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把最美好的自己展示给大自然

2015-05-04张洁

科学大众(中学) 2015年4期
关键词:氮肥研究生教授

张洁

吃饭是我们每个人每天都要做的头等大事,中国人口众多,粮食产量问题一直是国家关注的重中之重。随着我国人口日益增长,迫切需要进一步提高粮食产量,科学施用氮肥则是我国粮食产量的有力保障。然而,氮肥的大量使用给生态和环境造成了巨大的压力,迫切需要提高氮肥利用率,缓解环境压力。于是,有科学家就将研究的方向瞄准了农田氮循环与农业和环境效应,通俗地讲,就是为了让氮在田野中更“友好”地循环。熊正琴教授就是其中之一。

可爱又可恨的氮元素

在接到记者约访的消息时,熊正琴教授非常高兴,她觉得非常有必要向青少年介绍一下她的研究领域——农田氮循环与农业和环境效应。

氮素是维持自然界生命生生不息的一种元素,构成了我们的细胞、核酸、蛋白质等。虽然氮气是大气的主要成分,但是由于氮气的化学性质不活泼,不能被绝大多数作物作为养分吸收,只有少数的豆科植物可以直接利用。因此,只有将不活泼的氮气通过工业化生产过程转变成化肥,才能成为植物可以吸收利用的氮肥。氮肥因而成为我们这个人口大国赖以生存的重要资源,在保障我国的粮食安全方面发挥着不可替代的重要作用。

可是,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,影响生态系统,甚至直接影响人体健康。比如,过多的氮以气体一氧化二氮的形式挥发到大气中,会引起全球变暖;以一氧化氮或者二氧化氮的形式排放到大气中,会加重雾霾天气;以氨气的形式挥发到大气中,连同各种氮氧化物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;如果污染到地下水、地表水,还会直接影响我们的身体健康……在谈到因为化肥使用以及由此造成的环境污染时,熊正琴教授显得忧心忡忡。

研究氮循环关系粮食安全和生态保护

国际上许多发达国家都通过执行严格的环保标准,确保少量施肥,从而降低氮肥的使用。但我国人口众多,耕地资源非常有限,氮肥在粮食生产和保障国家粮食安全中一直发挥着重要的作用。加之近年来国家对化肥使用的补贴和经济的发展,过量、超量施肥现象非常普遍,已经严重影响生态环境,引发了环境和水体污染、土壤质量退化等一系列严重的环境问题。所以,在我国研究氮循环及其对生态环境的影响问题,具有重大的现实意义,也具有明显的科学创新性。

从学术生涯一开始,熊正琴就一直围绕氮循环及其生态环境影响的课题潜心研究。1999年她攻读博士研究生,师从朱兆良院士和邢光熹研究员,进入了这个广袤而永恒的研究领域。

她开展的我国集约化蔬菜生产中菜地一氧化二氮排放规律的研究,揭示了菜地一氧化二氮排放量高、排放系数也高的特征,为国家一氧化二氮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一氧化二氮同位素与典型水体一氧化二氮排放研究,阐释了我国南方水网地区稻田一氧化二氮排放量低的过程机理,对全球一氧化二氮收支平衡提供了重要的数据参数,受到国际同行的认可。

农业生态系统固碳减排是项很复杂的科学研究,包括土壤固碳和二氧化碳、甲烷和一氧化二氮排放。在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。

多年辛勤耕耘,结成累累硕果。熊正琴教授34岁时获聘为美国波特兰州立大学助理研究教授,第二年作为高层次引进人才被南京农业大学特聘为教授,相继担任校第九届学位委员会委员、校“133重点人才工程”学术带头人,入选教育部新世纪优秀人才支持计划。她还获得授权国家发明专利2项、江苏省科技进步一等奖1项。

成功来源于你的自我管理

在科学研究中如何保持创新性,是众多科学家的本职追求,对于熊正琴教授来说也不例外。

在硕士研究生及之前的学习、学术活动中,熊正琴从事的是应用型研究,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,并因此获得了中国授权发明专利。可是,当她攻读中科院博士研究生的时候,研究从应用型研究转变为基础性研究,要在氮循环基础研究领域里找到一个切入点,并且是别人没有开展过的研究,就显得非常困难。这个时候她不断阅读文献,再聆听导师们在氮循环方面的研究成绩和认识,不断思考着自己研究课题和结果的新意。结合我们国家的集约化农业特色,寻找氮循环在不断满足粮食生产过程中如何减少对生态环境的污染和负担,因此她很快就进入了具有创新特质的基础研究领域。

熊正琴教授是一名优秀的导师。她指导的在读硕士研究生和博士研究生已经有16名,如何带领他们做好科研是她的工作重点,因为这既是做科研又是培养人才。在对研究生的指导上,她认为成人比成才更重要,坚持价值观引导与学习指导同步,不论当初考进来时成绩如何,毕业时一定要成人和成才。她始终在研究生中倡导一种自我管理、自主学习、协作奋进的实验室文化,所带的研究生个个阳光开朗、勤奋上进,受到很多老师和同学们的夸赞。

在别人眼中,熊正琴教授一直是一个学霸型的人物。从小学到中科院攻读博士,成绩一直非常优异。在和大家分享她的学习心得的时候,熊正琴教授说,她从小学习成绩就不错,这得益于她对自我管理能力的培养。简单地说,就是上课专心听讲、抓住关键,下课复习预习、掌握要点,对学过的知识点能做到温故知新,各门功课都是齐头并进,学习效率很高。一有时间,她就会尽可能地锻炼身体,按时起居,生活非常有规律,很少熬夜加班。

在和熊正琴教授的交谈中,总能感觉到她的乐观和积极。用她的话说,“我们是研究自然的,当然应该把自己最美好的一面展示给大自然”。

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