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第九屆僑界貢獻獎人物風採錄(六十一)
張艷璇:搞科研、斗害虫,步履不停的科技特派員
2023年06月14日10:06  來源:中國僑聯

張艷璇,現任福建艷璇生物防治技術有限公司董事長。她率先沖破國際技術壁壘,研發出我國首個具有自主知識產權的天敵捕食螨工廠化生產技術,結束了我國捕食螨無法工廠化生產的歷史。她根據基因組學的研究結果証明蜱螨亞綱是單系起源,解答了學術界一直爭論的問題。她將“利用捕食螨攜菌多靶標控制害虫、害螨”理念成果廣泛應用於我國各地的農林作物,她被稱為害螨害虫天敵的科技“馴化師”。

破譯捕食螨作為優良天敵的遺傳密碼

在長期實踐中,張艷璇發現農藥隻有5%-10%可接觸到目標害虫(螨)體表,而大部分隨著葉片落到根際土壤,累積形成“農藥庫”,對根部新根生長、微生物、昆虫、節肢動物群落造成致命影響。生物防治是從根本上解決農藥濫用和殘留的問題,天敵馴化並形成產品是生物防治重要前提。自1979年以來我國引進天敵283種次,開發本土天敵50多種次,真正形成商品的隻有赤眼蜂1種。究其原因,主要是缺乏對目標天敵、害虫的遺傳學和營養學在不同生境下生存能力的研究。為了改變我國天敵不能工廠化的生產現狀,30多年來,張艷璇以20多種捕食螨為目標天敵、以30多種葉螨、癭螨、跗線螨、粉螨、薊馬、粉虱為獵物,從遺傳學、營養學、生態學方面開展系列研究,明確不同種類捕食螨對不同目標害虫、害螨為獵物的繁殖力(淨增殖率、內稟增長率、種群倍增時間)、性別、尋覓行為、對環境中飢餓抵抗力、對溫濕度耐受力、抗逆性均不同,從中選育適合不同生境、不同作物應用,易人工擴繁的優良捕食螨品種(5 種)。破譯捕食螨作為優良天敵的遺傳密碼,研究成果《螨類的形態、適應、生殖和系統發育基因組學研究》發表在《BMC Genomics》,是國際上第二篇捕食螨全基因組文章,為國際上有效選育與應用天敵提供了重要的理論依據。

在理論探索的同時,張艷璇也非常注重技術研發,首次成功開發了具有自主知識產權的捕食螨工廠化生產工藝,發明了一套活體產品包裝和運輸,以及在不同作物、不同栽培模式和不同生境下天敵使用技術(13 項國家發明專利),制定並頒布了3項捕食螨生產、田間應用操作規程。1998年-2019年間在我國30個省2000多個縣市的柑橘、棉花、板栗、茶、蔬菜、蘋果等產區建立示范推廣區4007萬畝次,特別在柑橘、茶葉、草莓、蔬菜、棉花上實現田間應用天敵費用僅為化防的30%,提高作物產值5%-15%,年減少農藥使用量60%-80%。捕食螨產品不但滿足國內需求還出口加拿大、荷蘭、德國、日本等地,引領和帶動我國天敵(捕食螨)產業從無到有,並躋身到國際天敵產業強國行列。《農業螨類學》(中國農業出版社出版)指出:“張艷璇研究員研發成功-胡瓜鈍綏螨工廠化生產為其他捕食螨在中國的開發應用指明了方向”。《天敵捕食螨產品及農林害螨生物防治配套技術的研究與應用》獲得2008年度國家科技進步二等獎(第一完成人),相關研究成果獲得省部級一、二、三等獎15項(第一完成人)。2006年,“以螨治螨、以螨治虫”被農業部列入全國重點推廣綠色防控技術。

