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研究领域

张福锁中国工程院院士

简介:

张福锁(1960.10.04-),植物营养学家。陕西省凤翔县人,1982年毕业于西北农学院土壤农业化学系,1985年北京农业大学土壤农业化学系硕士毕业,1989年毕业于德国Hohenheim大学,获博士学位。现任中国农业大学教授、博士生导师、资源环境与粮食安全研究中心主任、农业部测土配方施肥技术专家组组长。

一直从事植物营养与养分管理理论与技术研究工作,在植物根际营养理论、农田和区域养分管理技术创新与应用方面取得了系统的创新性成果。2005年获国家自然科学奖二等奖;2007年获国际肥料工业协会国际作物营养奖;2008年获国家科技进步奖二等奖;2014年获发展中国家科学院农业科学奖,同年被选为欧亚科学院院士,2017年获何梁何利科学与技术进步奖。在Science、Nature、美国科学院院报(PNAS)等国际著名刊物上发表论文300余篇,出版著作30余部。

2017年当选中国工程院院士。

中文期刊: 外文期刊: 科技成果: 农业专利: SCI: 北大核心: EI: CSSCI: CSCD:

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张福锁(1960.10.04-),植物营养学家。陕西省凤翔县人,1982年毕业于西北农学院土壤农业化学系,1985年北京农业大学土壤农业化学系硕士毕业,1989年毕业于德国Hohenheim大学,获博士学位。现任中国农业大学教授、博士生导师、资源环境与粮食安全研究中心主任、农业部测土配方施肥技术专家组组长。

一直从事植物营养与养分管理理论与技术研究工作,在植物根际营养理论、农田和区域养分管理技术创新与应用方面取得了系统的创新性成果。2005年获国家自然科学奖二等奖;2007年获国际肥料工业协会国际作物营养奖;2008年获国家科技进步奖二等奖;2014年获发展中国家科学院农业科学奖,同年被选为欧亚科学院院士,2017年获何梁何利科学与技术进步奖。在Science、Nature、美国科学院院报(PNAS)等国际著名刊物上发表论文300余篇,出版著作30余部。

