作者簡歷
沈允鋼，植物生理學家。1927年12月2日生於浙江杭州，1951年浙江大學農業化學系畢業。中國科學院上海生命科學院植物生理生態所研究員。主要從事光合作用能量轉換機理和光合機構運轉調控研究。1982年因光合磷酸化高能態的發現及有關機理研究獲國家自然科學獎二等獎。代表性論著：《動態光合作用》、《Dynamic approaches to the mechanism of Photosynthesis》、《二十一世紀的綠色植物產業展望》，曾任中國科學院植物生理研究所研究室主任、所長、聯合國環境規劃署的熱帶、亞熱帶草地生態系統的生物生產力和光合作用項目中國區域中心負責人，國際光合作用委員會委員和亞非國家執行主席。還曾任《中國科學》、《科學》等重要學術期刊的編委。1980年被選為中國科學院學部委員（院士）。
我是1951年夏天從浙江大學畢業後，分配到中國科學院實驗生物研究所植物生理研究室（1953年分出成植物生理研究所），跟隨殷宏章先生工作。非常幸運，我得以在名師指導下成長。殷先生剛從國外回來，想開展光合作用研究。當時，實驗室初建，條件較差，因此殷先生要我先做一些水稻、小麥籽粒中澱粉合成的生化研究。20世紀50年代正是世界上光合作用研究突飛猛進的時期。其中以卡爾文等利用放射性同位素14C揭開了光合碳同化途徑的奧秘最引人注目。可是我當時卻把主要精力放在澱粉合成的生化研究上，而對光合作用想得不多，感到它的過程太複雜，需要高精尖的儀器設備和技術，當時難於獲得。
達到「柳暗花明又一村」的境界
殷先生說科學研究常常如此，在探討問題的過程中，往往會感到「山重水複疑無路」，但只要把這事情放在心上，隨著科學技術的進步、認識的提高，會逐漸找出辦法，達到「柳暗花明又一村」的境界的。
殷先生循循善誘，要我去做一項田間實驗，分析水稻籽粒中合成澱粉的物質來源。通過測定我認識到，原來籽粒中的物質基本上都是開花後由光合作用新形成的。從此，我對水稻開花後光合作用對形成產量的重要性有了較深刻的體會。後又做了小麥籽粒中物質來源的測定，同時還試測了小麥旗葉的光合作用。使我們感到驚奇的是，在上海小麥旗葉雖然看來生長正常，但卻測不到多少光合作用，而將同一設備帶到河南去，則可測得小麥旗葉有顯著的光合作用。想不到類似的小麥葉片在不同情況下光合作用竟有那麼大的差別，而這個差別很可能是河南的小麥產量常常比上海高的原因。我很想對兩地大田光合作用效率差別的原因加以深究，但當時還沒有可帶到野外去測光合作用的合適設備，兩地粗粗比較一下已很不容易，要追查其差別的原因就無從入手了。我將這苦悶向殷先生訴說。他開導我說，既然體會到光合作用研究的重要性，就要下決心從研究光合作用的基本理論做起。這時，國外剛發現了非循環光合磷酸化，即知道了葉綠體在光下從水中放出氧氣並將電子傳遞給輔酶Ⅱ的同時，還能耦聯磷酸化，使人們對光合磷酸化在光合作用中的地位認識得更清楚了。我感到這項工作與光合作用效率有關，困難雖多，問題卻較明確，就和大家分工合作來做。
經過近一年的努力，大家終於同心協力地完成了光合磷酸化量子需要量的研究。1960年秋，殷先生將工作報告帶到第五屆國際生化會議上去發表時，其他實驗室也完成了類似的工作，而我們的工作還是做得比較好的。通過這些年從事基本理論與實際問題結合的研究，我已經由一個過去不願多接觸光合作用研究的青年而變成了一個「光合迷」。我深深感謝殷先生把我帶入了這樣一個重大而又充滿著奧秘的研究領域。
通過對光合磷酸化量子需要量的測定，不僅獲得了可靠的結果，還使我們遇到了不少值得深入探討的問題。這樣，我們實驗室圍繞光合磷酸化問題對光合作用能量轉換機理展開了多方面的研究，在20世紀60年代初就接連發表了十幾篇論文。因此，我們成為國際上對光合磷酸化較早開展研究的實驗室之一。當1985年人們為祝賀光合磷酸化發現者Arnon75歲誕辰要出版一本專集，邀請我們也提供一篇綜述，我寫的一篇題為《光合磷酸化機理的生理探討》。
重視光合基礎與應用研究相結合
殷先生經常強調要把光合作用的機理與生理結合起來。因此在殷先生的指導下，我們逐漸既重視光合作用機理研究，又注意和生理結合，這樣可克服離體實驗可能帶來的扭曲，還有助於將研究成果應用於生產實際。
生理研究注意綜合地了解生物表現出來的功能，而機理探討則需深入到分子等水平上分析其具有這些功能的原理。前者常常要考慮多種複雜因素的影響，後者則希望簡化實驗的條件，因而要把二者結合起來常常是相當困難的，這需要從兩方面都努力延伸。殷先生不但鼓勵我們去做，而且他還帶頭去開拓。
