土壤“廚師”朱永官

2022-04-07 09:12:42

朱永官在田間考察土壤。

▲離開英國時,朱永官和房東道別。

▲朱永官登上1994年英國皇家學(xué)會年報封面。

本文圖片由受訪者提供

■本報記者 甘曉

春天,江南地區(qū)蠶豆花開。作為土壤學(xué)家,中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員朱永官眼里的蠶豆是典型的固氮植物,可以通過根瘤菌直接利用空氣中的氮氣,對培肥土壤很有用處。

他還等待著蠶豆努力結(jié)出肥碩的豆莢,到夏天就可以吃了。雪菜炒新蠶豆、干炒蠶豆、油鹽豆、腳皮豆、芽出豆……都是伴隨他成長的食物。

“我是一個‘好吃之徒’,吃著吃著吃成了胖子。”接受《中國科學(xué)報》采訪時,朱永官自嘲。他熱愛做菜,還關(guān)心怎么能吃得健康、如何“料理”土壤才能種出健康的作物,最終成了國際知名的土壤學(xué)家。

不久前,朱永官獲得2022年國際土壤科學(xué)聯(lián)合會李比希獎,成為第一位獲此殊榮的亞洲學(xué)者。

“寶貝”蠶豆

朱永官喜歡吃蠶豆,這是伴隨他成長的食物。

1995年,英國帝國理工學(xué)院的溫室里,一株株蠶豆的幼苗陸續(xù)發(fā)芽。朱永官把它們栽在最大號的水培桶里,用幾十升的去離子水來培植。因為桶太大,換一次去離子水,需要用掉一整根大號的離子交換樹脂柱子。

朱永官樂此不疲,這些蠶豆是它的“寶貝”,是用來科研的模式植物。

盡管當時距離切爾諾貝利核電站爆炸已經(jīng)過去近10年,這場災(zāi)難帶來的有害物質(zhì)仍然彌散在全球土地中。

“在英國,事故發(fā)生后第二天上市的牛奶放射性就超標了。”一入學(xué),朱永官就了解到一些有關(guān)這次悲劇的細節(jié)。

一邊做實驗,朱永官一邊思考:放射性元素在土壤中積累并持久存在,它們會被植物吸收多少?如何才能降低植物對放射性元素的吸收?因為這些放射性元素最終會隨著食物鏈進入人體。

蠶豆實驗中,他計劃以土壤中持久存在的放射性元素銫為例開展研究。兩三個月后,沒等蠶豆苗長出豆子,朱永官通過檢測植物體中放射性銫發(fā)出的伽馬射線強度反推出結(jié)果。實驗結(jié)果顯示,植物必需的營養(yǎng)元素鉀的供應(yīng)可以有效緩解植物對放射性銫的吸收,并建立了相應(yīng)的預(yù)測模型,為控制植物吸收放射性銫提供了科學(xué)依據(jù)。

如今回憶起蠶豆實驗,朱永官覺得,對于一個“科研小白”而言,能在科學(xué)的軌道上與宏大敘事的歷史相遇是一件極其幸運的事。那么,一個土壤學(xué)家能考慮到全人類的大事兒,也就不奇怪了。

有意思的是,這次幸運的“相遇”還得益于朱永官喜歡的另一種美食——豆腐。1993年底他申請英國皇家學(xué)會獎學(xué)金,條件是必須通過雅思考試。在相對“短板”的口語面試環(huán)節(jié),他為了在考題之外表現(xiàn)口語水平,主動問考官是不是了解中國“Tofu”。“考官是一個瘦小的英國老太太,她也很感興趣,我們圍繞豆腐的話題交流得很愉快。”最后,他的口語成績拿到高分,成功拉高總成績。

愛吃,不僅沒耽誤事兒,還讓朱永官在土壤科學(xué)領(lǐng)域始終追求卓越,有了更高層次的視角和使命感:“只有健康的土壤,才有健康的人民!”

“追星”成功

青年時代,朱永官有夢想,也有“愛豆”。在浙江桐鄉(xiāng)一中讀高中時,他的“愛豆”是科學(xué)家。“學(xué)校發(fā)了一本白皮書,把許多科學(xué)家的故事編在一起,第一篇就是陳景潤和《哥德巴赫猜想》,還有謝希德院士住牛棚、掃廁所仍然鉆研表面物理學(xué)的故事,給我留下了深刻的印象。”他說,“我想要成為他們那樣的人。”

在浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)上本科時,他也“追星”。大三時,學(xué)校來了一位美國特拉華大學(xué)的副教授Donald Sparks講學(xué),朱永官跑去聽了。

“他又瘦又高,很有學(xué)者的氣質(zhì)。那時我的專業(yè)英文沒過關(guān),他在黑板上寫了很多有關(guān)鉀元素的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué),我還以為他反復(fù)說的動力學(xué)的單詞‘kinetics’是鉀的英文單詞。”雖然聽不太懂,但第一次如此接近學(xué)術(shù)界大牛,朱永官聽得兩眼放光。

那次講座,他雖然誤解了一些內(nèi)容,但卻更加明白了土壤科學(xué)應(yīng)當做什么。因為食物鏈的存在,土壤幾乎是所有動植物的營養(yǎng)來源,包括人類。作為“食材”的土壤,一旦被一些工業(yè)、農(nóng)業(yè)活動添加的“佐料”污染,將威脅人類健康。

砷就是土壤中一種典型的有害“佐料”。2002年起,朱永官在國內(nèi)開拓水稻砷污染研究領(lǐng)域,圍繞砷在土壤—作物系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化、砷在生物體內(nèi)的吸收/排除機制等開展了深入研究,取得一系列成果。2008年,朱永官及其合作者在《科學(xué)》上發(fā)表論文展示了這些成果。

