房曉玉

劉曉瑭

農(nóng)業(yè)是人類衣食之源、生存之本，是一切生產(chǎn)的首要條件。我國是農(nóng)業(yè)大國，在距今10000至4000年前的新石器時代，生活在這塊土地上的先人們就創(chuàng)造了農(nóng)業(yè)。歷經(jīng)時代的更迭，人類為了實現(xiàn)豐衣足食，一直都在追求著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的高效與可持續(xù)目標(biāo)。經(jīng)歷了以化學(xué)農(nóng)業(yè)為主的20世紀(jì)，21世紀(jì)我們步入了以生態(tài)農(nóng)業(yè)為主的農(nóng)業(yè)世界，光學(xué)在其中起著至關(guān)重要的作用，如今“光學(xué)農(nóng)業(yè)”已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級中必不可少的一部分。

作為一名光學(xué)農(nóng)業(yè)研究者，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授劉曉瑭就十分熱愛這一科研事業(yè)。一直以來，她的心愿很簡單也很純粹：“把研究技術(shù)落實到田間地頭，讓農(nóng)民生活富裕、讓農(nóng)業(yè)成果造福全世界是我們最大的心愿?！倍嗄陙恚谵r(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)光膜的研究中，她與團(tuán)隊成員們齊心協(xié)力，創(chuàng)新探索，做出了一系列具有推廣應(yīng)用價值的研究成果。為了將團(tuán)隊的科研成果更好地推向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、推向社會，實現(xiàn)為老百姓謀福的這一理想，劉曉瑭及其團(tuán)隊仍在步履不停。

不斷挑戰(zhàn)篤行追“光”之路

劉曉瑭并不是一開始就從事農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的，在科研歷程中，她經(jīng)過了多次科研方向的轉(zhuǎn)換。青年時期是敢于冒險敢于探索的時期，而正是這一次又一次的積淀與實踐，鋪就了她如今的光學(xué)農(nóng)業(yè)之路。

劉曉瑭本科和碩士研究生階段的專業(yè)分別是煤化工和有機(jī)化工，工科的學(xué)習(xí)經(jīng)歷是她現(xiàn)在進(jìn)行成果工業(yè)化的堅實基礎(chǔ)。1994年5月碩士畢業(yè)后，劉曉瑭從東北遼寧穿越整個中國來到祖國陸地的最南端，在湛江師范學(xué)院化學(xué)系從事教學(xué)和科研工作。在這里，她遇到了中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的石春山研究員，在石老師的引導(dǎo)下開展稀土發(fā)光材料的研究，主要方向是單基雙摻三基色熒光粉的制備和機(jī)理，自此開始了自己的追光之旅。在不斷探索中，她對這一領(lǐng)域研究的興趣愈加濃厚，而這一切也在無形中激勵她更深入地研究神奇的稀土發(fā)光材料。

2001年9月，劉曉瑭重返東北，在長春開始了在職攻讀博士學(xué)位的征程，同年晉升為副教授，2002年申請國家自然科學(xué)基金并獲得重大研究計劃的資助，開展了稀土摻雜納米復(fù)合氟化物合成和熒光特性的研究。其博士論文的研究內(nèi)容以稀土材料發(fā)光機(jī)制為主，涉及納米發(fā)光材料的制備和性質(zhì)研究，為今后發(fā)光材料在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。

2004年10月，劉曉瑭正式來到了華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系從事教學(xué)和科研工作，這是她科研人生新的轉(zhuǎn)折點。在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，她深切感受到了農(nóng)業(yè)的重要性及其涉及領(lǐng)域的廣泛性。如何提供充足的安全食品是所有農(nóng)業(yè)專家面對的課題。劉曉瑭在這里考慮的首要問題，就是發(fā)光材料和發(fā)光技術(shù)如何在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級中發(fā)揮作用。通過查閱文獻(xiàn)和實地調(diào)研，她于2006年在獲得教授資格的同時也確定了自己在農(nóng)大的主要研究方向，即弄清楚光與植物生長的關(guān)系，開發(fā)出能夠調(diào)控太陽光質(zhì)、提供植物生長所需的藍(lán)光和紅光并具有實用價值的發(fā)光材料，將其作為轉(zhuǎn)光劑應(yīng)用于轉(zhuǎn)光膜的生產(chǎn)，在大田試驗中檢驗其提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的效果。在師生的共同努力下，第一個雙功能農(nóng)膜用轉(zhuǎn)光劑發(fā)明專利獲得授權(quán)。

