煙草病毒病是煙草第一大病害,素有“煙草癌癥”之稱,感染病毒后,煙葉減產幅度可達20%—80%,嚴重影響煙葉的產量、品質。
為了提升煙葉產量、助農增收,玉溪市煙草專賣局(公司)青年博士周文兵歷時8年從植物本體中淘沙濾金,以顛覆性技術和前沿科技創新,制造出“煙草內源抗病毒制劑”,只需3劑,就能克制“煙草癌癥”,為行業增添新質生產力。
2018年至2024年,該“生物制劑”走出實驗室,在煙田里凸顯防治療效,煙草內源抗病毒制劑累計示范應用122萬余畝,田間對煙草花葉病平均防效達65.09%,有效控制了煙草病毒病的發生,累計挽回煙葉損失6.56億元。
周文兵正在開展大田試驗調查(資料圖)。
以彼之道探尋良方
2014年初,以天然藥物化學為研究方向、在中國科學院昆明植物研究所獲得博士學位的周文兵加入玉溪市煙草專賣局(公司)技術中心,參與公司重點研究項目——蚜繭蜂防治蚜蟲技術,負責蚜繭蜂的大農田推廣應用。
多年來,煙農十分懼怕煙草病毒病,只能以化學藥劑作為主要防治措施,但化學藥劑不僅療效甚微,同時還會帶來環境污染,栽種抗耐病品種、加強苗床和田間管理等常規病毒病防控措施也大多作用有限。
??2014年7月中旬,周文兵在察看煙葉植株打頂時,發現打頂后的煙葉病毒病癥狀比沒打頂時減輕了許多。“植株打頂會不會和病毒病癥狀減退有關系?”周文兵反復向煙農求證,根據煙農經驗確定此現象并非偶然而是普遍存在后,周文兵開始訪師問友,查閱資料。
煙株打頂后,由于傷害刺激和植株激素源發生變化,煙根中開始大量合成次生代謝物質,并向煙葉中匯聚,抗病毒的“良藥”應該就藏身在這些次生代謝物質中。于是,周文兵有了研究煙草中抗煙草花葉病活性物質的設想。
2014年底,在玉溪市煙草專賣局(公司)推動下,周文兵向云南省煙草專賣局(公司)提交了項目申報。次年,“煙草內源抗煙草花葉病化學成分研究”項目立項。
潛心煉劑 成效初顯
最開始,項目負責人和實施人都是周文兵。
周文兵對“心葉煙”“云煙203”“巴斯馬1號”“K326”4種煙草廢棄物根部作抗煙草花葉病活性成分研究,用活性追蹤法,對4種煙草廢棄物中分離得到的活性部位和單體化合物進行抗病毒的活性篩選和盆栽試驗確定。因為試驗室在撫仙湖畔,為防止污染水環境,周文兵找到玉溪師范學院的試驗室,白天,周文兵在離玉溪市區約一小時車程的澄江上班,晚上,又回到位于市區的玉溪師范學院做試驗,這種工作模式堅持了3年,光疑似活性物質的單體化合物就分離得到100余個。
2016年,周文兵在煙株廢棄物中發現了對煙草病毒病具有很好抑制活性的生物堿。2017年,周文兵通過技術手段確定了該類物質的化學結構。
抗性物質找到了,怎么實現規模化生產又成了難題。最開始的生產方式是采用原始的熬煮法獲得制劑,運用到試驗田里的煙株上進行對照觀察,效果甚好。“用小鍋煮一噸多的煙莖、煙根,需半年時間才能提取到1公斤活性成分,可用于10畝煙田,成本太高了。”周文兵開始攻關關鍵活性成分化學合成工藝,這項工作持續了3年時間,最終成功實現煙草內源抗病毒活性物質規模化生產,讓煙草內源抗病毒活性物質走出實驗室,進入大田試驗階段。
實踐證明,煙草內源抗病毒制劑的使用有效鈍化煙株體內病毒,降低病毒活性,減輕病毒對煙株的影響,從而增強煙株對病毒的抵抗能力。這一科技成果獲得了國際同行的認可,周文兵受邀參加國際煙草科學研究合作中心(CORESTA)2017年大會,并在會上作了相關報告。
三劑發力?攻克病毒
“煙草內源抗病毒制劑屬煙草自身免疫活性物質,具有高效、低毒、選擇性高、無抗藥性等優點。使用方法如人打疫苗一樣,通常為‘三針’。‘第一針’在烤煙移栽期間兌水后對其灌根澆透;‘第二針”通常在烤煙團棵期兌水噴灑于葉面;‘加強針’在封頂前及時均勻噴灑于煙株。煙草內源抗病毒制劑除防治病毒病外,還可調節煙株生長,促進煙株落黃,提升煙株產值量。”周文兵介紹道。
周文兵講授煙草內源抗病毒制劑使用方法(資料圖)。
煙草內源抗病毒制劑產業化開發與推廣是玉溪市煙草專賣局(公司)貫徹國家煙草專賣局,云南省委、省政府和云南省煙草專賣局(公司)高質量發展實施意見的重要戰略部署。2021年,玉溪市煙草專賣局(公司)用70萬元的成本合成一噸制劑應用到1萬畝煙田中。2021年7月,云南省煙草專賣局(公司)邀請專家對該技術成果進行田間鑒評,同田對比試驗中,該制劑在田間防效率為63%,同時有效解除感病煙株矮化,降低病葉壞死斑的形成,其大面積規范施用可基本解決煙草病毒病問題,并實現大面煙葉增產5%以上。
煙草內源抗病毒制劑使用后病毒病癥狀逐漸減退(資料圖)。
2018年至2022年,煙草內源抗病毒制劑在云南省9個州(市)累計示范應用4萬畝,田間平均相對防效達65.09%,畝均挽回損失538.69元。之后,該成果被納入云南省煙草專賣局(公司)“四蟲一劑”成果轉化推廣名錄,2023年推廣35.52萬畝,價格為40元/畝。2024年,推廣面積擴大到82.55萬畝,價格降為38元/畝。
除了云南,煙草內源抗病毒制劑目前已在河南、四川、廣東、湖南等多地得到應用。“我希望能夠在合成技藝上再精湛一些,效率再高一些,價格降到每畝20元左右,除了煙草,還能夠運用到大農業,能夠為農民挽回一些損失,也希望未來能研發出適用于更多農作物的相似制劑,以科技創新推進產業智能化、綠色化、融合化。”周文兵說道。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察