揭示毛竹害螨爆發成災機理,提出綜合防控策略

福建、四川、浙江等毛竹產區曾爆發國際上非常罕見的害螨成災現象,導致竹山荒蕪,對當地林業生產、林農生活和水土保持造成了嚴重影響,僅福建省每年的損失達12億元,習近平總書記曾對此做出兩次重要批示。張艷璇圍繞“毛竹林害螨為什麼暴發成災?精耕細作純竹林為什麼受害嚴重?竹盲走螨(Typhlodromus bambusae Ehara)是毛竹林害螨的天敵優勢種為什麼不能有效地發揮作用?”等科學問題,帶領國內和國外團隊(日本、泰國、新西蘭)對福建省60個縣市86個鄉鎮2000多個竹山進行為期10年的科學考察。大量研究數據証明,造成這種現象主要有以下幾個原因:(1)外因:從原來的竹木混交林改造成純竹林,竹林的生態系統從復雜的“森林生態系統” 變成單一“農業生態系統”,原有生物多樣性被徹底地改變,如生活在竹葉上的南京裂爪螨(害螨)與生活在林下的芒草裂爪螨(害螨)受到同樣天敵竹盲走螨的控制,在毛竹—芒草混生竹林(含闊葉林)維持著穩定的益、害螨種群相生相克平衡循環系統。純林由於集約化管理、劈草、墾復破壞了原有平衡,導致K-對策害螨種群失控突發性增長﹔(2)內因:研究中發現,生活在竹林南京裂爪螨(害螨)具高度進化的亞社會習性,社會化分工協調有序,在合作編織絲巢營群居生活、防御外來天敵入侵,以保証子代健康成長。研究發現,南京裂爪螨雄螨能攻擊與致死竹盲走螨的幼螨和若螨,探明了竹盲走螨不能有效控制南京裂爪螨的原因,証明純竹林破壞天敵生存環境,才導致毛竹害螨爆發成災。

本項研究顛覆以往天敵控制害虫而害虫不能控制天敵的定向思維,對研究動物的社會化分工和調控等有重要的學術價值。張艷璇鑒定出毛竹林益、害螨種類達63種,含10個新種、22個新紀錄種。根據研究結果提出並實施竹腔注射(重災區應急)-施用藥肥健康培育(標本兼治)-釋放捕食螨(平衡益害螨比例)-重建混交林(恢復原有生境)。實踐証明,這一研究成果卓有成效。經過10多年治理,80%以上的荒蕪竹山重新恢復生機,每年挽回經濟損失20多億元,經濟、社會、生態效益顯著。

張艷璇先后撰寫了《竹盲走螨、胡瓜鈍綏螨對毛竹害螨的控制作用研究》《從實驗種群生命表的參數分析毛竹害螨暴發成災的成因》《混交林、純竹林與毛竹害螨暴發成災關系研究》《天敵竹盲走螨在純竹林中種群數量銳減的原因研究》《南京裂爪螨亞社會習性研究》等70多篇論文,刊登在《林業科學》《應用生態學報》、英國出版的《系統與應用蜱螨學報》、荷蘭出版的《實驗與應用蜱螨學報》,以及《日本蜱螨學報》《國際蜱螨學報》等中外學術期刊上。英文專著《Biology and Control of Bamboo Mite in Fujian》(ISSN 1461-0183)2000 年在英國大英博物館出版,被美國國會圖書館、英國大英博物館收藏並在20多個國家交流。該項目獲得2000年度福建省科技進步一等獎和科技部指南項目,為突發性的害虫綜合治理提供成功范例。

“以螨治螨”,為世界帶來綠色希望

針對我國農田虫害發生種類多等特點,張艷璇在國際上首次提出了“利用捕食螨攜帶虫生菌多靶標控制害虫”(國家發明專利ZL200710008450.5)的思路。她開展捕食螨-虫生菌-害虫-環境相互關系研究,成功地研發出捕食螨攜菌產品,廣泛應用在多種果樹、茶園、蔬菜、草莓上,同時控制紅蜘蛛、蚜虫、木虱、薊馬等害虫獲得成功,達到“一石多鳥”控害目的,於2019年獲得國家發明專利金獎和福建省科技進步二等獎。

35年來張艷璇全身心投入農業螨類基礎、應用、產業化研發,在科學發現、技術創新和工程應用三個層面取得豐碩成果:(1)從理論上提出“運用遺傳學、營養學的理論指導螨害、虫害生物防治”,破譯捕食螨作為優良天敵的遺傳密碼,基因組學的研究結果証明蜱螨亞綱在437百萬年前從其它蛛形綱動物中分化而出,蜱螨亞綱是單系起源,解答了學術界一直爭論的問題。破譯毛竹害螨成災成因,發表學術論文180多篇、英文專著1本﹔(2)在技術創新方面,她獲得國家發明專利13項、制定並頒布3項福建省地方標准(均排名第1)﹔(3)在工程化應用方面,研究成果獲2008年國家科技進步二等獎1項、中華神農獎二等獎1項、省部級科技進步一二三等獎 15 項(均排名第 1)。此外,張艷璇自2005年創辦了年生產 8000億隻捕食螨、瓢虫、赤眼蜂商品化生產基地(民營企業),引領和帶動了我國生物防治事業的蓬勃發展,促成我國從天敵產業弱國躋身到天敵產業強國行列,為農業綠色發展提供了強有力的技術支撐。

(責編:王馨悅、劉婷婷)
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