“老百姓需要安全的农产品,农民也需要安全的耕种环境,这可不是小事。”
陈子元利用程序控制模拟生态箱进行化学农药实验。
陈子元,1924年10月出生,浙江宁波人。浙江大学教授、博士生导师,中国科学院院士,中国核农学的开拓者和奠基人之一。创建我国农业院校第一个同位素实验室,主持制订了我国第一部农药安全使用标准,是国际原子能机构科学顾问委员会第一名中国科学家。
“做了一辈子核农业研究,现在回头看,让您最有成就感的事是什么?”
“成就啊,都是为国家效力,成就也是大家的。我老了,做不了什么了,现在的年轻人做研究很厉害的,将来我们用的农药会越来越安全,想到这,我就觉得自己有成就感呢。”
见到陈子元时,他正在浙江医院住院休养。100岁高龄的陈先生依旧逻辑清晰、表达流畅。陈先生的小儿子说,得知有记者来采访,陈先生提前几天就和家人一起回忆梳理当年做科研的经历,偶有些记忆上的模糊和反复,但他始终心心念念的就是一个词——安全。
下乡去,才找到了研究方向
“一提到核,大家好像都觉得挺遥远,而且可能会有点顾忌,觉得有辐射、不安全。那要是说核农业,可能大家就觉得更陌生了。”回想起自己和核农业的初识,陈先生记忆犹新。
1958年11月,陈子元参加了在上海举办的“苏联和平利用原子能专家讲习班”。彼时,我国第一个12年科学发展规划《1956—1967年科学技术发展远景规划》制定,原子能和平利用被列为重点发展项目之一,原子能在农业上的应用被提上日程。陈子元参加的这次培训也缘起于此。
“那几年,中国发展核农业的劲头很足。培训结束以后,我们还建了自己的实验室。”陈子元口中“自己的实验室”是于1959年建成的浙江农学院同位素实验室,也正是今天浙江大学原子核农业科学研究所(以下简称“核农所”)的前身。实验室建成的开始两年,在许多人眼中,那几乎就是农业最高科技的象征,能够参与其中进行科研工作更是倍感荣幸。
但经过最初的“热度”,期待一夜之间出现奇迹的思维渐渐“降温”。上世纪60年代初,经历三年困难时期,中国的核农学研究面临“退潮”,陈子元所在的浙江农学院同位素实验室在核农业技术应用研究上也陷入了彷徨境地。尽管研究课题不少,但是许多项目都停留在小试验阶段,进入大规模试验后则面临各式各样的问题。经过研究获得的一些具有学术和理论价值的资料难以在短时间内对农业生产产生真正的助益。作为实验室的“大家长”,陈子元知道,必须充分考虑到核农学科研工作的特点,找出对促进农业生产有价值的研究课题。
“搞研究的不能一直闷在实验室里头,要走出去。搞农业研究的,就要到乡下去,要知道农业生产存在什么问题,需要什么技术。”说起核农学研究聚焦在农药残留领域的经过,陈先生不禁感慨。
结合彼时国内发展状况,经过反复斟酌思考,陈子元作出了一个重要决定:走出实验室,下乡去,通过实地调研找课题,突破核农技术研究。
1961年夏秋之交,陈子元带领团队正式下乡调研。“下去一看,问题一下就显现出来了——安全啊,农产品的安全问题太重要了。”陈子元说,当时浙江省的农业很发达,农民们对农药的认识也正在经历变化。“开始的时候,为了省钱,大家都不愿意用农药。可是有人尝试用了以后,就一发不可收拾,只考虑效果,不考虑安全,一用就过量。”在嘉兴和金华一带,陈子元和他的科研团队亲眼看到了化学农药中毒带来的危害。“有的作物农药施多了,叶子直接就枯死了。还有的农民施药不小心、操作不规范,皮肤受损的情况很常见。”
