蔣百凡,土壤農業化學家。長期從事土壤-植物磷營養研究。揭示了漬水減量條件下南方酸性土壤中結晶磷酸鐵活性的轉化機理,對南方水旱輪作區磷肥的合理施用具有重要的指導作用。提出了石灰性土壤無機磷的新分類體系,促進了國內外石灰性土壤磷的研究。深入研究磷灰石礦物的結晶性質,填補了國內空白,為我國磷礦在工農業上的合理利用提供了理論依據。
中文名:蔣百凡。
國籍:中國。
民族:漢族
出生地:江蘇蘇州
出生日期:1928二月15。
職業:農業化學家
畢業學校:浙江大學
代表作:《中國土壤磷素養潛力概述》
個人簡介
蔣百凡,1928二月15出生於江蘇省蘇州市。我父親在壹家木器店當店員。1937年抗日戰爭爆發,木器店關門,生活相當艱難。抗戰勝利後,木業恢復,家庭經濟略有好轉。1947,考上江蘇省蘇州中學。進了校門,感覺來之不易,努力學習獲得壹技之長。當他高中畢業時,他很高興看到全國大部分地區獲得解放。像其他年輕學生壹樣,蔣百凡充滿活力,決心繼續學業,建設新中國。1950考入浙江大學化學系。後來由於國內院校院系調整,被調到上海復旦大學。1953年,因國家經濟建設急需人才,提前壹年畢業,分配到中科院土壤研究所工作。
蔣百凡從進所開始,主要從事土壤、巖石、磷礦的化學分析工作三年左右,為他以後的科研工作打下了壹定的基礎。1955以來,承擔了中國磷礦農業利用研究,是項目負責人之壹。這個項目從1955到1990斷斷續續持續了30多年,他對影響磷礦粉直接施用肥效的三個因素進行了不同程度的深入研究。1958參與課題“水稻高產的土壤環境”研究。
從65438年到0960年,他開始研究中國南方酸性土壤中磷的問題。雖然在“文革”中被打斷,但這些年,他在酸性土壤中磷肥的含量、形態轉化、合理施用等方面取得了突破性進展。“文革”後,我除了繼續研究酸性土壤中的磷和磷礦粉外,還參加了許多科研項目。如編制了我國第壹張全國土壤磷營養潛力圖和全國適宜磷肥種類及作物反應圖,編制了西沙群島鳥糞磷礦調查、磷礦粉腐植酸分解研究、化工部協助全國推廣磷礦粉及其肥效全國統壹鑒定等。
1983年,國家重點研究項目“黃淮海平原綜合治理”啟動,江白帆的研究重點轉向黃淮海平原北部石灰性土壤磷的問題,重點研究石灰性土壤中無機磷的形態,解決了石灰性土壤無機磷分類這壹長期存在的國際難題。上述方面的研究成果不僅在國內,而且在國際上都處於領先地位。在做好科研工作的同時,蔣百凡還註重參加科技交流和學術活動,培養了壹批骨幹科研人才,其中包括兩名碩士生。曾受全國十多個省市的農業院校和科研院所邀請,進行農業中磷的講座。在國際交流方面,我曾出訪日本、東南亞等國家,參加過磷鉀、紅壤、旱地等國際會議,宣讀或發表的論文受到與會學者的壹致好評。在研究中發表論文60余篇,其中國際期刊發表論文7篇,參與編寫專著10余部。
技術成就
在1957中,張守敬和M.L.Jackson發表了壹種土壤無機磷形態的分類方法,將土壤無機磷分為磷酸鋁、磷酸鐵、磷酸鈣和封閉儲存磷酸鹽。該方法極大地促進了國際上對土壤-植物磷營養的研究。自20世紀60年代以來,蔣百凡課題組利用上述方法對我國主要酸性土壤中無機磷的形態和磷肥的合理施用進行了研究,發現酸性土壤中磷酸鐵占很大比例,與土壤風化程度密切相關。我國南方酸性土壤中磷酸鐵和封閉磷酸鹽的含量通常占無機磷總量的60% ~ 70%以上,強酸性土壤可達90%以上。這壹結果使蔣百凡非常重視酸性土壤中磷酸鐵的有效性和有效條件。同時,他還考慮到,雖然張守敬的分類方法將土壤中的無機磷以化學形態分離出來,但其在土壤中的組成非常復雜。相同形態的磷酸鐵的結晶狀態不壹定相同。它可以以無定形態或結晶態存在,兩者的化學活性明顯不同,對作物的有效性也不會相同。所以他對不同晶體的磷酸鐵化合物的有效性做了大量的研究。結果表明,在旱作條件下,結晶磷酸鐵的活性明顯低於無定形磷酸鐵,但在澇漬還原條件下,兩者的化學活性基本相當。在漬水種植水稻的生物試驗中,這兩種磷酸鐵的供磷能力與水溶性磷肥幾乎相同。他證明了這種現象的機理是由於土壤中氧化還原電位降低,使高價鐵還原為低價鐵,從而提高磷的活性,獲得同樣的肥效。
