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院士簡(jiǎn)介：

劉更另（1929-2010），男，湖南省桃源縣人，著名土壤肥料與植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家。1952年畢業(yè)于武漢大學(xué)，1959 年畢業(yè)于原蘇聯(lián)莫斯科農(nóng)學(xué)院研究生院，獲博士學(xué)位。1994年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。先后任中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所研究員、所長(zhǎng)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)評(píng)委，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)第二、第三屆學(xué)科評(píng)審組成員，中國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)。

20 世紀(jì)60 年代首次解決了水稻“坐秋”問題，揭示了磷肥防治“坐秋”的機(jī)理；70 年代研究提出施用鉀肥，實(shí)行氮磷鉀養(yǎng)分平衡原理，提高了綠肥田稻谷產(chǎn)量；80 年代揭示了亞砷酸根在土壤中的化學(xué)行為，為改良“砷毒田”提供了理論與方法；90 年代解決了紅壤地區(qū)旱坡地季節(jié)性干旱缺水問題。5 次獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)，8 次獲得省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。主編《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)》7 年，翻譯世界名著《化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用》，并主編《中國(guó)有機(jī)肥料》等著作。發(fā)表學(xué)術(shù)論文160 多篇，曾多次參加國(guó)際土壤界學(xué)術(shù)會(huì)議。

縱橫阡陌，翻山越嶺，滿懷堅(jiān)定信念和火熱激情，用科學(xué)的力量改造一塊塊“鴨屎泥”，把惡土窮壤變成豐產(chǎn)良田。幾十年如一日，與低產(chǎn)田土相伴，不斷創(chuàng)新理論方法，用智慧的利劍破解一道道“疑難題”，為農(nóng)業(yè)科學(xué)積累寶貴財(cái)富。

縱橫阡陌為大地豐收 ——記中國(guó)工程院院士 劉更另

在文學(xué)家的筆下，大地總被喻為撫育人類的“母親”，而劉更另卻是一位致力于讓大地母親到處“芳草鮮美，落英繽紛”的土壤肥料與植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)科學(xué)家。他一生縱橫阡陌，馳騁山野，為我國(guó)山區(qū)開發(fā)、南方紅壤和低產(chǎn)水稻田改良、耕作制度改革、山丘地區(qū)生態(tài)建設(shè)和農(nóng)林牧業(yè)發(fā)展作出了諸多貢獻(xiàn)。

走出桃花源投身科學(xué)

劉更另，幼年原名劉賡麟，1929 年2 月生于東晉大詩人陶淵明筆下的湖南桃源縣，但在軍閥混戰(zhàn)、經(jīng)濟(jì)凋敝的舊中國(guó)，農(nóng)民之子要走出窮困的大山，只有靠父母節(jié)衣縮食。7 歲那年，劉更另踏上了求學(xué)之路，也從此走出了桃花源，終生投身于科學(xué)。15歲時(shí)，他與朱镕基在湘西山區(qū)國(guó)立第八中學(xué)高中部同窗兩年，抗戰(zhàn)后轉(zhuǎn)入湖南省立14中學(xué)，并于1947 年畢業(yè)。當(dāng)劉更另躊躇滿志企求繼續(xù)深造時(shí)，他的父母卻沒能挨過苦難的折磨，分別在1946 年和1949 年撒手人寰。但劉更另還是靠艱苦努力，于1948 年8 月考上了國(guó)立武漢大學(xué)，并獲得獎(jiǎng)學(xué)金。他靠著勤工儉學(xué)，苦苦支撐了伙食、醫(yī)藥、書籍等費(fèi)用。在那段時(shí)間，劉更另開始接觸進(jìn)步思想，參加了進(jìn)步“讀書會(huì)”，這為他帶來了勇氣與希望，也使他看到了光明與未來。1948 年12 月，他被吸收加入了中國(guó)新民主主義青年聯(lián)盟，1949 年3 月，加入了中國(guó)共產(chǎn)黨，并積極參加了反饑餓、爭(zhēng)溫飽的學(xué)生運(yùn)動(dòng)以及武漢大學(xué)的“保校保產(chǎn)”運(yùn)動(dòng)，直到武漢解放。