经过多次调研,陈子元和同事们了解到,当时,国内还有部分地区同样存在农业生产化学农药使用不规范问题。过量用药虽然减轻了病虫害损失,达到了增产效果,但残留农药对农作物和农产品造成了一定程度的污染,有些甚至直接威胁人畜安全。陈子元敏锐地意识到,农药的残留与防治是一个值得关注的重大现实问题,也正是核农学的突破口所在。“特别是茶叶、水稻这样的作物情况更迫切,水果、蔬菜在吃之前还能再洗,但茶和米不行啊。老百姓需要安全的农产品,农民也需要安全的耕种环境,这可不是小事。”
1962年,陈子元进行农药残毒研究。
陈子元的小儿子说,那时,陈子元经常出差调研,有时候一走就是几个月。“我们都还小,也不知道爸爸是去干什么,只知道他到乡下去了。后来,我们长大才知道,到乡下去,爸爸才找到了研究的方向。”
标记农药,“自己来”
“要用原子核技术研究农药残留,必须要有放射性同位素标记农药。”说到技术原理,百岁高龄的陈先生突然起了兴致,像是给学生讲课一样讲起了标记农药的作用。“用放射性的同位素替代化学农药分子里面的某些原子,这样农药就有了放射性。这种农药可以自动‘揭穿’自己在生态环境里的动态变化过程,到哪儿了、量多少,都清清楚楚,还能拍照片——这就是核素示踪。”
1971年,陈子元向研究人员讲解农药残留问题。
方向有了,挑战也来了。当时,国内并没有现成的放射性同位素标记农药,全部需要依赖进口。受制于人,不仅价格高昂,而且供货不及时,采购周期通常都在3-4个月。“我大学学的是化学,我就想着我们能不能不用国外的,自己来,自己合成标记农药。而且当时的状况,我们也等不起。”
现实需求不等人,农药不规范使用带来的问题已经在爆发。陈子元回忆,上世纪70年代初,浙江金华等地在水稻抽穗后使用化学农药“西力生”防治稻瘟病,但由于喷药次数多、浓度大,谷物受到污染,部分村民食用后出现了不适症状。此外,在金华和嘉兴等地,因施用农药“稻脚青”不当,个别地区甚至还出现了砷农药中毒事件,人们不得已想出了用机器磨掉大米表皮以降低毒性的权宜之策。“当时,粮食并不富足,人更是经不起这样的折腾。必须尽快研究出科学有效的控毒方法。”陈子元受命对此展开科研攻关,进行相关农药的安全合理施用方法研究,以解决大米粮食安全问题。
“我们需要自己合成有机砷标记农药,难度大,风险也大。合成所需的砷-76还得从北京运过来。”陈子元顿了顿:“孩子,你们现在做研究的条件好了,但也要记得做好防护啊,马虎不得,你一定要记住啊,保护好自己,注意安全。”许是回忆起往事,记忆上有些跳脱,陈先生一时把记者当成了科研的后辈,提醒再三。
陈子元与同事进行放射性同位素标记农药合成研究。
陈子元的学生、浙江大学原子核农业科学研究所原所长徐步进说,当时,虽然大家干劲十足,但对于放射性辐射问题许多人还是心有忐忑。“有同事私下里讨论,放射性辐射的实验会不会影响生育。陈先生听说以后,就说反正他已经有孩子了,他不怕,很多实验都是他亲力亲为,自己带头做。陈先生已经100岁了,这也说明,只要尊重科学,就没有问题。”
