在廣袤無垠的農(nóng)田里，翠綠挺拔的穗苗在清風(fēng)中搖曳，茁壯繁茂的菜葉在陽光下舞動(dòng)……這滿是生機(jī)勃勃的景象，卻蘊(yùn)藏著生物世界錯(cuò)綜復(fù)雜的奧秘。在生態(tài)系統(tǒng)的世界中，每一個(gè)物種都在其特定的生態(tài)位，各司其職，與其他生物構(gòu)建起一張錯(cuò)綜復(fù)雜的相生相克關(guān)系網(wǎng)。這不僅是生物多樣性形成的基石，更是維持生態(tài)平衡不可或缺的關(guān)鍵機(jī)制。農(nóng)田，作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，亦不例外。

葛蓓孛，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所研究員，長期致力于生物殺菌劑產(chǎn)品的創(chuàng)制及生物防治應(yīng)用技術(shù)研究，她的研究就是利用生物間的相生相克關(guān)系，進(jìn)行生物農(nóng)藥的研發(fā)，并將其應(yīng)用于實(shí)踐，為農(nóng)田生態(tài)平衡的維護(hù)提供了有力保障。

專業(yè)跨越，利用自然原理解決農(nóng)業(yè)問題

葛蓓孛與生物防治事業(yè)結(jié)緣，始于實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷。葛蓓孛在本科、碩士及博士階段均從事園藝學(xué)研究工作。在碩士期間，她主要從事花卉抗寒育種的相關(guān)工作。在田間實(shí)驗(yàn)過程中，她發(fā)現(xiàn)花卉栽培中病害頻發(fā)，這些病害嚴(yán)重?fù)p害了鮮切花的觀賞價(jià)值，便從那時(shí)起便接觸到了植物保護(hù)的相關(guān)知識(shí)。

進(jìn)入博士階段后，主要從事果樹病毒的研究工作。她發(fā)現(xiàn)，病毒侵染不僅影響果樹的生長態(tài)勢和產(chǎn)量，還會(huì)降低果實(shí)品質(zhì)，給果農(nóng)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。自此，她對(duì)植物保護(hù)的重要性有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。

基于過往學(xué)習(xí)和研究的積累，畢業(yè)求職時(shí)，葛蓓孛選擇報(bào)考中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，專注于植物病害生物防治工作。

“萬物相生亦相克，一病一菌護(hù)青禾”。在葛蓓孛看來，生物防治的本質(zhì)是“利用自然法則重建生態(tài)平衡”。她解釋道，自然界中存在著相生相克的原理，生物防治就是利用生物或生物代謝產(chǎn)物來防治有害生物的措施，包括以菌治菌、以菌治蟲、以蟲治蟲等。它是以一種生物抑制另外一種生物的方式，達(dá)到重建生態(tài)平衡的過程，而非“滅絕式消殺”控制病害。因此，生物農(nóng)藥的研發(fā)符合農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展需求。

生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥相比，具備以下特點(diǎn)：“其一，靶向性突出，生物農(nóng)藥僅對(duì)特定害蟲發(fā)揮作用，有助于保護(hù)益蟲并維護(hù)生態(tài)平衡；其二，殘留量低，在自然環(huán)境下3-7天即可完成降解，能有效保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全；其三，害蟲不易對(duì)其產(chǎn)生抗藥性，因其作用機(jī)制為多靶點(diǎn)作用；其四，對(duì)環(huán)境友好，易于分解，可減少環(huán)境污染，符合綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品獲得有機(jī)認(rèn)證以及拓展出口貿(mào)易具有積極推動(dòng)作用?！备疠碡媒忉尩馈?/p>

此外，相較于化學(xué)農(nóng)藥，生物農(nóng)藥存在見效慢、成本高的難題。對(duì)此，葛蓓孛團(tuán)隊(duì)通過利用新興技術(shù)并創(chuàng)新規(guī)?；a(chǎn)工藝，降低其生產(chǎn)成本。

近年來，通過合成生物學(xué)技術(shù)，采用遺傳改造手段，構(gòu)建高效生產(chǎn)底盤菌，大幅提升了活性物質(zhì)產(chǎn)量，成功將生產(chǎn)成本從每瓶二十幾元降至十幾元，獲得農(nóng)民的青睞，實(shí)現(xiàn)大面積推廣應(yīng)用。

然而，生物農(nóng)藥的使用并非旨在完全取代化學(xué)農(nóng)藥，而是要構(gòu)建二者“優(yōu)勢互補(bǔ)”的協(xié)同體系，以形成更為科學(xué)、可持續(xù)的植物保護(hù)方案。“近年來，隨著消費(fèi)者對(duì)綠色、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品需求的持續(xù)增長，越來越多的種植園區(qū)開始采用生物農(nóng)藥來替代或減少化學(xué)農(nóng)藥的使用。這一轉(zhuǎn)變不僅降低了農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)，還顯著提升了果品品質(zhì)，增強(qiáng)了農(nóng)產(chǎn)品在市場中的競爭力，進(jìn)而幫助種植園區(qū)實(shí)現(xiàn)更高的銷售價(jià)格和更大的經(jīng)濟(jì)效益?！备疠碡帽硎?。

