以桑木做弓 射天地四方——记国家蚕桑产业技术体系岗位科学家吴福安研究员

徐芳芳

“桑林祷雨”是约公元前1695年起就被广为流传的故事，昭显了我们祖先早就视桑树为“神仙树”、“生命之树”和一种信仰之源。最早的诗歌总集《诗经》就有很多与桑树有关的诗篇，美哉桑树3000年！桑与蚕，根植于我国古代经济、文化与社会历史的路径上，悠悠5000年。在这数千年栽桑养蚕过程中，怎能缺少桑树病虫害的防治？追忆许多史卷和农书，其中不少防治方法至今还在生产中得以传承发展。

20世纪初叶，浙江大学教授祝汝佐研究的寄生蜂生物防治和植物源巴豆乳剂成果，为近代绿色防控奠定了坚实的基础。作为祝汝佐的重要传承人之一，叶元柏先生从中国农业科学院蚕业研究所成立起就创立了桑树害虫防治课题组，至今已有近70年的历史。怀着对桑树的无比崇高敬意，吴福安1988年加入该课题组，这一干就是30多年。30余载风雨兼程，30余载栉风沐雨，以桑木做弓，射天地四方，谱写了一曲又一曲“咏桑歌”。

第一部曲：产学研结合创制桑园专用杀虫剂

吴福安在国家蚕桑产业技术体系苏北综合试验站进行田间指导

20世纪80年代以来，随着我国农村桑树栽培布局和模式的改变，桑树病虫害给我国养蚕业造成的危害越来越严重：一方面，桑树病虫害年直接减产桑叶15%以上；另一方面，许多蚕区因使用大宗作物上常用的农药而造成大面积家蚕急（慢）性中毒事件频频发生，不仅造成蚕茧直接损失，还会引起经济纠纷，带来社会不稳定局面，而且微量农药造成丝质下降已经成为常态。此外，随着环保和食品安全要求的不断提高，大农业上主推的对人畜安全的低毒农药，多数对家蚕是高毒，甚至剧毒。因此，为了确保养蚕安全，研发桑园专用农药势在必行。

吴福安进入中国农业科学院蚕业研究所栽桑研究室桑树害虫防治课题组（简称“桑虫”课题组）时正值叶元柏先生临近退休。1990年，他接过先生手中的接力棒，成为“桑虫”课题组主持人，在研究所青年基金启动下，开启了我国桑园专用农药研发之先河。

当时计算机还没有普及，吴福安带领团队克服重重困难，采用高级计算器编程方法，根据毒理学的增效原理，在共毒系数（CTC）增效理论基础上，以桑象虫成虫为靶标，从实验室里筛选到辛硫磷与敌敌畏以1∶2的比例复配剂（实验代号FA），采用Sakai理论死亡率计算方法，从田间增效实际防治效果中，获得最高Mansour协同毒力指数（c·f）值，最后确定了最佳FA配方。

该配方经制剂学优化后，于1993年成功开发出FA复配制剂60%桑虫净乳油（推广名称“桑虫净”）并在全国各主要蚕区得以迅速、广泛中试推广，受到用户一致好评。生产上普遍反映该制剂为高效广谱触杀型杀虫剂，对桑象虫、桑毛虫等有特效，对野蚕、桑尺蠖、金龟子、天牛、桑蟥等桑园常见害虫也有很好的触杀作用，1000倍稀释液大面防效在80%以上，对家蚕残毒期5～7天，保质期1年。

针对蚕桑生产上养蚕前超短期化学治虫的需求和“桑虫净”在推广过程中防效越来越差的实际情况，吴福安及其团队马不停蹄，在国家“十五”科技攻关和国家社会公益研究专项等项目资助下，从众多的农药增效剂中，筛选到一种能显著提高原“桑虫净”的防治效果且又能明显缩短残毒期的增效剂，对原制剂进行升级换代，升级换代后产品以增效（15%）显著、残毒期（3天）更短的两个突出特征，成为我国桑园害虫在养蚕前治虫中常用的首选农药之一。

