新型生物農藥 助力病蟲害綠色防控

文/劉榮 毛艷玲

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新型生物農藥 助力病蟲害綠色防控

文/劉榮 毛艷玲

邱德文在遼寧丹東蘆葦示范現場查看植株情況

作為世界上第一大農藥使用國，我國化學農藥的單位面積用量是世界平均水平的3倍，且隨著耕地面積減少反而逐年增加。曾有人指出，我國化學農藥實際使用率僅為30%，剩下70%的化學農藥都流失到了環境中，由此帶來的環境生態危害可想而知。

化學農藥的過量使用，不僅造成生產成本的增加，同時也威脅著公共健康和農產品質量安全。2015年，農業部制定了《到2020年農藥使用量零增長行動方案》，這將會對化學農藥的發展造成一定影響。

生物農藥因此開始躍入大眾視線。這種利用生物活體代謝產物對害蟲病菌、雜草線蟲鼠類等有害生物進行防治的一類農藥制劑，因對環境和作物影響較小，被認為是維護農業環境生態平衡的理想制劑。

防控方式可以更環保

2014年，由中國農業科學院植物保護研究所（以下稱植保所）副所長邱德文研究員研制的植物免疫生物蛋白誘抗劑—阿泰靈，成功通過農藥登記，并由北京中保綠農科技集團有限公司生產，正式投入市場。

經過2年多的示范推廣，目前阿泰靈應用面積已達近千萬畝次。試驗數據顯示，該藥對水稻條紋葉枯病的防治效果為65%，對番茄黃化曲葉病毒病的防治效果為68%，對煙草花葉病毒的防治效果為75%。

作為全球首個植物免疫蛋白農藥，阿泰靈憑借自身獨特的作用機理和效果，吸引了各界的關注。在2015年12月12日舉辦的第九屆中國產學研合作創新大會上，因在蛋白質藥物工程、成果轉化、推廣等方面所作的貢獻，阿泰靈相關研究成果斬獲2015年中國產學研合作創新成果一等獎。這意味著，阿泰靈的創新性研制和產業化推廣，得到了國家的認可和肯定。

不僅如此，消費者對阿泰靈的評價也很高——“有效果，沒有繼續惡化。”“不錯，大的菌塊很快變軟掉落了。”“第二次買，一如既往地好用。”在阿泰靈網絡銷售平臺上，許多用戶已經不是第一次購買阿泰靈。究竟是怎樣的神奇療效，讓阿泰靈得以迅速打開市場呢？

據了解，在水稻黑條萎縮病防治實驗中，噴施阿泰靈12天后，原本矮化、僵化的植株，根部又重新恢復生長；在番茄黃化曲葉病防治實驗中，原本褪綠發黃、生長停滯的植株，施用阿泰靈7天后，病毒不再蔓延，新發葉片生長正常；在玉米矮縮病防治實驗中，連續兩次施用阿泰靈后，原本莖稈變粗、生長停止的植株恢復正常生長；在煙草花葉病毒防治實驗中，施用阿泰靈7天后，新發葉片正常，病害得到有效控制。

邱德文對這個自己耗時13年的成果，充滿了信心。他介紹說：“阿泰靈能夠誘導植物產生抗性，抑制病毒基因表達，控制病毒繁殖，并通過細胞活化作用，修復受損植株，促根壯苗。在此過程中，它還能激發植物體內基因表達，使植物產生具有抗病作用的幾丁酶、葡聚糖酶、PR蛋白等，誘導植物發揮多重防御反應，提高自身免疫力，實現抗蟲抗病。”

值得一提的是，在抗病毒的功能之外，阿泰靈還能夠促進光合代謝調控和葉綠素的形成，以及根系的生長，有效改善作物品質，使產量提高10%以上。邱德文表示，阿泰靈對番茄晚疫病、稻瘟病、大白菜軟腐病等細菌、真菌性病害有著很好的防治效果。

“一般農藥采取的是比較‘野蠻的滅殺’方式，這種方式除了消滅了病蟲害，有時也可能對植物本身造成傷害。而阿泰靈則是通過激活植物自身免疫系統，改善植物健康狀況，增強植物抵抗力，從而抵御病蟲害。”邱德文說，阿泰靈的做法更“溫和”，也更綠色環保，這也是生物農藥與化學農藥最本質的不同。

