“根灌技术”和“冯氏肥水根灌剂”简介
贾瑞青
2010年的春天刚刚来临,新闻媒体连续报道的,不是百花盛开的消息,而是重大灾难信息:一场号称百年不遇的大旱席卷了我国西南五省,重灾区云南3000万亩农作物受灾,700万人饮水困难,缺粮人数达700多万,直接经济损失达130多亿元!截至3月17日15时统计,云南、广西、贵州、四川、重庆五省区市旱情加剧,共5104.9万人因旱受灾,饮水困难人口1609万人,因灾直接经济损失190.2亿元。
面对旱灾,网友们呼吁:爱护环境,从我做起,从现在做起,节约用水,节约用电,减少垃圾的产生,坚持低碳生活。
其实,中央文件早就明确提出:“中国农业根本问题是水利问题,中国非搞节水农业不可。”“中国作为一个水资源相对短缺的国家,21世纪困挠我国农业发展的将主要是水利问题,我们要加强水资源管理和保护,要节约用水、计划用水、科学用水,这绝非权宜之策,将是长期任务。”
我国是一个水资源严重短缺的农业大国。干旱农业在栽培技术措施上的根本出路,在于开发见效快的灌溉新技术。也就是说,不仅要节约用水,更要科学用水。
海南省原琼州大学物理系教授、民建会员冯晋臣(又名冯如岡)倾注心血研发并不断推广改良的“植物根灌节水栽培方法”既是一种节约用水的方法,也是一种科学用水的方法,该技术投资少、见效快,这一能使旱区农业实现大幅度节水、节肥并且增产的技术措施,符合我国节水农业技术可持续发展的方向与要求具有很大的推广应用价值。
冯晋臣,男,汉族,1939年12月出生于浙江省宁波市的一个教师家庭,民建会员、教授、专家、IEEE主办的ICNNSP分会主席,{gjj}科技成果研制功臣,世界科技咨询专家,英国IBC(国际传记中心)二十世纪杰出传记人物,海南省高评委委员。1957年上海市建设中学毕业,1962年毕业于南京大学物理系,因品学兼优毕业分配被选拔到国防科委工作。曾任中国科技核心期刊《数据采集与处理》第四届编委,海南省电子学会副理事长等职。在物理专业上,他xx“大功率微波两路合一器”,1978年获科学大会个人奖(排名{dy}),因此被评为专家。1980年他破译荷兰ICT遥感模块,成果发表在国家一级学报《通信学报》1984,NO.3上。1988年和1992年分别出版{tmgnkb}专著《模糊数学及其在林业上的应用》与《模糊模式识别》。多次参加国际会议,在大会上发言或报告。二十余篇论文发表在国际会议论文集及{gjj}学报上。
“植物根灌节水栽培方法”简称根灌技术,是将水、肥直接施入作物根系集中的部位,达到集水、节水、节肥和增产目的。
根灌技术是冯教授经过近四十年呕心沥血的理论研究与大田试验的一项专利发明,具有综合性节水、节肥功能。根灌技术一方面将自然供给(内源)的雨雪集蓄起来,供次年春播夏作之用,另一方面在利用外源水资源灌溉时,要从“灌溉土壤”跳跃到灌溉“根系”,将有限的淡水用于最关键处。
从这样的思路出发,冯晋臣教授从物理学角度结合土壤学、植物学、植物生理学、生态学、栽培学与水利学等多学科知识,研发用于“根灌”的包根材料。其要点是在对植物至关重要的土层里设置具有吸附、集水、储流与透气功能的“包根区”,然后按植物生长发育与环境气候情况,适时适量地将水、肥通过根灌孔施到包根区,由于那里有植物密集的根毛,施入的水、肥相当于喂到植物的“嘴巴”里(根系),故吸收利用率特高。经对各种吸水保水材料进行反复试验和筛选,冯晋臣教授最终研制出了一种 “合成高分子类”吸水树脂——冯氏肥水根灌剂(专利证书号:ZL02258289.4)。这种水和化肥的聚合物与有关缓冲物质配成包根材料后,能促使土壤团粒结构化,具有透气、吸水、保水、保肥的作用。
制造“包根区”的物质是依据冯教授的发明专利造出来的像海绵一样可以吸收水分的物质,放在土层里植物的根部,具有吸附、集水、储流与透气功能,可以将老天爷供给人类的雨、雪等“内源水资源”集蓄起来,供次年春播夏作之用;在利用“外源水资源”灌溉时,即可从“灌溉土壤”变为“灌溉根系”,将有限的淡水作用于最关键的生长根系处。也就是说,制造“包根区”的物质是对人体无害对植物有用的肥料,还兼有蓄水、增水、保水、高效用水“四水合治”作用。这种物质一旦工厂化生产出来用于农业,效益必定很好。
