二○○四年十一月,已退休的琼州大学物理系教授冯晋臣盼来了由国家知识产权局颁发的一纸发明专利证书。获得发明专利的是他花费了四十年光阴,倾注了大量心血研发并不断推广和改良的“植物根灌节水栽培方法”。
水是生命之源。二○○四年下半年,海南岛遭受了历史上少有的干旱,皲裂的土地让以此为生命的人们欲哭无泪。在全球水资源危机日益凸显的今天,这项技术能否给海南的农业、海南的农民带来福祉,人们拭目以待?
“根灌”:既节水又可变废为宝
近日,记者走进冯晋臣教授的试验园地,这个挂着“国家级科技成果‘根灌(Root Irrigation)’南方试验示范基地”牌子的场地看上去异常简陋,它其实就是冯晋臣家门前的一块2亩大小的坡地,里面分不同区域,分别种有北方牧草、香蕉、石榴和蔬菜等作物。
在3个多小时的时间里,记者静静倾听他和妻子季静秋教授讲解什么是“植物根灌节水栽培方法”,这项他盼了8年的国家专利。
据介绍,“根灌”要求在种植作物之前,先在地下垫上一层“根灌剂”,种上作物后,再铺上一层填充物(杂草、药渣、破布等有机垃圾均可),并在作物旁边插上口径在10厘米左右的塑料导水管(也可用塑料饮料瓶改制代替),直达“根灌剂”的所在位置,导水管的数量视作物的多少而定。
填充物充分利用各种有机垃圾,变废为宝,假如根灌技术大面积、大规模推广和应用的话,可以消化大量的生活垃圾,实在是一件功德无量的事情。
导水管除了用于浇水和施肥外,还起到通气和散热的作用,通气是为好氧细菌提供氧气,产生二氧化碳让根系吸收,同时避免厌氧细菌群落产生有害气体损伤植物根系;散热是因为有机垃圾腐烂时产生热量,超过40摄氏度后会损伤植株根系。
“根灌”的技术核心在于“根灌剂”,这是冯晋臣的“独门暗器”,用他的专业行话来说,是“一种不通氮可工业化或家庭式生产的高吸水树脂新工艺”,具有吸水和保水的神奇功能。“根灌剂”在常态下为颗粒状,富含钾,是一种没有毒的肥料,吸水后可膨胀400倍至600倍,呈胶状,能反复使用,直到其中的钾成分被植物完全吸收为止。
冯晋臣说:“根灌技术的利用方式可土可洋,生产规模可大可小,既可以用简陋的设备,如改装后的饮料瓶等,进行小范围的种植,也可以用机械化的设备,进行工业化的农业生产,如浇水过程可通过水管管网,直接将水送到导水管的管口。”
更为难得的是,根灌技术操作简单,不论是老人还是小孩,都很容易掌握。
“根灌”:把水和肥送到植株嘴边
采访中记者获悉,根灌剂的最大好处是:始终让水分和养料停留在土壤耕作层,既不往下渗漏,也不向上蒸发,造成浪费。
“形象地说,‘根灌’对于植物的最大益处,相当于把水分和养料直接送到植株的嘴边——也就是‘根系’,根灌设备采用了可反复吸水保水,且肥力极强的根灌剂,就好像是在植株旁边安了一个节能‘水库’和丰足‘粮仓’一样。”同样谙熟“根灌”的季静秋教授以更加通俗的比喻道破了根灌技术的奥妙所在。
在冯晋臣家,季静秋教授用水和玻璃杯为记者演示了根灌剂的吸水保水功能:只见杯里少量的药剂冲水后,不一会儿便凝固成果冻状的透明胶块。
两位教授告诉记者:“这样的胶块可以食用,对人体不会有害。”冯晋臣怕记者不信,还笑着当场吃了一块。
据了解,使用根灌剂种植花卉非常节水和省力。冯晋臣曾进行一项种花实验,从他出示的实验图片资料可以看出,使用根灌剂种植的花叶芋,65天不浇水仍不枯败,而不用根灌剂的不出一个月就枯死了。他说,种花者如用根灌剂保水,出门在外两三个月也不必担心花枯干。
据介绍,在干旱的地区和干旱的季节,根灌技术的效果更加明显,更能省水,而且更能充分利用每一滴水和每一份肥。
发明者:“根灌”比以色列“滴灌”实用
每每谈及根灌的研究发明过程和先进技术,冯晋臣和季静秋夫妇都显得兴致勃勃,特别是冯晋臣在接受记者采访时,他淡定从容的语气中充满着对自己研究成果的自信。
