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张世明:捧回国际农业大奖


 日期:2011-1-1 19:02:03    作者:杨宇    来源:   编辑:杨宇 

颁奖会上张世明(左一)与大会主席(中)合影

张世明为农户指导生产

  今年9月27日至10月1日,联合国粮农组织主办的第27届农业科研成果及科教电影评奖大会在斯洛伐克的尼特拉市隆重举行。中国推选的“秸秆生物反应堆技术”荣获最高奖。这项成果的发明人,就是我校校友、山东省秸秆生物技术研究中心主任张世明。
  自该奖项设立以来,这是第一次由中国人获得。评委会对这项成果给予高度评价。大会主席莱迪斯拉夫说:“中国秸秆生物反应堆技术成为本届大会的亮点和记忆,这个项目体现了中国政府对农业科学研究、对二氧化碳减排等公益性事业的高度重视,将成为世界各地农业学习的榜样。”
  为了这项研究,张世明苦苦探索了三十多年,他说:“能为社会作贡献、为祖国赢得荣誉,我感到非常自豪。”

上大学时他是科研迷

  1975年张世明高中毕业后回家乡曹县邵庄乡王集村,被安排在科技队。那时棉花落铃是生产中的一个突出问题。爱动脑子的张世明就思考:农作物的产量是怎样形成的?人们认为,“庄稼一枝花全靠肥当家”, 要想夺高产,就要多施肥。然而张世明经过大量的试验证明,产量并不随施肥量的增加而增加,产量与施用化肥量并没有直接关系。那么,农作物究竟是“吃”什么长大的?这个问题让张世明着迷。
  1977年恢复高考,张世明报考的三个志愿全是农学院,他下决心探索作物高产问题。
  来到山东农学院农学系,经过系统学习,他明白了植物生长是光合作用的结果,植物在光的照射下吸收二氧化碳和水,合成有机物。光照、二氧化碳、水才是植物生长的决定因素。上学的时候,他们在农场劳动,麦收时有些偷懒的学生把麦秸藏到棉花地里。一个多月后,张世明发现一个奇怪的现象:周围有麦秸的棉花结的棉桃特别多,落铃少,而且铃大。难道是这些麦秸在起作用?难道秸秆会产生二氧化碳?一个大胆的问题在他的脑子里形成:植物在生长时到底需要多少二氧化碳?他决心通过试验来探讨这个问题。他在密闭的环境下对棉花加施二氧化碳,结果棉花长得特别好。看来,二氧化碳的浓度是决定作物产量的一个重要因素。
  为了在生产中试验,他到农场附近的西苑庄村找试验田,村支书何家常对这个青年学生十分支持,批出十亩地让他做试验。他把秸秆埋在棉花下面接上菌种,结果这块地的棉花长势明显好于周围的地块。这个现象得到了学校有关领导和老师的重视,学校科研处给他3000元经费用于课题研究,当时在省庄镇挂职的刘洪森副校长特意指示村里给张世明买了辆自行车。