就是说,冯氏肥水根灌剂是一种吸水蓄水物质,也是一种营养物质。
海南省科技厅的一份资料介绍说,冯氏肥水根灌剂是一种xx、无污染的透明颗粒状物质,它能吸入自身重量数百倍以上的水分,且不易挤出、蒸发或渗漏(滴),但能被植物的根系所吸收和利用。吸水后像果冻,又像海绵,能反复使用。若将冯氏根灌剂撒到田里,它就会将雨、雪吸储其中,大大减少了xx降水的迳流、蒸发与渗漏损耗,天旱时将吸储的水份释放出来供植物生长之用。
中国科学院院士朱祖祥博士认为:“根灌技术从土壤学的角度来看,其主要作用有:增蓄根域附近的土壤水量及养料,增益土壤微生物的活性,改善根域的环境,便于根系的扩展,并促进根际土壤中的生物循环,这就大大提高植物对水分,养料的利用率,以达到增加产量,节约水肥资源的目的,对于干旱地区这些效应尤为重要而显著。”
中国科学院院士闵乃本认为:“该技术兼备了滴灌、渗灌、地膜覆盖、深层施肥等优点,是一种具有抗、保水、施肥、土壤改良的旱作高效节水农业新方法。在玉米、果树、蔬菜、瓜类、桑、茶等作物上试验证明,在干旱季节,其抗旱用水量每亩每月仅2—8立方米,比渗灌、滴灌、泼灌、喷灌为省,还能提高肥料利用率。试验区增产幅度达22.36—79.20%,净收入增加59.00—77.89%。如何提高水资源的利用率和肥料利用率,是当前我国农业的重大问题,对上述技术值得重视和推广”。
中科院刘昌明院士认为,“节水农业是以节水为中心的农业类型,在充分利用降水的基础上,采取农业和水利措施,合理开发利用与管理农业水资源,提高水分利用效率和效益;同时通过治水、改水、调整农业生态结构,改革耕作制度与种植制度,发展节水高产优质高效农业,最终实现农业持续发展”。
冯教授十分赞同这一观点,认为中国应该大力发展节水农业。他说:节水农业的重点是农艺节水技术部分,这是具体到农田、农作物布局及农作物本身的节水问题,这方面问题最多、难度{zg}、潜力也{zd0}。
冯教授注意到,中国水土资源严重不足,总量2.8万亿m3的水资源,人均占有量仅 2200 m3,不足世界人均占有量的14%,亩均仅有800 m3,只有世界的12%。我国水土资源分布也不均匀,82%的地表水及70%的地下水资源量分布在长江流域及其以南地区,而占全国土地面积50%以上的东北、西北、华北地区水资源量只占全国的18%,这些地区人均淡水占有量936 m3,仅为世界人均占有量的1(9-10),亩均仅有454m3。全国有2-3亿亩耕地尚得不到灌溉。我国一方面水资源十分紧缺,另一方面农业浪费现象十分严重。目前我国灌溉水的利用系数只有0.4左右,也就是说经过水利工程引蓄的水有60%左右白白浪费掉,我国农田灌溉水的利用效益十分低下,单方水生产粮食不足1kg,还不到发达国家水分生产率的一半。全国的水资源总体利用率在6%以上,目前正在干旱的云南的水资源在全国排第三位,但水资源利用率却只有6%。
冯教授认为:节水农业的中心问题是提高降水和灌水的利用效率,用水的有效性无疑是判断节水措施效果与潜力的{wy}指标,包括水的利用率和水分利用率。根灌技术吸收了传统农业灌溉栽培技术精华,集滴灌、渗灌、雾灌、地膜覆盖之优点为一体,是国际上{wy}能将抗旱、保水、施肥、改良土壤与防治地下病虫害有机地结合起来的高效节水农业新技术。从理论上讲,农业节水措施分为农学范畴节水(作物生理、农田调控)、灌溉范畴节水(灌溉工程、灌溉技术)和农业管理节水(政策、法规与体制)三个类别,根灌高效节水农业新技术则是农学范畴和灌溉范畴的结合。
1963年,冯晋臣提出“植物(农业)工厂化”的新概念和实施方案。他认为,农业现代化应是农业机械化(外因)和植物(农业)工厂化(内因)两个部分相对的矛盾统一体。他指出,现代科学技术已经发展到这样一个阶段——要求我们实行下列两项变革:工程技术的仿生化与生物系统的工厂化。仿生化见之于机械,就是借助于电子技术,实行整个工业自动化,从而提高生产效率;仿生化落实于化工,就是模拟生物的合成机制,解决食物与原料的来源。工厂化就是把可控制性移植于生物上,将自然的化工厂(生物)变成可人为控制或部分控制的化工厂,达到速生丰产的目的,这有待于生理科学的发展提供现实的条件。
