敬業和鉆研獻給了熱愛的黃土高原,就像高原上夯實的泥土,與這里已渾然融合成一體。
作者:農民日報·中國農網記者 歐陽靖雯 劉自艱
名家簡介
山侖,旱地農業與作物抗旱生理學家,中國工程院院士。長期致力于黃土高原旱地農業與水土保持工作,開辟了旱地農業生理生態研究的新領域。在提高半干旱地區農田降水效率綜合技術途徑、有限水高效利用的生理生態基礎、不同作物以及作物階段抗旱機理等方面開展了系統的研究工作。從植物需水與半干旱地區農業水環境的關系出發,提出了“作物對多變低水環境的適應與調節”的科學概念,證實多種作物一定生育階段適度水分虧缺可產生生長、生理和產量形成上的補償效應,節水與增產目標可以同時實現,為推行節水農業和半旱地農業提供了有利根據。
圖片:老科學家學術成長資料采集工程
監制:顧江冰 編輯:暴佳然
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