2017年当选中国工程院院士。

研究方向

植物根际生态调控与养分资源综合管理

所在机构

名称:中国农业大学资源与环境学院 邮编:100083 地址:北京市海淀区清华东路17号

主要成就

1993年入选教育部首批跨世纪优秀人才计划   1994年获国家自然科学基金委员会首批杰出青年基金资助   1999年入选中国科学院百人计划   2001年获教育部长江学者奖励计划特聘教授   2005年获国家自然科学二等奖   个人成就(科研、育人、荣誉等)   先后主持国家自然科学基金优秀中青年人才专项基金、杰出青年基金、重点项目和重大项目、国家重点基础研究规划项目和国家攀登计划项目课题、教育部首批跨世纪人才基金、农业部引进国外先进农业技术等项目。在本领域国际著名学术刊物上发表论文70多篇。1993年以来共培养博士76名、硕士研究生42名。1993年获国家自然科学基金会优秀中青年人才专项基金和国家教委首批跨世纪人才基金;1993年9月在第十二届国际植物营养学大会上被选为国际植物营养委员会常务理事,1997年9月在第十三届国际植物营养学大会上再次被选为国际植物营养委员会常务理事,2001年8月在第十四届国际植物营养学大会上被推选为国际植物营养委员会主席;1994年获国家自然科学基金委首批国家杰出青年基金,同年获国家教委科技进步一等奖和二等奖各一项,1995年获人事部国家级有突出贡献的中青年专家称号,1996年被列入人事部“百千万人工程”,同年入选农业部神农计划,1997年获农业部科技进步二等奖,1998年获国家科技进步三等奖,1999年入选中国科学院“百人计划”,2001年获教育部长江学者奖励计划特聘教授,2002年获北京市科技进步二等奖和黑龙江省科技进步一等奖,2003年被选为北京市第十二届人大代表,同年被评为云南省省院省校合作先进个人, 并获云南省科技进步三等奖,2004获北京市科技进步奖二等奖,2005年获国家自然科学奖二等奖和教育部提名国家奖二等奖。 学术展望(个人的学术兴趣、将要研究的领域): 一直从事植物根际生态调控与养分资源综合管理的基础和应用研究工作。在根际养分活化机理以及不同基因型植物适应养分胁迫的生理机制研究方面取得了可喜的进展,提出根际生态调控理论与技术体系,并通过对间套作、水旱轮作、重迎茬作物生长障碍机制,各种作物生产体系(包括大田作物、蔬菜、果树、烟草等)以及盐生植物根际生态调控机制的系统研究,把理论与生产实际相结合,进一步提出养分资源综合管理的思路,通过全国大协作及国际合作项目的开展,在深化根际理论,提高养分资源利用效率,保护生态环境等方面做出了贡献。 代表性成果:   1.提高作物养分资源利用效率的根际调控机理研究   养分是作物生长的重要物质基础,是粮食的“粮食”。自上世纪90年代以来,在农业生产中虽然化肥用量保持快速增长,但粮食产量却徘徊不前。同时,多年持续的化肥投入导致的农产品质量和环境问题也日渐显露。化肥增产效益的下降使学术界开始重新思考仅仅依靠改土施肥等传统思路能否实现我国高产高效的可持续农业发展目标。因此,探索挖掘作物高效利用养分的生物学潜力,成为提高养分资源利用效率的重要基础研究课题,而阐明作物根际养分的活化和利用机理,是提高养分利用效率基础研究的核心内容。   本项目在国家杰出青年科学基金和国家自然科学基金重大、重点和面上项目的持续支持下,经过长达15年的系统研究,创建了VA菌丝际养分动态和植物根分泌物活化养分能力的定量化等一系列根际研究新方法。这些方法已成为国际同行广泛采用的经典方法。在方法创新的基础上,研究取得了以下主要进展:   1)发现缺铁缺锌都能诱导禾本科植物分泌铁载体,而铁载体能高效活化铁、锌、铜等元素。这一发现揭示了禾本科作物根分泌物活化土壤铁锌养分的机理,为根分泌物活化利用养分提供了科学证据和典型范例,也为阐明作物吸收利用其它元素的机理提供了研究思路和模式。   2)发现VA菌根真菌可使作物吸收土壤磷的范围扩大60倍,菌丝具有酸化和分泌酸性磷酸酶的作用,对植物吸磷的贡献潜力高达70%。这一发现揭示了菌丝际养分活化的机理,将根际研究深入到菌丝际水平。   3) 发现根际互作是间套作体系养分高效利用的关键过程,禾本科与豆科作物间作使豆科作物结瘤固氮能力提高了近2倍,为高产高投入体系仍能充分利用共生固氮菌的生物学潜力提供了科学依据,也为研究作物生态系统地下生物相互作用机理提供了新模式,为挖掘利用间套作等我国传统农业之精髓提供了新的理论指导。   发表论文193篇,其中SCI期刊收录61篇,发表论文被SCI他引354次,主要科学发现被国际植物营养学经典教材多次引用,另被20多部国际专著和研究方法工具书广泛收录。   通过研究使我们认识到植物利用土壤养分的生物学潜力是巨大的。在深入理解植物根系是如何从根际土壤中活化和利用养分、根分泌物和菌根又是如何帮助植物根系增强养分活化能力的基础上,充分挖掘作物高效利用养分资源的生物学潜力,辅之以施肥管理等手段进行根际营养调控,就可改变过去盲目施肥的做法,起到“四两拨千斤” 的效果。这样不仅可以节约肥料,充分利用土壤和环境中的养分资源,而且还能实现作物高产优质、资源高效和生态环境保护的目标,进而走出高投入导致高污染的恶性循环,使作物高产、资源高效和环境保护间的尖锐矛盾得以协调。   该成果推动了植物营养学的发展,丰富和完善了根际营养理论,为认识和调控植物-土壤关系、实现养分资源的高效利用提供了理论依据,并将为中国农业走出一条作物高产、资源高效和环境保护并重的可持续发展之路提供理论指导。   2.土壤/植株动态测试优化推荐施肥技术的建立与应用   “土壤/植株动态测试优化推荐施肥技术的建立与应用”是针对我国作物施肥不合理引起肥料利用率下降、产量和品质降低及环境污染等问题,自1994年始,以小麦和玉米为重点,兼顾蔬菜和马铃薯等主要旱地作物进行的系统研究。经过近10年14个项目的持续研究,建立了一套适合我国农业生产实际的优化推荐施肥技术体系,并进行了大面积的推广应用。   项目首先从土壤养分的生物有效性和空间有效性入手,对根层土壤养分有效化过程及其与根系生长的关系进行了深入研究,提出了依据作物根系生长动态实时调控土壤供氮层次和能力的思路。其次,对不同的养分资源特征及其差异进行了详尽的研究,紧紧抓住氮素“易变”的五大资源特征(包括来源的多样性、转化的复杂性、去向的多向性、作物产量和品质效应的敏感性及环境效应的易危害性等)和磷、钾相对稳定的资源特征,提出了氮素实时实地监控、磷钾实地恒量监控和中微量元素因缺补缺的施肥策略,改变了长期以来用相同的思路和方法解决所有养分施肥问题的做法,大大提高了施肥的针对性。在这一策略指导下,项目将氮肥的管理作为施肥技术突破的重点,进一步根据氮素时空变异特征和作物氮营养的阶段性特点,提出以播前土壤硝态氮测试确定氮素的基肥用量、以作物关键生育期植株硝酸盐测试确定氮素的追肥用量、以优选的肥料效应模型控制全生育期的氮肥总量,从而成功地实现了施肥总量及不同生育阶段优化分配的有机结合。项目成功地解决了田间土壤硝态氮快速测试的技术难题,通过引进和消化作物生长关键生育期植株硝态氮快速测试技术,使土壤速测和植物快速诊断技术有机结合,突破了施肥总量控制与作物不同生育期实时监控相配合的技术难关,从而形成了土壤/植株动态测试优化推荐施肥技术体系。在新的技术体系应用过程中,对该体系的环境效应进行了深入研究和综合评价,据此进一步提出了养分资源综合管理的新思路,使施肥的增产、改善土壤质量和保护生态环境等目标紧密结合,为高产优质高效和环境友好的可持续农业提供了理论和技术支撑。   应用该成果可使作物增产5-10%,在高投入地区节省氮肥10-30%,氮肥利用率提高10-15个百分点,过量施氮对环境的负效应得到有效控制。1996-2002年在北京、河北、河南、陕西、四川和云南等省市的小麦、玉米和油菜等旱地作物上应用推广该成果,示范面积达537.9万亩,节约纯氮16105吨,增产11026万公斤,增收节支13618万元,达到了节肥、增效、提高产量、改善品质和保护生态环境的目标,取得了明显的经济、社会和生态效益。

教育背景

德国Hohenheim大学

  • 中文期刊

  • 外文期刊

  • 科技成果

  • 农业专利

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