冯教授的研究从物理学角度出发,结合土壤学、植物学、植物生理学、生态学、栽培学与水利学等多学科知识,创造性地实现了从“灌溉土壤”到“灌溉根系”的飞跃,变被动灌溉为具有集水功能的主动灌溉,使“水—肥—气—植物”得到良好的协调。
冯晋臣教授的科研成果不仅得到学术界的认可与赞扬,同时也得到了政府的认可与表彰。
1972年,国内有关报刊相继报道了冯教授的研究成果。浙江农业大学主编的《农业科技通讯》1972,NO.3上发表《植物输液在果树生产上的应用》”,黄岩柑桔研究所(现改为浙江柑桔研究所)主编的《柑桔科技革命》1972,NO.3上发表《植物输液技术简述》,此文被入选《中国果树科技文摘》第7集(1973年),《中国果树科技文摘》,代表国家水平对外国交流。1996年,根灌技术被国家科委批准为{gjj}科技成果。当时这一成果全称“经济林根基节水栽培技术”(成果编号97100401A,证书号1962),被列为“九五“国家科技成果重点推广计划指南项目(国科发成字[1996]第349号)。
1997年中共十五大期间,中央人民广播电台于9月15日在《用大科技发展大农业》节目中,专题介绍了这一高效节水农业新技术的作用。
1998年6月26日,中央人民广播电台再次免费广播,在全国,尤其是干旱地区引起很大的反响。为了保护知识产权,冯教授申请了发明专利(申请号:97103541.5),1997年入选《世界优秀专利技术精选》(2004年获国家知识产权局颁发的发明专利证书)。
1999年10月,国际xx节水灌溉专家、中国工程院院士茆智推荐冯晋臣参加在广西桂林召开的节水灌溉国际会议(与会国外专家看到大棚根灌黄瓜定植仅3周已有20多cm长(一般要4-5周,大棚黄瓜才会开花结果),纷纷表示惊讶与赞叹)。
2001年,应中央军委领导约请,冯教授从海南起程,前往戈壁沙漠的甘肃酒泉卫星基地,利用根灌技术为该基地指挥中心入口处植树绿化,植树存活率竟超过了90%!要知道,采用一般的方法植树,在戈壁沙漠上的存活率仅10%~30%!
酒泉卫星基地指挥中心是党和{gjldr}观看卫星上天与住宿的地方,在那里的入口处1公里地方绿化成功,具有非凡的社会意义。为此,在2000年全国中文核心期刊《中国农村水利水电》及全国优秀科技期刊《广西水利水电》在“新技术介绍”栏专题介绍了冯教授的根灌技术及其应用效果之后,周光召副委员长主编的《中国科协2001年学术年会论文集》专题介绍了根灌技术。2002年,中央电视台服务于大西北的12频道,约请冯教授撰稿免费播放根灌技术。 2003年,全国中文核心期刊《中国农村水利水电》第7期发表了《根灌高效节水农业新技术及其应用效果》论文,介绍了冯晋臣教授主持的“九五”国家科技成果重点推广计划指南项目中有关根灌技术的进展情况。
2008年,他被中共海南省委组织部、中共海南省委宣传部、海南省科学技术厅、海南省人事劳动保障厅、海南省教育厅授予“海南省第二届xx专利发明人”荣誉称号。
冯晋臣是一个普普通通的知识分子。要说他与别人有什么不一样,那就是他是一个痴迷科研的人,他几十年如一日,把别人喝茶聊天的时间用在节水农业的研究上,取得了一个又一个成果。从1963年开始到现在,冯教授基本上一直没有停止科学探索的脚步,除了研究根灌技术和冯氏肥水根灌剂,还发明了节水花盆、带夹套的花盒、从空气中获取淡水的装置、专用于农田集水节水用的打地孔机、给树打针等十多项技术。专利成果的保护申请是要花钱的,为此,他耗费个人积蓄达20多万,痴迷于节水农业方面的发明创造。然而,他拥有多项发明专利,却始终不能实现科研成果的转化。他贫穷,生着病,为了看病方便,退休之后想从五指山市搬来海口市居住,但却始终未能如愿。看,一个大学教授,这么一个简单的愿望,都实现不了。由于多年来忘乎所以搞科研,他的健康受到了极大的损害。2001年赴气候条件恶劣的酒泉卫星基地搞植树绿化时,他不幸中风卧床,脑梗塞差点使他命丧戈壁。2003年应邀去山西治理黄河滩涂,脑出血疾病击倒了他(右半身瘫痪),是医生把他从死亡线上拉了回来。三年过去了,他说话、写字、走路还是很不灵便。年轻的时候,他在交通、通讯不便的农村搞科研,曾经被狗咬伤,也曾经被毒蛇咬伤。最令他难忘的,是被蛇咬伤那一次。当时幸好遇到一位懂得药草的农民,那人不嫌脏臭、不怕感染,情急之下用嘴吸出了他腿上的毒液,给他敷上了七叶一枝花,挽救了他的生命。每念及此,他的心都倍感温暖,而身上也总有使不完的力气,老是觉得应该拼命为农民兄弟的幸福、为农村的发展、为农业的进步多做一点事情。