2010年10月，佛山安億納米材料有限公司的陳震東董事長出于發(fā)展農(nóng)業(yè)、造福人類的初衷，帶領(lǐng)研發(fā)成員主動加入到劉曉瑭的研發(fā)團(tuán)隊中，為推動研究工作的快速進(jìn)行提供了人力、物力和財力的支持，使得研究工作如虎添翼。2012年，她和團(tuán)隊首次提出了“光學(xué)農(nóng)業(yè)”的概念，采用“全波段轉(zhuǎn)光”的學(xué)術(shù)理念，將太陽光中對植物生長有害的，或用處不顯著的，或?qū)μ镩g管理產(chǎn)生不利影響的紫外線和綠光轉(zhuǎn)換為促進(jìn)植物生長的紅光和藍(lán)光。十幾年來，劉曉瑭與團(tuán)隊用開放的心胸與國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)、專家、學(xué)者和種植戶及農(nóng)民兄弟密切合作，通過不懈實踐與探索，一步步前行，深入了解了光合作用過程中，光信號與植物生長的關(guān)系，探索集成了高效安全增產(chǎn)的轉(zhuǎn)光技術(shù)，在光學(xué)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域取得了一系列科研成績。

砥礪前行實現(xiàn)光學(xué)農(nóng)業(yè)技術(shù)突破

我們都知道“萬物生長靠太陽”，喻義的就是綠色植物對光的需求。那么，太陽光與綠色植物之間的關(guān)系是什么？開展光學(xué)農(nóng)業(yè)的研究，對農(nóng)作物生長有怎樣的積極作用呢？

在劉曉瑭的介紹下，記者了解到：植物干物質(zhì)的90%是光合作用的產(chǎn)物，即太陽能的積累。但是綠色植物對光的需求具有選擇性，并非吸收利用所有波段的光。葉綠素光合作用的吸收光主要集中在420～480nm的藍(lán)紫光區(qū)和600～680nm的橙紅光區(qū)。綠光是被植物反射掉的波長、紫外線則有利于作物病蟲害的繁殖和發(fā)育。因此，如何充分利用太陽光及在太陽光不足情況下增加特定人造光源對綠色植物實施不同光質(zhì)的光肥，從而在促進(jìn)作物生產(chǎn)、分化的同時還能高效利用土地資源，優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效地生產(chǎn)無公害農(nóng)產(chǎn)品，是光學(xué)農(nóng)業(yè)追求的目標(biāo)。

“轉(zhuǎn)光膜”就是利用生產(chǎn)普通棚膜的工藝在原材料中添加“轉(zhuǎn)光劑”后制成的棚膜。當(dāng)陽光透過“轉(zhuǎn)光膜”時,其中的紫外線和綠光被膜中的“轉(zhuǎn)光劑”吸收轉(zhuǎn)換,發(fā)射出對植物生長有利的藍(lán)光和紅光, 增加棚內(nèi)的藍(lán)色和紅色光譜成分,提高光能利用率。

劉曉瑭介紹說：“‘轉(zhuǎn)光膜’或‘轉(zhuǎn)光’這一概念最早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)由蘇聯(lián)科學(xué)家提出，日本進(jìn)行了早期的研究，并有一些發(fā)明專利，也有效果顯著的種植研究。但這么重要的技術(shù)發(fā)展卻不迅猛，重要原因就是做發(fā)光材料的科學(xué)家不了解農(nóng)作物的生長和種植，而從事農(nóng)作物研究的學(xué)者，又不了解相關(guān)材料的性能和研發(fā)。”因此材料與農(nóng)業(yè)的通道一直沒有打通。身處農(nóng)大的材料科學(xué)家與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)家有機(jī)會進(jìn)行多學(xué)科交叉融合，使得在轉(zhuǎn)光膜領(lǐng)域形成集成化、規(guī)?；目赏茝V應(yīng)用新材料與新技術(shù)成為可能。目前，劉曉瑭科研團(tuán)隊所做的研究工作，就是把全行業(yè)的鏈條打通，從源頭上進(jìn)行轉(zhuǎn)光劑的設(shè)計和生產(chǎn)，進(jìn)而制成轉(zhuǎn)光膜，再進(jìn)行大田作物的栽培，達(dá)到高效優(yōu)質(zhì)增產(chǎn)、抗病無公害的目的。在多年的不懈努力下，劉曉瑭團(tuán)隊研發(fā)了一系列能夠?qū)⒆贤夤夂途G光轉(zhuǎn)換為植物光合作用需要的藍(lán)光和紅光的轉(zhuǎn)光劑，且發(fā)射光譜與植物光合作用的需求完全匹配。添加轉(zhuǎn)光劑制備的棚膜，在蔬菜、茶葉、藥材的種植中，早熟優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)增收、抵抗病蟲害效果顯著。

