中华全国归国华侨联合会>>经济科技>>科技服务
第九届侨界贡献奖人物风采录(六十一)
张艳璇:搞科研、斗害虫,步履不停的科技特派员
2023年06月14日10:06  来源:中国侨联

张艳璇,现任福建艳璇生物防治技术有限公司董事长。她率先冲破国际技术壁垒,研发出我国首个具有自主知识产权的天敌捕食螨工厂化生产技术,结束了我国捕食螨无法工厂化生产的历史。她根据基因组学的研究结果证明蜱螨亚纲是单系起源,解答了学术界一直争论的问题。她将“利用捕食螨携菌多靶标控制害虫、害螨”理念成果广泛应用于我国各地的农林作物,她被称为害螨害虫天敌的科技“驯化师”。

破译捕食螨作为优良天敌的遗传密码

在长期实践中,张艳璇发现农药只有5%-10%可接触到目标害虫(螨)体表,而大部分随着叶片落到根际土壤,累积形成“农药库”,对根部新根生长、微生物、昆虫、节肢动物群落造成致命影响。生物防治是从根本上解决农药滥用和残留的问题,天敌驯化并形成产品是生物防治重要前提。自1979年以来我国引进天敌283种次,开发本土天敌50多种次,真正形成商品的只有赤眼蜂1种。究其原因,主要是缺乏对目标天敌、害虫的遗传学和营养学在不同生境下生存能力的研究。为了改变我国天敌不能工厂化的生产现状,30多年来,张艳璇以20多种捕食螨为目标天敌、以30多种叶螨、瘿螨、跗线螨、粉螨、蓟马、粉虱为猎物,从遗传学、营养学、生态学方面开展系列研究,明确不同种类捕食螨对不同目标害虫、害螨为猎物的繁殖力(净增殖率、内禀增长率、种群倍增时间)、性别、寻觅行为、对环境中饥饿抵抗力、对温湿度耐受力、抗逆性均不同,从中选育适合不同生境、不同作物应用,易人工扩繁的优良捕食螨品种(5 种)。破译捕食螨作为优良天敌的遗传密码,研究成果《螨类的形态、适应、生殖和系统发育基因组学研究》发表在《BMC Genomics》,是国际上第二篇捕食螨全基因组文章,为国际上有效选育与应用天敌提供了重要的理论依据。

在理论探索的同时,张艳璇也非常注重技术研发,首次成功开发了具有自主知识产权的捕食螨工厂化生产工艺,发明了一套活体产品包装和运输,以及在不同作物、不同栽培模式和不同生境下天敌使用技术(13 项国家发明专利),制定并颁布了3项捕食螨生产、田间应用操作规程。1998年-2019年间在我国30个省2000多个县市的柑橘、棉花、板栗、茶、蔬菜、苹果等产区建立示范推广区4007万亩次,特别在柑橘、茶叶、草莓、蔬菜、棉花上实现田间应用天敌费用仅为化防的30%,提高作物产值5%-15%,年减少农药使用量60%-80%。捕食螨产品不但满足国内需求还出口加拿大、荷兰、德国、日本等地,引领和带动我国天敌(捕食螨)产业从无到有,并跻身到国际天敌产业强国行列。《农业螨类学》(中国农业出版社出版)指出:“张艳璇研究员研发成功-胡瓜钝绥螨工厂化生产为其他捕食螨在中国的开发应用指明了方向”。《天敌捕食螨产品及农林害螨生物防治配套技术的研究与应用》获得2008年度国家科技进步二等奖(第一完成人),相关研究成果获得省部级一、二、三等奖15项(第一完成人)。2006年,“以螨治螨、以螨治虫”被农业部列入全国重点推广绿色防控技术。

