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“生物导弹”秒杀农田病虫害于无形

2018年06月13日 10:32  科技日报   作者:  4    收藏

日前在京召开的“第一届国际生物防治大会”传递出明确信息:未来10年,随着国家对粮食和农产品质量的供给侧结构性改革深化,以及2020年农药零增长方案的实施,生物防治农田病虫草害已成为农业科技的研发重点;其中,被称为“生物导弹”、具有精准控害功能的昆虫信息素和昆虫病毒等,更显示出良好的应用前景。

中国农科院植物保护研究所副所长邱德文研究员介绍,农作物有害生物主要有病虫草鼠四大类,它们正是农业植保学科的重点研究对象。其中,病虫害是我国主要的农业灾害之一,种类多、影响大、危害重、常暴发成灾。

所谓生物防治,就是利用自然界已经存在的生命活体或活体的代谢产物来防治病虫害,如传统的以虫治虫,以菌治虫等;最新的分子生物学方法如BT毒蛋白等。邱德文进一步解释,由于化学农药是人工合成的,自然界没有相关的酶来降解它,所以形成残留;而生物防治的活性能源来自自然界,有特定的酶可以降解它,所以无残留无毒性。

据行业智库美国市场研究咨询机构最新数据,2017年全球生物农药市值达到33亿美元,并将以13.9%的年复合增长率(CAGR)持续高速增长,预计到2025年实现95亿美元市值。欧美发达国家科研机构,都把生物防治产品作为研发重点,如美国“赢在未来”国家科技创新战略中,生物医药、微生物农药等就是重点领域;欧盟“框架计划—地平线2020”“欧洲战略投资基金”等,都把农作物病虫害绿色防控产品作为重要内容,单独成为一个模块给予大量资金支持。而大型农化跨国公司,近年来更以百亿、千亿美元规模并购生物农药公司,如陶氏化学与杜邦、先正达与中国化工、拜尔与孟山都等公司的并购,核心内容都是聚焦生物农药。

我国已经制定了“力争‘十三五’期间将有害生物绿色防控率提高至40%以上”的宏大目标。

中国农科院植保所生物防治研究室天敌昆虫研究组组长张礼生研究员介绍,我国现有18亿亩耕地,加上24亿亩林地,一年病虫害发生70亿次,但“我们的综合防治面积达到80亿亩次,超过了发生面积”,这是中国农业进入21世纪之后的“三个千年变局”之一。其中,生物防治面积至少有1.5亿亩次,接近10%。“这跟我国的生物农药厂家、生物农药产量占比是相应的”。据介绍,我国现有260多家生物农药生产企业,约占全国农药生产企业的10%;生物农药制剂年产量近13万吨,也接近农药总量的10%。

生物防治现在被公认为是对付农田病虫害的高科技新趋势,但它实际上却是回归了农业的本源。

张礼生表示,中国是世界上最早进行生物防治的。据郭沫若先生考证,汉字的“农”由“曲、辰”二字相加,写出来就是用手在田里抓虫子,“这是中国最早的生物防治”;《诗经》里有很多以虫治虫的案例;西晋嵇含所著的《南方草木状》记载了1700多年前,岭南一带人们利用黄猄蚁来防治柑橘害虫的事迹,这是世界公认最早有文献记录的生物防治实例。

现代农业中,除了标志性的化学农药之外,最为人熟知的还有生物防治方法,包括利用赤眼蜂的寄生性防治各种鳞翅目农业害虫,如玉米螟、黏虫、条螟、棉铃虫、斜纹夜蛾和地老虎等;被称为“大棚里的微型战争”的捕食螨对付叶螨等。

进入新的千年,生物防治新技术突飞猛进,以“生物导弹”最为令人瞩目。

邱德文解释,“生物导弹”,以其利用生物技术精准制导、对病虫害定点打击、且对人畜和环境无害而得名。比如昆虫信息素,只对同种间个体的昆虫起作用,对人畜、野生动物、天敌昆虫等通常无毒性问题;由于其高度专一性,用量少,而且在种群密度低时效果更好,长期使用不产生抗药性而受到人们信赖。目前昆虫信息素主要用于虫情监测调查和防治抑制害虫,降低虫口密度。

昆虫病毒则具有高度的寄生专一性,多数病毒只限于寄生昆虫的一个科或一个属,对非靶标昆虫和天敌昆虫安全;对人畜及作物安全,在环境中无残毒;能在靶标害虫种群内流行,因其病毒粒子可以再感染田间残存的个体,造成种群病毒病的流行。邱德文介绍,国际上已从1100多种昆虫中发现了1600多种昆虫病毒,其宿主涉及昆虫11目43科;我国已从7个目35科的196种昆虫中分离到240余株昆虫病毒。从1993年第1个昆虫病毒杀虫剂棉铃虫核型多角体病毒产品注册登记至今,国内已有十几个产品获得认可,用于害虫生物防治的昆虫病毒主要有杆状病毒科的核多角体病毒(NVP)、颗粒体病毒(PXGV)和质型多角体病毒(CVP),主要用于小菜蛾、甜菜夜蛾、棉铃虫、银纹夜蛾等防治。

“以阿泰灵为代表的免疫诱抗剂是另一种类型的‘生物导弹’。”邱德文表示,新发现各类蛋白激发子,通过调节植物的新陈代谢,激活植物自身的免疫系统和生长系统,诱导植物产生广谱性的抗病、抗逆能力。植物免疫蛋白类、氨基寡糖类、壳寡糖类等,已经经过市场的检验和验证;而毒氟磷、阿泰灵、S-诱抗素、海岛素等一批具有免疫诱抗活性的自主创制产品的问世,更将植物诱抗剂在农业生产中的地位推向了一个新的高度。其中中国农科院植保所自主开发的阿泰灵,被美国公司花高价买断其海外代理权。

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