在1963發表的論文中,他寫道:“在漬水水稻種植條件下,酸性土壤中的磷酸鐵化合物,無論是結晶態還是無定形態,都是水稻磷營養的重要來源。”為了將這壹理論應用於生產,他在南方酸性土壤的水旱輪作區,根據這壹轉化機理設計了田間試驗,證明了水旱輪作區磷肥經濟合理施用的原則是“旱田後水田”,或“旱田重於水田”,即先施磷肥於旱作, 從而可以在下壹季種植水稻時繼續利用剩余的磷,大大提高了磷肥的利用率。 這壹成果不僅在理論上有所貢獻,而且具有國際影響力,目前已廣泛應用於生產。20世紀50年代,國際上通行的概念是,酸性土壤施入磷肥後,除了當季作物吸收的壹小部分(10% ~ 20%)外,剩余的磷始終轉化為磷酸鐵,即供給作物磷的能力越來越弱,稱為“固磷”。蔣百凡的研究結果證明,磷不僅“固定”在土壤中,而且在壹定條件下可能被活化,這壹點當時沒有明確闡明。直到1978國外才發表了類似的磷酸鐵活化的報告,比他的論文晚了十幾年。
我國北方以石灰性土壤為主,其無機磷形態與南方酸性土壤有較大差異。後者主要是磷酸鐵,而前者是磷酸鈣,通常占無機磷總量的60% ~ 85%。關於鈣磷在石灰性土壤中的不同形態及其有效性,國內外報道較少。其中壹個重要原因是缺乏石灰性土壤磷酸鈣的分級技術。也有學者采用張守敬的方法,但他們的方法只是把所有的磷酸鈣分為壹個等級,結果很難解釋。因此,建立適用於石灰性土壤的無機磷分類方法,並進壹步根據有效性對不同化學形態的磷酸鈣進行分類,對於石灰性土壤磷的形態、轉化、有效性以及磷肥合理施用的研究非常重要。
蔣百凡課題組自20世紀70年代以來壹直關註石灰性土壤無機磷的分類。65438-0983參加“黃淮海”平原綜合治理重點任務,負責土壤磷素工作。他知道石灰性土壤無機磷分類體系的研究才是這個學科真正的攻堅關鍵。在他的帶領下,經過數百次的反復實驗和改進,研究團隊終於建立了石灰性土壤無機磷的分類體系。在這個體系中,石灰性土壤中的磷酸鈣分為速效、緩效和難效三種,即磷酸二鈣、磷酸八鈣和磷酸十鈣。還證明了這三種物質的活性與生物測試反應有非常顯著的相關性。同時,對張守敬和M.L.Jackson原分級方法中磷酸鐵的浸出劑也進行了改進,消除了原有的幹擾,顯著提高了磷酸鐵的浸出量。該分級體系的建立將為後人研究石灰性土壤磷素與作物磷素營養的關系提供重要途徑,最終為石灰性土壤磷肥的合理施用提供依據。這壹研究成果以中英文發表後,引起了國內外相關學者的高度關註。中國土壤學會農業化學專業委員會為此專門安排了專業會議,中國農業科學院土壤肥料研究所專門在北京舉辦了為期兩周的全國培訓班。邀請蔣百凡親自講授研究土壤磷的理論,系統介紹石灰性土壤無機磷的分類體系,安排學生學習實際操作技術。隨後,北方許多省區的農業單位相繼采用這種方法開展石灰性土壤磷素的研究工作。
論文在國外發表後,收到了20多封各國學者索要原文的來信。後續工作表明,該分類體系測得的磷酸二鈣、磷酸八鈣和磷酸十鈣的含量與X射線衍射法測得的三種磷酸鈣的峰值強度數據呈正相關,充分說明了該分類體系的科學性。這項工作被評為“七五”國家黃淮海平原綜合治理重點工作十大重要成果之壹,處於國際領先地位。
磷礦的農業利用有兩種方式,壹種是加工成化學磷肥,另壹種是磨成磷肥粉直接作為磷肥施用。後者是壹種經濟廉價的磷源,但其肥效受三個因素制約:土壤性質、作物吸收特性和磷礦粉性質。從20世紀50年代開始,蔣百凡就進行了直接施用磷礦粉的肥效試驗。直到20世紀80年代,對影響磷礦粉直接利用的土壤性質和植物吸收特性進行了全面系統的研究,但對磷礦性質的研究相對較少。
