南京农业大学沈其荣院士：做“有理”“有用”的科研

说起来，我与有机肥的缘分，从18岁就开始了。那时我高中刚毕业，放弃了留在镇上中学当代课老师的机会，在村大队书记的动员下，蹲点一个生产队，农忙时与队长一起带着社员抢种抢收，农闲时和青年突击队一起挖河（搞农田水利）、揇泥（一种积造有机肥的方式）。

1976年，我蹲点的生产队来了一名大学生，他是江苏农学院土化系的，我特别喜欢缠着他问东问西。在打谷场、田间、小路上，他给我讲了很多我不知道的事，其中印象最深的是“土壤是从石头中风化而来的”。那时候一个高中生怎么能理解这么“深奥”的知识呢，而就是这一点儿知识，始终在我脑海里“挥之不去”，并奠定了我一生的路。

1978年，沐浴着改革开放的阳光雨露、带着对科学未来的憧憬，我踏进了江苏农学院土化系的大门，开始探索“土壤是从石头中风化而来的”奥秘。

大学前几年，我如饥似渴地学习土壤的相关知识，但并没有走进有机肥的大门。直到大三时上了裴保义教授的课。当时，裴先生是国内著名的有机肥专家之一，他个子不高但学识渊博，讲课条理清晰，十分有魅力。读研时，我报考了裴先生的研究生，进入了有机肥研究领域，并得到了先生传授的真经：只有把有机肥料和无机肥料配合施用才能收到事半功倍的效果。

从1978年进入大学，到1987年博士毕业，我用了近10年时间，把家庭经济读到了一贫如洗的地步，但系统的科研训练，尤其是在怎么发现现象、提出假设（科学问题）、验证假设等方面得到了完整的训练，也为我今后的科学研究生涯奠定了坚实的基础。

1988年，我正式成为南京农业大学的一名青年教师，主要从事有机肥对土壤肥力影响的研究。这一干，就是36个年头。我的研究之路，可以分为两个阶段。但不管哪个阶段，都和国家、社会的发展需求紧密联系。

第一个阶段是有机肥。这其中也有一段机缘。1989年底，江苏省原化工厅厅长徐以达先生在当时的江苏省海安县考察“百万雄鸡下江南”项目后，发现养鸡场的粪便不能随地弃置，可以作为肥料来利用。他找到我，让我立题研究鸡粪的资源化利用。那时候，买一台小型造粒机需要3000多元，由于经费拮据，我一咬牙搓了3天，手工制造600多公斤鸡粪颗粒有机肥！浓浓的鸡粪味，却也让我对有机肥研究产生了别样的情感。那是我第一次走出实验室，实地接触有机肥，而我们首次利用颗粒有机肥防控番茄连作障碍的初步成功，更是坚定了我有机肥方向的研究之路。

1992年，机会再次来临，“优质有机肥堆制过程中的生物化学特征研究”被国家自然科学基金委列入面上项目，有机肥研究领域进入国家视野。这个项目经费虽然是20万元，当时已经算很大的面上项目了，但要做具有一定规模的堆肥，这个经费还是相当紧张的，我只好继续在自己的实验室做堆肥。为了不让实验楼里的其他老师也接受堆肥味道的“熏陶”，我每天关紧门窗，一个人独自“享受”。从1992年到1995年，三年的探索，使我获得了做不同原料堆肥的菌种，这个实验室也就成为中国有机肥产业发展的发源地。

由于第一个国家基金面上项目的出色完成，1995年和1998年团队先后两次获得国家自然科学基金委重点项目的资助，研究不同有机肥养分转化和循环特征。两个重点项目的实施，基本上确立了我的团队在中国有机肥研究领域的领先地位。

1998年，在农业部第一批948重点项目的支持下，我和团队全面开始了有机肥产业化技术工艺研究，研发出有机肥和有机无机复混肥制造新工艺，显著提高了有机类肥料生产的效益和品质，成果获得国家科技进步奖二等奖和教育部科技进步奖一等奖。

第二个阶段是功能型有机肥。学农人都知道农业生产周期长，而有机肥专家更知道，有机肥只能培肥土壤，对当季作物的增产效果不明显，导致农民施用有机肥积极性不高。现实问题就是我们研究的课题，我开始思考如何利用腐熟堆肥研发出作用效果更好的功能型有机肥产品。

这时候，正赶上国家对农业科技的大规模投入，在科技部863重点项目（2001年）和农业部公益性行业专项（2008年）的资助下，我们开始对食品微生物有机肥进行系统深入研究。所谓微生物有机肥就是在腐熟的堆肥中再接种功能性微生物菌种，使有机肥具有促生、防病的作用。为此，我和团队一起建立了生物有机肥制造新工艺，筛选到具有显著促生功能的芽孢杆菌SQR9，建立了芽孢杆菌生物肥二次固体发酵工艺，使生物有机肥产品中有益菌含量超过两千万个芽孢/克。也就是说，我们的新型有机肥，能让庄稼长得快，长得好，少生病。这一技术荣获国家技术发明二等奖和江苏省科技进步奖一等奖，核心专利获中国专利金奖。