1952 年，劉更另從武漢大學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)系畢業(yè)，三年之后，他被派往前蘇聯(lián)留學(xué)，并于1959 年在莫斯科農(nóng)學(xué)院研究生畢業(yè)，獲得博士學(xué)位。之后，他來到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，開始了一輩子與“土坷垃”打交道的歷程。

讓“鴨屎泥”變高產(chǎn)良田

廣大的農(nóng)村和山區(qū)，是劉更另傾注心血最多的地方。他曾先后在湖南祁陽官山坪實(shí)驗(yàn)研究28 年，在湖南桃源8 年，湖南冷水灘7 年，河北遷西20 年。在實(shí)驗(yàn)站，最長(zhǎng)一年工作342 天。為了研究山區(qū)的農(nóng)業(yè)問題，他先后考察了武陵山、五嶺山、雪峰山、羅霄山、烏蒙山、峨眉山、太行山、燕山、沂蒙山、長(zhǎng)白山、天山、阿爾泰山、昆侖山等。 為了研究燕山地區(qū)的水資源情況，劉更另從研究遷西縣的水庫(kù)開始，實(shí)地考察了遷西26 座大中小型水庫(kù)和上百個(gè)水池、水塘、灌溉渠道、河壩等，廣泛收集資料。他認(rèn)為，大范圍調(diào)查、多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、長(zhǎng)期定位研究是從事農(nóng)業(yè)研究的特色，只有建立把宏觀和微觀結(jié)合起來、把生物學(xué)和地學(xué)結(jié)合起來、把認(rèn)識(shí)論與方法論統(tǒng)一起來的科學(xué)思維，才能更全面地認(rèn)識(shí)客觀世界、更準(zhǔn)確地了解許多農(nóng)業(yè)技術(shù)問題的實(shí)質(zhì)。 湖南省祁陽縣官山坪地處典型的南方紅壤地帶，土壤非常貧瘠。這里有一種鴨屎泥田，特別怕冬干，冬干以后來年插下秧苗老不轉(zhuǎn)青，不發(fā)根、也不分蘗，一直坐到秋天才生長(zhǎng)，群眾把這種現(xiàn)象叫“坐秋”。其單產(chǎn)很低，一般只有100~150 公斤，群眾說：“一年干冬，三年落空”，“挑糞下田，不如泡冬過年”。這種田南方各省都有，總面積約有270 萬公頃。1945 年湖南曾遭大旱，第二年禾苗普遍“坐秋”，造成了駭人聽聞的大饑荒。

