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熊正琴:专注“减肥”增产的人

来源:中国科技网-科技日报 作者: 2015年04月15日 01:27
[导读] 人物档案熊正琴,南京农业大学资源与环境科学学院土壤学系教授。在办公室的一角放着用小熊玩偶扎成的一束花,熊老师说,那是贴心的学生们送来的。

熊正琴:专注“减肥”增产的人

本报记者  张 晔 通讯员  谷 雨  郭 云

 

■人物档案

熊正琴,南京农业大学资源与环境科学学院土壤学系教授。主要从事农田碳氮循环与农业和环境效应研究。累计发表学术论文75篇,其中以第一或通讯作者在SCI 期刊发表论文31 篇。尤其是近3年来就在本领域权威SCI 期刊发表论文17 篇。主持国家自然科学基金、国际合作课题等15项。获得国家发明专利授权两项、江苏省科技进步一等奖一项,入选教育部新世纪优秀人才支持计划。2014年9月被评为2013—2014年度“江苏省十大青年科技之星”。

平时不怎么施肥,蔬菜照样长得旺盛而且水灵灵的,在南京江宁区高桥门的一个蔬菜大棚里,南农大教授熊正琴的试验让周边的农民大开眼界。由于平衡施肥和按合理时间段施肥,这一季青菜少用了三分之一的氮肥。

上学的时候,她没有系统学过英语,却在大三就过了六级。

做农业生产研究,她比别人少用三分之一的肥料,种出来的庄稼却照样长得旺盛。

无论是学习还是工作,她总能从不同的道路上走出最美的风景,她就是2013—2014年度“江苏省十大青年科技之星”、南京农业大学资源与环境学院教授熊正琴。

提出水稻高产氮肥高效低碳减排模式

“庄稼一枝花,全靠肥当家。”

要想保障中国13亿人口的吃饭问题,提高农作物产量,怎么能少得了肥料呢?

然而,什么时候施肥效果最好,施多少正好足够,是不是把施得越多产量越高,光靠种田“老把式”传下的经验已经不够用了。

现实的情况是,为了保证粮食高产,我国过量、超量施肥现象普遍存在,尤其是大量氮肥的使用,对生态和环境造成了巨大的压力,并且严重影响生态环境,引发了面源污染、全球变化、土壤质量退化等一系列严重的环境问题。能不能在保证作物产量、土壤质量的情况下尽可能少施化肥,说入组合找到提高产量和保护环境的“最优组合”?熊正琴把研究方向就瞄准了“农田碳氮循环与农业和环境效应”。

三月的江南,花红柳绿。趁着天气晴好,别人都带着孩子去郊游了。熊正琴也来到了郊外,只不过跟在她身后的不是家人而是学生,她无暇顾及周边的田园风光,一头扎进了蔬菜试验大棚里。

熊正琴带着学生来采集菜地里的气样和土样,并小心翼翼地装进一个个小瓶子里。“这些都要拿回去分析测定,看看不同处理条件下释放的温室气体量有何不同,又是通过什么过程产生的,再确定合理的施肥管理措施。也就是说,在保证作物产量、土壤质量的情况下尽可能少施化肥。”

就这样反复试验测算,熊正琴终于发现,大多数农民采用的施肥方案中,肥料的很大一部分并没有被农作物吸收,而是损失到环境中。

经过长期田间试验科研实践中,她提出了水稻高产、氮肥高效的低碳减排模式,也探索了集约化蔬菜生产的低碳减排模式……

研究氮循环关系生态安全

一提到温室气体,大家首先想到的是二氧化碳,很少有公众知道氧化亚氮也是一种极具破坏力的温室气体。

“二氧化碳占温室气体八成左右,但是仅占一成的氧化亚氮产生的温室效应,是同等量二氧化碳的近300倍。”熊正琴此言一出,把记者也吓了一跳。

此外,二氧化碳可以通过植物光合作用固定下来,氧化亚氮却非常“顽固”,在空气中可以持续存活100多年,而氧化亚氮的主要来源就是田间地头所施的氮肥引起的。

眼前的熊正琴对土壤、肥料与温室气体侃侃而谈,可是谁能想到她也是“半路出家”。攻读硕士研究生期间,她从事的多是应用型研究,以解决生产实际问题为目标,比如如何快速大量繁殖大蒜脱毒苗,解决大蒜长期无性繁殖带来的种性退化问题。可是当她攻读中科院博士研究生的时候,她在氮循环领域里找到切入点,并且是别人没有开展过的研究。