“我的科研成果是拿命换来的。”冯教授的话语中透露出几分感慨,几分欣慰。
冯氏肥水根灌剂是治理荒漠化与实现旱作高效节水栽培的重要载体,也是花朵无土栽培的新型基质。示范区推广试验证明:“根灌”,其节水、节肥与增产效果十分显著,可与滴灌相媲美,而投入仅为同等水平滴灌的5%—25%。
海南日报报道说,冯氏“根灌”远远优于以色列“滴灌”技术,是一种真正节水、节肥、省工和省钱的灌溉方法。
我向冯教授请教根灌与现有灌溉技术的优劣问题。冯教授说:“滴灌,包括地下滴灌即渗灌,是目前国外评价{zh0}的、用水效率{zg}的节水农业技术。一些专家认为,滴灌是农业灌溉技术的一项革命性变革。喷灌、雾灌与漫灌都是灌溉土壤,不是灌溉作物,地表水分蒸发量很大,水分利用率很低,另外还会淋蚀土壤,助长杂草生长;雾灌的水分还有漂逸损耗,并需铺高压(3atm以上)管道,对水质要求亦很高,不然会堵塞喷头。漫灌更有很大的渗漏损耗,不但水分浪费惊人,还会将地下盐份引上来,造成土壤盐碱化,另外漫灌会冲刷土壤养份,形成恶性循环。”
冯教授曾经写文章将根灌与滴灌技术进行比较,专门讨论过这一问题。以下是他这篇论文的摘要:
滴灌之本质是缓慢化的泼浇(泼灌),其科技含量反映在为了实现“缓慢化”的外部设施上:水质过滤器、肥料泵、水泵、输水干管、支管及滴灌带(毛管),一脱离这些设施它就退化成泼浇了,可见滴灌不能土法上马。以3公项(45亩)灌区为例,滴灌的这些设施平均每亩投资约1万元,因为水质过滤器与肥料泵两项就要 25万到30万人民币;自控连栋(棚)温室的滴灌投资更大。滴灌孔因孔周滋生xx或水质不纯等原因很容易堵塞,硬水地区用不了多久就会结垢堵塞,维修工作繁重,因为水质过滤器无法软化硬水。也为了不堵塞滴灌孔,往往需用进口化肥,以保证全溶性。因此从经济技术角度看,滴灌难在我国农村推广;全球推广的滴灌面积亦不足200万公顷(3000万亩)。另外,滴灌的地表蒸发量仍很大,干旱季节其抗旱用水量每月每亩至少需50 m3(每公顷750m3),若用于大棚,因湿度高病虫害损失率达10—30%。此外,滴灌还会导致土壤次生盐碱化。
根灌不但是灌溉作物,还实现了灌溉根系,水分渗漏小、蒸发少,并将水、肥直接喂到植物的嘴巴(根)里,有力地加强了对植物的人为控制,能及时与适量地提供植物生长发育所需的水分与养料,同时也大大提高了水、肥利用率和水分的生产效率(单位水量的作物产量)。干旱季节用根灌抗旱,每月每亩仅需2-12m3水(每公顷需 30-180m3),比滴灌省50%以上,因“根灌”用不到滴灌头,因此,不会产生堵塞等弊病,并且均能比滴灌对照区增产。若用于大棚,还可大大降低湿度、减少病虫害,据1998年上海大棚番茄的试验结果,根灌试验区比滴灌对照区节水75%以上,同时净收入增加35%以上,每亩(115公顷)净收入增收1400多元,产投比达10:1左右。根灌的方法本身科技含量高,而操作简易,能因地制宜地土法上马,无需特殊设备,因此投入极少,仅为滴灌的5%,回报超过相似水平的滴灌,很适合我国与发展中国家的广大农村推广。根灌亦能用“洋”办法——(水塔输液网+自动控制)来实施,因无需水质过滤器与肥料泵,也不需要滴灌中的毛管,故不存在堵塞问题,设施维修率甚低,总成本只有同等水平的滴灌之25%左右,而增产幅度及经济效益均可与滴灌媲美。有实力并有远见的企业家可以生产实现根灌的“洋”设施,可以畅销世界。
综上所述,根灌是一种能将水、肥直接灌到植物根部的高效节水农业新技术,具有抗旱、保水、施肥、改良土壤和防治地下病虫害五种功能,通过与滴灌技术的比较,根灌的优越性在于:治理戈壁沙漠效果显著:种植瓜菜节水高产;用于经济果林速生丰产;用于移栽大树存活率高;种植花卉节水省工;根灌的应用范围很广,在我国有着广阔的推广应用前景。
冯晋臣教授给树打针
贾瑞青
给树打针?怎么打?打什么?
