棉花害蟲對于棉農(nóng)來說是一場浩劫，而這些讓棉農(nóng)恨之入骨的“敵人”，卻是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所研究員陸宴輝朝夕相伴的存在。在他的辦公室一墻之隔的實驗室中，陸宴輝和棉花害蟲研究組（以下簡稱課題組）其他成員堅持不懈地與它們斗爭著，這一斗就是12年。
日復(fù)一日，經(jīng)過不知多少艱辛和努力，課題組在Bt棉花害蟲種群地位演替機制等領(lǐng)域取得了一系列重大突破和進展，也斬獲無數(shù)嘉獎和榮譽。
這幾年，課題組的工作重心主要在新疆，開展對新疆棉花害蟲災(zāi)變機制與防控技術(shù)研究，并取得了重要進展。“希望通過我們的努力，能對新疆植保隊伍發(fā)展、技術(shù)平臺建設(shè)、學(xué)科體系創(chuàng)新、科技水平提升起到積極的促進作用。”陸宴輝在最近舉行的農(nóng)科講壇會后，接受《中國科學(xué)報》記者采訪時如是說。
繼承和發(fā)揚老一輩科學(xué)家精神
棉花是受害蟲危害最嚴(yán)重的作物之一，我國已記載的棉花害蟲種類多達300余種，其中主要害蟲10余種。棉花也是使用化學(xué)農(nóng)藥最多的一種作物，大量的化學(xué)農(nóng)藥被用于棉田，從而帶來了嚴(yán)重的害蟲抗藥性、次要害蟲再猖獗及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)失衡等一系列問題。因此，研發(fā)與應(yīng)用棉花害蟲綜合治理策略與技術(shù)體系，對保障棉花的安全持續(xù)生產(chǎn)、推進農(nóng)作物害蟲綜合防治理論創(chuàng)新與實踐具有重要意義。
上世紀(jì)50年代，以課題組創(chuàng)始人齊兆生研究員為代表的第一代科學(xué)家，率先發(fā)展了棉花害蟲化學(xué)防治技術(shù)，有效提高了我國棉花植保技術(shù)水平，奠定棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。
到了80年代，以中國工程院院士郭予元研究員為代表的第二代科學(xué)家，發(fā)展棉鈴蟲綜合防治策略和技術(shù)體系，有效解決生產(chǎn)抗性棉鈴蟲的種群治理問題，促進農(nóng)作物病蟲害綜合防治理論的創(chuàng)新，這個階段同時開啟棉花害蟲的基礎(chǔ)研究。
自1997年起，我國開始商業(yè)化種植Bt棉花。以中國工程院院士吳孔明研究員為代表的第三代科學(xué)家，發(fā)展Bt棉花害蟲綠色防控技術(shù)體系，同時利用昆蟲雷達發(fā)展棉鈴蟲監(jiān)測預(yù)警技術(shù)體系，有效提高棉花害蟲的綠色防控能力。
老一輩科學(xué)家們的辛苦耕耘，為年輕科研工作者奠定了堅實的基礎(chǔ)。沿著他們的足跡，后輩們繼承和發(fā)揚著這些傳統(tǒng)的精神和理念，并指引著自己不斷向前。
“齊兆生先生、郭予元院士、吳孔明院士等老師一直是我科研道路上指路的明燈，是他們的諄諄教導(dǎo)成就了我今天的工作業(yè)績。”陸宴輝由衷地表示，今后他仍將不遺余力地耕作在棉田里，揮灑汗水在實驗室中。
新階段，新挑戰(zhàn)，新收獲
陸宴輝科研之路的第一階段是從2005年到2012年，這時候的角色還只是學(xué)生和助手，在課題組老師們的指導(dǎo)下，他在黃河流域棉區(qū)開展Bt棉花害蟲種群地位演替機制的研究。
什么是Bt棉花？“Bt棉花的全稱是轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉花，其植株體內(nèi)能產(chǎn)生Bt殺蟲蛋白，棉鈴蟲通過取食將Bt蛋白攝入后，和其體內(nèi)的特定受體進行結(jié)合，導(dǎo)致中腸壞死，從而可以有效殺死棉鈴蟲。”陸宴輝介紹。
研究團隊證實了過去近20年里，我國華北地區(qū)大規(guī)模種植Bt棉花后，不僅降低了棉花上棉鈴蟲的數(shù)量，而且減輕了周邊其他非轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物上的棉鈴蟲危害程度。這是世界首個針對轉(zhuǎn)基因作物抗蟲性進行的大規(guī)模長期跟蹤研究，論文曾被作為2008年《科學(xué)》雜志的封面文章。
大范圍種植Bt棉花既能殺死重大害蟲，又減少化學(xué)農(nóng)藥使用。然而，看似兩全其美的事情卻引發(fā)了新的問題。陸宴輝意識到，人與害蟲之間的戰(zhàn)爭并未取得決定性勝利。
Bt棉花在華北等地大規(guī)模種植后，減少了農(nóng)藥的使用，這卻對其他害蟲的種群數(shù)量產(chǎn)生影響。陸宴輝說，這些蟲子生存能力極強，一旦環(huán)境中有些條件適合，種群數(shù)量立馬上漲。為此，他長期在華北農(nóng)村蹲點試驗，綜合觀察田里各種蟲子的此消彼長。
功夫不負(fù)有心人，最終陸宴輝用實驗結(jié)果證實了種植Bt棉花帶來的打藥次數(shù)減少，導(dǎo)致另一類害蟲盲蝽蟓成為棉田主要害蟲。論文發(fā)表于2010年的《科學(xué)》雜志。這已是這位“80后”科學(xué)家的名字第二次出現(xiàn)在該雜志上。
