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朱祖祥长期致力于土壤化学研究，在半个多世纪教学科研活动中，不断提高土壤化学理论素养，逐步形成自己的研究风格，被公认为一位学术见解深刻、造诣很深、在国内外颇有影响的土壤学家；尤其是他的土壤化学理论与实践，受到广泛的推崇。他创立的土壤多介质离子交换及陪补离子理论、绿肥起爆效应及肥力机制理论、土壤水分和养分能量位概念以及土壤pH指示剂、土壤作物营养速测诊断技术等，是土壤科学领域具有里程碑意义的重大成果，对提高我国农业科技水平、发展农业生产力起到了极其重要的作用。
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他还尽心竭力编著高质量土壤学教材，浙江农学院土壤农业化学系成立后，朱祖祥在肩负行政和讲课的双重任务下，仍率先撰写新中国成立以来第一本土壤学新教材。1964年，农业部成立“土壤学教材编审委员会”，聘请朱祖祥为主任。1977年，农业部在山西重新召开土壤农业化学专业土壤学教材统编会议，朱祖祥并未出席，但在与会代表推举下，主编仍请朱祖祥担任。他还担任了《中国农业百科全书·土壤卷》编委会主任，《中国农业百科全书·土壤卷》是朱祖祥院士花了整整八年（1988—1996）的心血主编而成的（中国农业出版社1996年12月出版），该书1997年荣获国家新闻出版署举办的第八届全国优秀科技图书一等奖和第三届国家图书奖的最高奖——荣誉奖。
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首次揭示有机肥料的营养作用和供肥机理
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孙羲，著名农业化学家，中国农业化学学科的开拓者之一。长期致力于土壤养分、植物营养与施肥的教学和科学研究，编著了中国第一部农业化学教材。对有机肥提高土壤肥力的机制和作物有机营养原理进行了深入研究，丰富了土壤植物营养理论。
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1931年，孙羲考入浙江大学农学院农业植物学系学习。当时农学院缺乏基础课教师，便去理学院选修生物化学，这为他以后研究农业化学打下了扎实的基础。1935年获学士学位后，进入浙江大学代办的高级农校担任教员。1943年，进入成都川康农工学院任副教授兼金陵大学副教授。抗日战争胜利后，他回到杭州，被聘任为浙江大学农学院副教授，并代理农业化学系主任，1952年被聘为浙江农学院教授兼任复旦大学教授。1957年，他编著了我国第一部农业化学教材，并被教育部评为较好的教材。以后陆续主编和编写了10部教材和专著，为我国农业化学学科的建立和发展奠定了基础，是我国农业化学学科的开拓者之一。
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早在上世纪40年代初，孙羲开始了植物营养方面的研究工作，先后对水稻施肥、水稻根系活力生物化学诊断、水稻氮素和钾素营养以及棉花钾素营养生理等进行了系统深入研究，取得了较大成果，“钾对作物的营养作用机理与缺钾诊断”获得国家教委科技进步三等奖，其中钾对棉花叶片角质层、蜡质层发育的关系研究成果，经国际联机检索属填补国际空白。此项成果被联邦德国李比希大学K. Mengel教授引用到他编著的《植物营养原理》第四版教材中。70年代末，他在总结我国历史上施用有机肥料与作物产量和土壤肥力关系的基础上，发现我国之所以千百年来作物产量续有增加，土壤肥力也不断更新，是因为我国有长期施用有机肥料的优良传统。但由于有机肥的供肥特性与作物的生育需要往往不相协调，因而增产幅度很小。为了揭示有机肥料的营养作用和供肥机理，弘扬中华民族悠久的施肥传统，探索具有中国特色的施肥体系，孙羲开始了有机肥对作物的有机营养以及对提高土壤肥力和作物产量的作用机理研究。“六五”和“七五”期间该项研究被列入农业部重点项目。经过十几年的深入研究，证明了有机肥中有机养分的直接作用及其优越性，从土壤生物化学角度揭示了有机肥料提高土壤肥力的机理，还发现通过有机无机肥配合不但可解除有害氨基酸对水稻的毒害作用，而且效果超过等量的无机氮。这些探索性工作在国际上均尚未见报道。其中“有机肥料营养作用机理研究”获得了1989年国家教委科技进步二等奖。“七五”期间由他主持的农业部重点课题“有机肥改土供肥机制及施肥技术研究”项目，于1991年获农业部科技进步二等奖。
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在以上研究基础上，孙羲提出了植物的矿质——有机营养理论。这是对李比希矿质营养理论的进一步完善和补充。