1962 年3 月，劉更另來到偏僻而貧窮的祁陽官山坪，投入到改良鴨屎泥田的科研中。在肯定施用磷肥防治水稻“坐秋”辦法的同時(shí)，他進(jìn)一步研究土壤中磷素活動(dòng)變化的規(guī)律，了解土壤中各種因素之間的關(guān)系，抓住磷素活化、泥團(tuán)融化、生土熟化等幾個(gè)方面展開深入研究。經(jīng)過大量的調(diào)查和實(shí)踐觀測(cè)發(fā)現(xiàn)：同一地形位置，鴨屎泥“坐秋”，黃夾泥不“坐秋”；同是鴨屎泥，冬干的“坐秋”，冬泡的不“坐秋”；同是冬干的鴨屎泥，插早稻“坐秋”，插一季晚稻不“坐秋”；同是插一季晚稻，氣溫泥溫低時(shí)插的“坐秋”，氣溫泥溫高時(shí)插的不“坐秋”；同是冬泡的鴨屎泥，帶冷浸的“坐秋”重，不帶冷浸的“坐秋”輕。這些現(xiàn)象表明：土壤中磷素的變化與土壤水分和泡水時(shí)間有密切的關(guān)系。土壤干燥過程中，隨著泥漿向泥團(tuán)轉(zhuǎn)化，有效磷素被固結(jié)，蓄水泡冬可以增加有效磷30%~50%，多犁多耙也可縮短浸泡時(shí)間，加速磷素活化。施豬糞、壓山青，能防止磷肥固結(jié)，活化土壤磷素，豬糞和難溶的磷礦粉共漚，可以提高有效磷一倍左右。通過這些實(shí)驗(yàn)，他總結(jié)出一些規(guī)律，即土壤中存在磷素有效化和無效化過程，即固結(jié)與反固結(jié)過程。泡水、提高泥溫、施豬糞、壓山青、多犁多耙，可以促進(jìn)無效磷素向有效磷素轉(zhuǎn)化，是反固結(jié)過程；土壤干燥、降低泥溫、減少有機(jī)物，使有效磷素向無效態(tài)轉(zhuǎn)化，為固結(jié)過程。 通過化驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)：冬干的鴨屎泥田磷素奇缺，速效磷含量只有5～10 毫克/ 公斤，相當(dāng)于冬泡的1/4～1/5，用7.5 公斤過磷酸鈣沾秧根，每畝可增產(chǎn)稻谷52.5 公斤；用15公斤磷肥做面肥，可增產(chǎn)稻谷83 公斤。用什么辦法能使土壤磷素活化，泥團(tuán)融化呢？實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，綠肥不僅能增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，而且對(duì)融化泥團(tuán)和活化土壤中的磷素有特別良好的效果。經(jīng)過一系列研究，劉更另總結(jié)出“冬干坐秋，坐秋施磷，磷肥治標(biāo)，綠肥治本，以磷增氮，加速土壤熟化”的規(guī)律性措施。使用磷肥和種好綠肥，不僅是防治和改良冬干“坐秋”鴨屎泥的有效措施，同時(shí)也是改良黃夾泥、白夾泥等低產(chǎn)田的有效措施。官山坪大隊(duì)運(yùn)用這些措施，水稻產(chǎn)量大幅度上升，1964 年祁陽縣推廣1.13 萬公頃，增產(chǎn)30%～50%，湖南省也大力推廣，據(jù)湘南湘中6 個(gè)專區(qū)不完全統(tǒng)計(jì)，推廣面積達(dá)20 萬公頃，約增產(chǎn)稻谷1.8 億公斤。

破解“疑難題”創(chuàng)新理論

磷肥、綠肥，為雙季稻的發(fā)展提供了條件，于是，雙季稻綠肥制度也隨之出現(xiàn)了。它可以更充分地利用自然界光熱資源，有效地提高復(fù)種指數(shù)和土壤肥力，使稻谷畝產(chǎn)大面積提高100～150 公斤。

然而，在推廣新種植制度過程中，劉更另卻發(fā)現(xiàn)了3 個(gè)新問題：第一個(gè)問題是：早稻產(chǎn)量比較高，一般畝產(chǎn)250~300 公斤；晚稻產(chǎn)量低，一般每畝產(chǎn)100～150 公斤。從光熱條件分析，晚稻生育期間有比早稻更優(yōu)越的光熱空氣條件，造成低產(chǎn)，歸根到底還是土壤、肥料、品種和栽培技術(shù)上的原因。劉更另1974 年7 月向祁陽縣委、1976 年向衡陽地委寫了“力爭(zhēng)晚稻超早稻”的建議，并提出早插、早管、早追肥的關(guān)鍵措施。衡陽地委接受了這一建議，到1980 年，23.4 萬公頃晚稻連續(xù)幾年大增產(chǎn)，平均每年增產(chǎn)18.6%，晚稻總產(chǎn)由4.9 億公斤上升到10.8 億公斤。1983 年湖南全省實(shí)現(xiàn)了“晚稻超早稻”的目標(biāo)。

