用高科技替代除草劑 保障糧產(chǎn)與食品“雙安全”（2020.4.13 科技日報）

“新冠肺炎疫情迅速蔓延全球，一些國家和地區(qū)正在加強貿(mào)易管控。對于我國糧食安全同樣帶來嚴峻考驗?！苯?，在江蘇揚州江都區(qū)宜陵鎮(zhèn)北斗導航數(shù)字化精準化物理除草新技術現(xiàn)場會上，揚州大學機械工程學院張瑞宏教授說，對于小麥生產(chǎn)，春天正是增產(chǎn)保產(chǎn)的關鍵之時。然而，面對田間大面積雜草的影響，種植大戶面對農(nóng)業(yè)勞動力緊缺，往往是采取過度使用除草劑來解決糧食生產(chǎn)中的問題。

“目前，除草劑使用已占農(nóng)藥用量的60%，成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源，亟待通過開展農(nóng)業(yè)技術創(chuàng)新來解決難題。”張瑞宏教授說。

小麥、水稻、玉米生長過程中，田間會產(chǎn)生大量雜草，這個時候就需要除草。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作業(yè)時期，主要靠人工清除?！暗珡纳鲜兰o80年代以來，由于農(nóng)村勞動力大量轉移，農(nóng)藥化肥的不斷開發(fā)，莖葉處理劑、觸殺性除草劑等開始大量使用，用量至今仍居高不下?！睋P州市農(nóng)藝師季章定說，解決除草劑污染難題，已成為我國環(huán)境治理的大事，迫在眉睫。

專家介紹，除草劑的殘留和毒性比蟲藥病藥多得多，也強得多。大量過度使用除草劑，給農(nóng)作物和環(huán)境帶來的危害很大。如，芐嘧磺隆是全球范圍內(nèi)大面積施用的內(nèi)吸型、傳導型磺酰脲類除草劑，其極易對生態(tài)環(huán)境、糧食作物產(chǎn)量、食品安全和環(huán)境帶來潛在的危害。

此外，在除草、防治病蟲害時，國內(nèi)大量使用的仍以手動和機動迷霧器等小型施藥機械為主，其作業(yè)精度差且成霧藥滴直徑大，藥滴易從葉片表面滾落，導致近70%農(nóng)藥流失到土壤，造成大面積環(huán)境污染。

在專家看來，要破解農(nóng)業(yè)面源污染難題，關鍵要按照“增產(chǎn)增效并重、良種良法配套、農(nóng)機農(nóng)藝結合、生產(chǎn)生態(tài)協(xié)調”的原則，加快推進農(nóng)業(yè)技術集成化、種植過程機械化、生產(chǎn)經(jīng)營信息化、生態(tài)環(huán)保綠色化，促進中國農(nóng)作物栽培科學繁榮發(fā)展，切實保障新時期我國農(nóng)產(chǎn)品的量質安全與作物生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

近年來，隨著北斗導航、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和先進制造等技術領域的快速興起和蓬勃發(fā)展，我國正在打造農(nóng)業(yè)機械技術多學科交叉融合創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈，一批自主創(chuàng)新成果正在顛覆糧食生產(chǎn)與食品傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，催生一批新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)。

如揚州大學張瑞宏科研團隊自主研發(fā)的北斗導航旋耕播種火焰封草復式作業(yè)機、北斗導航數(shù)字化對行機械除草機的作業(yè)，核心技術就是北斗導航數(shù)字化精準化耕播中耕技術。

“我們從兩年前就開始開展聯(lián)合研發(fā)，根據(jù)2018年與2019年的小區(qū)試驗，小麥采用火焰封殺草種，其有效率為90%，比采用除草劑封殺草種的有效率提高了5%，小麥水稻采用機械精準對行除草2次，其除草總有效率達95%?！睆埲鸷暾f。

<！--EndFragment-->“解鎖”的需求，又能保證其他門鎖的安全。不僅如此，由于精準掌握了病原菌的這種蛋白與藥劑結合的關鍵氨基酸，就能發(fā)現(xiàn)他們的變化規(guī)律，提前“預知”產(chǎn)生抗藥性的機制和速度，從而采取預防手段，確保精確武器的長期有效性。現(xiàn)實生產(chǎn)中，一種新型農(nóng)藥的研發(fā)需要合成10多萬個化合物，花費10年的時間，而抗藥性的產(chǎn)生往往三五年就夠了。

該研究成果揭示了殺菌劑作用靶標蛋白與小分子化合物親和互作的精細結構特征，為快速發(fā)展顛覆性靶向殺菌劑，有效解決新農(nóng)藥創(chuàng)制跟不上抗藥性發(fā)展速度的問題提供了新方法。同時，對于推動農(nóng)業(yè)有害生物的農(nóng)藥受體結構生物學研究和靶向農(nóng)藥發(fā)展具有引領性作用。

相關論文信息：https：//doi.org/10.1371/journal.ppat.1008323