眼下正是春耕备耕的关键时节。南方的早稻开始育秧,北方的冬小麦陆续返青,果园里的花芽也在悄悄膨大。可每年这个时候,种地的老把式们心里都装着两件事:一是盼着天公作美,别来倒春寒;二是担心地里那点“看不见的敌人”——病害虫害,该用啥办法治?
这两年,大家越来越意识到,光靠化学农药不是长久之计。虫子抗药性越来越强,土壤越打药越板结,农产品检测还总得提心吊胆。有没有一种办法,既能治住病虫害,又让地里的“生态”不受折腾?
还真有。答案藏在“合成生物学”这门新学问里。
啥是合成生物?简单说就是“编程”微生物
合成生物学听起来高大上,其实道理不复杂。咱们打个比方:传统农业用微生物,好比是从山里找一棵野生的草药,挖回来直接熬汤喝;而合成生物学,是先把这棵草药的“药方”研究明白,然后在实验室里“配方”出效果更好、产量更高的“新药”,再让微生物当“工人”,大规模生产出来。
用专家的话说,合成生物学就是把细胞改造成高效、精准的“活体工厂”,按指令生产目标物质。这个“工厂”有多厉害?一瓶海水里的二氧化碳,经过“细胞工厂”转化,能变成可降解吸管的原料。在农业领域,这些经过改造的微生物,能生产出更高效的生物农药、更环保的生物肥料。
春耕时节,地里最需要啥?
先说病害防治。春天温度回升,病菌也开始活跃。小麦条锈病、水稻稻瘟病、果树腐烂病,哪一样都能让收成打折扣。可传统的化学农药用久了,病菌产生抗性,效果越来越差。
这时候,合成生物学派上用场了。最近有个消息挺有意思:Ginkgo Bioworks(一家合成生物学公司)和Invaio Sciences(环保植保方案开发商)达成合作,共同开发能够高效生产多肽农药的微生物菌株。多肽是啥?简单说就是小分子的蛋白质,能精准作用于害虫,但对人畜和环境友好。传统方法生产多肽成本高、效率低,而通过“微生物工厂”来生产,效率和成本都能大幅优化。
这不正是春耕备药时需要的好东西吗?既能替代部分化学农药,又能解决抗性问题,还不用担心残留。
不光防病,还能“养地”
再说土壤。春耕翻地时,大伙儿最关心的是底肥下啥、下多少。可这些年,化肥越用越多,地却越来越“没劲儿”。问题出在哪?土壤里的微生物群落被破坏了。
哈萨克斯坦的科研人员最近搞了个新研究:构建“合成微生物群落”——把多种有益微生物组合在一起,让它们协同作战。传统生物制剂为啥效果不稳定?因为单一菌株在不同土壤和气候条件下表现差异大。而合成群落就像一个配合默契的团队,啥环境都能适应。
他们在阿拉木图地区的水稻田做了试验,用上这种合成微生物群落后,水稻根系发育程度提高了20%到25%。根深才能叶茂,开春把根养好了,后面的收成就有了底子。
果子开花时,用得上吗?
当然用得上。四川是柑橘大省,每年三四月份正是柑橘开花坐果的关键期。可这几年极端天气多,花期遇上低温、寡照,坐果率上不去。中国工程院院士胡培松最近在成都的一个活动上说,面向未来,我国农业科技应该在生物固氮技术、基因编辑技术、合成生物学等方面不断发力。这不光是水稻的事,果树也一样。
合成生物学能干啥?比如,可以通过改造微生物,生产促进作物生长的生物刺激素;可以开发更高效的生物杀菌剂,防治果树花期病害;还能通过优化根际微生物群落,让果树吸收养分更顺畅。
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