由他領銜的科研項目兩項達到國際先進水平，一項研究達到國際領先水平，一項研究被國內權威專家喻之為是攻克了土肥研究領域的“哥德巴赫猜想”。頭戴桂冠的他是一個怎樣的人，又付出了怎樣的艱辛？ 作物施什么肥料增產效果好，主要是由作物品種的特性來決定；應用新的育種理論和方法，可較常規育種縮短一半左右的時間，選育出適宜在不同肥力農田相應土壤最大施肥量下種植的氮磷配合施用新品種……
陽春三月，當褚清河把他近年來的研究成果，提煉成干貨一古腦兒給記者“抖”出來時，記者震驚了。特別是土壤施肥與作物育種，在農業界“風馬牛不相及”的兩個領域，愣是讓褚清河從中找到了“聯系”。讓報道農業近二十年的記者除了震驚！還是震驚��！39年醉心土肥研究，將足跡深深留在土壤深處。褚清河淡然地說，動機很單純，只源于兒時就埋藏在心頭的一個夢想。
童年種了個科技增產夢
褚清河，省農科院農業資源與經濟研究所研究員，一位樸實的像一株紅高粱的農業科研工作者。
1957年，褚清河出生于婁煩縣一個貧困農家，小時候貪玩得出奇，但上學后忽然變得乖順，且學習成績優秀。當父母舉全家之力讓他上鄉辦高中時，只是覺得對他以后掌握其他技能會有好處。但褚清河卻不這么想，他只想通過掌握科學知識來解決自家或村里人的饑餓問題。事實上，當時他并不理解科學是什么。聽說科學種地可以提高產量這檔子事，是他上初中時，一次他的哥哥和父親談論本家一位“高人”，應用科學技術種土豆畝產比普通人多產了一倍，因此人家就沒有挨過餓……
說者無心，聽者有意。哥哥和父親的一席話，竟在少年時代的他的心中，“種”下了一個要用科學技術解決糧食增產的夢想。
斗膽質疑施肥最小因子論
1973年，褚清河高中畢業后回村務農。短時間內，他學會了耕、種、鋤、犁等各種農活，但也深深明白，讓糧食增產并不是一件容易的事。
1977年，我國恢復高考制度。褚清河考上山西農大土壤農化系，開始追逐自己的夢想。像久旱的禾苗遇到春雨，他對土壤供肥和作物如何吸肥等知識如饑似渴地汲取，但在老師講授作物營養與施肥時，他卻對施肥最小因子理論百思不解。
施肥最小因子理論，1843年由德國化學家李比希首次提出，被學術界稱之為經典施肥理論。理論的核心是：作物產量是由土壤中相對含量最小的一個土壤養分來決定。
一百多年來這一理論一直無人提出異議。而褚清河覺得，施肥最小因子理論，老師并沒有講出它經典在什么地方，課本中也沒有敘述理論提出的背景和試驗依據。他覺得植物是有生命的生物有機體，具有主動吸收和選擇吸收土壤養分的功能，植物對土壤養分離子的吸收存在相助作用，即增施某一養分有助于植物對另一養分的吸收。因此，在土壤相對最小養分因子的含量不為零的情況下，增施最小因子以外的其他養分因子不可能不具有增產作用。顯然，最小因子理論與植物主動吸收和選擇吸收及離子相助作用的理論相悖。此外，他還認為，即使土壤施肥存在最小因子，相對最小的養分因子也不可能僅為一個一種情況，應該還存在一個或幾個缺乏程度相同的情況。
上大學以來，褚清河第一次陷入了迷惘中。從此，他走上了一條證明李比希最小因子理論正確與否的“不歸路”。
試驗讓作物不追肥，卻更增產
1982年，褚清河大學畢業分配到省農科院農業資源與經濟研究所。工作之余，他借到李比希 《化學在農業和生理學上的應用》原著譯本，短短一個月看了N遍，終于知道了最小因子理論的來龍去脈。
在 《化學在農業和生理學上的應用》一書的論述中，李比希以施用廄肥為例，清楚地表明：施用廄肥的目的就是要把地力恢復到輪作開始的水平，而恢復地力最經濟有效的方法，就是補充含量最小的土壤養分因子。
