20 世纪60 年代首次解决了水稻“坐秋”问题，揭示了磷肥防治“坐秋”的机理；70 年代研究提出施用钾肥，实行氮磷钾养分平衡原理，提高了绿肥田稻谷产量；80 年代揭示了亚砷酸根在土壤中的化学行为，为改良“砷毒田”提供了理论与方法；90 年代解决了红壤地区旱坡地季节性干旱缺水问题。5 次获得国家级奖励，8 次获得省部级奖励。主编《中国农业科学》7 年，翻译世界名著《化学在农业和生理学上的应用》，并主编《中国有机肥料》等著作。发表学术论文160 多篇，曾多次参加国际土壤界学术会议。
 

纵横阡陌为大地丰收
——记中国工程院院士 刘更另

    在文学家的笔下，大地总被喻为抚育人类的“母亲”，而刘更另却是一位致力于让大地母亲到处“芳草鲜美，落英缤纷”的土壤肥料与植物营养学科学家。他一生纵横阡陌，驰骋山野，为我国山区开发、南方红壤和低产水稻田改良、耕作制度改革、山丘地区生态建设和农林牧业发展作出了诸多贡献。

走出桃花源投身科学

    刘更另，幼年原名刘赓麟，1929 年2 月生于东晋大诗人陶渊明笔下的湖南桃源县，但在军阀混战、经济凋敝的旧中国，农民之子要走出穷困的大山，只有靠父母省衣缩食。7 岁那年，刘更另踏上了求学之路，也从此走出了桃花源，终生投身于科学。15岁时，他与朱镕基在湘西山区国立第八中学高中部同窗两年，抗战后转入湖南省立14中学，并于1947 年毕业。当刘更另踌躇满志企求继续深造时，他的父母却没能挨过苦难的折磨，分别在1946 年和1949 年撒手人寰。但刘更另还是靠艰苦努力，于1948 年8 月考上了国立武汉大学，并获得奖学金。他靠着勤工俭学，苦苦支撑了伙食、医药、书籍等费用。在那段时间，刘更另开始接触进步思想，参加了进步“读书会”，这为他带来了勇气与希望，也使他看到了光明与未来。1948 年12 月，他被吸收加入了中国新民主主义青年联盟，1949 年3 月，加入了中国共产党，并积极参加了反饥饿、争温饱的学生运动以及武汉大学的“保校保产”运动，直到武汉解放。
    1952 年，刘更另从武汉大学农业化学系毕业，三年之后，他被派往前苏联留学，并于1959 年在莫斯科农学院研究生毕业，获得博士学位。之后，他来到中国农业科学院土壤肥料研究所，开始了一辈子与“土坷垃”打交道的历程。

让“鸭屎泥”变高产良田

    广大的农村和山区，是刘更另倾注心血最多的地方。他曾先后在湖南祁阳官山坪实验研究28 年，在湖南桃源8 年，湖南冷水滩7 年，河北迁西20 年。在实验站，最长一年工作342 天。为了研究山区的农业问题，他先后考察了武陵山、五岭山、雪峰山、罗霄山、乌蒙山、峨眉山、太行山、燕山、沂蒙山、长白山、天山、阿尔泰山、昆仑山等。
    为了研究燕山地区的水资源情况，刘更另从研究迁西县的水库开始，实地考察了迁西26 座大中小型水库和上百个水池、水塘、灌溉渠道、河坝等，广泛收集资料。他认为，大范围调查、多点实验、长期定位研究是从事农业研究的特色，只有建立把宏观和微观结合起来、把生物学和地学结合起来、把认识论与方法论统一起来的科学思维，才能更全面地认识客观世界、更准确地了解许多农业技术问题的实质。
    湖南省祁阳县官山坪地处典型的南方红壤地带，土壤非常贫瘠。这里有一种鸭屎泥田，特别怕冬干，冬干以后来年插下秧苗老不转青，不发根、也不分蘖，一直坐到秋天才生长，群众把这种现象叫“坐秋”。其单产很低，一般只有100~150 公斤，群众说：“一年干冬，三年落空”，“挑粪下田，不如泡冬过年”。这种田南方各省都有，总面积约有270 万公顷。1945 年湖南曾遭大旱，第二年禾苗普遍“坐秋”，造成了骇人听闻的大饥荒。
    1962 年3 月，刘更另来到偏僻而贫穷的祁阳官山坪，投入到改良鸭屎泥田的科研中。在肯定施用磷肥防治水稻“坐秋”办法的同时，他进一步研究土壤中磷素活动变化的规律，了解土壤中各种因素之间的关系，抓住磷素活化、泥团融化、生土熟化等几个方面展开深入研究。经过大量的调查和实践观测发现：同一地形位置，鸭屎泥“坐秋”，黄夹泥不“坐秋”；同是鸭屎泥，冬干的“坐秋”，冬泡的不“坐秋”；同是冬干的鸭屎泥，插早稻“坐秋”，插一季晚稻不“坐秋”；同是插一季晚稻，气温泥温低时插的“坐秋”，气温泥温高时插的不“坐秋”；同是冬泡的鸭屎泥，带冷浸的“坐秋”重，不带冷浸的“坐秋”轻。这些现象表明：土壤中磷素的变化与土壤水分和泡水时间有密切的关系。土壤干燥过程中，随着泥浆向泥团转化，有效磷素被固结，蓄水泡冬可以增加有效磷30%~50%，多犁多耙也可缩短浸泡时间，加速磷素活化。施猪粪、压山青，能防止磷肥固结，活化土壤磷素，猪粪和难溶的磷矿粉共沤，可以提高有效磷一倍左右。通过这些实验，他总结出一些规律，即土壤中存在磷素有效化和无效化过程，即固结与反固结过程。泡水、提高泥温、施猪粪、压山青、多犁多耙，可以促进无效磷素向有效磷素转化，是反固结过程；土壤干燥、降低泥温、减少有机物，使有效磷素向无效态转化，为固结过程。
    通过化验分析发现：冬干的鸭屎泥田磷素奇缺，速效磷含量只有5～10 毫克/ 公斤，相当于冬泡的1/4～1/5，用7.5 公斤过磷酸钙沾秧根，每亩可增产稻谷52.5 公斤；用15公斤磷肥做面肥，可增产稻谷83 公斤。用什么办法能使土壤磷素活化，泥团融化呢？实验结果证明，绿肥不仅能增加土壤有机质和养分，而且对融化泥团和活化土壤中的磷素有特别良好的效果。经过一系列研究，刘更另总结出“冬干坐秋，坐秋施磷，磷肥治标，绿肥治本，以磷增氮，加速土壤熟化”的规律性措施。使用磷肥和种好绿肥，不仅是防治和改良冬干“坐秋”鸭屎泥的有效措施，同时也是改良黄夹泥、白夹泥等低产田的有效措施。官山坪大队运用这些措施，水稻产量大幅度上升，1964 年祁阳县推广1.13 万公顷，增产30%～50%，湖南省也大力推广，据湘南湘中6 个专区不完全统计，推广面积达20 万公顷，约增产稻谷1.8 亿公斤。