深入一線調(diào)研

一直以來，劉曉瑭團(tuán)隊所發(fā)表或發(fā)布的數(shù)據(jù)都是團(tuán)隊成員在田間地頭親自采集的，“科學(xué)家必須運用學(xué)科背景知識幫助農(nóng)民解決實際問題，同時為自己的科研積累第一手資料”。在劉曉瑭看來，這本就是一個雙贏的過程。她堅定地認(rèn)為：在光學(xué)農(nóng)業(yè)中，科學(xué)家只有深入到生產(chǎn)實踐當(dāng)中，對農(nóng)作物生產(chǎn)和生長非常熟悉，走進(jìn)農(nóng)田中親自觀測作物的成長與變化，把實驗室的研究成果應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的升級換代中，才是真正地把論文寫在了祖國大地上。

放眼全國乃至全世界，農(nóng)業(yè)科研人員在新品種研發(fā)推廣與市場需求之間找到完美平衡，本就是一大難題，是一塊“硬骨頭”。懷揣著“把科研成果落實到田間地頭”理想的劉曉瑭團(tuán)隊，一直在“啃”這塊“硬骨頭”。從2010年開始，在佛山安億納米材料有限公司的大力支持下，劉曉瑭團(tuán)隊的研究成果也推廣到了更廣闊的市場中?！白铋_始我們從事科學(xué)研究，可能只是單純地認(rèn)為科研是一項成果，可當(dāng)成果最終能反饋到社會應(yīng)用中時，就會產(chǎn)生一種情懷。自己組織和參與研發(fā)的技術(shù)對食品安全、糧食安全和人民健康都是有莫大益處的。這種造福人類的情懷便是我們不懈努力的不竭動力?！眲澡┱f。至今為止，他們在全國一共建立了30多個農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)光膜的推廣示范點，遍及中國華南、華北、中南、東北和西北地區(qū)的9個省、自治區(qū)、直轄市，實驗結(jié)果都十分成功。

相關(guān)成果獲得16件發(fā)明專利權(quán)，公開發(fā)表了60余篇研究論文，由廣東省科技評估協(xié)會組織了成果評價會，評價委員會一致認(rèn)為：使用相關(guān)技術(shù)提高了產(chǎn)品的附加值，實現(xiàn)了產(chǎn)值和利潤增長，促進(jìn)了植物的提質(zhì)增產(chǎn)，具有先進(jìn)性、新穎性和實用性。轉(zhuǎn)光技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的推廣和應(yīng)用前景，基于該技術(shù)構(gòu)建的“光學(xué)農(nóng)業(yè)”對于綠色、高效的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有現(xiàn)實意義，該成果整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。相關(guān)成果獲得廣東省科學(xué)技術(shù)獎三等獎1項、廣東省技術(shù)發(fā)明獎二等獎1項，全國商業(yè)科技進(jìn)步獎一等獎和產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎優(yōu)秀獎各1項。面對累累科研碩果，劉曉瑭表示：“在實驗室里做科研，在田間地頭搞研究，腳踏實地、崇尚實干、真材實料是我們堅守的作風(fēng)和底線?！?/p>

