新型生物農(nóng)藥 助力病蟲(chóng)害綠色防控

文/劉榮 毛艷玲

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新型生物農(nóng)藥 助力病蟲(chóng)害綠色防控

文/劉榮 毛艷玲

邱德文在遼寧丹東蘆葦示范現(xiàn)場(chǎng)查看植株情況

作為世界上第一大農(nóng)藥使用國(guó)，我國(guó)化學(xué)農(nóng)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(guó)化學(xué)農(nóng)藥實(shí)際使用率僅為30%，剩下70%的化學(xué)農(nóng)藥都流失到了環(huán)境中，由此帶來(lái)的環(huán)境生態(tài)危害可想而知。

化學(xué)農(nóng)藥的過(guò)量使用，不僅造成生產(chǎn)成本的增加，同時(shí)也威脅著公共健康和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。2015年，農(nóng)業(yè)部制定了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，這將會(huì)對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的發(fā)展造成一定影響。

生物農(nóng)藥因此開(kāi)始躍入大眾視線。這種利用生物活體代謝產(chǎn)物對(duì)害蟲(chóng)病菌、雜草線蟲(chóng)鼠類等有害生物進(jìn)行防治的一類農(nóng)藥制劑，因?qū)Νh(huán)境和作物影響較小，被認(rèn)為是維護(hù)農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)平衡的理想制劑。

防控方式可以更環(huán)保

2014年，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所（以下稱植保所）副所長(zhǎng)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(guò)農(nóng)藥登記，并由北京中保綠農(nóng)科技集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，正式投入市場(chǎng)。

經(jīng)過(guò)2年多的示范推廣，目前阿泰靈應(yīng)用面積已達(dá)近千萬(wàn)畝次。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該藥對(duì)水稻條紋葉枯病的防治效果為65%，對(duì)番茄黃化曲葉病毒病的防治效果為68%，對(duì)煙草花葉病毒的防治效果為75%。

作為全球首個(gè)植物免疫蛋白農(nóng)藥，阿泰靈憑借自身獨(dú)特的作用機(jī)理和效果，吸引了各界的關(guān)注。在2015年12月12日舉辦的第九屆中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新大會(huì)上，因在蛋白質(zhì)藥物工程、成果轉(zhuǎn)化、推廣等方面所作的貢獻(xiàn)，阿泰靈相關(guān)研究成果斬獲2015年中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)。這意味著，阿泰靈的創(chuàng)新性研制和產(chǎn)業(yè)化推廣，得到了國(guó)家的認(rèn)可和肯定。

不僅如此，消費(fèi)者對(duì)阿泰靈的評(píng)價(jià)也很高——“有效果，沒(méi)有繼續(xù)惡化?！薄安诲e(cuò)，大的菌塊很快變軟掉落了。”“第二次買，一如既往地好用?！痹诎⑻╈`網(wǎng)絡(luò)銷售平臺(tái)上，許多用戶已經(jīng)不是第一次購(gòu)買阿泰靈。究竟是怎樣的神奇療效，讓阿泰靈得以迅速打開(kāi)市場(chǎng)呢？

據(jù)了解，在水稻黑條萎縮病防治實(shí)驗(yàn)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(fù)生長(zhǎng)；在番茄黃化曲葉病防治實(shí)驗(yàn)中，原本褪綠發(fā)黃、生長(zhǎng)停滯的植株，施用阿泰靈7天后，病毒不再蔓延，新發(fā)葉片生長(zhǎng)正常；在玉米矮縮病防治實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)兩次施用阿泰靈后，原本莖稈變粗、生長(zhǎng)停止的植株恢復(fù)正常生長(zhǎng)；在煙草花葉病毒防治實(shí)驗(yàn)中，施用阿泰靈7天后，新發(fā)葉片正常，病害得到有效控制。

邱德文對(duì)這個(gè)自己耗時(shí)13年的成果，充滿了信心。他介紹說(shuō)：“阿泰靈能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性，抑制病毒基因表達(dá)，控制病毒繁殖，并通過(guò)細(xì)胞活化作用，修復(fù)受損植株，促根壯苗。在此過(guò)程中，它還能激發(fā)植物體內(nèi)基因表達(dá)，使植物產(chǎn)生具有抗病作用的幾丁酶、葡聚糖酶、PR蛋白等，誘導(dǎo)植物發(fā)揮多重防御反應(yīng)，提高自身免疫力，實(shí)現(xiàn)抗蟲(chóng)抗病?！?/p>