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孙羲在有机肥料和有机营养方面的研究得到了国际同行们的关注和承认，国外一些高等院校来函来人联系要求派人前来进修和搞科研合作。1986年联邦德国慕尼黑科技大学曾派人来进修和开展有机肥方面的研究工作。1988年波恩大学农业化学研究所与他共同向德方基金会申请了“有机肥对中国东南部主要水稻土磷、氮动力学的影响”合作课题。经双方努力，取得了不少成果，对方主持人W. Wrener教授对双方的合作十分满意，给予了很高评价。
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孙羲还提出了改变作物遗传特性利用红壤资源的新途径。在我国十几个省分布着大面积的红壤，且气温高，雨量充沛，地形多在低山丘陵，有着广泛的开发利用前景。但由于土壤酸性强，铝离子含量高，土壤结构差，作物产量低。过去红壤改良仅从土壤性质的改良单方面着手，耗资大，时间长，效率低。孙羲在从事多年植物营养遗传特性研究的基础上，提出通过改变植物的遗传特性，以选育出能适应在红壤上生长的作物品种来开发利用红壤资源的崭新设想，引起了国内同行们的极大关注。
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近年来他与他的助手们已开展了一些探索性研究工作，取得了一些初步成果，填补了国内这一研究的空白。目前他们正以满腔热情致力于耐酸、耐铝的大麦、小麦品种筛选及有关遗传特性的研究工作。
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综合开发利用红壤改良
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浙江省地处中亚热带季风气候区。红黄壤是浙江的主要土壤类型和土壤资源，其中以位于浙江中西部的金（华）衢（县）盆地分布最为集中且典型。由于长期滥垦滥伐，森林植被破坏殆尽，水土冲刷严重，红色土层裸露，被称为“红色荒漠”，农作物产量极低，人民生活困苦。为浙江省低产田改良和红壤开发利用做出贡献的当数俞震豫教授。
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俞震豫1936年考入浙江大学农学院农业化学系，1941年毕业后，被委任为福建省地质土壤调查所技佐，从事土壤调查研究工作，从此，与土壤科学结下了不解之缘。1950年2月，俞震豫应邀到杭州浙江省农业科学研究所从事土壤肥料工作。1955年，俞震豫调浙江农学院工作，参加筹备和重建土壤农化系。这时他正步入不惑之年。由于他大学毕业后有长期从事野外考察和在农村基点工作的经历，因而在大学讲坛上特别长于理论联系实际。在此期间，俞震豫大量的工作就是土壤改良。
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红壤地区由于水利设施少，化肥短缺，开发利用红壤只能强调因土选用耐酸、耐瘠、耐旱的作物或绿肥，以及沿坡面等高种植等措施，因而产量低而不稳。上世纪50年代初，浙江省组织专家对红壤类型、肥力和生产利用状况进行调查研究，认为低丘红壤可以改良利用，是浙江省发展农业生产的潜力所在。1957年，农学院刚成立土壤农化专业，俞震豫带领陆景冈、沈光史等在衢县低产地区开展调研，每次都有20至30天。他们发现当地的红壤灌溉系统紊乱，土地没有整理，种的花生十颗中有八颗是空的，农作物严重缺磷、缺钙。他们还把学生的生产实习带到那边的几个农场，不断总结，摸索出培养绿肥、兴修水利、搭配作物品种的做法，并根据当时红壤地区的水利、肥料和自然环境条件，提出开发低丘红壤应当“水利先行，造田改土，注意培肥”。试验站开展了低丘红壤种植制度，水田、旱地绿肥引种和高产栽培技术，合理利用红壤的肥水演变规律等方面的研究工作，同时发动群众植树造林，营造防护林带。由此，红壤的性质也有了革命性的变化，后来还有了亩产2000斤的高产田。
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1963年，浙江省土壤肥料研究机构的创建人之一程学达和俞震豫共同率领从事农学、土壤、化肥和绿肥等方面研究的人员，到衢县樟树潭三口畈和金华红壤试验站蹲点，负责金华片的低产田的改良工作。他们在农村进行科学试验，推广新技术，经过三四年的踏实工作，使三口畈7758亩粮地改善了水利条件，整理了土地，提高了土壤肥力，粮食年产量由平均每亩131千克提高到405千克，增加了2.1倍，农民生活有了很大改善，为改良低产田做出了很好的榜样。他们把改良低产田的经验归纳为“水利先行，肥料紧跟，相应改制，良种良法”。这一经验在金华地区全面推广后，粮食产量迅速提高，使金华地区成为浙江省第二个商品粮基地。
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60年代中期，随着水利建设和化肥生产的发展，生产条件有了改善，俞震豫就利用各种机会大力宣传“旱（地）改水（田）”、“以磷增氮”、改甘薯为双季稻等措施的重要性，推动了红壤和低产田的全面开发利用，大大提高了效益。稻田冬季豆科绿肥——紫云英，是我国南方稻田最大宗的有机肥源，它能共生固氮，耕翻后，可以向稻田提供氮素和有机质。“以磷增氮，以氮增粮”，即通过对紫云英施用磷肥，增加鲜草亩产量，耕翻后增加土壤氮素和有机质含量，达到提高土壤肥力，增产粮食的目的。这一经验已推广成为改良低产田的一项重要技术措施。