2007年,朱永官主持第九屆國際微量元素生物地球化學(xué)大會時,邀請Sparks作為大會特邀報告人。多年未見的Sparks體重和他在學(xué)術(shù)界的地位都不斷增加,成為國際土壤學(xué)界名副其實的“重量級人物”。

雖然二人年齡上差了10多歲,但Sparks一直都把朱永官當成平輩的同行好友。一次,朱永官主動坦白曾經(jīng)在浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)聽他講學(xué),他繃不住哈哈大笑:“原來你是我在中國的學(xué)生!”和“愛豆”一起長胖,一起并肩做科學(xué),朱永官“追星”成功。

這件事也給朱永官深刻的啟示:“想要實現(xiàn)科技自立自強,就要對標國際一流水平把學(xué)問做好,也要胸懷人類命運共同體。你的工作對全人類都有貢獻,自然會受到認可。”

2022年李比希獎提名時,幾近退休的Sparks毫不猶豫地給朱永官寫了一封推薦信。信中寫道:“朱永官著實是一名杰出的研究者,是世界上最具影響力的土壤學(xué)家之一。”

“料理”高手

“如果沒有去做科學(xué)家,我可能會去當廚師。”談到自己的廚藝,朱永官有點自豪。他在國外學(xué)習工作多年,家鄉(xiāng)的味道成了他心中的一抹鄉(xiāng)愁,最有代表性的是蛋餃。

沒想到做蛋餃這個技術(shù)活,居然是他無師自通“探索”出來的。“有兩個關(guān)鍵點,一是準備肉餡,必須提前2~3個小時準備,肉末和小蔥、紹興黃酒、鹽混合均勻,要反復(fù)攪打肉餡才會有彈性。二是制作蛋皮,需要控制鍋的溫度,每次攤蛋皮要用油抹一下,但油不能多,否則就成煎雞蛋了。做菜就像做科學(xué)實驗,需要反復(fù)琢磨。”說到這道“拿手菜”,朱永官興致勃勃,“我走到哪里都不會忘了在節(jié)假日里給孩子們做一些蛋餃。”

當然,對一個胸懷祖國的學(xué)者而言,鄉(xiāng)愁遠不止一鍋蛋餃。1994年,身在英國留學(xué)的朱永官在《人民日報(海外版)》上看到了中科院的一則招聘廣告,這是唯一來自國內(nèi)的招聘信息。

1998年,朱永官完成博士論文后前往澳大利亞工作,不久后,他向中科院提出了回國工作的希望。意外的是,時任中科院副院長的白春禮親筆回信,鼓勵他盡早回國工作。2002年1月,朱永官作為引進人才舉家回國。

在他心中,個人成長始終要融入國家的發(fā)展中,永遠懷有那份家國情懷,人生價值才能最大化。

2007年,朱永官被派往廈門籌建中科院城市環(huán)境研究所。遇到的第一個挑戰(zhàn)就是招人,他和同事常常到國際學(xué)術(shù)會議上去“刷臉”,在學(xué)術(shù)報告結(jié)束前“插播”小廣告,介紹新建研究所,吸引優(yōu)秀人才。第二個挑戰(zhàn)則是如何管理好研究所。“要讓這個集體中的每一個成員都朝著一個既定的方向去努力,很難。”他說。

邀請同事到家里吃飯,成了他們緊張工作之余的美好時光。朱永官燒飯動作很快,經(jīng)常5點多下班從買菜、洗菜、切菜、下鍋,晚上7點一大桌菜就上桌了。“一般都是浙江菜,素菜多、葷菜少,內(nèi)臟、炸雞偶爾吃。”朱永官的解釋是,“肉少一些,就對環(huán)境的消耗少一些。”

這樣的飲食習慣也是他多年來研究土壤污染的心得。做好土壤“料理”,是土壤學(xué)家應(yīng)有的責任和擔當。

2002年前后,朱永官在關(guān)注土壤中砷元素的來源時,追溯到了來源于集約化養(yǎng)殖場動物糞便的有機肥。為了防止動物感染導(dǎo)致腸道疾病的病菌,同時讓它們快速生長,養(yǎng)豬場、養(yǎng)雞場用的飼料中會添加銅、鋅、砷和抗生素等。

除了觀察到有機肥中砷超標,他們還獲得一項重要發(fā)現(xiàn),即動物糞便里存在“抗性基因”污染。朱永官敏銳地意識到,這不同于過去研究的化學(xué)污染,是由于添加抗生素導(dǎo)致細菌耐藥的生物污染。“抗性基因是遺傳信息,可以自我復(fù)制,這可能是更加嚴重的環(huán)境污染問題。”到2010年,朱永官經(jīng)過拓展研究方向,逐漸把研究重心從砷調(diào)整到抗性基因上。

此后,他們還開發(fā)出用一種碳含量極為豐富的木炭“生物炭”治理土壤污染的方法。在600℃及以上的溫度條件下,將豬糞或雞糞等炭化,使其中的典型抗生素和抗生素抗性基因完全分解,獲得安全的生物炭,再將這種生物炭作為有機肥的組分使用,確保農(nóng)作物的土壤安全。如今,這項研究已經(jīng)走出實驗室,走上生產(chǎn)線。

朱永官始終相信,土壤學(xué)家要當個好“廚師”,做好土壤這盤高級“料理”。“大家都要好好吃飯,吃得飽、吃得安全、吃得健康。”

《中國科學(xué)報》 (2022-04-07 第4版 人物)

標簽: 高級料理

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