植物输注液(其中可分树木吊瓶输液法和肥药埋植法)是实现植物(农业)工厂化的重要措施之一。植物输注液,就是类似人体打吊针的办法,不用什么压力,即可几近{bfb}地向植物体内输入所需物质(如水、肥、农药、xx等)。它们随着蒸腾流输送到叶子和植物的生长点,有的经过植物加工,有的未经化学变化,再经筛管往下输送,进而遍及植物的各部分,充分地发挥它们各自的作用。
海南省原琼州大学物理学教授冯晋臣创造了一套植物输注液技术,并设计了相应的输注液工具,在应用中取得成效。在这个过程中,植物输液的浓度及其用药量的计算理论,也随着研究的深入,从无到有地建立起来,并编制了相应的计算机程序。使植物输注液在实践应用时,减少盲目性,增加成功率,并使实验效果能稳定在一定的水平上,即可基本重复。据了解,国外还没有这种计算方法的报道。
从1972年开始,国内有关报刊相继报道了冯教授的研究成果,惊动了中国科学院植物所与动物所,如浙江农业大学主编的《农业科技通讯》1972,NO.3上发表的“植物输液在果树生产上的应用”,黄岩柑桔研究所(现改为浙江柑桔研究所)主编的《柑桔科技革命》1972,NO.3上发表的“植物输液技术简述”,此文被入选《中国果树科技文摘》第7集(1973年),《中国果树科技文摘》,代表国家水平对外国交流。
从物理学角度看,植物吸收水、肥的过程是化学物理过程,只有在根毛部分将外面土壤里的营养离子和水份吸收到植物体内时,以代谢消耗提供能源与动力,仅在这里有些化学过程,当水分和营养离子进入植物体内直至传输到叶子的过程却xx是物理过程。例如,对于树木,水分和营养离子就是靠其木质部的导管(被子植物)或管胞(裸子植物)中的蒸腾流,运输到叶子上去的。所以只要在树木的木质部——树根或树木主干、支叉上打孔或凿槽,就能从该孔、槽处人为地导入水分或液体——化肥、农药及xx溶液,替代根部吸收水肥的化学过程,从而可实现吊瓶输液或肥药埋植法。在树根上据树的具体情况一般吊三个瓶(瓶间成120°),或4个瓶(瓶间成90°)即可。当根压大于蒸腾拉力时,吊瓶输液会受到影响。
冯晋臣指出:植物的一切生命活动的物质基础与动力都来自于营养代谢,而生长发育仅是营养代谢的外在综合表现,因而可从营养代谢入手来进行植物(农业)工厂化。他说,植物生理学的知识指出,植物的营养代谢,酶的活性,原生质的理化特性,是控制植物生长发育的重要途径,而植物(农业)工厂化就是植物加人为控制向工厂化发展,即按照人类的需要去控制植物的生长与发育,从而使植物成为人为的化工厂达到速生丰产的目的。既然控制植物的水、肥供给是控制营养代谢的关键一步,那么,控制植物的水、肥供给,就非搞“植物输注液”不可,因为控制水、肥,就意味着几近{bfb}的供给。植物输注液,就是类似人体打吊针的办法,不用什么压力,即可几近{bfb}地向植物体内输入所需物质(如水、肥、农药、xx等)。
冯教授指出,农业现代化应是农业机械化(外因)和植物(农业)工厂化(内因)两个部分相对的矛盾统一体。现代科学技术已经发展到这样一个阶段——要求我们实行下列两项变革:工程技术的仿生化与生物系统的工厂化。仿生化见之于机械,就是借助于电子技术,实行整个工业自动化,从而提高生产效率;仿生化落实于化工,就是模拟生物的合成机制,解决食物与原料的来源。植物(农业)工厂化即从内因方面控制植物的生长,即按照人类的需要去控制植物的生长与发育,从而使植物成为人为的化工厂达到速生丰产的目的。或者说,工厂化就是把可控制性移植于生物上,将自然的化工厂(生物)变成可人为控制或部分控制的化工厂,达到速生丰产的目的,这有待于生理科学的发展提供现实的条件。
冯晋臣教授揭示与实现了植物输注液的概念、原理及具体操作技术之后,设计了相应的输注液工具。给植物输注液(其中可分树木吊瓶输液法和肥药埋植法)是实现植物(农业)工厂化的重要措施之一。从物理学角度看,植物吸收水、肥的过程是化学物理过程,只有在根毛部分将外面土壤里的营养离子和水份吸收到植物体内时,以代谢消耗提供能源与动力,仅在这里有些化学过程,当水分和营养离子进入植物体内直至传输到叶子的过程却xx是物理过程。例如,对于树木,水分和营养离子就是靠其木质部的导管(被子植物)或管胞(裸子植物)中的蒸腾流,运输到叶子上去的。所以只要在树木的木质部——树根或树木主干、支叉上打孔或凿槽,就能从该孔、槽处人为地导入水分或液体——化肥、农药及xx溶液,替代根部吸收水肥的化学过程,从而可实现吊瓶输液或肥药埋植法。根据具体情况,一般吊三个瓶(瓶间成120°),或4个瓶(瓶间成90°)。