據悉，阿泰靈是中國農科院植保所的專利產品。作為新型生物農藥，它具有成分唯一、市場競爭品少、綠色環保、無抗性等優勢。截至目前，阿泰靈已獲得北京市科學技術二等獎、中國農科院科技成果二等獎等獎勵。美國環境保護委員會授予邱德文“美國總統綠色化學挑戰獎”，并評價其用蛋白質治療植物病蟲害是農藥行業的綠色革命。

植物也可以有免疫

研制阿泰靈的過程中，邱德文遭遇過種種不懷好意的揣測，但他從沒懷疑過自己的選擇，更沒想過放棄。他的心中只有一個信念：利用自己的專長，為實現病蟲害綠色防控做一些力所能及的事情。

談及自己用13年孕育的這項成果，邱德文認為，阿泰靈不僅改變了傳統農藥的使用觀念和用法，更為重要的是，它向大眾傳遞了一個全新的概念—植物免疫誘抗劑，也可稱作植物疫苗。

這是繼人疫苗、動物疫苗之后，疫苗工程技術出現的新事物，是在揭示植物—病蟲害—生物農藥三者關系理論基礎上科學控制病蟲害的新實踐，也是當前國際生物農藥創新創制熱門研究領域。

業界普遍認為，植物疫苗無毒、無殘留、性能穩定、便于規模化生產、操作簡便，它的出現將會為生物農藥的創新發展樹立新的里程碑。

2002年，邱德文回國。在此之前，他在美國從事了長達8年的植物抗性蛋白相關研究。此番回來，他希望借助“863”計劃“新型多功能農藥創制關鍵技術研究與產品開發”課題研究的機會，嘗試新的思路，研制一種誘導免疫的農藥。

彼時，植物疫苗的概念才剛剛興起，人們對這個新鮮的概念，了解得并不多。大多數人對免疫的認識還停留在人體身上，還不太確定植物身上是否也存在免疫系統。

事實上，早在2002年，Nature雜志就曾報道指出，植物本身存在有效的保護機制，可幫助植物抵抗細菌及霉菌的侵染。2006年，美國科學家提出了植物免疫系統的概念。到了2007年，德國科學家在Science雜志發文稱：“自然界中的植物具有特殊的可以識別細菌、病毒和霉菌等微生物入侵的免疫傳感器。”同年，美國康奈爾大學植物研究所確定了植物免疫響應過程中的關鍵信號——水楊酸甲脂。

邱德文認為，植物雖然沒有血液，但卻有維管束、導管等結構，并通過這些結構吸收水分和養分，這其實就是循環系統。他相信，植物體內存在抗性物質，只是處于失活狀態，需要外部因素的誘導和干預才能發揮效果。

為了尋找激活植物體內的免疫成分，邱德文帶領團隊篩選了弱致病性病原真菌，從中獲得能高效提高植物免疫的極細鏈格孢菌株，并分離出了純化高活性熱穩定蛋白，繼而通過高效蛋白生產加工工藝，添加增效因子氨基寡糖素，最終成功配制出6%寡糖鏈蛋白可濕性粉劑，也就是阿泰靈。

相比研究過程的艱辛，邱德文更看重研究成果是否符合時代需求。令他欣慰的是，從目前各方反饋看，阿泰靈不僅實現了“有病治病”，“無病防病”以及“增產增質”的功效，而且市場推廣、銷量、效果等指標均遠遠超出預期。下一步，邱德文和團隊計劃將阿泰靈出口到國外，走入更大的市場。

與此同時，他也在嘗試將阿泰靈用于柑橘黃龍病的防治，初步治療效果達到了60%—70%，得到了農戶的認可。盡管依然有人不看好，但邱德文說：“現在世界范圍內還沒有有效方法能夠防治黃龍病，我希望能夠攻破這個難題，改變現在的局面。”

邱德文指導學生

沒有替代只有協同發展

除了具有重要的的學術價值，植物疫苗更能服務農業生產，為保障全民食品安全和農業可持續發展作出貢獻。

那么，未來，生物農藥是否會替代化學農藥？

對于這個問題，邱德文給出了否定答案。“當前化學農藥殘留問題嚴重，并不是化學農藥本身造成的。事實上，在相關標準規定的劑量下，化學農藥產生的影響是可控的。但實際情況卻是人們為了療效而不斷加大用量，甚至濫用農藥。長此以往，才給生態、環境和健康帶來了各種隱患。”

“我們不提誰取代誰，化學農藥是應急措施，生物農藥是預防措施，我們倡導的是兩者互相配合，通過科學管理和應用，協同發展。”邱德文說，“就像人需要接種疫苗，預防生病。但如果真的生了病，也是需要吃藥治療的，植物也是這個道理。”

