化学研究领域重大成就：3例最新进展

杨石先教授为祖国科学事业奋斗了一生，为追赶世界科学先进水平，拼搏了一生，其成就是卓越的，也是多方面的，我们只能择其显著者，加以追述。他是众所周知的中国农药研究的开拓者；在农用杀菌剂的研究上，他有崭新的发现和创建；他合成了“7104”，促使大豆、水稻产量提高20%——30%。

中国以农立国，而旧中国的农业极为落后。远在三十年代，青年的杨石先，没有悟出救国救民必经的革命道路，但他目睹了国贫民困的现实。他的父亲把富国富民的希望寄托在农业和工业的发展上，在对两个儿子进行启蒙教育的时候，就灌输了他的想法，要儿子们好好读书，将来兄学农、弟学工。父亲为他立的志向，祖国农业落后的现实，使他决意学农，向西方学习先进的农业科学。在美国康乃尔大学学农，但只学了一年。最初，影响他较深的是著名的园艺植物学家贝累，贝累教授也非常器重这个勤奋好学的中国青年学子。他经常向老师请教，也常在贝累的植物园、花园里走来走去，贝累讲授植物学、胚胎学，使他受益极深。可是他眼见欧美国家受欧战影响，纷纷研制化学武器，从而促使化学有了很大的发展。他想：自己在中学、在清华就最喜欢物理、化学，不如改变专业，攻习化学，学成回国，立即可以发挥作用，以应急需。于是他决定改学化学专业。不过专业虽然改变了，他的忧国忧民之心没有变。祖国的贫弱，农业几乎还处在原始状态，何时能有大农场，何时能用机器耕作？何时能使人民大众丰衣足食？这些问题常常萦系在他的头脑中。美国的粮食充足，用很少劳力能够生产很多的粮食，这是与发展农药分不开的。这个情况引起了他极大的关注。

旧中国农业生产落后，祖祖辈辈从来不用农药，不知道农药可以灭虫除病，可以增产。当然，即使知道农药的用途，谁能用得起那种“洋药”？不过，有远见的科学家，他看到了祖国农业发展的前途，必须依靠科学，使用农药。农药的发展，在欧美等一些发达国家研制、生产、使用含氯的有机农药，是第二次世界大战以前的事情。第二次世界大战期间，德国人首先研究有机磷农药，把农药的研究、生产和使用，又向前推进了一步。此后，发达国家研究植物激素，刺激或控制植物的生长，杀虫除草，又推进了一步。他观察到国际上农药研究从无机农药、植物性农药向有机农药过渡的情况，考虑到几乎全属空白的中国农药科学如何起步的问题，提出要抓住有机磷的研究，指出了农药发展的方向。这也是在我国第一次提出有机农药的方向。

石先老师把他的卓识和想法，传达给他的学生。四十年代初，先师在美国见到了毕业于西南联大、留美学习的陈天池、王积涛。当时他们就遵循先师的教导，从事农药的研究。陈天池原本在美国路易斯安纳大学，毕业后到一个公司搞杀虫剂短期研究；王积涛因得先师介绍，毕业后到立莱药厂短期工作，因为石先老师的同学陈克恢教授在这里研究药物化学，并研制出了麻黄素。对于我们这些先后到美国留学的学生，他还总是嘱咐要注意搜集农药方面的书籍、资料，尤其是新出版的书刊。“美国搞科研有独特的、优越的条件，但那不是我们的祖国，你们不能在那里呆一辈子，学成之后，要赶快回来，为贫穷的祖国出力。”恩师的这番金玉良言，铭刻在我们心坎上，鞭策我们在科学道路上，在人生道路上奋进。

在农药研究的空白点上，他日积月累地钻研、探索、实验。从无数个心血浇灌的果实中，筛选出适合我国生产工艺的新植物激素，起名“矮健素”，它能增强农作物的抗旱抗盐碱能力，能使小麦、棉花增产10%到20%。在中国农田里，撒下了第一代农药，它不是舶来品，而是出自中国科学家之手，出自南开大学一间小小的农药生产车间。这不能说是一件小事，尽管它还不能大量生产，广泛使用，但它是中国农药研究的开拓性的信息。

新中国的诞生，党的关怀和支持，给石先老师提供了精神的、物质的支柱，使他有了最强有力的后盾。他欣喜万分地把解放的喜讯飞报给太平洋彼岸的我们，告诉远游海外的赤子，报效祖国的最好时机到来了，他召唤我们早日回国。陈天池、唐敖庆、王积涛、胡秉方等率先，我们相继，冲破重重阻挠，投向祖国的怀抱。老师告诉我们：中央号召把农药搞上去，农药研究还是个空白点，我们要尽心竭力，把科研成果奉献给国家，在农业化学领域里，打基础、填空白、开拓新路。