他说,植物生理学的知识告诉我们,这些方面——植物的营养代谢,酶的活性,原生质的理化特性,是控制植物生长发育的重要途径。因为植物的一切生命活动的物质基础与动力都来自于营养代谢,而生长发育仅是营养代谢的外在综合表现,因而可从营养代谢入手来进行植物(农业)工厂化。
调查发现,经过水利工程引蓄的水有60%左右白白浪费掉,田间灌溉用水的50%是白白浪费的。他认为,如何减少损耗,做好田间节水,抑制土壤蒸发和作物xx蒸腾,提高作物水分利用效率,既是节水农业的重要方面,也是节水农业发展的潜力所在。
他认为,控制植物的水、肥供给是控制营养代谢的关键一步,而控制植物的水、肥供给非搞植物输注液不可,因为控制水、肥,就意味着几近{bfb}的供给。因此,1963年,冯晋臣教授在世界上率先提出“植物(农业)工厂化”的新概念和实施方案。同年,他开始研究给树打针,1964年,开始从理论上进行可行性论证。
他的想法获得了上海市农科院戴弘院长的支持。
冯教授介绍说,日本研究了50多年的桑树萎缩病(黄花病)及松干蚧的防治。20世纪七十年代,采用冯教授发明的方法得到了彻底解决。河南有不少农民情愿一棵棵给棉花打针,一次解决问题,省时、省工、省钱,也不愿三天两头地喷药,费时、费工、费钱。只要有一定的经费支持,像哈尔滨爆发的榆树虫灾吃光树叶的情况就随手可治,松树线虫病也可以解决,黄山的迎客松也就不会死了。
给树打针的概念可推而广之,即其他有些植物也可以打针,如竹、香蕉、棉花等等。
给树打针目前尚未大力推广的原因是,不同种类的树和大小不同的树木,恰到好处的用药量计算比较麻烦。冯教授介绍说,在植物输注液过程中,植物输液的浓度及其用药量的计算理论,是随着研究的深入,从无到有地建立起来的。这方面的理论和实践,是他在南京林业大学任教时,利用计算机解决的,迄今为止,仍属世界xx。因此,周光召主编的《2001年中国科协年会论文集》P.999上报道了这一成果。由于编制了相应的计算机程序,使植物输注液在实践应用时,减少了盲目性,增加了成功率,并使实验效果能稳定在一定的水平上。
冯晋臣能利用计算机编制植物输注液程序,得益于1963年xxx不能跟在洋人后头搞“爬行主义”,要尽可能地采用已有的先进技术,跟踪科技发展的先进水平的指示(在三届全国人大上获得通过)。为此,中央科学小组、国家科委党组于1963年12月提出一九六三年至一九七二年科学技术发展规划报告、科学技术发展规划纲要及科学技术事业规划,这个规划是在原有的1956-1967年十二年科学技术发展规划的基础上,参照世界科学技术进展状况制定的,总的要求是动员和组织全国的科学技术力量,自力更生地解决我国社会主义建设中的关键性的科学技术问题,在重要的急需的方面掌握六十年代的科学技术,力求接近和赶上世界先进科学技术水平的道路上,实现大跃进。这样在xx期间政治上初步稳定之后,许多科学技术项目就分解落实到具体的研究机构,除了南京大学之外,清华大学也是计算机项目实施的重点单位。
凯迪网友老田记述,南京大学一位老师在1969年参与主持了我国的电子计算机项目。当时的项目立项xx不需要去找路子跑关系,国家直接按照技术力量优势所在,甚至在没有事先打招呼的情况下,就拨给南京大学1000万元经费,指定用于电子计算机项目,项目办公室成立之后,不需要他去找江苏省委,而是项目立项的同时由国家指定江苏省委配合研究工作,无条件地承担项目的协调工作,许多电子部系统的七字头的工厂,就按照研究进度和要求来进行配合试验,江苏省和南京市的相关部门直接受项目小组的领导,结果是“产、学、研”的高度紧密结合。项目经费{jd1}不容许个人为私人目的动用,许多工厂在利用自己的技术和工艺积累基础上来参与这个项目,已经有的技术和工艺都不再重复投资和花钱。
[附录]
冯晋臣教授的其他几项节水发明
节水花盆
节水花盆是盆底部没有孔,孔开在盆旁边中下部的花盆。在节水花盆的底部填入具有吸附作用的基质,如根灌栽培剂、珍珠岩、蛭石、干草、椰糠及其混合物等,其高度不超过节水花盆旁边开孔的位置,然后再填上园土栽花,并设置一根灌孔,孔底直通基质处,孔口露出土层外面即可。如此,园土便从底层基质中吸水、吸肥,水肥没有了,可从根灌孔补入。试验证明,用等量的水份,节水花盆比常规花盆节水二倍到十倍,且花卉生长良好,这对节日摆花尤为重要,仅北京市节日摆花就逾 500万盆。另外节水花盆对形状没有限制,可以是圆形、椭圆形、长方形、正方形或多边形等,对材质也没有限制,可以是塑料、陶瓷、水泥(钢筋水泥)、木质等,根灌孔的数目、旁边的孔数,视花盆尺寸而定,因此应用范围甚广。在城市高架桥上的高速公路两旁摆的水泥花盆,若改用节水花盆后,就不必天天浇水,只要隔几天甚至隔十几天浇一次水即可。若有一个企业专门生产节水花盆,尺寸参照常规花盆(价格与常规花盆一样),将全世界的花盆逐步替代之,对于社会是一大贡献——节水,对于自己也能带来巨大的利润。节水花盆已获专利证书,证书号ZL02258290.8,倍受国内外专利中介机构的青睐。
