农业科学奖

  娄成后    植物生理学家。1911年12月7日生于天津,原籍浙江绍兴。1932年获清华大学生物系理学士学位。 1932-1934 年任广州岭南大学生物系助教兼研究生,1934 年获硕士学位。 1939年获美国明尼苏达大学哲学博士学位。1939-1946年在清华大学植物生理组任副教授、教授,1947-1949年赴英国伦敦大学 Hi11 物理研究室工作。1949年至今,任北京农业大学教授、副校长,兼任中国科学院上海植物生理研究所研究员,中国植物生理学会副理事长等。1980 年当选为中国科学院院士( 学部委员 )。

  娄成后几十年从事植物感应性研究,在植物感受外界变化、通过体内化学与电波信使传递启动其生长发育中的反应基础理论研究方面取得重要成果。他结合中国农业生产实际,开创了作物生产中化学调控和化学除草的新技术;倡导了旱区农业现代化的研究及育苗移栽、残茬覆盖减耕,在全国得到推广应用;作为国家 “攀登”计划项目“主要农作物高产高效抗逆的生理基础研究”的首席专家,主持有关单位联合攻关,取得了多项成果。

  一、基础理论研究成就

  ( 一 ) 植物体内物质运输
 
  (1)在国际上首先发现了植物组织内通过胞间连丝出现“细胞间的电耦联”,显示胞间连丝是电波传递与物质转移的最有效通道,使组织内各原生质体连成一个整体,和较后在动物组织中发现的“缝隙联络”在功能和分子结构上有相似之处。(2)50年代中期,在小麦、葱蒜等植物的体细胞中发现核穿壁运动,用电镜技术、胞内标记物的注射、生物化学鉴定等方法证实:植物细胞原生质团粒借ATP的能量可经扩大的胞间连丝穿过细胞,并利用活体显微电影术记录了核物质穿壁运动的全过程。(3) 胞间连丝随发育时期与外界条件影响而表现可控、开放与封闭状态来实现细胞间交通的调控,开放的胞间连丝经常出现在新生的胚胎或衰退组织内,小麦胚胎发育中,珠心等哺育组织细胞中的原生质通过开放的通道向内部转移,供给胚胎所需的营养。 (4)粮食作物个体发育中,存在新老器官的更替,衰退叶片细胞中的内含物将全部运出给新生的籽实器官,这种物质的再分配对作物产量与品质有重要贡献。这些成果受到国际国内学术界的重视,在植物生理学百科全书和许多专论中详细引述并誉之为生物学上的重大发现。
 
  ( 二 ) 植物体内的信息传递
 
  (1)动作电波和变异电波的传递在植物体内普遍存在,而逆境胁迫可以提高植物的可兴奋性,整体植物中电波传递的主要途径是微管系统,传递的方式可能是电化学波的形式,需有化学递质的释放与协助,证明了植物体内存在的动物神经递质乙酰胆碱参与植物体内电化学波传递;(2) 由根系发送的乙酰胆碱可以作为信号调控气孔行为。
  ( 三 ) 细胞骨架在原生质运动中的作用
 
  植物体筛管内有机物运转、运动器官( 卷须、气孔、叶褥等)的膨压运动等除公认的机制外,利用微管、微丝抑制剂及对电化学波传递干扰、显微观察等手段显示:微管、微丝参与了这些运动。

  由此提出植物界存在类似动物的“神经-肌肉”机制,为研究植物感应性和对环境变化的适应性开辟了新思路。
 
  二、农业生产上的应用

  ( 一 ) 生长调节剂的应用
 
  早在50年代,娄成后即与北京郊区农民合作用 2,4-D等生长素类物质诱导番茄的单性结实,以后在全国推广,此为中国生长调节剂应用的开端;以后在冬贮白菜,蒜苔贮藏保鲜方面的调控均获得成果,曾获中国科学院三等奖。 60 年代初与北京市团河农场、国营芦台农场协作,在水稻田推广2,4-D 化学除草;与南开大学元素有机化学研究所共同研制了棉田除草剂“南开一号”;在本校开发了稻田除草剂“敌稗”,并受农垦部委托在全国主持化学除草工作,进行飞机大面积稻田喷洒,曾两次获奖。