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

“一般農(nóng)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(chóng)害，有時(shí)也可能對(duì)植物本身造成傷害。而阿泰靈則是通過(guò)激活植物自身免疫系統(tǒng)，改善植物健康狀況，增強(qiáng)植物抵抗力，從而抵御病蟲(chóng)害。”邱德文說(shuō)，阿泰靈的做法更“溫和”，也更綠色環(huán)保，這也是生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥最本質(zhì)的不同。

據(jù)悉，阿泰靈是中國(guó)農(nóng)科院植保所的專利產(chǎn)品。作為新型生物農(nóng)藥，它具有成分唯一、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)品少、綠色環(huán)保、無(wú)抗性等優(yōu)勢(shì)。截至目前，阿泰靈已獲得北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、中國(guó)農(nóng)科院科技成果二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)委員會(huì)授予邱德文“美國(guó)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，并評(píng)價(jià)其用蛋白質(zhì)治療植物病蟲(chóng)害是農(nóng)藥行業(yè)的綠色革命。

植物也可以有免疫

研制阿泰靈的過(guò)程中，邱德文遭遇過(guò)種種不懷好意的揣測(cè)，但他從沒(méi)懷疑過(guò)自己的選擇，更沒(méi)想過(guò)放棄。他的心中只有一個(gè)信念：利用自己的專長(zhǎng)，為實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)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(xiàng)成果，邱德文認(rèn)為，阿泰靈不僅改變了傳統(tǒng)農(nóng)藥的使用觀念和用法，更為重要的是，它向大眾傳遞了一個(gè)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(dòng)物疫苗之后，疫苗工程技術(shù)出現(xiàn)的新事物，是在揭示植物—病蟲(chóng)害—生物農(nóng)藥三者關(guān)系理論基礎(chǔ)上科學(xué)控制病蟲(chóng)害的新實(shí)踐，也是當(dāng)前國(guó)際生物農(nóng)藥創(chuàng)新創(chuàng)制熱門研究領(lǐng)域。

業(yè)界普遍認(rèn)為，植物疫苗無(wú)毒、無(wú)殘留、性能穩(wěn)定、便于規(guī)?；a(chǎn)、操作簡(jiǎn)便，它的出現(xiàn)將會(huì)為生物農(nóng)藥的創(chuàng)新發(fā)展樹(shù)立新的里程碑。

2002年，邱德文回國(guó)。在此之前，他在美國(guó)從事了長(zhǎng)達(dá)8年的植物抗性蛋白相關(guān)研究。此番回來(lái)，他希望借助“863”計(jì)劃“新型多功能農(nóng)藥創(chuàng)制關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)”課題研究的機(jī)會(huì)，嘗試新的思路，研制一種誘導(dǎo)免疫的農(nóng)藥。

彼時(shí)，植物疫苗的概念才剛剛興起，人們對(duì)這個(gè)新鮮的概念，了解得并不多。大多數(shù)人對(duì)免疫的認(rèn)識(shí)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(tǒng)。

事實(shí)上，早在2002年，Nature雜志就曾報(bào)道指出，植物本身存在有效的保護(hù)機(jī)制，可幫助植物抵抗細(xì)菌及霉菌的侵染。2006年，美國(guó)科學(xué)家提出了植物免疫系統(tǒng)的概念。到了2007年，德國(guó)科學(xué)家在Science雜志發(fā)文稱：“自然界中的植物具有特殊的可以識(shí)別細(xì)菌、病毒和霉菌等微生物入侵的免疫傳感器?！蓖?，美國(guó)康奈爾大學(xué)植物研究所確定了植物免疫響應(yīng)過(guò)程中的關(guān)鍵信號(hào)——水楊酸甲脂。

邱德文認(rèn)為，植物雖然沒(méi)有血液，但卻有維管束、導(dǎo)管等結(jié)構(gòu)，并通過(guò)這些結(jié)構(gòu)吸收水分和養(yǎng)分，這其實(shí)就是循環(huán)系統(tǒng)。他相信，植物體內(nèi)存在抗性物質(zhì)，只是處于失活狀態(tài)，需要外部因素的誘導(dǎo)和干預(yù)才能發(fā)揮效果。