在20世紀50年代末，我國農業中大搞密植深耕創高產的試驗，我們所派出不少科技人員去蹲點總結經驗，我也參加到河南西平去了解小麥高產的情況。我在農村蹲點時，深深感到缺乏在田間探測作物光合作用的手段，因此，在調回所裡搞光合作用基礎研究後，仍和同事們摸索了幾種可以到野外測定光合作用的方法，包括改進半葉乾重法、用塑膠袋到田間取氣樣帶回實驗室分析的技術等。這樣，我們雖然主要搞基礎研究，但也在夏季到田間做些生理工作，並努力使之和基礎研究結合起來。在這些工作中也得到了一些值得深入探討的結果。例如，我們觀察到各種植物光合作用形成的產物及其輸出有兩類不同的規律：一類是水稻、小麥、蠶豆等，其葉片中形成的產物以蔗糖為主，在白天進行光合作用時大部分產物已輸出葉片；另一類是棉花、大豆等，其葉片中形成的產物以澱粉為主，在白天進行光合作用時大部分產物留在葉中，待夜間才輸出。
早在開始研究光合作用產物的積累、轉化與運輸時，我們就注意到了提高光合作用效率的問題。1975年，我和同事們開展了覆蓋栽培下的二氧化碳施用的研究，證明增加二氧化碳濃度是提高作物光合作用效率的有效途徑之一。近年來，我們對植物葉片光合作用「午睡」現象作了探討。實驗結果表明，葉片在中午光合作用降低的原因，在很多情況下與中午前後空氣溼度較低和溫度較高所導致的大氣飽和差的增大有關，為「午睡」現象的分析提供了較系統的證據。我們在中午採取噴霧處理提高空氣溼度的辦法對在灌漿階段的小麥進行了試驗，獲得明顯的增產效果。
我們力求將機理研究和生理研究結合起來的願望碰到了較好的機遇。1983年我們到比利時去參加第六屆國際光合作用會議。英國科學家Hall教授來找我，希望我們能承擔聯合國環境規劃署的科研項目「熱帶亞熱帶草地自然生態系統的生物生產力和光合作用」的中國區域中心的工作。我們同意了。他們就在1984年到上海來在我們協助下開辦一個光合作用知識和有關技術的培訓班，全國各地有幾十人來參加。接著我們就和位於浙江富陽的林科院亞熱帶林業研究所合作測定毛竹的生物生產力和光合作用。這促進了我們的光合作用研究向生態方面擴展。我們不僅努力完成所承擔的聯合國環境規劃署的科研項目，而且還連續多年在夏天到青海去研究高原自然條件下植物的光合作用。那兒日照強、晝夜溫差大、但氣壓低，所以植物光合機構的運轉有不少特點。因此，1989年我應邀到瑞典參加第八屆國際光合作用會議作專題報告時就以「在自然環境中光合作用的一些限制因素」為題，力求把光合作用生理和機理結合起來分析。
光合作用研究前途無量
我國人均資源佔有量遠低於世界平均水平，人均耕地面積僅為世界平均水平的1/6，更需要加強光合作用研究來提高植物生產力和改善環境。
通過近60年的光合作用研究，我對其意義的認識在不斷增加。它不僅是植物獨有的功能，影響著植物生命活動的各個方面，而且與地球上所有生物的演化和繁榮都有極其重要的聯繫。現在我們人類社會的物質文明，由於無節制地開採礦產資源、濫伐森林、亂墾草原等而面臨難以為繼的困境，因此已將「可持續發展」逐漸當作中心議題。它牽涉的方面很多，其中以食物的供應、可再生資源的生產和合適生存環境的維護為最重要，而它們都和如何改善植物的光合作用功能有緊密聯繫，因為光合作用利用太陽能將無機物合成有機物是規模最大、最切實可行的過程。人們的食物直接或間接都來源於光合作用合成的產物，在可見的將來仍只有這條出路。光合作用產物轉化而成的各種有機物，如纖維、橡膠、木材等，早已是人類生產中大量應用的可再生物質資源，今後種類還會大量增加。最近，由於感到石油、天然氣等化石燃料（它們也是過去由光合產物轉變而成的）在21世紀中將消耗殆盡，所以尋找可再生能源已成為人們非常關心的問題，其中如何加強植物的光合作用，並設法高效利用其合成的物質，最後又可充分利用其中所固定的太陽能來作燃料實在是最基本和切實可行的途徑。關於維護合適生存環境，現在人們談得最多的是由於大量燃燒化石燃料導致大氣中有溫室效應的二氧化碳濃度增加而引起全球氣溫劇變所造成的災害問題。其重要的解決途徑之一，就是大量使用當代光合產物作燃料，並加強樹木的光合作用將它轉變成有機物較長期地貯存起來。
總之，世界的演變使我認識到光合作用在社會可持續發展中的作用越來越重要。我雖然已年過八十二歲，但仍應繼續認真鑽研，積極做一些力所能及的工作。近幾年來，我們著重探討光合機構的運轉與調節，把光合作用的機理和生理研究進一步聯繫起來，力求既能在理論上深入，又能開拓通向農業等實際應用的途徑。
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沈允鋼長期從事植物的光合作用的研究，從上世紀 50年代開始，就進行植物體內碳水化合物轉化的研究，證明b-澱粉酶可通過迅速分解引子澱粉而影響磷酸化酶合成澱粉的能力，否定了國外文獻中認為有直接抑制作用的觀點；60年代開展光合作用機理的研究工作，發現了光合磷酸化過程中高能中間態的存在，提出高能中間態有多種存在形式及偶聯因子的變構不同會影響高能中間態的散失和偶聯效率。其後又進一步研究能量轉化功能與膜結構的關係，光合機構的運轉及其調控等。
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