十几年寒来暑往，风霜雨雪。有志者事竟成。在吴福安的努力之下，“桑虫净”取得显著成效。但他并没有因此而满足，在研发“桑虫净”的同时，他又在中国农科院蚕业研究所青年基金等课题资助的支持下，带领团队又尝试将灭多威原粉与不同比例增效剂及阻抗剂混用，选用共毒系数（CTC）最高的157.47为配方，经过农药制剂学研究，加工成含量17%、6克一个的独立包装（适用容量为10至12L的农用手动喷雾器每桶1包）水分散剂的桑园治虫专用药剂——“桑虫清”，残毒期8～12天，田间100mg/L与对照150mg/L的防治效果（大于90%）相当，农药减少用量为33.33%，大面积农药减少用量达到20%以上，延缓抗性达4.94倍，比国外同类产品早5年在生产上应用。

“桑虫净”和“桑虫清”在全国主蚕区推广率达75%以上，深受广大用户好评。为了让研究成果搬下高阁而更好地服务于民，2001年，吴福安开始与东台市农用化学厂有限公司（现江苏生久农化有限公司）合作，成立中国农科院蚕业科学研究所桑园专用药生产基地，在国家蚕桑产业技术体系资金资助下，先后生产推出通过农业部正式登记的桑树治虫农药4个品种，在苏、浙、滇、桂等20多个全国各主蚕区大面积推广使用，显著地提高了桑树病虫害防控整体水平，在有效地控制桑园病虫害发生的同时，实现了养蚕安全、农药减量应用和减灾效益明显的目标，为养蚕业持续健康发展发挥了重要作用。成果先后在全国推广使用1.62亿亩（次），蚕农新增蚕茧45.12万吨，增收191.03亿元。

“诗家自古重蚕娘，忘却青青绿叶桑。寂寞千年终不悔，丹心化作嫁衣裳。”从事桑树病虫害防控研究30多年，吴福安早就把自己的所有情感和智慧投入这片被他赋予生命价值意义的研究天地，就算再苦再累，他也是甘之如饴。随着绿色生态号角的吹响，他的科研人生也迎来了新的篇章。

第二部曲：控害减量绿色梦

“全民植保、绿色防控”已成为包括我国在内的世界各国生态保护的必然趋势。但农药作为主要农资产品，在防治作物病虫草害和保证农业丰收方面发挥着不可缺少的重要作用。为了减少它对环境和人类健康带来的负面影响，提倡农药控害减量应用、大力研发绿色农药，每个植保人都责无旁贷！肩负使命和任务，吴福安带领他的团队从基础研究到应用实践，一步一个脚印，取得了多方面的进展。

精准寻求农药控害减量应用关键点

国家蚕桑产业技术体系杭州综合试验站田间示范

研究有害生物的生态演变规律，从种群角度剖析它们的成灾机制，对寻求目标农药控害减量使用的关键点至关重要。近年来，吴福安及其团队就将研究方向聚焦在这里，以桑树上常见的害螨朱砂叶螨为模式生物，取得了诸多创新成果。

种群生命表综合参数揭示了昆虫生活史变化特征。吴福安及其团队利用其综合参数，通过弹性分析方法，寻求生活史中的脆弱点，并把这个点做为一个农药控害减量关键点。他们在国内率先编写了昆虫生命表综合参数精确值点估计的VFP计算机程序，进而编写了矩阵模型的MATLAB计算机程序，使寻求农药控害减量关键点工作变得相对简易而准确。此外，他们以农药亚致死剂量模拟田间用药后降解过程关键“时间窗口”，采用上述方法，只需要传统生命表构建分析的一半时间就能发现炔螨特和毒死蜱两种农药，在净增殖率降低效应都表现为最显著，但前者显著提前产卵量峰期与缩短世代平均周期，相当于人类社会的战争时代人口变化状态，后者为延后产卵量峰期与延长世代平均周期，相当于人类社会的和平时代人口变化状态。该发现对国内桑树上首次登记的“螨停”炔螨特和“乐桑”毒死蜱2个农药品种在生产上大面积安全减量应用提供了科学根据。

