綠色農藥全國重點實驗室,這支由中國工程院院士、貴州大學校長宋寶安教授領銜的科研團隊,近二十年來默默守護農作物的健康,用科技的力量為中國農業筑起一道綠色防線。
從院士到“90后”博士生,他們在實驗室里探索分子奧秘,在田間地頭解決實際問題,他們的足跡遍布全國20多個省市,推廣面積超過2.8億畝次,更將中國方案帶到“一帶一路”沿線國家。
讓絕產稻田重獲新生
2010年,南方水稻黑條矮縮病毒在全國大面積爆發,發生面積達1790萬畝,造成近百億元經濟損失。這種被稱為植物“癌癥”的病害,直接威脅我國水稻生產安全。
在云南施甸,這個曾連續3年絕收的重災區,宋寶安院士帶領團隊扎下了根。他說:“看著一片片絕收的稻田與農民的無奈失望,內心焦急萬分。”那幾年,宋寶安在云南、廣西、江西、湖南、貴州等省區建立了30多個防控示范基地,但施甸是他最牽掛的地方。
第一年關鍵時期,宋寶安幾乎每周往返貴州、昆明,白天田間觀察記錄,晚上分析數據、調整方案,爭分奪秒與病毒、災情賽跑,確保實驗室工作與現場防控有序推進。
歷經5年努力,宋寶安終于找到遏制該病的有效辦法:以自主創新的抗病毒劑毒氟磷為核心,構建藥劑種子處理、藥劑健身栽培和大田蟲病藥劑協調使用的全程免疫防控技術體系,解決了病毒病防控的技術難題。令人振奮的是,在云南施甸縣,此前5000多畝水稻連續3年絕產,成功防控后,在原畝產400公斤左右基礎上,每畝增產268公斤。
面對植物病毒病這一農業的“隱形殺手”,傳統農藥常常力不從心。宋寶安團隊選擇為作物“強身健體”——通過研發綠色免疫誘抗劑,激活植物自身的防御系統,構筑起一道無形的“綠色盾牌”。
團隊成功創制的毒氟磷,猶如給水稻穿上了一件“防護甲”,有效抵御南方水稻黑條矮縮病,且兼具低毒、環境友好的特性。而從天然香草醛中獲取靈感的香草硫縮病醚,則像是蔬菜的“免疫疫苗”,結構簡單、安全性高,為蔬菜病毒病防治提供了全新方案。創新產品氟芐硫縮誘醚,不僅能抗病抗逆,還能促進作物生長,實現“一舉多得”。
在綠色農藥全國重點實驗室里,瓶瓶罐罐中裝著改變中國農業的“秘密武器”。“植物醫生”們堅信,真正的科研成果不僅要寫在論文里,更要寫在大地上。
綠色農藥全國重點實驗室教授吳劍對2020年春天記憶猶新,那一年他和實驗室的金林紅教授在宋寶安的帶領下,開啟了“茶園奔波模式”。他告訴記者:“經常是天沒亮就出發,開車四五個小時趕到茶園,晚上就住在鄉鎮的小旅館里整理數據。”
他們的足跡遍及貴州水城、貞豐、晴隆、納雍、沿河、七星關等地。吳劍說:“我們在茶園現場開展培訓,指導茶農科學施肥、識別早期病蟲害,給大家示范綠色防控物資的正確使用方法。”同時,他們還帶去了花生種子、肥料和防控物資,推廣“茶間套種花生”模式,既保障茶樹正常生長,又為茶農增加一份額外收成。
最讓吳劍感慨的是在畢節納雍示范區的經歷:“我們不僅通過媒體公開成員的技術專長和聯系方式,將‘技術熱線’送到茶農手中,還創新推廣‘茶間套種花生’模式。之后,示范區每畝花生產量達88.9公斤,茶農直接增收1770元。”
“那一刻,所有的奔波都值了。”吳劍說,“科研不是冰冷的數據,而是能實實在在變成農民口袋里的‘真金白銀’。”
傳統化學農藥的“無差別攻擊”曾使農作物與害蟲共同遭受損失,而如今高效低風險的化學農藥經過精準優化,使得“化學防控+天敵補位”成為可能。
綠色農藥全國重點實驗室教授臧連生說:“看著草地貪夜蛾、菜青蟲等害蟲嚴重發生時田間作物被害程度觸目驚心,化學農藥遺留的藥瓶在田間地頭隨處可見,我們需要找到更環保的解決方案。”他深耕“以蟲治蟲”研究20年,目前,臧連生開發出的赤眼蜂產品在東北地區已被政府招標采購,年推廣應用面積達200余萬畝,成了農田里的“天然護衛軍”。
如今,智能化技術為綠色防控注入新動力。AI病蟲害識別系統能預判害蟲爆發節點,植保無人機實現厘米級精準施藥,區塊鏈溯源技術讓農戶對“活的農藥”更加信任。
在實驗室里,綠色農藥全國重點實驗室教授金智超攻克了另一個難題。他和團隊為了除草劑-氟砜草胺手性清潔工藝進行創制,他說:“我們連續三個月跟進研發進度,基本上和團隊成員工作到凌晨兩三點。”