顯然，以恢復土壤原有肥力為目的的最小因子理論，根本不是什么高產施肥理論。通過學習和思考，褚清河對李比希最小因子理論有了更深刻的理解，更確信他自己的認識是正確的，更堅定了在這方面拓展研究的決心。
然而，證明最小因子理論并不成立不是趴在桌子上解數學題。最小因子理論不是科學試驗方法下系統試驗研究的結果，證明其真偽也就不可能重復李比希的方法，它需要研究很多內容，其中最主要的就是靠大量的田間示范試驗來“說話”。
1984年，褚清河與同事一道承擔了省科技廳三川河小流域治理項目，他一個人承擔了二項研究任務：一是旱作土壤自然降水量下谷子生產潛力及農田土壤水分動態的研究；二是黃綿土供肥規律與谷子高產施肥期及最大施肥量、施肥比例的研究。
在實踐中，褚清河設計了單施磷肥處理和施磷肥基礎上不同氮用量共計6個處理、3次重復的氮肥用量田間試驗方案，磷肥施用量為山西省化肥試驗確定的最大施肥量。從播種開始每隔17天取土測定土壤養分含量、谷子植株氮磷鉀含量。同時，在不同處理0-2米深度內每20厘米打鉆取土測定土壤水分含量。所有肥料均在作物播前一次施用，以后不再追肥。
令他欣慰的是，在谷子抽穗后，試驗田不同施肥處理間表現出了明顯的差異。每個小區就像一個整齊的小型集裝箱，葉片挺直向上，青翠欲滴，黃色的穗子從植株頂端探出了頭，不同施肥處理好似層層疊疊的梯田，長得十分整齊漂亮，長勢明顯好于農民常規種植的谷子。更讓他喜出望外的是，試驗結果就是他所設想的結果。
他從試驗發現，谷子植株氮含量以苗期最高，苗期以后谷子植株體內氮含量呈逐漸遞減規律，苗期植株體內氮含量高者，以后各時期也高，而苗期植株氮含量高者產量必然也高。由此得出，谷子的產量水平是由谷子苗期的氮素吸收水平決定的，而谷子苗期吸收氮素水平的高低又受土壤施氮量和氮磷施用比例的影響，這也是作物吸肥的普遍規律。為了驗證這一規律，他又在水稻、小麥上分別作了大量的試驗。
據此，褚清河提出了作物播種前一次施肥新理論，認為土壤肥力水平和養分對比關系決定著作物的最大施肥量和最佳施肥比例。如果基肥施氮量達到土壤最大施肥量，追肥不僅不會增產，相反還會降低產量水平。由此及彼，他發明了依土壤主要肥力指標直接計算作物最大施肥量和最佳施肥比例的“數字化施肥技術”。
他的這項研究成果于2002年獲 “山西省科技進步三等獎”，相關論文先后在國家級雜志《土壤通報》和《山西農業大學學報》發表。農民種莊稼進行追肥，幾百年來形成的傳統技術，褚清河用科學的試驗，證明其是一種錯誤的認識。
一次性調控施肥技術一炮打響
1987年，省農科院農業資源與經濟研究所承擔“全省土壤養分動態監測”項目。作為項目的第二主持人，褚清河沒日沒夜地學習和研究全國施肥方面的資料和成果，想盡辦法進行氮磷肥料單施與配施的試驗。
機會總是垂青有準備的人。1995年，在土肥研究上已頗有造詣的褚清河，開始申報省科技攻關項目——《土壤作物量比線性極點一次性調控施肥技術》，并順利上報省農院科研處，被認為是當時農業生產中急需的技術。
在實踐中，褚清河和他的課題組通過測定不同地域不同土壤的肥力水平，并進行大量的科學計算，一舉確立作物的潛在產量主要由土壤養分供應比例、供應量和供應時間三項要素來決定；歸納總結出了土壤養分常見的四種狀況，即氮磷平衡、氮多磷少、氮少磷多、缺鉀，以及改變這四種狀況的特定的施肥比例規律。
此外，褚清河和他的課題組還研制出適合土壤四種狀況的復合肥料，稱之為“調控肥”。所謂“調”，就是調整苗期土壤養分供應比例；所謂“控”，就是控制作物苗期土壤養分供應強度。農民只要知道自己的土壤屬于哪種狀況，就可 “對號入座”選用適合的肥料。