尽管这条路困难重重,但是她坚信自己可以在不同的道路上走出最美的风景。

熊正琴告诉记者,氮素是维持自然界生命生生不息的元素,构成了我们的细胞、核酸、蛋白质等等;地球大气中绝大部分的组分是氮气,因为是惰性气体,对环境没有影响,可是也不能被绝大多数植物作为养分利用,只有少数的豆科植物可以利用。

但是,在氮循环过程中,会产生一些含氮的化合物,如果在环境中累积太多,就会污染环境,影响生态,甚至直接影响我们人体健康。比如,过多的氮以气体N2O形式挥发到大气中,是重要的温室气体,引起全球变暖;以NO或者NO2形式排放到大气中,会形成气溶胶,形成雾霾天气;以NH3形式挥发到大气中,连同NOx等随着大气环流通过雨水、气溶胶等形态返还到陆地或者水体,造成水体富营养化。

“由于国家对于化肥的补贴和经济的快速发展,过量、超量施肥现象非常普遍,已经严重影响着生态环境,比如面源污染水体富营养化、温室气体排放引起的全球变化、土壤质量退化等等。”在谈到因为化肥使用以及由此造成的环境污染的时候,熊正琴教授显得忧心忡忡。

她告诉记者,欧美发达国家人少地多不需要生产那么多粮食,可以执行严格的环保标准少量施肥。而我国人口众多,耕地资源非常有限,保障国家粮食安全是重大需求。所以,她研究氮循环及其对生态环境的影响具有重大的现实意义,也是国际上普遍关注的科学问题。

近年来,熊正琴一直围绕氮循环及其生态环境影响的课题潜心研究。她开展的我国集约化蔬菜生产中菜地N2O排放规律的研究,揭示了菜地N2O排放量高、N2O排放系数也高的特征,为国家N2O排放清单的编制提供了宝贵的数据来源。她率先开展了稻田生态系统N2O同位素与典型水体N2O排放研究,阐释了我国南方水网地区稻田N2O排放量低的过程机理,受到国际同行的认可。

联合国粮农组织已经正式确定每年12月5日是世界土壤日,2015年又是国际土壤年。熊正琴说,她正尝试适量适时施肥、增加农业生物质的循环利用,比如秸秆还田、在氮肥中加入由秸秆制成的生物炭或者配施有机肥等,用于改良因化学氮肥施用过多造成的环境污染、土壤酸化板结等问题,打造健康的土壤。

温馨满满的“小熊之家”

“小熊之家”是熊正琴的学生们所建QQ群的名字,平时大家会在这个群里面进行一些学术、生活等各方面信息的交流,吸引熊正琴自己也加入进来了。

熊正琴也会把平时搜集的一些有价值的资料放在群共享里,给学生学习参考,在群里对大家进行一些指导,大家相处融洽,就像一个温馨的大家庭。

现实生活中的“小熊之家”也很温馨。走进熊正琴学生们的办公室,屋子里很安静,几个学生都在埋头做自己的研究。明白我们的来意后,博士生刘英烈跟我们说,“你们看看这个”,他打开笔记本,“有志则有为,有恒则有成,有爱则有福”三行整齐的字体跃然笔记本的首页。

“学生成才之前必须要先成人,只有这样,才会有更大的成就”。在培养学生方面,熊正琴比较注重学生价值观的引导,同时强调学生独立解决问题能力的培养,为的是他们以后在自己的事业、生活中可以独挡一面。

“熊老师很注重指导我们把握研究的大方向,她不会在细节上提很多要求,这也让我们有更多思维的空间,对我们自身解决问题的能力有很好的锻炼。我们平时会按时开例会,老师会通过例会及时跟进我们的实验及论文等进程状况,对出现的问题进行指导。”刘英烈告诉记者。

“任何事情都不能耽误学生成长,一旦耽误了学生的成长,那是你做多少努力也无法弥补回来的”,这是熊正琴做事的原则之一。所以,即便是再忙,熊正琴都会把指导学生放在首位。

“有一次,我在做一项新实验的时候,遇到了一些非本专业的问题,由于没有经验,实验器材也不齐全,当时很着急,熊老师带着我四处去请教其他老师,帮助去借器材,费了很大周折,才完成实验,这让我特感动。”谈起熊老师,读研二的范长华同学略显激动,

“当我通过努力使他们有所收获、有所成长时,对我来说就是一种成就。”采访过程中,熊正琴拿出了一本影集,这是学生们为她精心制作的,相册上学生们的照片按照入学年份一页页排列着,上面还写有学生们满满的祝福。在办公室的一角放着用小熊玩偶扎成的一束花,熊老师说,那是贴心的学生们送来的。

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[责任编辑:wn163]
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