揭示毛竹害螨爆发成灾机理,提出综合防控策略

福建、四川、浙江等毛竹产区曾爆发国际上非常罕见的害螨成灾现象,导致竹山荒芜,对当地林业生产、林农生活和水土保持造成了严重影响,仅福建省每年的损失达12亿元,习近平总书记曾对此做出两次重要批示。张艳璇围绕“毛竹林害螨为什么暴发成灾?精耕细作纯竹林为什么受害严重?竹盲走螨(Typhlodromus bambusae Ehara)是毛竹林害螨的天敌优势种为什么不能有效地发挥作用?”等科学问题,带领国内和国外团队(日本、泰国、新西兰)对福建省60个县市86个乡镇2000多个竹山进行为期10年的科学考察。大量研究数据证明,造成这种现象主要有以下几个原因:(1)外因:从原来的竹木混交林改造成纯竹林,竹林的生态系统从复杂的“森林生态系统” 变成单一“农业生态系统”,原有生物多样性被彻底地改变,如生活在竹叶上的南京裂爪螨(害螨)与生活在林下的芒草裂爪螨(害螨)受到同样天敌竹盲走螨的控制,在毛竹—芒草混生竹林(含阔叶林)维持着稳定的益、害螨种群相生相克平衡循环系统。纯林由于集约化管理、劈草、垦复破坏了原有平衡,导致K-对策害螨种群失控突发性增长;(2)内因:研究中发现,生活在竹林南京裂爪螨(害螨)具高度进化的亚社会习性,社会化分工协调有序,在合作编织丝巢营群居生活、防御外来天敌入侵,以保证子代健康成长。研究发现,南京裂爪螨雄螨能攻击与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,证明纯竹林破坏天敌生存环境,才导致毛竹害螨爆发成灾。

本项研究颠覆以往天敌控制害虫而害虫不能控制天敌的定向思维,对研究动物的社会化分工和调控等有重要的学术价值。张艳璇鉴定出毛竹林益、害螨种类达63种,含10个新种、22个新纪录种。根据研究结果提出并实施竹腔注射(重灾区应急)-施用药肥健康培育(标本兼治)-释放捕食螨(平衡益害螨比例)-重建混交林(恢复原有生境)。实践证明,这一研究成果卓有成效。经过10多年治理,80%以上的荒芜竹山重新恢复生机,每年挽回经济损失20多亿元,经济、社会、生态效益显著。

张艳璇先后撰写了《竹盲走螨、胡瓜钝绥螨对毛竹害螨的控制作用研究》《从实验种群生命表的参数分析毛竹害螨暴发成灾的成因》《混交林、纯竹林与毛竹害螨暴发成灾关系研究》《天敌竹盲走螨在纯竹林中种群数量锐减的原因研究》《南京裂爪螨亚社会习性研究》等70多篇论文,刊登在《林业科学》《应用生态学报》、英国出版的《系统与应用蜱螨学报》、荷兰出版的《实验与应用蜱螨学报》,以及《日本蜱螨学报》《国际蜱螨学报》等中外学术期刊上。英文专著《Biology and Control of Bamboo Mite in Fujian》(ISSN 1461-0183)2000 年在英国大英博物馆出版,被美国国会图书馆、英国大英博物馆收藏并在20多个国家交流。该项目获得2000年度福建省科技进步一等奖和科技部指南项目,为突发性的害虫综合治理提供成功范例。

“以螨治螨”,为世界带来绿色希望

针对我国农田虫害发生种类多等特点,张艳璇在国际上首次提出了“利用捕食螨携带虫生菌多靶标控制害虫”(国家发明专利ZL200710008450.5)的思路。她开展捕食螨-虫生菌-害虫-环境相互关系研究,成功地研发出捕食螨携菌产品,广泛应用在多种果树、茶园、蔬菜、草莓上,同时控制红蜘蛛、蚜虫、木虱、蓟马等害虫获得成功,达到“一石多鸟”控害目的,于2019年获得国家发明专利金奖和福建省科技进步二等奖。

35年来张艳璇全身心投入农业螨类基础、应用、产业化研发,在科学发现、技术创新和工程应用三个层面取得丰硕成果:(1)从理论上提出“运用遗传学、营养学的理论指导螨害、虫害生物防治”,破译捕食螨作为优良天敌的遗传密码,基因组学的研究结果证明蜱螨亚纲在437百万年前从其它蛛形纲动物中分化而出,蜱螨亚纲是单系起源,解答了学术界一直争论的问题。破译毛竹害螨成灾成因,发表学术论文180多篇、英文专著1本;(2)在技术创新方面,她获得国家发明专利13项、制定并颁布3项福建省地方标准(均排名第1);(3)在工程化应用方面,研究成果获2008年国家科技进步二等奖1项、中华神农奖二等奖1项、省部级科技进步一二三等奖 15 项(均排名第 1)。此外,张艳璇自2005年创办了年生产 8000亿只捕食螨、瓢虫、赤眼蜂商品化生产基地(民营企业),引领和带动了我国生物防治事业的蓬勃发展,促成我国从天敌产业弱国跻身到天敌产业强国行列,为农业绿色发展提供了强有力的技术支撑。

(责编:王馨悦、刘婷婷)
X