问题:农药减量增效的现实需求更加迫切。当前市场上仍有相当比例的传统农药以外消旋体形式销售和使用,即将两种空间构型同时施用于农田。不少情况下,真正发挥防治作用的仅是其中一种构型,另一种构型活性弱甚至无效。对种植主体而言,这意味着投入成本上升、施药次数可能增加;对生态环境而言,则可能带来不必要的残留风险与面源污染压力。 原因:外消旋体长期占主流,与研发和制造门槛密切对应的。手性分离与定向合成涉及催化、工艺放大、质量控制等多环节,技术复杂、成本高、产业链协同要求强。国际上,部分发达国家依托生物医药与精细化工基础,在手性化合物研究与工业化上起步较早,形成了一定技术领先优势。随着我国农业绿色转型提速、农药登记与环保要求趋严,推动高效低风险农药创新成为科研与产业共同面对的课题。 影响:推进手性农药研发具有“一举多得”的综合效应。一是提升防治精准度。通过保留高活性构型、减少无效成分,能够同等或更低剂量下获得更稳定的防控效果。二是减少农药使用量与环境负荷。从源头降低无效施用,有助于缓解残留与生态风险。三是带动产业升级。围绕手性催化、绿色工艺与规模化生产的突破,可推动农药制造向清洁化、精细化方向转型,提高我国在高端农化领域的竞争力。 对策:以科技创新破解“分离手术”难题。2月26日,在贵州大学绿色农药全国重点实验室,手性农药科研团队围绕典型害虫草地贪夜蛾开展相关实验,尝试从传统农药体系中“定向找到真正起效的那一只手”,通过催化合成获得更高效的活性构型,为精准防治提供技术储备。同时,团队将研究重心延伸至水稻田杂草治理领域,形成了具有自主知识产权的手性农药创新品种——氟砜草胺。 据介绍,氟砜草胺是一种高效水稻田除草剂,具有活性高、残留低、环境相容性较好、使用安全等特点——既可用于茎叶处理——也兼具一定土壤活性,对南方籼稻与东北粳稻表现出较好的安全性,适用于多场景杂草综合治理。2024年9月,该产品获得农业农村部正式登记,标志着其向产业化应用迈出关键一步。 产业化过程中,如何在保证手性选择性的同时实现绿色低碳与规模制造,是决定创新品种能否真正走向田间的重要关口。针对生产环节的关键“卡点”,科研团队提出以天然氨基酸衍生物为核心的催化氧化体系,并将其应用于氟砜草胺清洁生产工艺,使产品光学纯度由54%提升至90%以上。在此基础上,相关技术已实现吨级规模制备。数据显示,该产品累计推广使用面积达2000万亩次,创造经济价值5亿元以上,为水稻主产区杂草防控提供了新的技术选项。 前景:从单一产品突破走向体系化供给。业内人士认为,手性农药的发展方向不仅在于“把有效成分做得更纯”,更在于与植保技术体系协同:一上,面向稻田、玉米、果蔬等不同场景,推动手性农药与绿色防控、统防统治、科学施药深度结合,实现减量与稳产并重;另一方面,更加强科研机构与农化企业、植保服务组织的协作,围绕工艺放大、成本控制、质量标准、应用技术与风险评估等环节持续攻关,推动更多创新成果从实验室走向规模化、规范化应用。
手性农药的研发折射出中国农业科技从跟跑到并跑的转变。每一粒种子的健康成长,既离不开农民的辛勤耕耘,也体现着科研人员的智慧结晶。绿色农药的创新发展正在为农业可持续发展贡献力量,为子孙后代守护更美好的生态环境。科技兴农之路虽长,但方向已明