合成有机砷标记农药所需的砷-76辐射剂量较高,半衰期较短,从北京运回后必须马上开罐合成,稍有耽误就有报废的可能。合成操作需要在很短时间内进行,并且要保证连续完整。面对短时间连续合成的困难,陈子元一如既往亲自“操刀”,其他人员予以配合。“当时还没有‘机械手’,要安全地把砷-76从铅罐里取出来,必须接触距离要远、时间要短,剂量也要少。时间是算好的,强度是多少,承受的辐射量是多少,就知道有多少时间可以利用了。”就这样,陈子元穿着铅制围裙,戴着铅玻璃防护眼镜,拿着竹竿作的遥控棒把砷-76从铅罐里给拎出来,迅速放到实验台上合成。
经过自主研发,陈子元和同事们使用多种放射性核素合成了有机磷、有机氯、有机氮、有机砷等15种同位素标记农药。不仅节省了大量外汇,还填补了国内的研究空白,为同行业研究工作创造了基础条件。
利用自主合成的标记农药,陈子元团队和国内其他相关研究机构联合攻关,对农药在茶树、桑树、稻、棉等农作物上的吸附、残留、转移、消失和分解等规律进行了系统研究,在中国开拓出利用同位素示踪技术研究农药及其他农用化学物质对人畜、环境污染及其防治的新领域。
标准之路
1972年6月的一天,陈子元突然接到通知——彼时的国家农林部科教司让他尽快赴京汇报工作。至于汇报什么工作,陈子元离开浙江时也是一头雾水。
到了北京,陈子元直奔原农林部科教司,时任科教司司长臧成效开诚布公,原来是我国出口的部分农副产品由于农残超标遭遇退赔。不仅仅是茶叶、烟叶,由于农药污染,导致鸡、蛋等出口产品的农药残留也出现了检测超标的情况,产品要么被进口国海关就地销毁,要么被“遣返”,外贸出口遭受严重不良影响。
在我国工业建设的初始阶段,主要依靠出口农产品以换回工业机器和设备、技术,出口农产品也是国家换取外汇的主要方式之一。早期我国对外出口的主要物资中,粮食、油籽、牲畜、土产、经济作物等都属于农产品,农业生产及农产品出口对我国工业化建设和外贸发展至关重要。
为尽快找出应对之法,规范我国的农药使用,国务院决定由多个部门和研究机构联合组成农药小组,负责研究有关农药生产、使用和科学研究等方面的协作问题。
陈子元这才明白,科教司想要听取的正是浙江农业大学这些年来关于农药残留问题研究的情况和进展。“一直干的就是这个工作,熟悉啊,不用特别准备。一次的时间根本不够,后来我们一连去汇报了好几次呢。”
接连听取了几次汇报,臧成效司长也向陈子元透了底:鉴于国内农业生产上农药使用的现状,国家有意制订一个农药安全使用方面的标准,因为浙江农业大学起步较早,希望浙江农大做好接受课题的准备。同时,臧成效还向陈子元发出邀请,去第32届秋季“广交会”,讲一讲农药残留方面的防治知识和我国开展的有关研究。
北京之行后,陈子元回校就开始着手准备,从制定研究方案到实验用器材和设备的完善,从进一步的调查到资料收集,事无巨细,亲力亲为。11月,陈子元应邀赴“广交会”进行交流。“当时的情况下,去‘广交会’的目的就两个,一是让国内的企业、进出口公司、研究单位对农药残留问题重视起来;二是告诉外商、告诉世界,中国已经在做研究和防治了,你们可以放心。”
1973年,农林部明确表态,启动全国“农药残留和农药安全使用标准”重点研究项目,由浙江农业大学陈子元担任项目第一主持人,牵头开展研究。
“陈先生,您觉得一部标准做下来,最难的是什么?”
