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云路演丨何裕建:黄龙病防治新技术,柑橘癌症迎来新曙光

智汇邦 智汇邦+ 2022-05-15


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这是智汇邦第62个项目云路演

 柑橘(桔、柑、橙、柚等)是世界第一大产量的水果。中国生产柑橘的省市包括台湾达20个,种植面积(约3900万亩)和产量,均为世界第一,在国民经济中占据重要地位。柑橘黄龙病,俗称“柑橘癌症”,是柑橘的毁灭性病害,公认的世界难题。一旦发生,易全果园被感染。被感染的柑橘果实品质差,商业价值低。
目前国内外防控柑橘黄龙病的主要方法是“三板斧”:选无毒苗,防虫害(木虱)、砍烧树。但“三板斧”治标不治本,一发病就需要砍树,损失大。柑橘虽也有其它的病害,但黄龙病是柑橘产业最为卡脖子的难题。研究黄龙病的防治具有重大意义,几十年来一直无明显进展。出生于永州柑橘之乡的何裕建教授从2013年开始研究柑橘黄龙病,认为一生病就被动砍树的方法非常“匪夷所思”,应该主动作为,探索标本兼治、生态环保、简单易行和成本亲民的黄龙病防治方法。




项目信息



项目标签:黄龙病防治新疗法
项目领域:现代农业生物技术
项目阶段:已完成田间中试,可市场化和产业化阶段
项目需求:寻求技术合作推广及黄龙病防治示范基地合作



项目带头人简介



何裕建,男,湖南永州人,中国科学院大学未来技术学院副院长、教授、博士生导师、“化学生物学”课首席教授。北京市政协委员,北京市怀柔区人大代表和常委;民盟中央科技委委员,民盟北京市委员;中国灾害防御协会工业防灾委员会主委,中国空间科学学会空间生命起源与化学进化专委会副主委,国家教材委员会科学学科专家委员会委员等。

何裕建教授

何教授曾获2000年美国科学促进会(AAAS)年会会议出席奖(Travel Award)、2005年度美国李氏基金会杰出成就奖、2013年北京市委市政府“第七届首都民族团结进步先进个人称号”、2015年朱李月华优秀教师奖、2020年民盟中央社会服务工作优秀个人。先后分别获湖南师范大学化学学士学位、北京大学化学硕士学位、美国华盛顿美利坚大学化学博士学位,美国加州大学旧金山校(UCSF)访问学者、美国国立健康研究院(NIH)博士后和访问研究员。留美访学十年后,2004年12月回中国科学院任职,创建了化学生物学实验室,2006年被批准成为中国科学院内的第一个“化学生物学”专业硕士和博士学位培养点。迄今培养30余位化学生物学硕士和博士。


健康的土壤是柑橘生存之本



何裕建教授团队从2013年开始关注和研究柑橘黄龙病。调研发现,自上世纪八十年代特别是九十年代以来,连年的农药、化肥和除草剂的大量无序滥用,土壤与环境越来越恶化。他们经过对柑橘果园土壤进行分析检测发现:土壤板结,不透气;湿度不适;各种农药特别是除草剂残留多;pH不正常,北方土壤pH偏碱性而南方的偏酸性;有机质偏低在2%以下;相当一部份土壤盐度高于千分之1甚至2以上,已符合中高度盐碱地标准;大/中/微量元素比例不均衡,比如,因过量使用复合肥,许多土壤样品中的钾含量超过正常值几十倍;土壤中益生菌严重缺乏或不平衡;根腐病和根结线虫病严重,等等。这些因素,都会导致柑橘的树势弱化,易受病害包括黄龙病的感染,果品质量也越来越普遍劣质化和参差不齐。如何增产提质,有迫切的市场需求。而“三板斧”方法,明显忽视或没考虑土壤对黄龙病防治的重要性。