国家委桑产业技术体桑树柞树害虫防控岗位科学家团队部分成员合影

年龄结构相对稳定的害虫种群，在老熟后的一定年龄阶段，与人类寿命相似，其死亡率上升趋势相对减缓，即种群存在一个“死亡平台”效应，但许多研究不能清楚识别这个效应。吴福安及其团队对不同温度下实验种群变化生长路途进行数学建模，利用数学上一阶求导方法对其进行求导，较好地量化了不同温度下“死亡平台”效应具体年龄点。这为生产实际中减缓农药抗性发展策略的制定奠定了理论基础。

温度对昆虫越冬种群的影响对来年虫口发生基数起到决定性作用。吴福安及其团队采用低温区、适温区和高温区的种群演变试验数据，建立了“王-兰-丁”等非线性数学“温度-发育”模型，针对国内外对这类模型不能推断种群发育前（如0℃）生命力负增长的不足，提出对曲线形态学进行凹凸分析的方法，即种群发育速率在适温区的直线关系，非适应区速率曲线应该在该直线的一侧（上侧或下侧）。利用此准则能较好地推断害虫在越冬季节的负增长信息，对第二年的桑园农药控害减量应用具有较好的指导意义。

推动植保无人机应用

农用电池无人飞机技术在桑园病虫害防治过程中得以广泛应用，是我国桑树保护工作真正走向智慧农业时代的标志。长期奔波于生产一线的吴福安研究员及其团队，深深觉察到桑园人工打药方式与社会发展的严重脱节是制约我国蚕桑产业绿色健康发展的瓶颈因子：人工喷洒农药一直是田间工作最危险，最累的工作，需要强壮劳动力，而且劳动效率低下，用水与用药量多，特别是夏秋是桑园“三高”（桑树长势高、病虫害危害密度高和气温高）季节，地面机械喷药往往无能为力，尤其是在防治适期内需要“统防统治”的病虫害，常常造成防治失败。

2013年，围绕药剂品种选择与助剂添加、药剂与飞防技术优化以及喷雾适期和喷头选择等技术难点，吴福安团队在国内率先着手这方面的攻关研究。2015年，形成《无人直升低空施药机防治桑树病虫技术》成果，在江苏的镇江新民洲基地和浙江淳安的蚕农桑园进行观摩试验推广，经过2016年和2017年各地应用完善后，2018年分别在江苏、浙江、广西等地示范推广，积极加快了全国各地桑园保护无人机的应用强劲势头。2019年，中央广播电视总台大型纪录片《农药》专门从桑园农药控害减量角度，对此进行了全面而深入的报道，集中展示了无人机在桑园病虫害治理中的巨大优势和广阔的前景，表明团队数年来的艰苦努力获得了社会高度认可。

探索农药减量应用新方法

科研研究只有把握前沿才能把握未来，技术研究只有把握前瞻才能服务持久。深谙此意的吴福安及其团队多年来一直坚持探索桑园病虫害防控农药减量应用新方法，在多个关键领域取得了系列重要突破。

吴福安及其团队采用生命表参数统计推断技术，在国内率先构建了指标参数稳健性（抗扰动能力）、分辨率和实验操作简易性的优良桑树抗螨生态指标鉴定体系，并通过了7个具有代表性的桑树种质资源验证，拓展了桑树抗性育种新思路；他们综合运用传统生物技术和昆虫行为学技术，连续5年对全国蚕桑主产区桑螟暴发成灾桑园进行大规模野外跟踪调查，发现混腔室茧蜂是桑螟的优势容性内寄生蜂，通过研究其新型寄生模式、行为特点等，确定了桑螟3～4龄幼虫期为精准用药防治适期，与3龄以前用药策略相比，更有利于保护和利用混腔室茧蜂自然控害作用。斑痣悬茧蜂是桑螟、桑红腹灯蛾和斜纹夜蛾等重要桑树害虫的优势寄生蜂。他们根据昆虫嗅觉信号感知理论，通过转录组测序技术和分子生物学方法等，鉴定了多个在斑痣悬茧蜂成虫触角中高度表达的受体基因基因，为桑树害虫天敌的防治利用提供了新的思路和途径。