土壤養(yǎng)分不平衡、不協(xié)調(diào)是劉更另發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)問題。紫云英能固定空氣中的氮素，活化土壤中的磷素，改善土壤結(jié)構(gòu)，綠肥田比冬水田耕性好，肥力高，種好紫云英，雙季稻一般能穩(wěn)產(chǎn)在500 公斤左右。但從植物營(yíng)養(yǎng)角度來看，由于紫云英養(yǎng)分不平衡，氮多而磷鉀少；每畝3 000 公斤的紫云英含有600 公斤稻谷所需的氮素，卻往往每畝只能收300 多公斤稻谷。同時(shí)，紫云英供應(yīng)養(yǎng)分不協(xié)調(diào)。5 月上旬水稻分蘗需要大量養(yǎng)分，可是當(dāng)時(shí)泥溫低，紫云英分解慢，滿足不了水稻分蘗猛長(zhǎng)的要求，此時(shí)紫云英田的禾苗還不如冬水田來得快。但到了5 月底6 月初水稻幼穗形成和穎花分化期，由于氣溫高，紫云英分解快，供氮很多，禾苗猛長(zhǎng)，無效分蘗大量發(fā)生，植株蔭蔽，禾苗退不下色，后期則落黃不好，病蟲害嚴(yán)重，癟谷空殼多，造成所謂“喜死人的苗，氣死人的谷”。經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)證明：在雙季稻綠肥制度下，一定要補(bǔ)施鉀肥，1975年劉更另給有關(guān)部門寫了《發(fā)展鉀肥生產(chǎn)、搞好氮磷鉀平衡》的建議，為雙季稻綠肥制度的鞏固與發(fā)展作出了新貢獻(xiàn)。 劉更另發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)問題就是“水稻僵苗”。1980 年衡陽地區(qū)早稻“僵苗”達(dá)1.33 萬公頃，輕微的一般減產(chǎn)25~30 公斤稻谷，嚴(yán)重的顆粒無收。有人說是病毒引起的“矮縮苗”，也有人說是土壤潛育化引起的還原性物質(zhì)毒害，還有人說是缺鉀引起的“赤枯病”。針對(duì)這個(gè)問題，劉更另進(jìn)行了廣泛的實(shí)地調(diào)查和一系列分析化驗(yàn)與田間模擬實(shí)驗(yàn)，得出水稻“僵苗”是由于土壤有效鋅供應(yīng)不足引起的結(jié)論，并闡明在堿性條件下，“磷鋅矛盾”，即土壤中磷酸根越多，綠肥生長(zhǎng)越好，腐解還原勢(shì)越強(qiáng)，有效鋅沉淀越多，致使水稻嚴(yán)重缺鋅而“僵苗”。而每畝施用硫酸鋅1~1.5 公斤，就可以解決“僵苗”的問題，每畝增產(chǎn)稻谷23.3 公斤。1981—1982 年衡陽、零陵、邵陽推廣面積5.06 萬公頃，增產(chǎn)稻谷1 335 萬公斤。

1975 年6 月，劉更另到湖南常寧縣考察抗旱情況，發(fā)現(xiàn)有一片稻田土壤開裂，水從旁邊溝里流過，群眾就是不澆水，禾苗旱成凋萎狀。劉更另想這“舉手之勞”的事，為什么農(nóng)民不干呢？一打聽，才知道這種田就是不能澆水，讓它這樣干著，每畝還可以收80～100 公斤稻谷，如果一澆水，馬上死苗、顆粒無收。老農(nóng)還引出一系列有趣的故事：“有一年大旱，路旁的禾苗都干枯了，群眾晚上集會(huì)，打著燈籠火把，有人不小心，把火把丟在田里，燒著了半畝田的禾苗，沒過幾天被燒的禾苗反而發(fā)出新苗，抽穗結(jié)谷，每畝收稻谷兩百斤，沒有燒的顆粒無收。這種土就有這個(gè)怪脾氣。”有一個(gè)村干部說：“1958 年我們這里修水庫(kù)，各地的民工在這里住，積攢了許多人糞尿。有人心想，有這么多人糞尿，還怕不高產(chǎn)？不料插秧以后，禾苗不僅不長(zhǎng)，反而死苗，糞尿施到哪里死到哪里。”有一個(gè)老農(nóng)說：“這里過去沒有種水稻的習(xí)慣，大量種的是棉花、柑橘、生姜、花生等旱作物，解放后，‘以糧為綱’，我們這里來了一個(gè)‘旱改水’，這樣才種水稻。”聽了這些，劉更另想這可能是土壤的問題，經(jīng)過土壤化驗(yàn)分析和模擬實(shí)驗(yàn)，這種土壤含砷和鎂都在500 毫克/ 公斤以上，是砷的毒害。

為了解砷化物與植物的關(guān)系，劉更另與研究生一起研究了13 種植物與砷化物的關(guān)系。為了探索砷與磷、硫、硒各元素之間的關(guān)系，他們研究了砷與過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化酶，分析了幾十種防治心血管病的中成藥，發(fā)現(xiàn)其中很多都含有劇毒的砷化物，最高的超過國(guó)際許可標(biāo)準(zhǔn)500 多倍。