根据调研结果,何裕建提出基于土壤修复改良与生物防治为主的黄龙病综合防治技术的新思路。认为除了阳光、空气和水等,健康的土壤是植物的生存之本。该技术全方位修复和改良被严重损坏多年的土壤,采用的产品和具体操作包括但不限于如下内容:翻耕土地,降解农药残留,恢复土壤正常的pH,降低盐渍化,提升有机质,均衡中微量元素含量,使用筛选好的土壤益生菌特别是分泌物可敏感对柑橘黄龙病病菌进行拮抗的组合菌,等等。采用的相关产品和具体操作不产生次生污染,生态环保。



“八年抗黄路”——柑橘黄龙病防治研究



▶ 小试牛刀,取得初步成果
2013年,出于朴素的研究动机,何教授开始关注和研究黄龙病。他首先进行文献调研和柑橘果园土壤的指标分析,然后与家乡的柑橘种植户合作进行田间小试。之后的几年,是非常艰难无助的,经历了许多失败和冷嘲热讽,也想过退出,但终于坚持了下来,取得了一些初步成果。

2017年底,何裕建与江永县政府签约,在粗石江镇进行江永香柚黄龙病防治的田间试验。主要采取两种方法:土壤修复改良法为主,营养液注射法为辅。经过一年的试验,两种方法均取得了较好的成绩。

试验点柑橘黄龙病树在土壤修复改良前(左)后(右)的比较(2017年)



2018年8月和11月,中国标准化研究院、北京大学、江永县委县政府等专家与领导分别参观在江永县粗石江镇的香柚黄龙病防治试验基地


▶ 江华县出发,迈出关键一步

2018年11月,与江永邻县的江华县人民政府和何裕建在京签约,出资500万元,成立由何裕建教授负责的中国科学院大学江华博士工作站和中国南方柑橘黄龙病防治研究中心,于2018年12月14日在江华县经济开发区揭牌正式运行,主攻柑橘产业的卡脖子难题—黄龙病的防治技术研究和田间中试,助力脱贫攻坚。


永州市委常委、江华县委书记罗建华和江华县政府龙县长等参加江华博士工作站揭牌仪式(2018年12月)

江华博士工作站主要就土壤的有机质含量测定,土壤中中量、微量元素含量测定,土壤中微生物测定,柑橘树叶与果实中的黄龙病DNA测定, pH和盐度等其它参数的测定和修复改良展开广泛研究。与不同乡镇的果农签约,建立基于土壤修复改良的柑橘黄龙病综合防治“示范基地”和“试验点”。至今,涉及农户400余户,覆盖面积7千余亩,其中也包括生姜、香芋、豆角、西瓜、梨树等果蔬试验。工作站从实验室的基础研究到田间中试,经过艰苦探索与积累,取得了可喜成果。


何裕建教授与果农在示范点(2019年4月7日)
 


何裕建组对黄龙病进行可防可控也可治的案例:江华大路铺林忠江(上)与井头湾村罗乙生(下)的果园防治前后效果对比

江华井头湾村罗勋明柑橘地,未处理的对照样(左边一行),土壤修复后试验样(右边一行)(2020年8月)
 
▶ 治愈良好,打破历史魔咒
2019年12月,中国科学院、中国标准化研究院、中国农业科学院、北京大学、清华大学等单位的专家们来江华实地考察评估后认为工作站的项目综合考虑了土壤的物理、化学及微生物等指标,通过有针对性地添加修复改良剂,达到修复土壤微环境,提高植物体免疫力的目的。

通过实施措施前后试验区柑橘样本的黄龙病菌DNA的PCR技术检测和果品的产量、质量、感官等指标分析,证明基于土壤修复改良的黄龙病综合防治技术对黄龙病有较好的治愈效果,较为明显地提高了产量并改良了品质。大家认为,江华博士工作站项目的试验成功,打破了柑橘黄龙病可防可控不可治的历史魔咒。


专家们在试验基地调研(2019年12月)


▶ 未来可期,曙光在即
2020年,试验基地的大部分试验病树的黄龙病菌DNA检测已由阳转阴,经常可见的柑橘根腐病、根结线虫病等也得到了明显防治,试验果园的产量与质量都恢复得很正常,果品的某些主要指标(如外观、糖和维生素含量、化渣度等)甚至超过了对照样。