為了尋找激活植物體內(nèi)的免疫成分，邱德文帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(xì)鏈格孢菌株，并分離出了純化高活性熱穩(wěn)定蛋白，繼而通過(guò)高效蛋白生產(chǎn)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(guò)程的艱辛，邱德文更看重研究成果是否符合時(shí)代需求。令他欣慰的是，從目前各方反饋看，阿泰靈不僅實(shí)現(xiàn)了“有病治病”，“無(wú)病防病”以及“增產(chǎn)增質(zhì)”的功效，而且市場(chǎng)推廣、銷量、效果等指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期。下一步，邱德文和團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將阿泰靈出口到國(guó)外，走入更大的市場(chǎng)。

與此同時(shí)，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(dá)到了60%—70%，得到了農(nóng)戶的認(rèn)可。盡管依然有人不看好，但邱德文說(shuō)：“現(xiàn)在世界范圍內(nèi)還沒(méi)有有效方法能夠防治黃龍病，我希望能夠攻破這個(gè)難題，改變現(xiàn)在的局面?！?/p>

邱德文指導(dǎo)學(xué)生

沒(méi)有替代只有協(xié)同發(fā)展

除了具有重要的的學(xué)術(shù)價(jià)值，植物疫苗更能服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為保障全民食品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

那么，未來(lái)，生物農(nóng)藥是否會(huì)替代化學(xué)農(nóng)藥？

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，邱德文給出了否定答案?！爱?dāng)前化學(xué)農(nóng)藥殘留問(wèn)題嚴(yán)重，并不是化學(xué)農(nóng)藥本身造成的。事實(shí)上，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的劑量下，化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生的影響是可控的。但實(shí)際情況卻是人們?yōu)榱睡熜Ф粩嗉哟笥昧?，甚至濫用農(nóng)藥。長(zhǎng)此以往，才給生態(tài)、環(huán)境和健康帶來(lái)了各種隱患?！?/p>

“我們不提誰(shuí)取代誰(shuí)，化學(xué)農(nóng)藥是應(yīng)急措施，生物農(nóng)藥是預(yù)防措施，我們倡導(dǎo)的是兩者互相配合，通過(guò)科學(xué)管理和應(yīng)用，協(xié)同發(fā)展?！鼻竦挛恼f(shuō)，“就像人需要接種疫苗，預(yù)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(gè)道理。”

以阿泰靈為例，它追求的理念不是“滅殺”，而是通過(guò)誘導(dǎo)免疫，提高植物本身免疫力。如同邱德文所說(shuō)，人接種了疫苗，可以不生病或少生病，減少打針吃藥的次數(shù)。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(nóng)藥的使用量，從而實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)害綠色防控。這就是植物免疫誘抗劑區(qū)別于化學(xué)農(nóng)藥的最大不同。

但尷尬的是，縱觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，目前仍是化學(xué)農(nóng)藥占主導(dǎo)，像阿泰靈這樣的生物農(nóng)藥，實(shí)際的市場(chǎng)份額僅有10%左右。

邱德文認(rèn)為，一方面，過(guò)去我國(guó)土地資源有限，人們更多關(guān)注的是產(chǎn)量，為了滿足人口需求，不惜使用較多化學(xué)農(nóng)藥抗擊病蟲(chóng)害以保證產(chǎn)量。直到近些年，隨著社會(huì)不斷發(fā)展，生活需求得以滿足時(shí)，人們才開(kāi)始關(guān)注生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，逐漸意識(shí)到生物農(nóng)藥的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

另一方面，也是最重要的，生物農(nóng)藥的登記需要一段過(guò)程，而且它的推廣也是循序漸進(jìn)的，先要逐步試點(diǎn)，才會(huì)大面積鋪開(kāi)。“這畢竟是一個(gè)新型農(nóng)藥，很多人都在觀望和等待。但從現(xiàn)在阿泰靈每年15%的增長(zhǎng)率來(lái)看，我相信生物農(nóng)藥的普及也會(huì)很快?！鼻竦挛恼f(shuō)。

作為一個(gè)新興領(lǐng)域，生物農(nóng)藥研究還有很長(zhǎng)的一段路要走。各方力量的相互配合，是保證生物農(nóng)藥健康發(fā)展的關(guān)鍵。雖然，道路是曲折的，但可以肯定的是，生物農(nóng)藥的未來(lái)是光明的。

