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时，心灵受到极大触动，就想着怎样才能让农民吃得饱。”他在上学时就思考，人们可以在陆地上农耕，生产粮食和蔬菜，为什么不能在海上生产紫菜、萝带和礁膜呢？为了明志，他给自己取字号“泽农”。从厦门大学毕业后，他留校工作。这期间，他的“泽农”理想就定位在“耕海”上了。
人们熟知海带和紫菜是物美价廉的大众化海产品。海带，营养丰富、味美，又能防治甲状腺肿，是一种老少皆宜食用的食疗海产品。可是54年前，紫菜的生活史一直是一个谜，中国原来不产海带，无法进行人工采苗和养殖。他说：“我要为人们饭桌上添这道菜。”
如果掌握了孢子的来源，便可像农民在土地上种庄稼一样在海里种紫菜。
为了这道菜，他认为，科学必须有第一手可靠的资料！而第一手资料来自现场与实践。为了取得大量数据资料，他带头跳到齐腰深的海水中去。饿了啃几口干馒头，渴了喝几口凉水，困了在船舱里打个盹。那场景，如果说他是科学家，是院士，恐怕谁都不会相信。一组组数据，一遍遍争论，一个个不眠之夜……对全国海藻资源进行了无数次调查研究，在荒无人烟的海滩和神秘莫测的海底采集了数千号海藻标本，这些标本成为中国最早的海藻资料。曾呈奎和他的合作者完成了紫菜生活史的研究，在实验室内证实了秋季海面上出现的大量的孢子是壳孢子，这正是养殖紫菜需要的孢子。原来壳斑藻晚秋生成的壳孢子，萌发为幼体后长成叶状体紫菜。这样完全依靠大自然恩赐“种子”的历史从此宣告结束。“壳孢子”一词由曾呈奎定名，得到国际藻类学界的普遍承认，解决了紫菜栽培中的关键问题，使紫菜的大量人工栽培成为现实，南北方两种紫菜的丝状体培养、全人工采苗和养殖技术迅速取得成功。同时，他又对渤海、黄海和南海调查，开展了我国海藻资源和分类区系的研究，发现了几十个新种、几个新属、一个新科和一门藻类的新记录，奠定了中国藻类分类学在国际学术界的地位。从50年代末开始，这一成果在全国推广，使人工栽培紫菜业迅速发展起来，中国紫菜年产量现已达一万多吨干品，成为世界上第三大紫菜生产国。
海带、紫菜等大型海藻人工栽培取得的成功，直接推动了我国海水养殖第一次“浪潮”的兴起。
海带人工养殖难以扩大规模，主要卡在育苗上。中国早期养殖海带采用秋苗培育法。这种方法虽然采集到了海带苗，但生长期短，多数过不了盛夏就死了，而且有杂藻威胁。在海上培育秋苗生产力极低。
为此，60年代初，曾呈奎指出海洋水产应走农牧化道路，他提出的海洋水产生产农牧化的系统理论，受到沿海各省的高度重视并被采纳。近20年来，世界范围内海洋生物资源的枯竭现象日益明显，而中国海水养殖业飞速发展，兴起藻类、虾类、贝类、鱼类养殖浪潮，使中国成为世界上第一个养殖超过捕捞产量的国家，成为世界上最大的海水养殖大国。
在追求理想的航程中，曾呈奎不断挑战自我，超越自我。对中国藻类分布、形态生活史深有研究的曾呈奎，细心地观察海带初夏的变化情况，发现海带晚春初夏也放孢子。他提出用夏苗代替秋苗新思路，使中国人工养殖海带实现了质的飞跃。曾呈奎与助手采取海带夏苗人工低温培育法，在灯光照明的冰箱中成功地培育出了海带夏苗，并安全度过炎热的夏天，秋天将苗下海养殖，一举成功。从此，海带“种苗”进入了大量生产的阶段，使单位面积产量提高了30％—50％。随着切梢增产法、合理密植法、夏苗病害防治法等新方法的诞生，海带人工养殖发生了革命性变化，并从北到南迅速普及全国，成为世界上最大的海带栽培国，年产量占世界海带产量的95%，该成就震惊了世界藻类学界，并为人类进一步开展虾、贝、鱼类的养殖业生产开创了一个成功的先例。
曾呈奎在藻类学以及海洋水产农牧化方面做出的贡献是巨大的，得到了国内外学术界的广泛承认和高度评价，在第2届国际藻类学大会上，曾呈奎当选为国际藻类学会主席，成为我国科学家在重要的国际性学术组织中担任最高职务的少数科学家之一。
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