山東大學生命科學學院教授、理學博士陳靠山
農業(yè)的存在和可持續(xù)發(fā)展是未來一切文明賴以生存和延續(xù)的必要條件,因此,提高作物產量和增強作物抗病性是一個世界性的問題。我國面臨的問題,不僅僅是食物總量不足,還有過量施用農藥、化肥和植物生長調節(jié)劑導致的環(huán)境和食品污染、農產品品質下降等問題。隨著我國加入WTO,農產品中含農藥、化肥和植物生長調節(jié)劑已對出口造成了消極影響。因此,提高作物產量增強作物抗病性是一個亟待解決的重大問題。
各發(fā)達國家政府已經注意到農藥使用帶來的嚴重后果,在病害防止策略方面,已從依賴農藥轉變?yōu)榫C合治理,但是,這種綜合治理還僅限于農藝措施。近年來生物防治技術也有了一定的發(fā)展,但是,這些病害防治的策略仍然是基于對病原物單方面的控制,或僅僅考慮抗病誘導這一單一的因素。我認為,一種天然殺菌劑仍然是殺菌劑,天然殺蟲劑仍然是殺蟲劑,天然產物和毒性大小并無相關性,因此需要探索更全面的作物病蟲害防治思想。
植物與動物的差別是顯而易見的,即植物不能行動,不能夠趨利避害,也不能維持恒定的體溫,因而植物必須被動的承受各種環(huán)境和生物因子的影響。但是,植物與動物的差別,長期以來又被看的太嚴重了。以致于形成這樣的認識,植物是“死”的生物。事實上,正是植物不能“動”,其對逆境的抗性要比我們想象的大。經過上億年的自然選擇,植物細胞已經進化出一套十分有效的防衛(wèi)系統(tǒng),換一句話說,植物是很主動的生物,對于一個健康生長的植株而言,只要病菌不達到一定臨界量,并不會引起嚴重的疾病。正如一場流感或其它流行病來臨時,并不是所有人都會生病,只有部分不十分健康的個體才會染病一樣。這樣,我們不難發(fā)現目前對病害防治策略的不當之處:即對共性很強的動、植物,采取了相當不同的方式,對于動物特別是人的疾病,人們小心翼翼,而對于植物的疾病則僅采取簡單的打藥以試圖殺死病原物。實際上,植物生命活動具有兩重性,一方面,不可避免會受到逆境因子的傷害,另一方面,植物自身又具有強大的抗性或抗性潛力。基于此種特點,可得出如下推論:逆境因子的傷害是作物產量達不到其潛力的主要因素,逆境因子還導致作物衰弱,使植物對病原物響應能力下降,植株易染病,產量下降。可見,植物的抗病性和抗逆性是密切相關的。因此,提高作物抗性不僅是增加作物產量,也是提高作物抗病性的關鍵,而增加抗性應該通過健身栽培來實現。
保護細胞膜是實現健身栽培的關鍵。在此基礎上,應落實系統(tǒng)抗防病策略。我們認為,病原物無非是在尋找培養(yǎng)基。過去的作物病害防治策略主要是殺滅病菌。實際上當病害已經發(fā)生時,效果并不理想。人們需要做的是使病原----寄主的平衡盡量偏向作物,而不是完全消滅病原物。具體策略有:在健身栽培的基礎上,增加植物對病原物的敏感性和響應力;通過誘導子誘導作物系統(tǒng)的抗性;蒙混病原物,使之錯過寄主易感期,降低病原物毒性;競爭病原生態(tài)位;外加植物本身產生的“植保素”及其類似物抑制病原物的生長。
青年時代,我曾目睹甘肅定西地區(qū)的干旱和貧瘠,在師從著名的植物生理學家梁厚果,周燮,張承烈等教授從事植物抗性和細胞膜相關領域的研究時形成上述思想并不斷完善,在研究中篩選保護細胞膜的物質,于1991年開始進行田間實驗;在取得3個鑒定成果的基礎上, 1999年聯合山東天達生物制藥股份有限公司共同申報了“863”計劃重大項目----“復合氨基低聚糖農作物抗病增產劑的研制應用與中試推廣”。300多份田間實驗報告表明在上述思想指導下設計的產品具有以下性能:增加作物產量,使糧棉作物增產15%,地下器官為收獲的作物增產30%,果蔬增產25%以上;提高農產品品質:增加農產品有機質含量,如西瓜,葡萄,獼猴桃,大蔥等干物質含量提高,使作物向有利的農藝性狀發(fā)展,增加果實著色和蠟質,外表美觀,耐儲藏;提高作物抗病和抗逆性:對多種農作物的病毒性、細菌性和真菌性病害均有良好防治效果,特別是對病毒性病害防治效果顯著。研究成果通過了以唐啟升院士為首的專家組的驗收,通過了山東省科技廳組織的以洪德元院士、管華詩院士、余松烈院士等16位專家組成的鑒定委員會的鑒定,一致認定該產品:“研制思路獨特,效果顯著,達到國際先進水平。”該研究成果獲2001年山東省科學技術進步二等獎。參加科技部組織的“863”十五年成果展,中央電視臺科技博覽曾以“天達2116----大地的驚喜”為題進行專題報道。需要特別指出的是,我所提到的增產、防病策略的實施是在山東天達生物藥業(yè)董事長張世家先生和多方面人士的支持下進行的,能夠產生一定影響,他們傾注了財富和心血,謹致感謝! |