  ( 二 ) 育苗移栽
 
  根据中国人均耕地少的国情提出:为了粮食自给,必须持续提高单位面积产量,努力维护有限的农业自然资源,在时间与空间上充分有效地利用耕地。从60年代开始进行育苗移栽实验与示范,推行半旱育秧、旱育秧和工厂化育秧,由于受到干扰没能及时大面积推广。近年来与北京农业大学农学系合作制定简便易行的育苗移栽联合作业,正在改进试用中。
 
  ( 三 ) 残茬覆盖减耕
 
  中国北方农业地区降雨量少,且集中在夏季,传统田间作业耕耘频繁,易受风雨侵蚀。北方实行一年两作,夏收换茬时间紧迫,劳力繁重。他于70年代末在全国各级农业会议上,提出改良传统作业、试行残茬覆盖减耕的倡议,并即在校内成立工作组,与北京市农场局协作,建成全套机械化作业,在所属农场内获得大面积的两茬丰收,陆续在各地推广,发展出不同的覆盖免耕方式,总计在全国施用面积达亿亩。
 
  ( 四 ) 北方旱区农业生产
 
  针对中国北方半干旱地区特点,组织了20位专家,从1984年开始为研究生开设“旱区农业现代化课程”,并出版了教材《我国北方旱区农业现代化》,对培养研究生的大农业观点,认识中国农业生产特点,树立为中国农业现代化服务的观念作出了贡献。
 
娄成后教授的主要学术论文、著作目录
  1. Effect of 2,4-D on seed germination and respiration. Science ,1947,105(2724):283- 285.(with Hsueh YL.)
  2. The mechanism of 2,4-D action Ⅰ.2,4-D seed treatment and its effect on subsquent growth of germinating seed. The Chinese Journal of Experimental Biology ,1950,3 (1):41-55.(with L. F.Yen ,Y.L.Hsueh)
  3. 植物生长调节物 2,4-D 在农业上的应用.中国农业研究,1950,1(2):49 -74.( 合作者:阎龙飞、薛应龙 )
  4. 植物体中原生质的连续性.植物学报,1955,4:183-222.
  5. 大蒜中原生质在细胞间运动与有机物的运输.植物学报,1956,5(4 ):345 - 362.( 合作者:吴素萱、张伟等 )
  6. 植物体中刺激的电波传递.北京农业大学学报,1959,5(1):239-250.( 合作者:邵莉梅、祝宗岭 )
  7. 现代农业的免耕法.农业出版社,1979.
  8. 甘薯叶片气孔运动的正常维持必须有根系的存在.北京农业大学学报,1980,1:37-45.( 合作者:许旭旦 )
  9. 贮藏过程中蒜苔细胞内含物再分配的激素控制.植物生理学报,1985,11(40):403 -408.( 合作者:蔡可 )
  10.  我国北方旱区农业现代化.气象出版社,1989.
  11.  Intercel1ular movement of protoplasm in vivo in developing endosperm of wheat caryopses. Protoplasm ,1990,(153):193-302.(with Zhang WC,Yan WM)
  12. 大田作物的营养带育苗移栽.北京农业大学学报,1991,17(4):1-4.
  13. 高等植物共质体区内与区间的电波传递.植物生理学报,1993,19(3):265-274.( 合作者:任海云 )
  14. 大田生产实现高产、高效、优质的重要措施--覆盖减耕.科学中国人,1995(2):36-38.
  15. Electrochemical wave transmission and rapid coiling movement in tendril of Luffa.Science in China (Series B),1995,38(8):944-953.(with Yang Wending)
  16. "Neuto muscular" mechanism in rapid coiling of Luffa tendril. 科学通报( 英文版 ),1995,40:2060--2066.(with Hua Baoguang,Yang Wending,Li Xiuru)