雖然他在六七十年代用X射線衍射儀測量了磷灰石晶體主峰的高寬比,在七十年代末用電子顯微鏡觀察了磷灰石的表觀晶型,這些數據也能說明壹些關於磷灰石礦物結晶性質的問題,但仍屬於定性範疇。當時,美國TVA的國際肥料發展中心(IFDC)已經對磷灰石礦物的晶胞參數進行了深入的研究。他們公布了世界上500多個各種類型有代表性的磷礦的數據,找出了晶胞參數與有效磷的關系,但沒有壹個是中國磷礦。
20世紀80年代初,蔣百凡決心研究中國磷礦中磷灰石的晶胞參數。通過測定65,438+0,065,438+0礦樣的晶胞參數和對265,438+0礦樣進行作物盆栽試驗,表明磷灰石礦物中的替代量是衡量磷礦粉直接應用效果的重要指標之壹。火成巖或沈積變質巖形成的磷灰石礦物,置換量很低的地方,CO2含量只有0.04%左右,直施肥效差,而沈積的磷塊巖CO2含量很高,在3%以上,直施肥效很好,兩者呈非常顯著的正相關。磷灰石礦物的晶胞參數數據通過逐步回歸統計證明,磷灰石礦物的橫向和縱向晶軸(Dao和Dco)的大小,即磷灰石礦物的比表面積大小,是影響肥效的主導因素,即比表面積越大,越容易被作物吸收。這從理論上定量地解釋了磷灰石的結晶性質是磷礦粉肥效的第壹重要內在因素。就廣度和深度而言,該研究成果不僅填補了國內該研究領域的空白,在國際上也處於先進水平。1988在長期研究磷礦的基礎上,蔣百凡參與撰寫專著《中國磷礦的農業利用》,獲得江蘇省科技著作基金會特等獎。
蔣百凡從1953在中國科學院南京土壤研究所工作,直到1992退休。在近40年的在職工作中,他從壹名大學化學系的畢業生成為了壹名土壤植物營養學家。除了黨和國家的培養,導師的指導,更離不開他個人不斷的刻苦學習和孜孜不倦的工作。他治學嚴謹,作風踏實,工作壹絲不茍。他身體不好,但工作中不怕苦不怕累,經常在艱苦的環境中鍛煉自己。他曾經和軍墾戰士在河西走廊的戈壁灘上同吃同住同勞動了半年。雖然他的工作基地主要是實驗室、大棚、田間地頭,但他的講課和工作卻走遍了祖國的山山水水,從南海的西沙群島,到北至中俄邊境的珍寶島,再到西至新疆,包括臺灣省、西藏在內的5個偏遠省區之外的20多個省、市、區都有他的足跡。他壹生致力於土壤科學事業,特別是中國土壤-植物磷營養科學的發展。
生命歷程
1928二月15出生於江蘇蘇州。
1950-1952就讀於浙江杭州的浙江大學。
1952-1953就讀於上海復旦大學。
1953-1963擔任中國科學院土壤研究所研究實習生。
1963-1978任中國科學院南京土壤研究所助理研究員。
1978-1986中國科學院南京土壤研究所副研究員。
1986-現為中國科學院南京土壤研究所研究員。
1992退役。
主要論文
1蔣百凡,盧汝坤,古驛小學。華南水稻土磷酸鐵對水稻磷營養的意義。土壤學報. 1963,11(4):361 ~ 369。
2蔣百凡、盧汝坤、李慶奎。中國土壤磷素養潛力圖及其解釋。Acta土壤. 1979,16(1):17 ~ 21。
4蔣百凡、盧汝坤、李慶奎。紅壤地區土壤磷的形態轉化及磷肥的有效施用。見:中國的紅土。北京:科學出版社,1983: 145 ~ 158。
5蔣百凡,段平梅,王振榮。磷灰石的結晶性質與磷礦粉肥效的相關性研究。土壤學報. 1988,25 (4): 387 ~ 396。
6蔣百凡,顧壹初。石灰性土壤無機磷分類系統的研究。中國農業科學. 1989,22 (3): 58 ~ 66。
7蔣百凡。水稻土中磷的化學行為。見:中國的水稻土。北京:科學出版社,1992: 351 ~ 364。
8李慶奎、蔣百凡、盧汝坤。中國磷礦的農業利用。南京:江蘇科學技術出版社,1992。
9蔣百凡,顧亦初,陳國安,等。黃淮海平原肥料發展戰略研究。參見:黃淮海平原土壤肥料研究論文集。北京:中國科學技術出版社,1993: 124 ~ 138。
10蔣百凡。磷肥。參見:中國化肥。上海:上海科學技術出版社,1994: 234 ~ 264。