邱德文建議：“我們應(yīng)當(dāng)借鑒國(guó)際大公司的經(jīng)驗(yàn)，整合目前中小型生物農(nóng)藥企業(yè)，形成凝聚力量和規(guī)模，加大推廣和宣傳力度，助推生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！彼瑫r(shí)還表示：“從事生物農(nóng)藥研究的科研人員，要利用好各項(xiàng)政策和條件支撐研究。同時(shí)，要擺正心態(tài)，用整體目光看待生物農(nóng)藥發(fā)展事業(yè)，不過(guò)多計(jì)較個(gè)人得失。另外，要用找‘對(duì)象’的目光尋找正確合作伙伴，保證生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化健康發(fā)展?！?/p>

傳統(tǒng)生物農(nóng)藥采取的是以菌治菌，以蟲(chóng)治蟲(chóng)的方式，借助食物鏈的制衡來(lái)達(dá)到防治效果，更加接近原始狀態(tài)。在邱德文看來(lái)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)畢竟與自然狀態(tài)有所差別，要滿足生產(chǎn)需要，生物農(nóng)藥在起效時(shí)間上則必須更快一些。怎么提升起效速度，這是未來(lái)生物農(nóng)藥研制的發(fā)力點(diǎn)?！捌贩N可以更多，技術(shù)可以更先進(jìn)，誘導(dǎo)方式可以更多元化，打破當(dāng)前局限，滿足不同農(nóng)業(yè)需求，這都是生物農(nóng)藥的創(chuàng)新點(diǎn)?！?/p>

邱德文（左）與北京中保綠農(nóng)科技集團(tuán)有限公司總經(jīng)理陳昶在技術(shù)交流會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

回歸自然最好

2015年3月20日上午，農(nóng)業(yè)部副部長(zhǎng)陳曉華在農(nóng)業(yè)、口岸及標(biāo)準(zhǔn)等方面政策例行吹風(fēng)會(huì)上，明確了“一控、兩減，三基本”的農(nóng)村污染治理目標(biāo)。其中的“兩減”即把化肥、農(nóng)藥的施用總量減下來(lái)。

另一方面，“十三五”規(guī)劃建議提出，未來(lái)要走產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路。這與生物農(nóng)藥奉行的綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的理念不謀而合。種種信息都讓邱德文對(duì)生物農(nóng)藥的發(fā)展前景充滿了信心。

邱德文有個(gè)大膽的建議，希望可以和原來(lái)的農(nóng)藥企業(yè)互相合作，取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合發(fā)展。他認(rèn)為，“兩減”計(jì)劃和“零增長(zhǎng)”行動(dòng)方案實(shí)施之后，農(nóng)藥企業(yè)的產(chǎn)量勢(shì)必會(huì)在一定程度上有所減少，生產(chǎn)或許達(dá)不到飽和。如果這些企業(yè)愿意分享一部分資源給生物農(nóng)藥，將會(huì)極大地提高生物農(nóng)藥的生產(chǎn)水平。

當(dāng)然，這需要政府的支持和鼓勵(lì)。邱德文表示，可以效仿新能源汽車的發(fā)展，由國(guó)家主導(dǎo)，通過(guò)一系列激勵(lì)手段和措施，鼓勵(lì)有資質(zhì)的大型企業(yè)，收購(gòu)生物農(nóng)藥企業(yè)，實(shí)現(xiàn)資源的分享和整合，為生物農(nóng)藥的發(fā)展?fàn)I造有利的環(huán)境。他同時(shí)也強(qiáng)調(diào)，各企業(yè)自身也要保持誠(chéng)信，應(yīng)當(dāng)把國(guó)家給予的獎(jiǎng)勵(lì)和扶持，留給真正有需要的生物農(nóng)藥企業(yè)。

作為一種新型農(nóng)藥，生物農(nóng)藥未來(lái)會(huì)遇到什么挑戰(zhàn)，不可預(yù)知。邱德文認(rèn)為，生物多樣性、食物鏈保護(hù)、回歸生態(tài)層面等將會(huì)是生物農(nóng)藥的研究熱點(diǎn)。

采訪最后，這位愿意為生物農(nóng)藥耗費(fèi)13年時(shí)間的研究員說(shuō)：“如果可以，我更希望連生物農(nóng)藥都不需要。最好的狀態(tài)，是隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高，以及生物多樣性的發(fā)展，盡量讓生物通過(guò)自然的食物鏈控制，達(dá)到更加平衡、生態(tài)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)健康生長(zhǎng)，使我們回歸自然。空氣清新，鳥(niǎo)語(yǔ)花香，這樣就很好！”