这个成果也广受农民欢迎，2010年10月17日，山东省单县50多名村民扭着秧歌，敲着腰鼓，扛着一人多高的大山药来到南农校园，向我们团队表示感谢。因为仅用一年时间，我们研制的生物有机肥不仅帮助种植户们防治了山药土传枯萎病、土传黑褐皮病，而且增产15%以上，增产量达到600万公斤，直接经济效益达8600万元。功能型有机肥的威力可见一斑。

这时候，我才算是真正感受到了科研成果转化应用的威力。此后，在海南乐东和澄迈、山西临汾、吉林农安、新疆新湖农场和江苏南京、姜堰、兴化等地，我们一边研究一边推广，农作物秸秆、芦蒿杆、中药渣、树枝落叶、尾菜等都可以作为原料快速制造腐熟堆肥，这不仅产生了较好的经济效益，环境效益更是无法估量。

这也是这些年我一直坚持科学研究必须围绕“有理”和“有用”展开的原因。在我看来，真正的科学家不仅要能够揭示自然界的奥秘，更要能将这种理论再转化成改造自然界的技术或产品。“有用”，指的是科研要围绕国家和社会所需，切实破解农业生产上的难题，持续改善土壤、生态和环境；“有理”就是探究背后的科学问题，揭示为什么有用的机制、机理。可以预见，将来的肥料产业中如果是生物有机肥唱主旋律，那么一个没有废弃物、土壤酸化被止住、土壤肥力持续提高、农产品又香又甜的美丽乡村，将会真正变为现实。

自然学科的殿堂里，没有比研究土壤和肥料更接地气的了，土肥学科“默默无闻”养育大地上的植被，正是按照其内涵和国家需求在快速地发展。这几年，我们南农土壤化学系不断发展，1996年成立资源与环境科学学院，研究重心也从土壤肥料发展到土壤资源可持续利用和水土环境保护，大大扩展了土肥学科研究领域，这也是顺应国家发展大势的必然之举。

如今，中国13亿亩农田土壤的生物活性有待提高、5亿亩经济作物土壤的微生物区系需要调控、18亿亩耕地土壤中有益微生物正在“嗷嗷待哺”，还有那一望无际的盐碱地……土肥学科，已然进入了国家经济建设的主战场。而我对有机肥事业的憧憬，还像我刚出道时那样充满热情，我的目标，就是要让农民像施用化肥那样方便地、自然地施用有机肥。

2021年我当选为中国工程院院士，这是一个新的起点，我也开始了我科研的第三次转型：果树植物根系调控。这是一条新路。现在好多人常反映，水果没有以前的果香了，果香属于植物的次生代谢，主要受土壤肥力影响，长期施用化肥后，植物不容易产生次生代谢，这就会导致果树风味受到影响，因此提高土壤肥力，是提升作物高产、优质、口感的关键。这样的研究其实已经进行了很多年。早在2008年8月，我们在山西省临汾市尧都区县底镇的一个14年果龄的苹果园里，亩均施用300公斤我们团队研发的全元生物有机肥。2009年10月苹果收获时，产量比上一年增加了40%，所有老树都增加了很多新芽和新枝。我们还进一步研究发现，施用了全元生物有机肥的苹果树，其根系当年新根量比对照果树增加了80%，根系活力增加了60%左右，而且土壤微生物区系显著优于对照区土壤。为何会有这样的变化？这其中关键的科学问题就是解开土壤生命的密码。我们研发的这种肥料，一方面让土壤中现有的好的微生物生长得更快，另一方面想办法引进土壤中缺乏的其他好的微生物，让它们进入土壤后能够如鱼得水，全身心地投入培肥土壤的工作，从而实现对果树植物根系的调控。

我的初浅的有机肥研究生涯，似乎揭示了一个中国谚语隐含的科学道理：鲜花插在牛粪上——绝配！这是因为事物都是一分为二的，有的事情看上去好像不太好、不协调，其实可能是最好的，或者当时不太好、不协调，而最终是最好、最合适的，正是因为牛粪默默无闻地协调基质中的水肥气热，才使鲜花永不凋萎！一个研究者就应该用哲学的思维去看待和分析自然界的事物，当然，如果也能用此来面对一些社会现象和人生，那就更能释放自己，活得就更舒坦和滋润了。自然、人生、社会，无一不是这样。

也许大家会想象我已经是一个老气横秋的有机肥专家，其实我对有机肥事业的憧憬，犹如自己还是三十出头的“牛犊”。回望36年的科研之路，我最大的感悟就是：一个人的理想和国家民族的发展相结合是幸福的，一个人的事业发展和国家民族的发展轨迹相重合又是何等的幸运！