土壤“廚師”朱永官

朱永官在田間考察土壤。

▲離開英國(guó)時(shí)，朱永官和房東道別。

▲朱永官登上1994年英國(guó)皇家學(xué)會(huì)年報(bào)封面。

本文圖片由受訪者提供

■本報(bào)記者 甘曉

春天，江南地區(qū)蠶豆花開。作為土壤學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)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?dú)猓瑢?duì)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(zhǎng)的食物。

“我是一個(gè)‘好吃之徒’，吃著吃著吃成了胖子。”接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)，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(guó)際知名的土壤學(xué)家。

不久前，朱永官獲得2022年國(guó)際土壤科學(xué)聯(lián)合會(huì)李比希獎(jiǎng)，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(zhǎng)的食物。

1995年，英國(guó)帝國(guó)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?cè)栽谧畲筇?hào)的水培桶里，用幾十升的去離子水來培植。因?yàn)橥疤?，換一次去離子水，需要用掉一整根大號(hào)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(dāng)時(shí)距離切爾諾貝利核電站爆炸已經(jīng)過去近10年，這場(chǎng)災(zāi)難帶來的有害物質(zhì)仍然彌散在全球土地中。

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

一邊做實(shí)驗(yàn)，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(huì)被植物吸收多少？如何才能降低植物對(duì)放射性元素的吸收？因?yàn)檫@些放射性元素最終會(huì)隨著食物鏈進(jìn)入人體。

蠶豆實(shí)驗(yàn)中，他計(jì)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(gè)月后，沒等蠶豆苗長(zhǎng)出豆子，朱永官通過檢測(cè)植物體中放射性銫發(fā)出的伽馬射線強(qiáng)度反推出結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素鉀的供應(yīng)可以有效緩解植物對(duì)放射性銫的吸收，并建立了相應(yīng)的預(yù)測(cè)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(shí)驗(yàn)，朱永官覺得，對(duì)于一個(gè)“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(yùn)的事。那么，一個(gè)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(yùn)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(qǐng)英國(guó)皇家學(xué)會(huì)獎(jiǎng)學(xué)金，條件是必須通過雅思考試。在相對(duì)“短板”的口語(yǔ)面試環(huán)節(jié)，他為了在考題之外表現(xiàn)口語(yǔ)水平，主動(dòng)問考官是不是了解中國(guó)“Tofu”。“考官是一個(gè)瘦小的英國(guó)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(yǔ)成績(jī)拿到高分，成功拉高總成績(jī)。

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(shí)代，朱永官有夢(mèng)想，也有“愛豆”。在浙江桐鄉(xiāng)一中讀高中時(shí)，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(rùn)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(shí)，他也“追星”。大三時(shí)，學(xué)校來了一位美國(guó)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(shí)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(dòng)力學(xué)，我還以為他反復(fù)說的動(dòng)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(dāng)做什么。因?yàn)槭澄镦湹拇嬖?，土壤幾乎是所有?dòng)植物的營(yíng)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(dòng)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(guó)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(jī)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(guó)際微量元素生物地球化學(xué)大會(huì)時(shí)，邀請(qǐng)Sparks作為大會(huì)特邀報(bào)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(guó)際土壤學(xué)界名副其實(shí)的“重量級(jí)人物”。

雖然二人年齡上差了10多歲，但Sparks一直都把朱永官當(dāng)成平輩的同行好友。一次，朱永官主動(dòng)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(guó)的學(xué)生！”和“愛豆”一起長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)，就要對(duì)標(biāo)國(guó)際一流水平把學(xué)問做好，也要胸懷人類命運(yùn)共同體。你的工作對(duì)全人類都有貢獻(xiàn)，自然會(huì)受到認(rèn)可。”

2022年李比希獎(jiǎng)提名時(shí)，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(shí)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(huì)去當(dāng)廚師。”談到自己的廚藝，朱永官有點(diǎn)自豪。他在國(guó)外學(xué)習(xí)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(gè)技術(shù)活，居然是他無師自通“探索”出來的。“有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是準(zhǔn)備肉餡，必須提前2~3個(gè)小時(shí)準(zhǔn)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(huì)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(shí)驗(yàn)，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(huì)忘了在節(jié)假日里給孩子們做一些蛋餃。”

當(dāng)然，對(duì)一個(gè)胸懷祖國(guó)的學(xué)者而言，鄉(xiāng)愁遠(yuǎn)不止一鍋蛋餃。1994年，身在英國(guó)留學(xué)的朱永官在《人民日?qǐng)?bào)（海外版）》上看到了中科院的一則招聘廣告，這是唯一來自國(guó)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(guó)工作的希望。意外的是，時(shí)任中科院副院長(zhǎng)的白春禮親筆回信，鼓勵(lì)他盡早回國(guó)工作。2002年1月，朱永官作為引進(jìn)人才舉家回國(guó)。

在他心中，個(gè)人成長(zhǎng)始終要融入國(guó)家的發(fā)展中，永遠(yuǎn)懷有那份家國(guó)情懷，人生價(jià)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(gè)挑戰(zhàn)就是招人，他和同事常常到國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上去“刷臉”，在學(xué)術(shù)報(bào)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(gè)挑戰(zhàn)則是如何管理好研究所。“要讓這個(gè)集體中的每一個(gè)成員都朝著一個(gè)既定的方向去努力，很難。”他說。

邀請(qǐng)同事到家里吃飯，成了他們緊張工作之余的美好時(shí)光。朱永官燒飯動(dòng)作很快，經(jīng)常5點(diǎn)多下班從買菜、洗菜、切菜、下鍋，晚上7點(diǎn)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(duì)環(huán)境的消耗少一些。”

這樣的飲食習(xí)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(zé)任和擔(dān)當(dāng)。

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

除了觀察到有機(jī)肥中砷超標(biāo)，他們還獲得一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)，即動(dòng)物糞便里存在“抗性基因”污染。朱永官敏銳地意識(shí)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(xì)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(yán)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(jī)肥的組分使用，確保農(nóng)作物的土壤安全。如今，這項(xiàng)研究已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室，走上生產(chǎn)線。

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

標(biāo)簽： 高級(jí)料理