木霉菌对桑椹菌核病具有很强的抑制作用，对此，吴福安带领他的团队展开了长期深入的探索研究，他们从全国各自然生态区的桑椹菌核病发病严重的桑园里的桑树根际土壤中，分离筛选鉴定出木霉菌，构建了生防木霉菌菌种库。如果某地桑椹菌核病发生，可有针对性地从木霉菌菌种库里选择与发病生态距离最近的优势菌株组合，以复合发酵液形式合理施用，最大限度地发挥靶标病区木霉菌土著适应性强的特征，从一定程度上解决了木霉菌防治桑椹菌核病效果不稳定的问题。

桑疫病是桑树的常见病害之一，近年来其疫情严重影响了蚕桑产业的正常发展。桑丁香假单胞菌是桑疫病的致病菌，吴福安团队从此致病菌在侵染寄主过程中产生的毒素中，分离获得冠菌素（COR），发现2.5μmol/L剂量田间防效在75%以上，可作为桑疫病的植物疫苗（免疫诱抗剂）使用，具有明显的免疫作用。COR合成成本高，合成过程对环境不友好，发酵获得COR成为最佳之路，为此吴福安及其团队多年来细心收集江苏、广西、四川和重庆等地的桑园桑疫病暴发季节的叶片和土壤样品，筛选到耐受32℃温度的高产COR桑丁香假单胞菌菌株M4-13，且发明了桑丁香假单胞菌发酵COR新工艺，进一步他们采用常压室温等离子体新型生物诱变育种手段，对M4-13进行诱变育种，获得高产COR且遗传稳定性好的新型工程菌株M90-1。

除此之外，生物合成咖啡酸酯类抑制桑青枯病；经改性后的天然壳聚糖用于鲜桑椹保鲜；建立桑园杀虫剂田间药效和残毒期评测非参数分析新方法；制定中华人民共和国农业行业标准《桑园用药技术规程》……怀抱将成果回馈于民的想法，埋首桑树农药控害减量安全应用研究多年，吴福安把研究成果在蚕桑产业中推广，收获了累累硕果。

第三部曲：薪尽火承展未来

埋首科研的同时，吴福安并不忘培育后人，多年耕耘换来了桃李芬芳：近20年来，他以桑园病虫害农药减量与安全应用为重心，以生物防控和生物炼制为基本点，着力打造一支研究方向凝聚、研究领域交叉和研究平台共享的科研团队，先后培养出多名学科带头人。其中，王俊于2008年进入团队，他把生物炼制技术创新应用于生物农药和蚕桑资源精深加领域，2017年授聘为教授、博士生导师，并提拔为学院副书记，入选“六大人才高峰”等多个省部级人才培养对象；盛晟于2012年进入团队，主攻桑树害虫生物防治、寄生性天敌昆虫行为生态学和综合治理领域，2017年被聘为副研究员，硕士生导师……

在长期的研究生培养过程中，吴福安形成了一套行之有效的培养方法，基于混沌理论，独创了“131”思维模式，即1个主题下，分3个划分（或方面）进行论证（或实验），最后要进行主题的1个总结提升。在能力培养方面，他引进了“狼前虎后”的竞争机制，把高年级本科生引进研究生团队视为“虎”、研究生视为“狼”，在充分培养他们科研野性特征同时，形成如果“狼”落伍了，则有可能被后面的“虎”吃掉的竞争态势。在相关模式和独特方法的激励之下，10多年来，吴福安科研团队先后培养博士、硕士40余人，本科生创新人才100多名，多次获得全国省级以上奖励。

为提高学生的创新实践能力，依托2017年镇江“金山英才”现代农业领军人才计划项目支持，吴福安自筹资金带领研究生在镇江市新民洲创立了镇江润葚蚕业开发有限公司，还建立了百亩蚕桑成果应用示范园作为大学生创业基地，通过建立一系列的平台和实际操作，让学生顺利从教室课堂走向田间地头，积累了丰富的实战经验。

带着为中华民族复兴而努力奋斗的使命，带着这份责任，带着这份担当，吴福安和后辈一起，共筑蚕桑产业发展新梦想：桑木做弓，射天地四方。