绿色农药:农药新质生产力的核心落点——专访中国工程院院士、贵州大学教授宋宝安

  回望中国农药行业的发展轨迹,脉络清晰可辨:从解决“有没有”到追求“好不好”,从“管住毒”的被动防控,到“用好药”的主动治理,中国农药行业正在进行一场深刻的质态跃迁。

  日前,中国工程院院士、贵州大学教授宋宝安在接受《中国化工报》记者专访时一语道破农药行业转型发展的核心所在:“新质生产力在农药领域最核心的落点就是绿色农药创新。”在他看来,农药新质生产力的本质是以创新为主导,摆脱传统经济增长方式和生产力发展路径,由此创建新技术、构建新业态、塑造新动能。

  原创创新:从“跟跑”向“领跑”的关键一跃

  当前,我国农药创制总体处于并跑阶段,部分领域已实现领跑。

  规模优势的背后,原创性技术短板依然突出。宋宝安坦言,我国农药原创性靶标技术水平与发达国家相差5年以上。一方面,国内专利多以复配制剂为主,有效成分大多为国外过期专利品种;另一方面,创制品种结构新颖性偏弱,许多化合物是在国外专利结构基础上优化,同时存在专利保护范围偏窄、技术转化率较低等现实问题。

  对于绿色农药原始创新,宋宝安有着清醒的判断:“原创性分子靶标和原创性分子结构在降低抗性、引领重磅炸弹式新农药发现方面具有巨大优势。”

  宋宝安进一步提出技术破局的四重路径。一是突破原创靶标发现。通过比较基因组学、冷冻电镜等技术,发现农业重大有害生物原创性分子靶标,解析蛋白成靶性,从源头提高原始创新能力。二是提升分子结构设计能力。基于人工智能(AI)和高性能计算发现原创分子骨架,构建成药性分子与成靶性蛋白互作的数据集,提高分子设计的命中率和成药性。三是强化手性农药创制及产业化。构建温和高效的协同催化体系,发展不对称催化、酶催化、微通道反应等新技术,并建立手性农药活性分子的绿色高效合成和低碳生产体系。四是加快布局RNA生物农药等前沿方向。利用AI设计RNAi活性成分,建立靶标基因智能化筛选系统和小核酸低成本规模化生产工艺,研制新型环保且稳定高效的dsRNA递送系统,抢占未来技术制高点。

  “其中,提升原创分子结构设计能力将是中国农药从‘跟跑’转向‘领跑’的关键一跃。”宋宝安强调。

  发展路线:从实验室到田间接续发力

  从靶标发现到产品创制,从车间生产到田间应用,每个环节的贯通都决定着创新成果能否真正转化为产业实效。宋宝安从六个维度系统阐述了绿色农药发展的路线图。

  源头是原创靶标发现。基于比较基因组学,发现农业重大有害生物原创性分子靶标,开展靶标结构解析及成靶性研究,从源头解决我国原创性靶标不足的短板。

  驱动是AI和大数据。利用AI技术实现靶标挖掘、分子设计、风险评估的全流程智能化,推动AI分子设计从单靶标优化走向多靶标协同约束,构建生成—评价—优选一体化设计平台,大幅提高创制效率。

  导向是产业化落地。加强原创性靶标研究,探索新作用机制,推进新机制高活性绿色农药的分子设计、产品创制、作用机理研究以及田间应用技术,实现我国农药创制的全创新链构建与重大产品的产业化。

  抓手是绿色智造。开发无害化、安全化和可循环的环保新工艺,构建绿色高效的协同催化体系,发展化学催化、仿生催化、微通道反应等农药制备新技术;运用高效突变酶,开发适配性强的底盘细胞,重构目标农药的快速、清洁生物合成途径和工艺路线。

  应用出口是精准施药。发展基于机器视觉和大语言模型的多模态病害识别和农药科学合理施用垂直领域大模型,建立作物病虫害智能防控体系,借助无人机和AI智能辅助农药科学合理施用。

  支撑是人才队伍。企业要实施人才强企战略,营造良好的创新环境,培养和引进一批高层次创新人才和团队,完善人才激励机制,为绿色农药可持续发展提供智力支撑。

  未来图景:从产品输出到标准输出

  农药行业培育新质生产力,需要多学科紧密结合、交叉融合,共同推动行业变革。近期,农业农村部绿色农药数智创制技术重点实验室在湖北三峡实验室揭牌,农药行业转型发展有了新实践。宋宝安以此为例,描绘了未来3—5年绿色农药的发展图景。

  一是建成AI绿色农药创制实用化平台。完善基于AI的农药信息学平台,实现候选分子的生成—评价—优选一体化设计,推动AI分子设计从模型走向实用化平台。建成农药生态与环境风险一体化评估系统,推动安全性评价由单一终点走向多物种、多环境终点综合预测。开发农药领域专用大模型和智能体,为农药创制提供高精度专业决策服务。

  二是绿色农药新品种实现产业化落地。未来3年,实验室要创制出2—3个具有自主知识产权、高效低风险的农药新品种,完成登记并实现产业化。重点推进防控重大病虫草害的绿色农药创制及产业化,在RNA生物农药、手性农药等前沿方向取得阶段性突破。

  三是形成智能生产和精准应用的示范样板。建成绿色农药智能车间示范线,生产过程实现数字化、智能化管控。构建田间精准用药闭环管理平台,融合农药知识图谱、病虫监测和智能施药计划生成,实现从病虫监测到施药执行的精准化。

  四是形成产学研融合和人才培养的长效机制。培养一批兼具农药专业知识和数智技术能力的复合型人才团队,带动相关企业乃至农药行业提升创新能力,形成可复制、可推广的绿色农药创新发展模式。

  宋宝安对绿色农药的期许还指向一个更大的目标:“通过积极参与国际标准制定,推动中国绿色农药技术和标准走向世界,实现从中国生产到中国创造、从产品输出到标准输出和品牌输出的转变。”绿色农药创制的每一步,都将重新定义中国农药在全球版图中的位置。



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