以阿泰靈為例，它追求的理念不是“滅殺”，而是通過誘導免疫，提高植物本身免疫力。如同邱德文所說，人接種了疫苗，可以不生病或少生病，減少打針吃藥的次數。同理，植株健康了，既能降低植物生病的幾率，也能大大降低農藥的使用量，從而實現病蟲害綠色防控。這就是植物免疫誘抗劑區別于化學農藥的最大不同。

但尷尬的是，縱觀國內市場，目前仍是化學農藥占主導，像阿泰靈這樣的生物農藥，實際的市場份額僅有10%左右。

邱德文認為，一方面，過去我國土地資源有限，人們更多關注的是產量，為了滿足人口需求，不惜使用較多化學農藥抗擊病蟲害以保證產量。直到近些年，隨著社會不斷發展，生活需求得以滿足時，人們才開始關注生態保護和可持續發展，逐漸意識到生物農藥的環保優勢。

另一方面，也是最重要的，生物農藥的登記需要一段過程，而且它的推廣也是循序漸進的，先要逐步試點，才會大面積鋪開。“這畢竟是一個新型農藥，很多人都在觀望和等待。但從現在阿泰靈每年15%的增長率來看，我相信生物農藥的普及也會很快。”邱德文說。

作為一個新興領域，生物農藥研究還有很長的一段路要走。各方力量的相互配合，是保證生物農藥健康發展的關鍵。雖然，道路是曲折的，但可以肯定的是，生物農藥的未來是光明的。

邱德文建議：“我們應當借鑒國際大公司的經驗，整合目前中小型生物農藥企業，形成凝聚力量和規模，加大推廣和宣傳力度，助推生物農藥產業發展。”他同時還表示：“從事生物農藥研究的科研人員，要利用好各項政策和條件支撐研究。同時，要擺正心態，用整體目光看待生物農藥發展事業，不過多計較個人得失。另外，要用找‘對象’的目光尋找正確合作伙伴，保證生物農藥產業化健康發展。”

傳統生物農藥采取的是以菌治菌，以蟲治蟲的方式，借助食物鏈的制衡來達到防治效果，更加接近原始狀態。在邱德文看來，農業生產畢竟與自然狀態有所差別，要滿足生產需要，生物農藥在起效時間上則必須更快一些。怎么提升起效速度，這是未來生物農藥研制的發力點。“品種可以更多，技術可以更先進，誘導方式可以更多元化，打破當前局限，滿足不同農業需求，這都是生物農藥的創新點。”

邱德文（左）與北京中保綠農科技集團有限公司總經理陳昶在技術交流會現場

回歸自然最好

2015年3月20日上午，農業部副部長陳曉華在農業、口岸及標準等方面政策例行吹風會上，明確了“一控、兩減，三基本”的農村污染治理目標。其中的“兩減”即把化肥、農藥的施用總量減下來。

另一方面，“十三五”規劃建議提出，未來要走產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的農業現代化道路。這與生物農藥奉行的綠色、環保、可持續發展的理念不謀而合。種種信息都讓邱德文對生物農藥的發展前景充滿了信心。

邱德文有個大膽的建議，希望可以和原來的農藥企業互相合作，取長補短，實現聯合發展。他認為，“兩減”計劃和“零增長”行動方案實施之后，農藥企業的產量勢必會在一定程度上有所減少，生產或許達不到飽和。如果這些企業愿意分享一部分資源給生物農藥，將會極大地提高生物農藥的生產水平。

當然，這需要政府的支持和鼓勵。邱德文表示，可以效仿新能源汽車的發展，由國家主導，通過一系列激勵手段和措施，鼓勵有資質的大型企業，收購生物農藥企業，實現資源的分享和整合，為生物農藥的發展營造有利的環境。他同時也強調，各企業自身也要保持誠信，應當把國家給予的獎勵和扶持，留給真正有需要的生物農藥企業。

作為一種新型農藥，生物農藥未來會遇到什么挑戰，不可預知。邱德文認為，生物多樣性、食物鏈保護、回歸生態層面等將會是生物農藥的研究熱點。

采訪最后，這位愿意為生物農藥耗費13年時間的研究員說：“如果可以，我更希望連生物農藥都不需要。最好的狀態，是隨著人們環境保護意識的不斷提高，以及生物多樣性的發展，盡量讓生物通過自然的食物鏈控制，達到更加平衡、生態的狀態，實現健康生長，使我們回歸自然。空氣清新，鳥語花香，這樣就很好！”