破解“疑难题”创新理论

    磷肥、绿肥，为双季稻的发展提供了条件，于是，双季稻绿肥制度也随之出现了。它可以更充分地利用自然界光热资源，有效地提高复种指数和土壤肥力，使稻谷亩产大面积提高100～150 公斤。
然而，在推广新种植制度过程中，刘更另却发现了3 个新问题：第一个问题是：早稻产量比较高，一般亩产250~300 公斤；晚稻产量低，一般每亩产100～150 公斤。从光热条件分析，晚稻生育期间有比早稻更优越的光热空气条件，造成低产，归根到底还是土壤、肥料、品种和栽培技术上的原因。刘更另1974 年7 月向祁阳县委、1976 年向衡阳地委写了“力争晚稻超早稻”的建议，并提出早插、早管、早追肥的关键措施。衡阳地委接受了这一建议，到1980 年，23.4 万公顷晚稻连续几年大增产，平均每年增产18.6%，晚稻总产由4.9 亿公斤上升到10.8 亿公斤。1983 年湖南全省实现了“晚稻超早稻”的目标。
    土壤养分不平衡、不协调是刘更另发现的第二个问题。紫云英能固定空气中的氮素，活化土壤中的磷素，改善土壤结构，绿肥田比冬水田耕性好，肥力高，种好紫云英，双季稻一般能稳产在500 公斤左右。但从植物营养角度来看，由于紫云英养分不平衡，氮多而磷钾少；每亩3 000 公斤的紫云英含有600 公斤稻谷所需的氮素，却往往每亩只能收300 多公斤稻谷。同时，紫云英供应养分不协调。5 月上旬水稻分蘖需要大量养分，可是当时泥温低，紫云英分解慢，满足不了水稻分蘖猛长的要求，此时紫云英田的禾苗还不如冬水田来得快。但到了5 月底6 月初水稻幼穗形成和颖花分化期，由于气温高，紫云英分解快，供氮很多，禾苗猛长，无效分蘖大量发生，植株荫蔽，禾苗退不下色，后期则落黄不好，病虫害严重，瘪谷空壳多，造成所谓“喜死人的苗，气死人的谷”。经过一系列的实验证明：在双季稻绿肥制度下，一定要补施钾肥，1975年刘更另给有关部门写了《发展钾肥生产、搞好氮磷钾平衡》的建议，为双季稻绿肥制度的巩固与发展作出了新贡献。
    刘更另发现的第三个问题就是“水稻僵苗”。1980 年衡阳地区早稻“僵苗”达1.33 万公顷，轻微的一般减产25~30 公斤稻谷，严重的颗粒无收。有人说是病毒引起的“矮缩苗”，也有人说是土壤潜育化引起的还原性物质毒害，还有人说是缺钾引起的“赤枯病”。针对这个问题，刘更另进行了广泛的实地调查和一系列分析化验与田间模拟实验，得出水稻“僵苗”是由于土壤有效锌供应不足引起的结论，并阐明在碱性条件下，“磷锌矛盾”，即土壤中磷酸根越多，绿肥生长越好，腐解还原势越强，有效锌沉淀越多，致使水稻严重缺锌而“僵苗”。而每亩施用硫酸锌1~1.5 公斤，就可以解决“僵苗”的问题，每亩增产稻谷23.3 公斤。1981—1982 年衡阳、零陵、邵阳推广面积5.06 万公顷，增产稻谷1 335 万公斤。
    1975 年6 月，刘更另到湖南常宁县考察抗旱情况，发现有一片稻田土壤开裂，水从旁边沟里流过，群众就是不浇水，禾苗旱成凋萎状。刘更另想这“举手之劳”的事，为什么农民不干呢？一打听，才知道这种田就是不能浇水，让它这样干着，每亩还可以收80～100 公斤稻谷，如果一浇水，马上死苗、颗粒无收。老农还引出一系列有趣的故事：“有一年大旱，路旁的禾苗都干枯了，群众晚上集会，打着灯笼火把，有人不小心，把火把丢在田里，烧着了半亩田的禾苗，没过几天被烧的禾苗反而发出新苗，抽穗结谷，每亩收稻谷两百斤，没有烧的颗粒无收。这种土就有这个怪脾气。”有一个村干部说：“1958 年我们这里修水库，各地的民工在这里住，积攒了许多人粪尿。有人心想，有这么多人粪尿，还怕不高产？不料插秧以后，禾苗不仅不长，反而死苗，粪尿施到哪里死到哪里。”有一个老农说：“这里过去没有种水稻的习惯，大量种的是棉花、柑橘、生姜、花生等旱作物，解放后，‘以粮为纲’，我们这里来了一个‘旱改水’，这样才种水稻。”听了这些，刘更另想这可能是土壤的问题，经过土壤化验分析和模拟实验，这种土壤含砷和镁都在500 毫克/ 公斤以上，是砷的毒害。
    为了解砷化物与植物的关系，刘更另与研究生一起研究了13 种植物与砷化物的关系。为了探索砷与磷、硫、硒各元素之间的关系，他们研究了砷与过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶，分析了几十种防治心血管病的中成药，发现其中很多都含有剧毒的砷化物，最高的超过国际许可标准500 多倍。
这一研究本已超出了刘更另原来专业的范畴，但正是对这些矛盾现象的穷追不舍，使他获得了意外的结果。国际土壤学会第13 届代表大会上对此作了报道，引起同行极大的兴趣，挪威科学院院长洛格教授对这些工作作了很高评价，而国内也已将其收入大学教科书。