隨著生物防治產(chǎn)品和技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值日益凸顯，葛蓓孛的團(tuán)隊(duì)在生物防治領(lǐng)域也取得了兩項(xiàng)重要的創(chuàng)新成果，分別是武夷菌素和植物生長調(diào)節(jié)劑NKZ-259。

據(jù)葛蓓孛介紹，這兩項(xiàng)創(chuàng)新成果的研發(fā)都源于土壤中的有益微生物-鏈霉菌，它產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物具有殺菌、殺蟲、促進(jìn)植物生長等作用，是生物農(nóng)藥研發(fā)的巨大資源寶庫。

“武夷菌素是由鏈霉菌產(chǎn)生的微生物次生代謝產(chǎn)物，從武夷山土壤樣本中分離純化獲得的，既能直接抑制病原菌生長，又能激活植物的誘導(dǎo)抗性，可以有效防治植物的真菌病害，如白粉病、灰霉病、菌核病等，田間防治效果能達(dá)到85%以上；植物生長調(diào)節(jié)劑NKZ-259也是鏈霉菌產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，能夠調(diào)節(jié)植物的生長，具有一定的促生作用。同時(shí)，可以提高植物抗旱、抗寒、抗鹽堿能力，抵御逆境對(duì)植物造成的損害?！睋?jù)悉，武夷菌素的創(chuàng)制過程中涉及高產(chǎn)菌株的選育、發(fā)酵工藝的優(yōu)化，制劑加工工藝的研發(fā)等，相關(guān)研究成果曾獲得中國植物保護(hù)學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，廣西科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等；在植物生長調(diào)節(jié)劑NKZ-259的推廣過程中，還發(fā)現(xiàn)其具有一定的抗病毒效果，具體的作用機(jī)制還在研究中。

跨學(xué)科融合，為農(nóng)業(yè)發(fā)展注入新動(dòng)力

隨著生物防治研究的深入，不少生物農(nóng)藥應(yīng)運(yùn)而生，但仍有部分公眾停留在“談藥色變”的認(rèn)知誤區(qū)，甚至有部分人會(huì)把“打農(nóng)藥”的蔬菜糧食與“不好”“非綠色原生態(tài)”等負(fù)面評(píng)價(jià)等同起來。面對(duì)這種情況，葛蓓孛解釋，當(dāng)前，我國將農(nóng)藥按毒性分為劇毒、高毒、中等毒、低毒、微毒五級(jí)，蔬菜生產(chǎn)中已經(jīng)禁止使用劇毒、高毒農(nóng)藥（如甲胺磷、對(duì)硫磷），優(yōu)先推廣使用低毒、微毒藥劑?，F(xiàn)代綠色農(nóng)藥的研發(fā)也遵循“高效、低毒、環(huán)境友好”原則，通過科技創(chuàng)新不斷提升農(nóng)藥的安全性。

“因此，在科學(xué)用藥、規(guī)范使用的前提下，采用化學(xué)農(nóng)藥生產(chǎn)的蔬菜完全符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)，消費(fèi)者可以放心食用?！备疠碡谜f。

植物保護(hù)是鄉(xiāng)村振興的“科技引擎”，發(fā)揮提質(zhì)增效，激活產(chǎn)業(yè)價(jià)值；同時(shí)為生態(tài)賦能，打造綠色品牌；還能振興人才，具備培育新型農(nóng)人的重要功能。

植物保護(hù)技術(shù)通過“綠色防控保產(chǎn)量、智慧管理提質(zhì)量、生態(tài)融合創(chuàng)價(jià)值”等方式，正在為農(nóng)業(yè)進(jìn)行“科技賦能”，這不僅是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路，更是端牢中國飯碗和實(shí)現(xiàn)共同富裕的核心支撐。

隨著當(dāng)前跨學(xué)科交融趨勢的勢頭強(qiáng)勁，植物保護(hù)研究也加入了人工智能、大數(shù)據(jù)、基因編輯等前沿技術(shù)融合的行列。在智能監(jiān)測、精準(zhǔn)施藥、新藥物研發(fā)、生物制造、抗性育種等領(lǐng)域迸發(fā)出新活力，給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來新的變革。

在智能監(jiān)測方面，圖像識(shí)別與深度學(xué)習(xí)的結(jié)合，為病蟲害監(jiān)測裝上“智慧眼”。借助無人機(jī)、衛(wèi)星遙感、田間攝像頭等設(shè)備采集海量圖像數(shù)據(jù)，訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，可精準(zhǔn)識(shí)別不同作物上的病、蟲、草害種類、危害程度，甚至預(yù)測其遷飛及流行趨勢。

