随着人们生活水平的不断提高，农药残留问题越来越受到大家关注，因此绿色防治技术成为农业科技领域集中攻关的重要课题。
南开大学生命科学学院的一支学生创业团队——“自然卫士”，在导师的指导下，充分发挥专业优势，研获了一种“以虫治虫”的生物防治技术，有效解决了农药残留、害虫易抗药、环境污染等问题，地下防治效率超80%，助农增收的同时又守卫了食品安全。 目前，团队研发出的产品品系可以防治200多种有害昆虫，并将这种“以虫治虫”的生物防治技术推广至国内9省13市的4500余亩试验田，在韭菜、番茄、土豆、花生、烟草等农作物害虫防治方面取得良好效果；累计助农300余户，获得经济效益超1500万元。
农业生产亟待绿色防治
我国常见的农业害虫约有730余种。每年，我国因虫害造成的粮食损失高达600万吨，直接经济损失超20亿元。使用农药等化学防治目前仍是使用最广泛的害虫防治方法，因农药残留问题造成的食品安全事件时有发生。
“以韭菜为例，虫害主要是韭蛆，幼虫会聚集在韭菜地下部的鳞茎和柔嫩茎部，导致韭菜产量降低80%甚至绝产。一般喷洒农药对韭蛆无效，只能采用农药灌根的方式。韭菜每割一次后，一定要灌根施药。因此，韭菜的农残问题比较典型。市场购买的普通韭菜一定要反复清洗，祛除农残。”“自然卫士”团队负责人、南开大学生命科学学院博士生李晶晶说，大量施用农药，不仅会导致高农残，带来健康风险，同时害虫易产生抗药性，也对土壤和地下水存在一定污染。
团队成员正在进行线虫分离
经过十余年的探索试验，南开大学生命科学学院的师生团队，研获了一种用昆虫病原线虫（EPN）侵染、杀灭农作物害虫的新型生物防治技术，可以实现人畜安全、零污染，害虫不产生抗药性，且可以主动搜寻害虫。 “以虫治虫”的原理是，昆虫病原线虫以侵染期线虫存在于土壤中，主动搜寻害虫，进入害虫体内后，将体内共生细菌释放到害虫的血腔中，导致害虫患败血症死亡。随后，利用害虫体内的营养物质进行发育、繁殖，释放回土壤后开始新一轮侵染，达到循环控制害虫的效果。
EPN防治（左）花生蛴螬结果对比
“如果把线虫比作核潜艇，共生细菌就相当于核弹头，EPN相当于装有核弹头的核潜艇，极具杀伤力，兼具了天敌昆虫和病原微生物的双重优点。我们的EPN品系可以防治200多种有害昆虫，涉及上百种常见农产品，基本覆盖中国人民的餐桌。”李晶晶说。 EPN可以有效防控害虫。那么EPN资源从哪里来？以什么样的方式应用到田间？如何大批量生产？围绕这些技术难点，研究团队展开科研攻关，他们赴全国各地进行资源调查，用大蜡螟诱捕EPN，开展系统性的评价、鉴定、储存，建立了全国最大、世界前列的昆虫病原线虫资源库。 “为了将EPN用到田间，进行虫尸剂（昆虫病原线虫感染的昆虫尸体）的批量化生产的研究，我们调整原料配比，解决虫体粘连问题。在国际上，首次实现了昆虫病原线虫虫尸剂的规模化生产，日产超过1000亩用量。”李晶晶介绍，他们还尝试添加昆虫粉等，成功实现了线虫体外培养，有效地解决了虫源的问题。
从实验室到大田间
团队师生手把手教菜农施用病原线虫
实验室的技术成熟后，李晶晶和团队成员们开启了虫尸剂防治韭蛆的田间试验。 在合作企业的支持下，他们为农户提供虫尸剂并开展培训示范。“施用一个月后，我们可以明显地看到韭菜长势良好。收获后的韭菜经农残检测，68项指标均合格，达到无公害标准。”李晶晶说。目前，在国内外同行的支持下，南开团队虫尸剂防治地下害虫的技术已辐射国内9个省份，13个城市，开展农技培训100余次。在脱贫攻坚战中，南开团队在河北阜平、甘肃庄浪等地区开展“以虫治虫”技术培训，帮助农户售卖无公害土豆，助农增收。疫情期间，团队在天津、辽宁、北京等地持续开展工作，58天在田间，累计项目培训15次，推动解决300人就业。
团队师生通过生物防治技术除番茄烟青虫
“我们的虫尸剂产品与其他害虫防治产品相比，价格最低，防控效率可达到80%以上。农民施用后，相比施用农药收益提高5倍以上。”李晶晶说，我国现阶段蔬菜面积约3亿亩，韭菜面积约1100万亩，还可推广到草莓、玉米、中草药、城市林木、高尔夫球场等，市场应用前景十分广阔。
经过近十年的研究，南开研究团队申请专利多项，在国内外学术期刊发表文章30余篇，其中国际合作10余篇。
知中国，服务中国
南开大学素有“知中国，服务中国”的学术传统。“自然卫士”团队希望通过创新创业将“以虫治虫”的生物防治技术普及推广，守卫食品安全和绿水青山。
团队师生为天津地区农户科普昆虫病原线虫防治害虫原理，并培训施用技术
除了技术研发，这支学生团队还逐步打通了生产线、销售网络，并建立了较为成熟的推广模式。 “我们同农技公司合作，主要提供虫源，委托农技公司生产虫尸剂，通过农技公司在全国覆盖的网点推广技术，销售虫源。此外不仅给农户提供杀虫产品，还可以帮助其销售农产品。将利用‘以虫治虫’技术的农产品冠以‘阮博士’品牌，通过多个电商平台进行销售，为提高农民收入提供有力保障。”李晶晶说。 “自然卫士”团队还拥有一支强大的专家、顾问团队。南开大学生命科学学院教授阮维斌受邀担任团队的首席科学家。近十年来，他始终致力于“以虫治虫”技术推广，已发表论文30余篇, 国家授权发明专利1项，国家发明专利受理申请1项，建立了国内最大的昆虫病原线虫资源库。同时，长期致力资源环境与粮食安全研究的中国工程院院士、发展中国家科学院院士、中国农业大学教授张福锁，美国农业部昆虫病原线虫研究专家David，也应邀为团队提供专家顾问支持。 谈到未来，李晶晶信心满满。现阶段，他们主攻黄粉虫虫尸剂田间试验和固体培养方法优化，完成公司注册；预计今年10月完成北方地区推广，固体培养线虫产量提升。2022年10月，可以稳定获得虫源，建立生产线。2023年1月正式投产大批量生产虫源，预计投产首年可以供应300万亩蔬菜用量，助农收益提高200%以上。“十年来，我们专注进行昆虫病原线虫的研究，一批又一批研究生在实验室和田间开展试验，立志将‘以虫治虫’的绿色防控技术用到实处，弘扬百年南开精神，将‘知中国，服务中国’的优良传统书写到祖国大地上，切实提高农民收入，保护生态环境，助力乡村振兴。”李晶晶说。
来源：南开大学新闻中心新媒体中心
记者 ：吴军辉
编辑：赵雅楠 付坤
审校 ：马长虹 乔仁铭
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