在五十年代国家召开的“十二年科学远景规划会议”上，石先老师作了《化学科学与国民经济的关系》的报告，周恩来总理和许多与会代表，都极为重视。他在会上接受了研制有机农药的任务，周总理非常关心，当面指示他说“你先找几个人工作二三年，你们做了工作，国家自有安排。”研制农药纳入了国家规划，这对石先老师是多么大的鼓舞。回到南开园，他就跟天池和我们俩商量，由他带头，以我们为骨干，带领他身边的另外几名年轻助手，开始了有机农药的研究工作。有机磷农药研究机构，就这样创建起来。

他抓住磷酸酯类结构的改变会带来生理作用的变化这个特点，向国内尚属空白的有机磷化学开始进攻。某些有机磷产品不易分离而且毒性大，他带领我们克服种种困难，奋力攻关。当时，我们的试验手段非常落后，如何掌握毒性的问题呢？说来有趣，我们就在实验室里挂上鸟笼，进行测验。鸟儿对药性是很敏感的，我们针对试验结果，再进行研究。就是在我们那间堪称“陋室”的研究室里，他率领大家一步一步前进。花开花落，数易寒暑，用心血和汗水结晶出了磷32、磷47、灭锈一号、除草剂一号四个品种的农药，有机磷杀虫剂、有机磷杀菌剂、有机磷除草剂，开始撒到了大江南北某些地区的农田里。产生了效果，国家给予了科研成果奖。我们研究成果之一“燕麦敌2号”除草剂，在七十年代初已在青海投入小量生产，为西北地区小麦地里防除野燕麦草作出了贡献。

先师是非常重视理论研究的，对有机磷化合物的互变异构现象和水解动力学，有机磷离子交换，有机磷化学的反应机理等等，特别是对有机磷化合物的化学结构和生理性能的关系诸方面，他领导我们着重研究、积累了大量数据。我们制成了离子交换剂，对含磷的不同价键，如P-O、P-N、P-S、P-C键的稳定性和其生理活性的影响也有进一步的认识。1957年，他从国外考察归来，在开展有机磷化学研究的基础上，积极准备开展有机化学中的新分支——元素有机化学的科研工作。

在六十年初召开的第二次全国科技、农业会议上，周恩来总理再次号召把农药研究和元素有机化学研究搞起来，填补我国科学的空白，促进农业生产的丰收，并决定在南开大学成立研究所。在全国农业规划会议上，石先老师作了《关于我国农药生产特别是有机磷农药生产的几点意见》的报告，他说：使我国农业生产早日过关，植保水平很快接近和赶上世界先进的国家，我个人和许多农药研究工作者都是抱有信心的。聂荣臻副总理和他详细讨论了南开大学建立元素所的规划。石先老师以极大的热情和魄力，使元素所于1958年10月建成。根据教学、科研并举，教育与劳动生产相结合诸原则，建成了“敌百虫”、“马拉硫磷”两个农药生产车间。

农药科研成果，一个一个相继推出。在杭州召开的全国农药会议上，石先老师主动承担了24个项目的农药研究牵头任务，元素所是这24个项目的负责单位之一。元素所接受了国家交给的研制防治水稻白叶枯病的农药研究，石先老师高兴极了，因为他早就考虑了这个课题。(www.xing528.com)

据联合国粮农组织统计，世界水稻种植面积92.3%在亚洲，产量占世界稻谷总产量92.6%。而中国水稻种植面积和产量均占世界第一位。水稻有各种病害，最严重的是稻瘟病、纹枯病和白叶枯病。前两种病已有药物可以防治，唯独白叶枯病无药可治。白叶枯病成了水稻的“癌症”。近几十年来，白叶枯病在亚洲种水稻的国家广泛流行，在我国水稻产区也累有发生。特别是遇到大雨和暴风，传染起来，非常可怕，一夜之间，可使成千上万亩稻子变得枯黄。因这个“癌症”，我国水稻每年减产大约10%左右，个别地区减产高达四五成，这是一种毁灭性的水稻病害。尤其令人痛心的是，我国科技人员研究成功的高产水稻新品种，亩产可高达1500斤左右，在两湖可种两茬，两广可种三茬，而这种杂交品种最大缺点是容易发生白叶枯病。五十年代无药，六十年代还是无药，七十年代有药了，但不属于我们。七十年代初，一位资本主义国家的科学家，制成一种防治水稻白叶枯病的农药，作为这个国家的专利，对我国严密封锁，虽同意卖给我们，而售价十分昂贵。为了给水稻治病，国家每年不得不花大量外汇进口几百吨这种农药。有的农民心疼地说：这种洋药，真比吃白糖还要贵！对于从事农药研究几十年的老科学家，他无论如何是难以忍受的，就是我们这些年轻一代的助手们，也实在不能憋着这一口气。我们依依于老师左右，决心攻坚，研制根治水稻“癌症”的农药。