這一研究本已超出了劉更另原來專業(yè)的范疇，但正是對(duì)這些矛盾現(xiàn)象的窮追不舍，使他獲得了意外的結(jié)果。國(guó)際土壤學(xué)會(huì)第13 屆代表大會(huì)上對(duì)此作了報(bào)道，引起同行極大的興趣，挪威科學(xué)院院長(zhǎng)洛格教授對(duì)這些工作作了很高評(píng)價(jià)，而國(guó)內(nèi)也已將其收入大學(xué)教科書。

長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)探科學(xué)規(guī)律

劉更另是強(qiáng)調(diào)和堅(jiān)持基礎(chǔ)研究工作的積極倡導(dǎo)者與踐行者，他在湖南祁陽紅壤改良實(shí)驗(yàn)站工作的28 年中，前前后后布置了許多長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)，截至2008 年，30 年以上的有6 個(gè)，25 年以上的有9 個(gè)，這些實(shí)驗(yàn)對(duì)當(dāng)?shù)刂脖谎萏妗⑸鷳B(tài)重建、林業(yè)草業(yè)的發(fā)展積累了寶貴資料，從中總結(jié)出許多規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。 1975 年開始的“陰離子長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)”，迄今已30 余年，一共種了100 多茬作物，該實(shí)驗(yàn)證明：在南方紅壤性水稻土中，長(zhǎng)期施用含氯離子和含硫酸根離子的化肥，其離子在土壤中積累不多，也未發(fā)現(xiàn)其影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的問題，但氯離子和含硫酸根離子對(duì)土壤、對(duì)早稻、對(duì)晚稻和對(duì)籽粒、對(duì)營(yíng)養(yǎng)體的作用卻有不同。而“三種紅壤熟化因子實(shí)驗(yàn)”、“水稻高產(chǎn)綜合因子實(shí)驗(yàn)”、“水稻種植制度長(zhǎng)期比較實(shí)驗(yàn)”亦有30 余年，劉更另利用這些實(shí)驗(yàn)的材料培養(yǎng)了8 名碩士和4 名博士。

從1986 年起，在劉更另的倡導(dǎo)和主持下，全國(guó)建立了9 個(gè)土壤肥力和肥料效應(yīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)基地，包括東北黑土（吉林公主嶺）、西北黃土（陜西楊凌）、新疆荒漠土（新疆烏魯木齊）、華北褐土（北京昌平）、中原潮土（河南鄭州）、四川紫色土（重慶北碚）、南方紅壤（湖南祁陽）、華南赤紅壤（廣東廣州）、高肥力水稻土（浙江杭州）。現(xiàn)在，有許多實(shí)驗(yàn)獲得了很好的結(jié)果。 這些實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特之處在于：它不是在一種土壤上的定位實(shí)驗(yàn)，而是在不同土壤氣候帶上的多因素系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；它不僅觀測(cè)土壤肥力的演變和肥料效應(yīng)的變化，而且還探索耕作、栽培與作物生長(zhǎng)發(fā)育的復(fù)雜關(guān)系。劉更另認(rèn)為：堅(jiān)持這些長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)科學(xué)和土壤肥料科學(xué)有很重要的意義。

自1982 年開始招收研究生以來，劉更另先后為國(guó)家培養(yǎng)了2 名博士后、16 名博士、11 名碩士。他們或成為國(guó)家研究機(jī)構(gòu)的主要領(lǐng)導(dǎo)或科研骨干，或是實(shí)驗(yàn)站站長(zhǎng)，有的已成為研究所所長(zhǎng)，有的已成為博士生或碩士生導(dǎo)師，獨(dú)立主持國(guó)家重要研究課題。而抓生產(chǎn)問題，做基礎(chǔ)工作，用先進(jìn)手段，攻薄弱環(huán)節(jié)，得綜合成果，出專門人才，正是劉更另幾十年農(nóng)業(yè)科研成功經(jīng)驗(yàn)的切身感悟。 “阡陌交通，雞犬相聞”是陶淵明對(duì)隱士生活的無奈希冀，而讓祖國(guó)大地到處都是“良田美地桑竹之屬”卻是劉更另一輩子為之奮斗的征程！