調控肥及其應用技術，經在我省婁煩、隰縣、太谷、壽陽、垣曲等地的谷子、玉米、小麥、水稻、蔬菜等作物上試驗，較傳統施肥方式增產顯著，肥料利用率提高20%-40%。由于講求地力允許的最佳施肥量，施肥不超標，種出的農產品普遍品質上乘。山西省科學技術委員會對這一科技成果進行鑒定時認為：“達到了國際先進水平，能做到因土、因作物定比定量施肥”。2002年7月23日，溫家寶總理在國內動態清樣上看到“調控肥”的相關報道后，欣然作出重要批示。
據統步統計，2001-2003年，褚清河領銜的項目組，三年間累計在我省推廣 “調控肥”130多萬畝，畝均增產幅度達30%以上，畝均增加純收入152元。
一時間，“調控肥”火了，褚清河火了，有省內知名企業主動找上門來尋求成果的落地轉化。
褚清河第一次感受到了自己的研究成果，距離兒時的夢想不再那么遙遠。
執著在土肥與育種間找尋“聯系”
“有時候，夢想就是沖動的魔鬼，沒有魔鬼就很難做出正常思維不能做出的決定。”采訪褚清河，說起他對土肥研究的“癡”，他這樣詮釋自己的執著。
2008年，褚清河考取南京農大博士學位�；氐絾挝缓�，他順利申請到省農科院博士基金項目——《基于土壤養分供應強度和配比的施肥理論方法的研究》。從理論上找到施肥報酬遞減的原因，進而找到糧食持續增產的奧妙和方法。
在此基礎上，他提出了土壤施肥配比理論，即土壤種植作物存在平衡與不平衡土壤養分類型，并具有相應氮磷和氮磷鉀最佳施肥比例。作物要獲得高產，氮磷在作物耐肥性允許的任何土壤養分含量水平下均需施用，而鉀只有在缺乏即最低量營養物質時才需與氮磷配合施用，否則就會降低作物產量水平，這是施肥的基本原則。
在省科技廳組織的項目鑒定上，由中國科學院院士趙其國領銜的鑒定委員會一致認為，該項研究達到國際先進水平，在施肥與邊際產量、鉀適宜條件下的氮磷配比施肥研究方面達到國際領先水平。
這之后，褚清河又結合自己在土肥方面的獨特研究進一步提出，農業要實現質的突破，必須通過科學研究解決育種理論和方法的問題。在國內權威雜志上，他發表了《不同土壤養分供應下玉米品種產量潛力變異研究》《玉米品種產量潛力水平形成原理及其與施肥的關系》兩篇頗具影響力的學術論文。
2014年，再接再厲，他大膽申請《土壤氮磷施肥效應與作物品種營養遺傳特性研究》這一省科技攻關項目。通過大量的科學研究，他得出了一個史無前例的結論：即不同玉米品種存在一個氮磷單施和配施的營養遺傳特性及營養遺傳特性決定的最大施氮量，而土壤也存在一個由土壤肥力水平和養分對比關系決定的施肥量和相應的氮磷配施比例，作物施肥的目的就是從時間上協調玉米品種的施肥比例和施肥量。
由此，他推斷出決定作物產量的，并非是土壤中那個相對含量最小的有效植物生長因素，而是取決于決定施什么肥料效果好以及以什么比例施用和施多少合理的作物品種營養遺傳特性。這一結論，較為系統地闡述了作物品種選育與數字化種植的理論方法和技術，成為農業科學研究上的一次重大突破，被國內權威專家喻之為攻克了土肥研究領域的 “哥德巴赫猜想”。
好成果自然會有好效應。目前，褚清河的數字化施肥相關研究成果已在我省75個縣（市、區）推廣應用，累計推廣面積達283萬公頃，其中糧食作物增產幅度達23%-48%，同時在山東、江蘇等省示范應用，取得顯著增產效果。
為農民著想，用科技說話。褚清河把自己最好的青春年華獻給了土肥事業，譜寫一曲堅定信念終不悔，淡泊名利志高遠的開拓之歌。
有一些科研工作者，一生或許會從事很多科研項目，因碩果累累、成績斐然讓人肅然起敬；而有一些科研工作者，或許只因做出一兩個 “敢為天下先”的成果而使人仰慕。褚清河應該是這后者。
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