杨石先老师目光远大，案头总有国外报刊。随时收集、关注着世界农药发展状况的老师，他向我们详细介绍了当前世界农药发展的情况，并且把他摘录的十万多张卡片中有关化学农药的部分，一沓一沓整理出来，交给杀菌剂组，让同志们翻阅、参考。他从《美国化学文摘》中，发现日本研制防治白叶枯病农药已见端倪，非常注意这一信息。他说，堡垒已经发现了，如何把它攻破，进而占领下来，我们有用武之地了。他明确公开提出：借鉴外国的经验，搞自己的新农药。元素所调集了最强的人力，充实“杀菌组”。在他的领导下，大家经过一年多的苦斗，做了差不多一百个合成物，试验了一个又一个方案，“皇天不负苦心人”，新的农药终于试制成功了！它可以一举便全歼水稻的白叶枯菌，因此命名为“枯叶净”表明它能将白叶枯菌杀得干干净净。经国家有关部门鉴定，批准投产，推广使用。它每吨的生产成本不到“舶来品”的一半，而能使高产杂交水稻每年至少增产一两成。已经白霜染鬓，步履蹒跚的老师，不胜雀跃，象年轻了很多。一般说来，就是在科学发达，设备精良的国外某些机构，研制一种较高水平的农药，大都要花十年左右的时间，而先生率领南开大学元素所的科研人员，只用了两年半的功夫，就征服了水稻“癌症”这个不治之症，填补了我国农药的又一个空白。

对于植物激素的研究，茹玉在老师身边所受的启迪十分深刻，终生难忘。

激素最初用于植物学上是在1909年，德国科学家Hans Fitting从兰花的花粉中提取到一种可以刺激植物生长的物质，因而定名为“激素”。三十年代出现的赤霉素和四十年代的细胞分裂素等等，相继步入植物激素的行列，它们可以有效地用于调节水果、花卉、蔬菜的生长。七十年代外国已有试用植物激素于农业上，使农作物增产的先例。我国虽有个别单位在搞，但尚处于初试阶段。石先老师早已密切注视着国内外植物激素研究的情况，他作了上千个卡片。他说：我们研究杀虫剂、杀菌剂、除草剂、防治病虫害，保证作物收成，而从某种意义上来说，还是被动的。要控制作物本身的生长，使它们听从人的安排，还得靠植物激素。那时，茹玉由他的推荐，正担任着元素所的所长，也是老师最直接的助手，对于老师的卓见，不仅钦佩之至，而且心悦诚服地接受了。茹玉在那几年也注意了这个问题，并向老师提出：激素很有搞头！

石先老师从来不把自己的观点强加于人，他认为要加强植物激素研究，打开农药研究新领域的认识，被他的学生、被元素所同志们认识了，他就非常高兴，他就象“催化剂”那样，加紧催化作用，于是元素所的“激素组”组成了。在短短几年间，研究初出成果，一种新的植物激素研制出来。一亩地里只要喷几克，大豆就长得秆壮、叶肥、荚多、粒大，可增产两三成，含油量也很高。起名为“大豆激素”。

茹玉不满足于搞出了这种“大豆激素”，因为那毕竟还是循着别人的路子走的。我们应该从理论上和实践上进一步探讨、研究、开拓出一条新路，从我国天然植物中提取激素，还要它适合于工业大量生产……”素有创见、勇于探索精神的老师，对茹玉加以赞许，并循循善诱。

一位远在甘肃靖远县教中学的有志之士高兆文老师给石先教授写来一封信，说他多年从事一项研究：从野生的骆驼蓬草中提取一种可以促使粮食增产的化合物，取得了奇妙的效果，用这种化合物作实验，小麦增产了26%，千粒增重8.8克；玉米则增产14%，千粒增重96克。可是限于条件，无法进一步钻研、探讨，所以写信并附上科学实验报告向老专家请教。

这封来自河西走廊的信，使从事几十年农药研究的老专家，激动不已。他立即给高兆文复信，充分肯定高兆文同志的研究工作的意义，并且告诉对方：骆驼蓬草在我国北方、蒙古、苏联都有，在土耳其、巴基斯坦、印度、埃及等国也有生长，不少人进行过研究，但所提出的都是生物碱类化合物，可用于医药，而没有发现有刺激作物生长的机能。这就需要对它所含各项成份进行萃取、分离、分析，才能取得科学结论。老师诚恳地表示要帮助这项研究工作的进行。元素所自然也当仁不让，要抽力量来协助。见识广阔如天地，而心细如发丝的恩师，汇出邮费，请远在西北的高兆文老师把成熟越冬的骆驼蓬草根、茎、叶和种子等等实物寄给我们，作为分析的样品。

样品很快寄来了，元素所激素组在茹玉指导下进行从骆驼蓬草中提取植物激素的研究。几经奋力拼搏、协力攻关，经过研究、分析证明，这种野生骆驼蓬草中含有植物生长抑制素。进而又对它进行了化学结构分析研究，证明有效成份的化学结构。田间初步试验结果表明骆驼蓬草的粗提物和纯品一样可以使小麦增产，植物激素研究有了重大发现。

在首都北京召开的亚非拉几十个国家的科学会议上，石先老师作为我国代表团的领导人之一，作了我国农药发展概况的报告，受到国际科学界的好评。以农立国而农药科学属于空白的中国，先师为中国农药史书写了开篇和崭新的章节。我们为此而感到自豪。