提出植物生产的新理论

  毕业后,张世明先后在山东省农科院、菏泽市科技局、山东省科技厅工作,不管在哪里,他心里一直在想着作物高产的问题,一直在做试验。经过反复的试验研究,在掌握大量研究数据的基础上,1986年张世明提出了“植物饥饿理论”。他认为,制约作物产量的主要因素是二氧化碳,没有它植物就会“饥饿而死”。目前大气二氧化碳浓度为330ppm,大多数农作物饱和点需求的浓度为10000ppm以上,供需相差几十倍乃至百倍。长期以来,植物在严重饥饿状态下生存,许多孕育后能够长大的果实,因饥饿早期夭折,或生长缓慢,或性状发育不全,这是导致作物、果树的落花落果、大小年、早衰、午休、晚熟、果实畸形等现象的根本原因。当满足二氧化碳需求时,以上现象就会消失。
  那么,怎样在生产中为作物提供更多的二氧化碳呢?他还是想在秸秆上做文章。他认为,要让秸秆产生二氧化碳气体,需要用微生物发酵的办法,但秸秆在发酵过程中除产生二氧化碳外也同样会产生其他有害气体。怎样趋利避害,让秸秆定向产生二氧化碳,这是张世明苦苦探寻的问题。经过二十年的艰难探索,他终于发明了“秸秆生物反应堆技术”。
  张世明介绍,微生物与有机物,在一定设施条件下发生链锁式反应,产生巨大的生物能和生物能效应,进而极大地改变了作物生长条件和环境。它类似于原子反应堆,所以把这种生物反应的设施装置,取名为生物反应堆。秸秆在微生物菌种、净化剂等的作用下,定向转化成植物生长所需的二氧化碳、热量、抗病孢子、酶、有机和无机养料,这些物质和能量用于作物生产,可极大幅度地提高作物产量和质量。
  在研究秸秆生物反应堆过程中,张世明还提出了叶片主动和被动吸收理论、秸秆中矿质元素可循环重复利用理论、植物生防疫苗理论。根据这些研究成果,他发明了三种反应堆。他认为,积存于秸秆中的矿质元素,经过秸秆生物反应堆技术定向转化释放出来,能被植物重新全部吸收。这些元素完全可以满足植物生长的需要,无需通过化肥来补充。他还认为,植物具有免疫功能,如何利用好植物免疫功能,关键是研制出对应的植物疫苗,用植物疫苗可以大大降低病虫害发病率,农药使用量可减少90%,甚至不用农药。
  12月20日,记者随我校几位专家应邀考察秸秆生物反应堆在生产中的使用情况,在高塘县尹集镇王花园村,农户王春广告诉记者,他用这项技术已经五年了,1.4亩的大棚黄瓜产量增加50%以上,而且不使用化肥,农药的用量也极少。他随手摘下几个黄瓜,一边自己吃,一边递给我们:“绝对是安全食品。”在济南历城区董家镇小苏家村,农户徐功江介绍说,自己种的大棚草莓用这项技术已经三年了,与以往的区别是成熟早、品质好、果实个大、产量高,客户每天堵着门来收购。
  据介绍,“秸秆生物反应堆技术”已经在28个省的200多亩土地上得到推广。应用这项技术可增产30%至50%,投入减少40%以上。农业部在2004年就将该技术列为防治农业面源污染的重大技术之一,山东、陕西等省还拨付专款对推广该技术进行补贴。

痴心不改为科研

  三十多年来,张世明经历了数不清的磨难,搞科研缺少经费,他多次动用家里的存款,家里人也省吃俭用支持他,最困难的时候,孩子7个月没有吃肉。为了研究,他四处租房子、找试验地,1997-1998年的春节,他是在大棚里度过的。为了找菌种,他不辞辛苦跑到西藏、云南等偏远地区。为了推广技术,他遭遇过车祸,险些搭上性命。除了这些艰难,还有人们的不理解,有人劝他:“在科技厅,做管理工作多好,何必要自讨苦吃?”还有人冷嘲热讽:科技厅怎么引进了个搞垃圾的?
  然而这些都没能动摇张世明搞科研的决心。他说“我干这个就是一种乐趣,有瘾。不管干什么,只要有兴趣,再苦再难也坚持。”

难舍母校情

  得奖归来,12月11日张世明专程回母校,看望、感谢当年给予支持的老师们。他说:“毕业近30年,我很少回母校,出不了成果,真不好意思回来见老师。这次拿了奖,可以向老师们汇报了。”
  他深情地回忆当年的在校生活,他说:“三十年前,一些人吃饭都吃不饱,在那种情况下能给我这个普通学生3000元科研经费,为我配自行车,这是多么大的支持啊,这让我终生难忘。没有在校的学习和实践,就没有我今天的成绩。”他谈了自己的三点条体会:“敢于吃苦,百折不挠,久经曲折不回头;目标一致,始终如一,坚韧不拔;前途光明,道路曲折,胜利一定属于那些勇于付出而不计得失的人。”这是他三十多年科研工作的深切感悟。
  张世明认为,搞研究、做学问要善于思考,要有勇于质疑的精神,敢于创新。他说:“秸秆生物反应堆理论和技术在很大程度上是对传统理念的挑战,甚至是离经叛道,但这是在大量试验和生产实践的基础上得出的。过去我搞这项研究是凭兴趣,但现在我有了压力和责任,我要让这项技术更快地推广开来,同时还要在理论和技术上进行更深化的研究。母校有众多的知名专家,欢迎老师们到我们的基地指导考察。也希望在今后的研究中能够得到母校、老师们的支持。促进生产发展,保护生态环境,这是我们共同的责任。”