几年来,何裕建团队进行的不同品种柑橘黄龙病防治的田间试验,效果明显,黄龙病DNA检测从阳性转阴,大部分病树当年即可恢复正常产出,总有效率可达90%以上,治愈成本可低至20-30元/棵,且简单易行、生态环保,深受果农欢迎。打破了柑橘黄龙病可防可控不可治的魔咒。


专家们在试验基地调研(2020年12月)

从植物遵循类似生长机理的角度,何裕建团队把防治柑橘黄龙病的技术思路拓展去解决其它农作物的种植难题,也取得了很好的成果。目前已分别在湖南、广西、广东、江西、海南、山东、河北和北京等各省市的田间试验点进行了不同农作物和果蔬的试验,各种果蔬(如生姜、香芋、槟榔黄化病、梨、枣、西红柿、黄瓜等)的常见病害均可得到有效控制,产量和质量得到明显提高和改善。

目前农业上为了防治病虫害(如红蜘蛛、蚜虫、木虱等),农药使用量非常大,恶性循环,导致农产品农残超标现象严重。何裕建团队将传统中草药提取物的水剂,采用无人机喷施于田间进行病虫害驱避和防治,省工又省钱,也降低了果农对农药中毒的风险。同时,何裕建组研究筛选了野生微生物,可低成本、绿色环保地降解土壤中的除草剂等常见农药。有关内容申报了相关专利。

何裕建团队的上述相关研究,为柑橘及其它果蔬的增产提质、有机种植提供了坚实的科学依据和技术保障,有关媒体进行了相关报道。

2021年10月,受广西·中关村创业创新人才基地邀请,何裕建带着技术员和研究生一行5人来到广西柳州市柳城县,用他们8年黄龙病防治的经验和大量研究数据及结果向柳城县组织部、农业、科技部门到会相关领导做了“基于土壤修复改良与生物防治的农作物增产提质、降农残的柑橘黄龙病综合防治种植技术”的报告。柳城县的参会部门对何裕建的观点和研究非常感兴趣,希望能在柳城县尽快进行试验,成功后推广。

柳城的柑橘因黄龙病前几年被砍伐近20万亩,现保留约12万亩。调研中发现,目前黄化现象也仍严重,已达20%以上,连砍掉重种的幼苗也黄化严重。何裕建团队在调研和采集了柳城柑橘与土壤样品后,一周内即在实验室检测完毕,给出了具体的结果和防治方案。结果表明,柳城县的柑橘的确存在黄龙病菌DNA阳性,土壤的物理、化学和生物学指标包括根腐和根结线虫病等病害均存在许多问题,与湖南永州的柑橘黄龙病病情基本一样,完全也可以基于土壤修复改良与生物防治的方法治好柳城的黄龙病,为柳城当地果农脱贫致富保驾护航,助力乡村振兴。

部份调研组成员在柳城华侨农场柑橘园合影(2021年10月)

何裕建团队在广西柳城华侨农场实地观察柑橘树病情和取样(2021年10月)

2021年11月2日,湖南省农业农村厅党组书记、厅长袁延文一行来永州市江华县调研指导农业工作,永州市委市政府有关人员分别陪同调研。


湖南省农业农村厅党组书记、厅长袁延文一行
调研何裕建教授在江华县的黄龙病防治试验基地(2021年11月)

袁延文一行冒雨来到位于江华县大路铺镇鹅塘村的160亩中国科学院大学江华博士工作站的柑橘黄龙病综合防治田间试验基地,认真查看了果树长势,向相关技术人员了解黄龙病各项防控措施落实情况,并对柑橘黄龙病防治工作表示肯定。他要求相关部门要加大技术指导和培训力度,加大推广防治技术的力度,提高病树普查及科学防控水平,让更多果农受益。

至今8年来的“抗黄”研究,如何破解柑橘黄龙病可防可控不可治的魔咒和对付旁人冷嘲热讽甚至诋毁,其中的酸甜苦辣只有何裕建他们自己最为清楚。何裕建说:“令人欣慰的是,我们现在可以骄傲地说,柑橘得了黄龙病,不用砍树了!”

科技兴农,助力乡村振兴,未来可期!


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