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进入70年代，浙江省开始海涂改造，怎样掌握土壤盐分、哪些作物耐盐等问题又摆到学科老师们的面前。近年来，王人潮、厉仁安、吴玉卫、吕军等教授参与的土壤生态改良、生态重建、海涂围垦等研究都取得了可喜的成绩。
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当前，高产土土壤板结、土壤退化、海边返盐等问题不断衍生，科研人员正开发一种新型的土壤改良剂，施用在土壤后能在相当一段时间使土质变松，并使果树的果子变甜。据陆景冈教授介绍，他们研制的这种土壤改良剂，是在废弃物特别是医用废弃物中加入一定能量加工而成的，目前正在做大田试验，一旦成功，将向全国推广。
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攻克水稻卫星遥感估产难题
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水稻长在田里尚未收割，能否比较精确地估算出总产量？随着“浙江省水稻卫星遥感估产运行系统”在浙江大学研制成功，这一梦想正成为现实。科研人员只要在实验室点点鼠标，即可预报水稻产量。
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浙江省农业部门2002年底的统计数据表明，浙江当年晚稻的总产量是660.1万吨，而在离晚稻收割还有1个月，浙江大学王人潮教授等科研人员已运用水稻卫星遥感估产运行系统估算出总产量是690.25万吨，估产的精度为95.6％。这样的估产他们已经进行了8次，估产精度达到93％左右，高于国家基本要求。
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水稻和小麦是人类赖以生存的主要食品源，我国水稻播种面积占世界第二，产量占世界第一。粮食关乎国计民生，精确估产对于国家制定相应的粮食经济政策、农产品进出口政策等，具有特别重要的意义。与小麦相比，水稻生产区多阴雨且地形复杂，这使得水稻的卫星遥感估产成为国际性难题。我国水稻总产居全世界首位，由于科学估产手段的不完备，国家和地方政府对粮食生产的宏观调控缺乏可靠的科学决策依据。因此，国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”科技规划，都把水稻遥感估产列为国家攻关或重点项目。王人潮教授等自1983年起就对水稻遥感估产进行研究，相继得到国家攻关、国防科工委和国家自然科学基金等10多个项目的资助，2000年起，又得到了浙江省省长基金项目的支持。
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如何既保证估产精度又降低运行费用是水稻卫星遥感估产中的难点。浙江省水稻卫星遥感估产运行系统选用成本较低却有很高过境率的气象卫星（NOAA）的高分辨率辐射仪（AVHRR）资料为主要遥感信息源，通过以1∶250000比例尺土地利用现状图进行叠置分析为核心的系列技术，成功地将卫星遥感技术、地理信息系统技术、全球定位系统技术以及常规农业技术相结合，解决了AVHRR资料空间分辨率低的问题，保证了卫星遥感估产的基本精度。在水稻卫星遥感估产运行系统的研究中，科研人员还完成了水稻遥感数值模拟模型（Rice-SRS）、高光谱遥感估算模型和水稻双向反射模型等超前性研究。
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据王人潮教授介绍，水稻卫星遥感估产就是通过卫星传感器获取地球表面信息，将获取的地球表面信息经过复杂的综合处理，以识别水稻长势，实现水稻长势监测及播种面积单产和总产的预报。“水稻卫星遥感估产运行系统”是一个软件，运行时只要打开数据库，通过鼠标定位目标区域，系统就自动测出该区域的水稻产量。该系统方法简单，数据精确，有着广泛的推广应用前景，不仅在浙江省，在全国，甚至在全球大范围内都可应用，对所有水稻产区进行遥感估产。
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有关专家介绍说，目前在国外只有美国、加拿大、欧盟等采用AVHRR资料为信息源，开展全球或大范围的小麦遥感估产，但还没有建成水稻卫星遥感估产运行系统。因此，浙江大学“水稻卫星遥感估产运行系统”具有遥感定量技术上的超前性和创新性。
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