从空气中获取淡水的装置
我们不但要节约淡水资源,更要增加淡水的来源。从空气中获取淡水的装置,就是实现这样的想法。采用压缩机压入湿热空气至螺旋形冷凝管,冷凝管设置在有致冷器降温室中,使湿热空气在冷凝管内急速降温至0+℃,在露点的临界温度时迅速结成露水,从而取得淡水,解决了以往海水淡化等成本高与设备复杂的严重缺陷,可以在只要有空气的地方获取淡水。本装置结构简单,制造、使用成本低,很适合于舰船、小型海岛(形成不了河流)、海中的石油平台与高脚屋及渔船等使用,具有环保效果。据克拉珀龙方程计算,在空气温度t=33℃时,在相对湿度为87%的海边,如果压缩机每分钟能吸入1m3的湿热空气,则每小时能生产淡水 1.58公斤,12小时可生产淡水18.96公斤,足够几个人节约用水1天;每台可净赚100元以上,{dy}年产销10万台可赚1000万元,以后逐渐增加产量。该装置已获专利证书,证书号ZL03220191.5,倍受国内外专利中介机构的重视,因为这种装置有着巨大的市场需求。
专用于农田集水节水用的打地孔机
该实用新型,是专用于种植密度大于1000株亩的庄稼田里,按设计要求在田畦(垄)侧面打孔的机械,孔的容积以2000ml左右为宜,孔中塞包根材料,即申请号为02106374.5的根灌胶为主要载体的材料,供灌、施水肥与汇集雨后迳流之用。本专利已获批准,专利证书号ZL02286775.9,该专利深得农机生产部门的重视。
带夹套的花盒
一种带夹套的花盆涉及花卉的盆栽。本实用新型采用盆体由内壁层与外壁层构成夹套结构,夹套之上端口是敞开的,并且夹套的外壁层是透明的技术特征。解决了以往花盆功能较少的缺陷,使一些装饰物,可以置入盆体的夹套内,人们通过夹套透明的外壁层,可看到夹套内五光十色、形状各异的有关装饰物,增加了花盆的艺术性,若与申请号02106374.5生产的彩色晶体相结合,将彩晶的水凝胶置入夹套内,增加花盆的艺术性,更是相得益彰。若配以灯光照射,艺术氛围更浓。本实用新型结构简单、制造容易,适于宾馆、会议、酒店、游轮、客车及家居使用。本专利已获批准,专利证书号ZL02288070.4。
树木吊瓶输液的主要用途
冯晋臣
①抗旱急救,省水省工
1970 年5~6月间青岛市浮山公社湛山大队,一些十三年生的移栽苹果大树,用吊瓶输液抗旱急救获得新生,其中有些移栽大树还当年结了果。1971年7月以后,浙江衢县旱情特别严重,尤其是丘陵地区果树更干旱缺水,我们给桔、柑、橙、梨、柿、枣、油茶等不同树种进行了输液抗旱,都得到良好的效果,经此法抗旱急救的果树,原卷缩的叶子都重新舒展开了,芽稍萌发,树势为焕一新。1971年春青岛市涝山县夏庄公社刘家小水大队果园,因施胡敏酸铵不当,使成百棵苹果树遭“ 肥害”,故对50株受害特别严重频于死亡的苹果树进行吊瓶输液急救,从而很快恢复了树势,枝叶茂盛,到秋天赶上了未受“肥害”的果树,并且大大超过了当时受害较轻未经急救的对照树,到次年,正常开花结果,而未经输液急救的受害苹果树,到次年不但未结果,还死掉几株。
1972年,青岛市浮山公社田家村果园,对七到十年生的金帅、小国光、红星、红玉等品种的苹果移栽大树14棵进行吊瓶输液,并加入营养物质,其中{zd0}的树单株输水11900毫升,加入氯化铵30克,赤霉素0.1克,均获得良好的效果。
现今树木吊瓶输液用于移栽大树、百年老树的急救或营养补充已逐步推广。如浙江省义乌市对12000多株从全国各地移来的百年古樟、千年老桂、参天银杏进行吊瓶输液,成活率超过90%。
②增产保质,节约用肥