他認為:“傳統的農藥研發思路更多是尋找高效殺滅活性,而未來綠色農藥的核心將轉向精準調控與智能管理。未來的農藥不再是‘廣譜毒藥’,而是針對特定問題的‘精準手術刀’和‘智能開關’。”
這些堅持換來了豐碩成果,綠色農藥全國重點實驗室先后承擔國家和省部級科研項目300余項,科研經費達3億余元。2012年至今,全球共批準20余個除草劑新品種,其中7個來自貴州大學等單位合作創制,占全球三分之一。此外,綠色農藥全國重點實驗室還聯合武漢人工智能計算中心、華為公司研發的神龍一體機,開創了全球人工智能輔助農藥創制的先河。
新生代在綠色田野上扎根
在這支“植物醫生”隊伍里,年輕一代正在快速成長。
綠色農藥全國重點實驗室博士研究生陳順紅談及選擇這個領域的初衷,他說:“我選擇綠色農藥源于對生態環境和食品安全‘雙重關注’。傳統化學農藥雖然保障了糧食安全,但也帶來了殘留、抗性和環境污染等問題。我希望找到一種既能有效防控病蟲害,又能保護青山綠水的方法。”
回憶起第一次下田的經歷,陳順紅依然記憶猶新:“研二的時候,我們去遵義湄潭的茶園做試驗。心情既興奮又忐忑,興奮的是終于走出了‘象牙塔’,來到了真實而立體的農業戰場。書本上描述的病蟲害變成了眼前活生生的生物,而我們合成的化合物將在這里接受最嚴格的檢驗。忐忑的是,田間的復雜性遠超實驗室可控條件,溫度、濕度、光照、降雨、土壤微生物環境等無數變量都在影響著藥效。”
理論世界的精致與田間現實的粗糲形成巨大反差,博士研究生張義用更生動的比喻描述這份體驗。他說:“在去田間之前,我沉浸在實驗室的‘可控世界’里,覺得手握‘利器’,可以解決大問題。然而到了真正的田間,一切都變了。我面對的是一片廣闊、開放、充滿無限變量的復雜系統。在培養皿里‘有效’是簡單的,在廣闊的田野里‘有用’才是真正的挑戰。”
張義說:“有一次在遵義務川縣的蔬菜基地,我看到一位老農正在噴灑農藥,雖然戴著口罩,但刺鼻的氣味依然讓人難以忍受。那一刻我意識到,我的科研工作充滿了重量感和使命感。”
盡管綠色農藥研發被形容為“萬里挑一”的艱難,這群年輕人卻義無反顧。張義說:“我們遵循著從成千上萬個化合物中篩選,到溫室復篩幾百個,再到田間試驗幾十個,最后能進入全面開發的往往只有幾個的規律。任何一個環節出現問題,都會導致前功盡棄。最終能走到終點的,往往只有‘天選之子’。”
中國方案走向世界
如今,這支“植物醫生”團隊的綠色防控技術已經漂洋過海,在“一帶一路”沿線國家生根發芽。團隊獲批國際聯合實驗室、“高效低風險農藥學科創新引智基地”等省部級以上國際合作平臺。
在斯里蘭卡的茶園里,來自貴州的綠色防控技術讓當地茶產業實現綠色轉型,草甘膦等化學農藥用量直接減少了30%。團隊還在“一帶一路”沿線國家完成了近百個綠色農藥新品種和新制劑的登記推廣工作。
團隊成員告訴記者,農藥是保障糧食安全的戰略物資,但也必須是綠色的、安全的。他們研發的新型除草劑每畝用量只有傳統藥劑的十分之一,效果卻更出色。針對水稻細菌性條斑病,團隊研制的截短側耳素每畝用量僅50毫升,防控效果高達70%,比常規銅制劑的防效提高了20%。
在他們的實驗室墻上,寫著這樣一句話:“把技術送進鄉、讓成果惠于民。”
在貴州43個產茶縣,綠色防控技術讓茶園綜合防效超過85%,農藥使用量減少約30%,茶青產量提高20%以上。“生態為根、農藝為本、生防為先”的茶園全程綠色防治技術體系,正讓“干凈茶”成為中國茶最靚麗的名片。
對于未來,這群科研工作者有著自己的見解和期待。陳順紅充滿期待地說:“綠色農藥的未來將朝著更精準、更智能的方向發展。基于人工智能與大數據的精準設計將成為關鍵,未來的農藥將不僅僅局限于傳統的‘毒殺'作用,還要開發能夠激發植物自身免疫、干擾害蟲行為或特異性調控昆蟲生長發育的新靶標和新機制。”
吳劍則強調要突破“卡脖子”技術:“目前,我國在原創性分子結構、靶標以及重磅綠色農藥品種等領域仍然受到制約。我們要加強基礎研究,打造中國農藥的核心競爭力。目前在宋寶安院士的帶領下,正大力推動的氟芐硫縮誘醚、香草硫縮病醚、異唑蟲嘧啶等創新產品的登記工作,未來還將繼續推進這些產品的應用技術研究與示范推廣。”
從實驗室到田間,從貴州到世界,這群“植物醫生”的論文,不僅寫在期刊上,更一頁頁地,寫滿了生機勃勃的田野。