2012年，陸宴輝又闡明了Bt棉花種植后瓢蟲等天敵昆蟲的種群變化趨勢，論文發(fā)表于《自然》雜志。同年，該研究入選“中國科學(xué)十大進展”。
回望過去十多年走過的道路，陸宴輝感慨萬千。“科學(xué)研究一定要持之以恒，農(nóng)業(yè)研究更需要堅持不懈。我們研究中的每一個假設(shè)的提出，都是基于前輩們幾十年的研究成果，如果沒有長期的數(shù)據(jù)積累、沒有文化的積淀凝結(jié)，就不可能產(chǎn)生出這些具有代表性的成果。”陸宴輝說。
為絲綢之路錦上添花
2010年開始，隨著國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，華北棉區(qū)、長江流域棉區(qū)的棉花種植規(guī)模大幅度縮減，全國棉花主產(chǎn)區(qū)調(diào)至新疆，與棉花害蟲“形影不離”的陸宴輝將工作重點也轉(zhuǎn)移到了新疆。
從學(xué)生、助手轉(zhuǎn)變到骨干、首席，研究地域從黃河流域棉區(qū)轉(zhuǎn)戰(zhàn)到西北內(nèi)陸棉區(qū)，陸宴輝的工作中心始終圍繞著棉花害蟲治理研究。
在新疆，他們的工作主要是開展對棉花害蟲災(zāi)變機制與防控技術(shù)的研究。然而，與華北地區(qū)相比，新疆科研基礎(chǔ)、工作條件等落后很多，前所未有的阻力向陸宴輝撲面而來。
要改變現(xiàn)狀，就要哪里困難就從哪里站起來。“我們首先開始建設(shè)定點研究平臺體系，以全面掌握新疆棉花害蟲發(fā)生危害的第一手情況。目前在南疆已建喀什、阿克蘇、庫爾勒3個試驗基點，覆蓋南疆棉區(qū)。在北疆建立了石河子、昌吉、博樂3個試驗基點，并且借助中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院西部農(nóng)業(yè)中心建設(shè)推進北疆工作。”陸宴輝說。
此外，為了推進基礎(chǔ)研究，陸宴輝開始整合整個課題組的力量，在新疆開展田間試驗示范，把新疆棉區(qū)主要害蟲與天敵在河北廊坊基地飼養(yǎng)起來，保證周年可以進行試驗，并且利用北京的研究平臺，把新疆棉花害蟲的基礎(chǔ)研究工作帶上去。
新疆的自然環(huán)境非常特殊，高溫、干旱、鹽堿等特性決定了在這里的研究與華北地區(qū)不同。“新疆棉花地里的害蟲、天敵種類都與華北不一樣。我們研究它們之間的食物營養(yǎng)和信息通訊關(guān)系，也研究種植模式調(diào)整等生產(chǎn)變化對它們的影響，最后從昆蟲食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)與功能來闡明其發(fā)生災(zāi)變的機制。”陸宴輝說。
在此基礎(chǔ)上如何治理害蟲？陸宴輝根據(jù)新疆棉花種植的現(xiàn)狀以及綠色防控措施的發(fā)展，提出了三個階段：一是要發(fā)展新的化學(xué)防治措施，提高農(nóng)藥使用率，降低農(nóng)藥使用量；二是實現(xiàn)局部施藥與精準(zhǔn)施藥；三是通過其他方式替代化學(xué)農(nóng)藥。
比如當(dāng)蚜蟲和葉螨點片發(fā)生時，以往采取“挑治”，哪里有蟲子就在哪里打藥，不打藥的地方采用天敵昆蟲進行保護，害蟲治理以及天敵保護的效果都很好。然而，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的規(guī)模化與集約化，導(dǎo)致整片打藥，難于實施“挑治”，不利于棉田害蟲持續(xù)治理。如何才能解決農(nóng)藥和天敵昆蟲的矛盾？
“我們將光譜儀放在小飛機上，當(dāng)出現(xiàn)害蟲點片狀發(fā)生時，可以有效識別出害蟲的空間分布情況。通過這樣的偵察機把棉田害蟲分布信息掃描傳送到電腦進行數(shù)據(jù)分析，隨后再傳遞給打藥的小飛機，進行精準(zhǔn)施藥，實現(xiàn)高科技‘挑治’。”陸宴輝介紹。
除了作研究，陸宴輝還意識到科技服務(wù)的重要性，其中非常關(guān)鍵的一條就是技術(shù)指導(dǎo)。在南疆遭遇語言不通時，他就請新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院懂維吾爾語的專家翻譯，近幾年他幾乎跑遍全疆有棉花的地方，提供科技服務(wù)。在這個過程中，他發(fā)表的論文更加傾向于解決生產(chǎn)問題，并拿到了很多技術(shù)專利，制定了一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
陸宴輝表示，今后還要在提升新疆植保隊伍建設(shè)、完善技術(shù)平臺、健全學(xué)科體系、提高科技水平上下功夫，爭取帶出一批卓越的植保科技人才。
今年，擔(dān)任棉花害蟲研究組組長的陸宴輝，深感責(zé)任重大，他對未來充滿了希望。“只要棉花主產(chǎn)區(qū)在新疆，我們課題組就會一直扎根新疆。以前的絲綢之路靠著絲綢，今后絲綢之路會靠棉花，我們將努力用當(dāng)代棉花為古代絲綢之路錦上添花。”陸宴輝說。