矢志不渝科研成果為世界謀福

“我們現(xiàn)在所做的事業(yè)，往小一點說是為了保證人民的健康；往大一點說，可以稱之為造福全人類的一項工作?！眲澡┱f。從一點一滴做起，慢慢匯聚成改變社會的大能量。在她看來，這便是自己從事光學(xué)農(nóng)業(yè)研究工作的最大成就感。如今光學(xué)農(nóng)業(yè)的概念已逐漸被同行認(rèn)可，光學(xué)農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)研討會已連續(xù)舉辦三屆，更多科研人員加入其中。但是光學(xué)農(nóng)業(yè)的發(fā)展僅僅是起步，還有大量的未知領(lǐng)域等待著他們的發(fā)現(xiàn)，比如發(fā)現(xiàn)更具突破性的轉(zhuǎn)光劑體系、建立具有可操作性的轉(zhuǎn)光膜相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。

任何偉大的事業(yè)都需要繼承人。身處高校的劉曉瑭堅定地認(rèn)為自己的第一身份是教師，教書育人培養(yǎng)學(xué)生是自己最根本的職責(zé)。從學(xué)生時期一路走來，她直言自己十分幸運，從小學(xué)到博士階段，遇到了許多為其注入人生能量的良師。作為遼寧省“優(yōu)秀畢業(yè)生”，在走上教師這一神圣崗位后，她一直謹(jǐn)記高中班主任老師的教誨，“教師和醫(yī)生的工作對象是人，是不能返工的，一定要全心全意對待學(xué)生和病人”。研究生導(dǎo)師周師庸教授和石春山研究員，一生與人為善、淡泊名利和功利，專注于科學(xué)事業(yè)中，勤學(xué)不輟。這都在潛移默化地影響著她，使她受益良多，并在自己的教學(xué)和科研生涯中嚴(yán)格恪守。秉承“師者，傳道授業(yè)解惑者也”，劉曉瑭形成了自己的教育理念和心得：“教師的職責(zé)不僅僅指教書和上課，其實更多的是育人?！倍鞒值膹V東省高等教育教學(xué)研究和改革項目“《無機(jī)化學(xué)》課程思政的建設(shè)與實踐”，就是希望學(xué)生能在老師講課的過程中或與老師相處中不僅學(xué)習(xí)了知識，也學(xué)會用科學(xué)的方法論去思考問題、研究問題，對科學(xué)精神有更好的領(lǐng)悟，以實現(xiàn)教書育人的終極目的。她要求自己在人才培養(yǎng)中從幫助學(xué)生成長的角度出發(fā)，定位自己的職業(yè)，在傳授科學(xué)知識和科學(xué)方法的同時，要有人文思想和家國情懷。“這些工作效果可能不是立竿見影能看到的，但是如果每一位老師都能夠這樣去引導(dǎo)學(xué)生，這些思想就會以‘潤物細(xì)無聲’的方式，影響到自己的學(xué)生，如同我的導(dǎo)師對我的影響那樣?！眲澡┱f?，F(xiàn)如今，在她已經(jīng)畢業(yè)的15位研究生中，有5名在從事光學(xué)農(nóng)業(yè)的研發(fā)工作，其他都在各自的崗位上兢兢業(yè)業(yè)地工作，恪守著老師教導(dǎo)的做人原則。作為項目負(fù)責(zé)人，劉曉瑭還主持完成了“應(yīng)用化學(xué)廣東省特色專業(yè)建設(shè)”和“應(yīng)用化學(xué)廣東省重點學(xué)科建設(shè)”項目，為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)；申報開設(shè)了材料科學(xué)與工程本科專業(yè)，拓寬了學(xué)科發(fā)展領(lǐng)域。

人生須臾，重要的是如何將有限的生命放在有意義的事業(yè)中。一直以來，劉曉瑭對于自己的人生選擇始終是無悔的。在她看來，人類個體始終是很渺小的，重要的是自己所做的事情，能否為社會做出一些實實在在的貢獻(xiàn)?！霸诳茖W(xué)研究中，有的科學(xué)家在做‘頂天’的研究，引領(lǐng)世界未來四五十年的發(fā)展，而我們從事農(nóng)業(yè)研究的科學(xué)人就要做一些踏踏實實‘立地’的事情。”劉曉瑭說，而這也正是她的科研團(tuán)隊一直以來所踐行的。

心之所向，素履以往。今后，劉曉瑭團(tuán)隊還會繼續(xù)將研究的根蔓延伸到更廣袤的大地之中，使其生根發(fā)芽。