“大家都拧成一股绳,就没有什么难的。单位多啊,人也多,方方面面一百多人呢,大家都不容易。”
标准研究工作一干就是6年,其间涉及到全国43个高校和科研院所,来自农业、化工、卫生等多个领域近200名科研人员参与其中,大家既要各司其职,又要密切配合。例如,在核农技术单位做放射性研究的同时,还需要化工领域的科研力量进行非放射性大田实验采样,分析农药降解之后成为何物,以及对作物、环境有何影响。对象作物被食用后,卫生单位要跟进流行病学方面的检测。农业部门则需负责动物试验,粮食做成饲料后其农药残留成分在动物体内的代谢情况如何,最终如何与人产生联系,这些情况也必须一一研究清楚。
陈子元在基层走访。
“那时候不像现在可以随时打电话、发邮件、发微信,大家想交流交流主要就是写信,再有就是定期开会,一年至少开一次。”在陈先生的记忆中,大家始终相互支持,团结协作。“大家都知道这是利国利民的大事,科技工作者也有工作热情,那就没有什么困难是克服不了的。”
经历1974-1979年的全国大协作,共计29种农药与19种作物组合的69项《农药安全使用标准》正式编制完成。该标准经1979年部级鉴定后在全国试行,1981年起在全国执行。由于标准符合国情、切实可行,1984年,该版《农药安全使用标准》正式被批准为国家标准于当年5月正式发布,次年3月1日起实施。
跨界结缘
“研究就是一点点往深里走的,最开始是探测农药在农作物上的残留,然后扩大到土壤里的残留、水里面的残留,最后一步步扩大到农业环境、农业生态。”在后续的研究中,陈子元逐步将关注领域扩展到农药对农业生态环境的影响,将核农学的研究和应用拓展到包括农、林、牧、副、渔在内的大农业范畴,并且覆盖到生产全过程。“农业要发展,要安全地发展。”他缓缓说道。
1994年,陈子元和同事在核农所放射性网室内观察实验植物生长情况。
根据采访前和医生、护士及陈先生家人的沟通,鉴于陈先生的身体状况,采访每进行十几分钟,陈先生就需要稍作休息调整。
“5.6,今天不错。”休息间歇,护士进病房为陈先生测量血糖。
“你看现在多好,核技术应用越来越广,工业上有,医学上也有,这医院就能做核磁检查。”虽说是休息,但趁着测血糖的工夫,陈先生还是和大家聊起天来。“农业是大学科,是大农业,更需要交叉,需要各个专业的研究者。我大学是学化学的,后来去搞核农研究,一搞就是几十年,这是缘分啊。”
1944年7月,刚满20岁的陈子元从大夏大学(华东师范大学前身)化学专业毕业。由于教职有限,学校虽有意留他在校任教,但却一时无法安排合适的位子。一向欣赏陈子元的化学系老师李博达给了陈子元一个新的选择——去上海虹桥路万国公墓附近的“四维化学农场”担任化学技师。当时,四维农场正在研究蔬菜无土栽培技术,这和陈子元的毕业论文《植物的化学培植》不谋而合。
冥冥之中,陈子元人生的第一份工作就已和农业结下了不解之缘。
“陈先生自己有跨学科的背景,所以他对核农学的研究态度一直特别开放、包容。”徐步进说,“以核为本、多科结合、为农服务”既是核农所办所宗旨的一部分,也是陈先生学术生涯的写照。“陈先生那时常和我们说,要重视多学科的交叉,土壤、化学、植物保护、动物免疫,这些都和我们搞核农的有关。不仅是技术手段要结合,各学科面临的问题也要综合起来,找到面向农业生产的共同课题,把各学科的尖端技术落实到农业生产上,才是根本之道。千万不能把自己孤立在一个小实验室里。”
陈子元参加科教兴农和青少年科普等工作。
徐步进说,不仅仅是跨学科,对于不同国家在核农学上的研究进展,陈子元也十分关注。“陈先生懂英语、德语、俄语和日语,记得那时在所里工作时,他几乎每天早上都要比正常上班时间早到至少20分钟,不干别的,就是自己学外语。他还随身带个巴掌大的笔记本,看到听到什么有价值的东西随时都会在小本子上记下来。”
“现在不用本子哩,都用手机,还能做视频。”陈先生笑道。护士说,之前身体状况好的时候,陈先生偶尔还会用手机软件把照片做成短视频,用微信分享给老友。
“您对未来的核农学发展有什么期待?研究了几十年的化学农药,在您心里,希望农民用的农药是什么样子的?”
“期待啊,年轻人就是期待,就是希望,他们会做得更好。农药残留的问题还要继续研究下去,要说心愿,也许有一天,太阳稍微晒一晒,农药里面的有害成分就很快分解消散了,对人、对环境都没有损害了。安全、低毒、高效,这就是好农药。还有,要便宜,让农民可以无忧无虑地用得上、用得起这样的好东西。”
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