1970 年5 月到9月,我们在青岛浮山公社湛山大队,对苹果树进行了输液,包括肥料在内,对产量和品质的观察发现平均增产40%以上,且果品质量都有所提高。71年7 月到8月,我们在浙江衢县农场河西园艺场,对十二至十四年生的义乌散花梨、沉香梨树等进行了输液,也获得类似的效果。1971年,青岛市浮山公社田家村大队有一棵直径12公分的苹果树,按冯教授计算,只需用3~4克肥料,若用5克肥料,就会有“肥害”,农民当时不信,说在根部施500克肥料都不会发生“肥害”,现输5克肥料,哪会有什么“肥害”?故就给该树输进5克肥料,第二天,叶子边缘就有“肥害”出现,农民心服口服地说:吊瓶输液可以提高水份和肥料的利用率50~100倍。
③防病治虫,快速见效
1969年在青岛市浮山公社大尧大队用适量农药防治苹果、桃子食心虫,获得成功。输液法还可用来防治一般器械较难防治的病虫害、茎部病虫害和高大树木的病虫害等。浙江衢县峡口公社乌石坊大队叶坟寺小队共有40-50年生柿树91株,1966年开始遭受柿绵蚧危害,影响柿子产量。1972年开始,采用吊瓶输液方法,用敌百虫或乐果对受害严重的11株柿树进行了防治,连续进行了二年试验,基本上抑制了柿绵蚧的危害,每次输液杀虫率达80-95%,1972年的柿子产量比防治前的1970-1971二年提高33.19%,1973年提高到 59.32%,而附近未进行输液防治的生产队1973年柿子产量反比1972年低。
1982年8月4日,《人民日报》第七版以“注射输液枯木逢春”为题,报道西德也有将这种方法用于园林管理上,并取得良好的效果。
(3)肥药埋植法
上世纪六十年代初,冯教授根据生产实践的需要发明了肥药埋植法,又按树体大小的不同提出槽埋、深孔埋植及排孔埋植等几种操作技术。该法主要用于矫治树木微量元素缺乏症,防治虫害,保花保果,特别适用于果树、经济林木、园林树、行道树、人文景观树、珍稀频危树和部分经济藤本植物。
肥药埋植法对于树木,主要用于病虫害的防治。荔枝椿象、荔枝蒂蛀虫、卷叶娥、刺娥、麻栋毛虫蓑、蛾、柿绵蚧、龟腊蚧、松毛蚧、梨网椿以及枣疯病、柑桔黄龙病、桑树萎缩病等等。应用此法,给受害树输入相应的农药,便能获得良好的防治效果(校正杀虫率{zg}达99.75%),例如,用10—20元钱的农药,可保一亩荔枝一年的平安,并且比喷治省工,难喷治的高大树木,此法优势更强。1980年6月北京市园林管理局应用这种方法防治刺蛾等园林害虫,甚有成效。
肥药埋植法在竹类生产上的应用;一种是给笋、竹,通过此法输入xx、农药及化肥;达到增产与防治病虫害之目的。例如经过十余年反复试验,证明给活毛竹输入适量专用药剂,可以获得增加单产30%,每亩可多产新毛竹15—20株的效果;投资1元(包括xx与投工)可得利7—10元以上,每亩增收200元左右,深受群众欢迎。长江—南岭竹区有毛竹280万hm2(4200万亩),xx一项就有足够的经济收入。另一种是防治竹类病虫害,例如用该法给新竹、笋一竹输入药液,能有效地防治竹螟和竹象鼻虫。同理,也能防治香蕉蟓鼻虫。
1996年6月5日中国农科院主办出版的《农业科技要闻》VOL.21.P6.以“施肥给药新技术——树干深层埋植法”为题,报道了四川省自然资源研究所童风同志,在推广这方面工作中,所取得的成绩:
以四川省内外10万株果树和经济林木上应用,该法能矫治缺铁黄叶病、缺锌小叶病、缺硼缩果病,防治香蕉蟓鼻虫、石榴食心虫、白杨卷叶虫等等。成都市龙泉驿区山泉乡1995年推广应用该技术矫治桃树缺铁黄叶病,其结果增产鲜桃22.5~25.0万公斤,增收超过100万元。投入产出比1:50以上。在同一棵树不同支干上进行埋药对比试验:叶片均匀,复绿时间,早春15~20天,夏秋7~10天;叶绿素含量增加43%,是未给肥、药的12倍;百叶重增加 26.8%~141.3%,叶面积增加26.5%~105.6%;坐果率增加31%,单果重增加14%,果实品质明显提高。
(4)植物输注液法的优点
①在于水、肥、药的利用率高,几近{bfb}被吸收,所以能实现人为控制,且见效迅速高效低耗。
②在防治病虫害时,不易污染环境,保护了天敌与人畜。且有些病虫害,目前只有用这种方法防治,效果才能比较理想,如椿蟓、竹螟、蚧壳虫、柑橘黄龙病、丛枝病、萎缩病等。用输液防治果树病虫害时要注意测定果品的残留药毒。
③我们所发明的一套输液技术,是根据我国特点创造的,具有取材容易、方法简便,适于生产中大规模推广使用。
④能利用科学配方活化植物体内酶的活性,调节生理代谢和生化反应,增强抗逆力,能调控植物体内肥药成份的运输和分配速度,使之长时间稳、匀、足、适量供肥、供药。尤其是肥药埋植法操作简便,安全可靠,无污染,成本低,见效快。
⑤植物输注液用途广泛,除上述用途外,还能进行柿脱涩、果品调味、橡胶树打乙烯利增产、木材着色、致树死亡等等方面。