冯晋臣认为,他的“根灌”远远优于以色列的“滴灌”技术,是一种真正节水、节肥、省工和省钱的灌溉方法。
通过临高辣椒基地和乐东香蕉果园的实际试验证明,冯晋臣发明的根灌在比滴灌节水75%的前提下,增产20%,净收入增加42%,原因在于设备简易、投资少、产品质量提高且上市早等。
据了解,滴灌本质上是“缓慢的浇灌”,其科技含量反映在外部设施上,一旦脱离这些设施,滴灌便退化为一般的浇灌。滴灌设备的滴头比针眼还要细,灌溉用水如果有杂质或滴头上长有青苔,都会造成堵塞,所以滴灌要求必须使用纯净水,而且需要全溶解的肥料。因此,滴灌不可能土法上马,加上滴灌对经济、技术要求甚高,很难在发展中国家推广。
相关数字显示,从“二战”结束至今,滴灌技术在全世界的推广面积仅为200万公顷,其是否实用和受欢迎可想而知。
而根灌克服了滴灌的所有缺点,能土能洋,容易上马,经济效益也优于滴灌。现在我国北方土地荒漠化严重,实验已经证明根灌治理沙化特别有效,应用根灌技术种植桑树和牧草治沙成效最好,而滴灌在治理土地沙化方面很难起作用。
专家:干旱地区效应尤为显著
两位在校园里离群索居的教授“退而不休”,以惊人的成果引起了校方和外界的关注与支持。尤其是冯晋臣的“根灌”技术专利,已经在学术界奠定了他“根灌之父”的不可替代的地位。
“根灌”首先得到了国际著名节水灌溉专家、中国工程院院士茆智的好评。1999年10月,茆智曾推荐冯晋臣参加在广西举行的节水灌溉国际会议。2004年10月25日,当得知冯晋臣的“根灌”技术获得国家发明专利后,茆智立即来信向冯晋臣表示祝贺,此时,冯晋臣还没有收到国家专利证书呢!
茆智在信中说,这一技术今后将会更快、更规模地被采用,特别是在西北开发中的巨大贡献是难以估量的。同时他还表示,自己为冯晋臣坚韧不拔的科研精神所折服。
中国科学院院士朱祖祥博士对根灌的评价是:“该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。”
此外,中国科学院院士闵乃本和中国工程院院士王明庥,以及著名栽培学家、博士生导师、浙江农业大学沈德绪教授等学者,也都对根灌技术给予很高的评价。
据了解,冯晋臣的儿子冯征已在耶鲁大学博士后毕业并在美国定居,娶妻生子。冯晋臣说,早在1999年的时候, 他的科研成果和简历已入选过英国IBC科研刊物的第一版,并因此获相关的证书。靠这个证书,他在美国就可以获得绿卡,也能够和老伴到美国同儿子一家团聚。
“但是,我们想在有生之年,看到自己的发明成果尽早更好地造福中国社会。”冯晋臣夫妇说,他们暂时还不想出国。
“根灌”:何时走出实验室
“酒香也怕巷子深”,由于隅居山城,信息闭塞,加上年事已高,个人经济能力有限,冯晋臣和季静秋都因无力加大推介这些技术成果,无法收回实验经济投入成本而倍感无奈,他们迫切地希望和盼望着能有“识货”的商家与他们一道,将他们的科研成果及时转化为生产力,为人类社会造福;同时打算将两人关于节水等方面的科研成果分别结集出版,留给后人。
可以说,拥有多项国家级发明专利的冯晋臣夫妇是“富有”的,也是“贫困”的。有时打印和复印的材料,他们都要好好保管,以免重新打印复印造成浪费;在琼州大学校园里,他俩的生活方式是简单而朴素的,没有什么迎来送往,也没有太多繁文缛节,但他们的精神境界是富足而充实的,每一丝灵感,每一点发现,都让夫妇俩兴奋不已。
在琼州大学冬天的暮色里,记者结束了对这对发明家夫妇的采访,和这两位让人肃然起敬的老教授道别时,顿时觉得:这对相濡以沫的夫妇好比是五指山上的两棵坚韧的罗汉松,不管时光飞渡,寒暑易节,依然执着等待着下一个灿烂美丽的春天。
事实上,冯晋臣、季静秋他们等待的正是节水灌溉的春天,等待一场新的节水灌溉技术革命的到来!