在精準(zhǔn)施藥環(huán)節(jié)，利用大數(shù)據(jù)分析病蟲害發(fā)生規(guī)律、氣象條件、作物生長階段等多源數(shù)據(jù)，構(gòu)建精準(zhǔn)施藥決策模型，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥按需精準(zhǔn)投放。決策模型可以精準(zhǔn)計(jì)算出每個(gè)地塊所需的農(nóng)藥種類、劑量和施藥時(shí)間。同時(shí)，整合風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度等氣象實(shí)時(shí)及預(yù)測數(shù)據(jù)，運(yùn)用專業(yè)模型模擬藥劑漂移軌跡與擴(kuò)散范圍，指導(dǎo)調(diào)整施藥高度、速度等參數(shù)，有效避免藥害發(fā)生。這樣，既能提高防治效果，又能減少農(nóng)藥使用量，降低環(huán)境污染。

在新藥物研發(fā)上，人工智能技術(shù)通過虛擬篩選和分子設(shè)計(jì)，從龐大的化合物庫中快速找出潛在的農(nóng)藥活性成分，加速新型農(nóng)藥的研發(fā)進(jìn)程，提高研發(fā)效率。機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠分析化合物的結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系，預(yù)測哪些化合物可能具有殺蟲、殺菌、除草效果，科研人員再對(duì)這些候選化合物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，大幅縮短了研發(fā)周期。

基因編輯與合成生物學(xué)驅(qū)動(dòng)生物育種與生物制造領(lǐng)域，基因編輯技術(shù)如CRISPR/Cas9 的出現(xiàn)，讓植物抗病蟲育種變得更加精準(zhǔn)高效。科研人員可以直接對(duì)植物基因組進(jìn)行編輯，敲除或修改與感病相關(guān)的基因，或者導(dǎo)入外源抗病蟲基因，培育出具有穩(wěn)定抗病蟲特性的作物新品種。

合成生物學(xué)則通過設(shè)計(jì)和構(gòu)建高效生物底盤，大幅提高生物農(nóng)藥、生物肥料等工業(yè)化生產(chǎn)水平，加速提升新質(zhì)生產(chǎn)力。例如，利用微生物細(xì)胞工廠合成具有殺蟲活性的蛋白或殺菌次生代謝產(chǎn)物，這些生物制品具有高效、低毒、環(huán)境友好的特點(diǎn)，為植物保護(hù)提供了綠色可持續(xù)的解決方案。

寄語傳承，青年勇?lián)厝吻谟趯W(xué)習(xí)

在“530 科技工作者日”到來之際，葛蓓孛分享了自己對(duì)農(nóng)業(yè)科技工作者所肩負(fù)的社會(huì)責(zé)任理解。她認(rèn)為，全面提升植物保護(hù)科技創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)支撐服務(wù)能力是植物保護(hù)科技工作者承擔(dān)的重任。葛蓓孛表示：“通過研發(fā)高效低毒農(nóng)藥，培育抗病蟲品種，建立監(jiān)測預(yù)警體系，集成物理防治、化學(xué)防治、生物防治等綜合防控技術(shù)，減少作物產(chǎn)量損失，降低毒素危害，是保障國家糧食安全和食品安全的重要途徑?！碑?dāng)前，隨著植物生物安全的發(fā)展，監(jiān)測外來入侵物種，科學(xué)評(píng)價(jià)基因編輯及轉(zhuǎn)基因作物，有效防控重大植物疫情都是科技工作者的重要的使命擔(dān)當(dāng)。此外，通過示范推廣和科普宣傳，讓農(nóng)戶掌握科學(xué)的方法和技術(shù)，加深公眾對(duì)植物生物安全的認(rèn)識(shí)，共同筑牢植物生物安全防線，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全貢獻(xiàn)力量，是每一位農(nóng)業(yè)科技工作者共同追求的心愿與愿景。

對(duì)于新一代的青年科技工作者，她認(rèn)為，青年當(dāng)志存高遠(yuǎn)。為自己設(shè)定短期和長期的奮斗目標(biāo)，不能安于現(xiàn)狀，要勇于嘗試新的工作方式和方法，掌握新技能，不斷挑戰(zhàn)自己，提升自己的能力和價(jià)值。青年應(yīng)勤于學(xué)習(xí)，因?yàn)橹R(shí)和能力會(huì)隨時(shí)間變化。要向經(jīng)驗(yàn)豐富的同事、農(nóng)民和朋友學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗(yàn)，提升能力。在科研中，要注重學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)，堅(jiān)持學(xué)以致用。青年也應(yīng)實(shí)干，沒有捷徑，只有認(rèn)真做事才能取得成績。要主動(dòng)承擔(dān)基礎(chǔ)性工作，建立體系，搭建平臺(tái)，為長遠(yuǎn)考慮。科研雖苦，但樂在其中。通過不斷實(shí)踐和思考，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提升智慧。面對(duì)挫折，要自我激勵(lì)，吸取教訓(xùn)，勇于承擔(dān)責(zé)任。希望大家都能在工作中不斷進(jìn)步，為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)力量。