长期实验探科学规律

    刘更另是强调和坚持基础研究工作的积极倡导者与践行者，他在湖南祁阳红壤改良实验站工作的28 年中，前前后后布置了许多长期实验，截至2008 年，30 年以上的有6 个，25 年以上的有9 个，这些实验对当地植被演替、生态重建、林业草业的发展积累了宝贵资料，从中总结出许多规律性的认识。
    1975 年开始的“阴离子长期实验”，迄今已30 余年，一共种了100 多茬作物，该实验证明：在南方红壤性水稻土中，长期施用含氯离子和含硫酸根离子的化肥，其离子在土壤中积累不多，也未发现其影响作物生长发育的问题，但氯离子和含硫酸根离子对土壤、对早稻、对晚稻和对籽粒、对营养体的作用却有不同。而“三种红壤熟化因子实验”、“水稻高产综合因子实验”、“水稻种植制度长期比较实验”亦有30 余年，刘更另利用这些实验的材料培养了8 名硕士和4 名博士。
    从1986 年起，在刘更另的倡导和主持下，全国建立了9 个土壤肥力和肥料效应长期监测实验基地，包括东北黑土（吉林公主岭）、西北黄土（陕西杨凌）、新疆荒漠土（新疆乌鲁木齐）、华北褐土（北京昌平）、中原潮土（河南郑州）、四川紫色土（重庆北碚）、南方红壤（湖南祁阳）、华南赤红壤（广东广州）、高肥力水稻土（浙江杭州）。现在，有许多实验获得了很好的结果。
    这些实验的独特之处在于：它不是在一种土壤上的定位实验，而是在不同土壤气候带上的多因素系统实验；它不仅观测土壤肥力的演变和肥料效应的变化，而且还探索耕作、栽培与作物生长发育的复杂关系。刘更另认为：坚持这些长期实验，对我国农业生产、农业科学和土壤肥料科学有很重要的意义。
    自1982 年开始招收研究生以来，刘更另先后为国家培养了2 名博士后、16 名博士、11 名硕士。他们或成为国家研究机构的主要领导或科研骨干，或是实验站站长，有的已成为研究所所长，有的已成为博士生或硕士生导师，独立主持国家重要研究课题。而抓生产问题，做基础工作，用先进手段，攻薄弱环节，得综合成果，出专门人才，正是刘更另几十年农业科研成功经验的切身感悟。
   “阡陌交通，鸡犬相闻”是陶渊明对隐士生活的无奈希冀，而让祖国大地到处都是“良田美地桑竹之属”却是刘更另一辈子为之奋斗的征程！