本文刊载在《中国科技成果》半月刊
2020年 第13期 创新论坛 栏目
我国地域宽广、河流纵横、雨热同季、气候类型多样，适宜的自然环境造就了生物的多样性，渐渐形成北方旱作、南方稻作多元化的原生农业格局。
我国是全球唯一既有持续五千年的文明 又开创现代生态文明的国度。五千年农业文明中的阴阳五行、相生相 克的辩证观、天人合一的自然观、天下太平 的人类观，恰恰是化解当代人类环境危机、 文明危机的解药（张孝德）。
1. 现代生态农业是对农耕文化的传承
我国数千年的农业受益于历代农书，如：距今约2800年前，春秋时期管仲的《管子》中的土壤和种植学，其对农田兴修水利、防患水涝的专论方法沿袭至今距今约2500年前，老子《道德经》的哲学思想成为中国的农耕文化之源。距今约1500年前，北魏贾思勰的《齐民要术》对耕作方法的陈述堪称经典，书中描述的物种间相生相克，在今天看来是人们对化感作用的感悟。距今约700年前，元朝王祯的《王祯农书》描述当时从事的生态循环农业情景，被国外学者评价为“14世纪的中国就已经有了很好的农业制度和高度发达的生产力”。距今约400年前，明朝宋应星编著的《天工开物》被西方称为中国17世纪的百科全书[1]。明清两朝的谚语“秧薅三遍出好谷，棉耪七遍白如云”，直到现代农民还依然熟悉，恰恰说明农耕文化的深入人心。先民们用顺天时、借地力、精细化、生态化的理念创造财富，这是中华民族生生不息的根源。中国的农耕文化中蕴涵着东方智慧[2]。在传承数千年农耕文明基础上发展， 现代生态农业将厚积薄发。 1.2 学者对生态农业理论的探讨
20世纪70-90年代中国农科院学者用了20年时间，对我国名特优农产品的“土宜”问题进行跟踪研究，发现“凡是出了名的农产品（含历史上曾被命名为贡品的产品），其品质优良者均生长在土壤、气候特殊的环境中”。观察它们的生长环境，要么在石砾的恶劣土壤环境、要么水分供应困难、要么养分难以获得，如生长在岩石缝隙中的名贵茶树大红袍和岩茶，这种茶叶富含茶多酚。生长在盐碱土壤上的乐陵金丝小枣，管理方式很特别，需要对枣树进行刀砍、斧劈、环割，采用略带伤害性的胁迫，可以收获极品的乐陵金丝小枣，富含维生素C和类黄酮类化合物。回顾我国传统农耕，其中有很多宝贵的经验，即对作物施有机肥，进行松土、耘锄、除草、移栽、插秧、对果树的剪枝、断根、拉扭、环割，对蔬菜的蹲苗、打杈、采摘等活动，这些措施在今天看来，就是让作物在栽培环境中多次受到胁迫，胁迫使作物体内产生伤害乙烯，乙烯是开启植物的次生代谢的信号物质，经过各级应激反应，在营养和水充足的条件下，农作物的次生代谢正常开启并运转，就能生产出具有抗性、品质和风味的农产品。学者还考察了生长在天寒地冻雪域高原的红景天、冬虫夏草，它们生长在海拔3 000米以上的高寒缺氧地带，富含维生素A、维生素D、维生素E和超氧化物歧化酶（SOD）。对于中草药的探索，可以追溯到500年前的明代，李时珍在总结前人工作的基础上编著的《本草纲目》，涉及1095种中草药的功效和炮制方法，中草药都是生长在大自然的天然植物，长期与各种逆境抗争，积累了抗性物质。《本草纲目》是人类早期利用自然界植物抗性物质（次生代谢产物）的最有说服力总结。学者思考，怎样在栽培环境下生产出营养丰富的农产品（包括中药材）呢？怎样让农作物增强抗病虫草害的能力呢？提出生产的三要素：（1）环境胁迫或人造胁迫条件。环境胁迫指的是，对作物生长所需的温度、光照、水分、土壤pH值和养分等因素产生制约的环境。人造胁迫指的是对作物进行略带伤害性的田间管理。
（2）基因控制。基因控制指的是使用具有优良遗传性状、且可留种的非转基因种子（转基因检测项包括，外源调控元件CaMV35S启动子、NOS终止子、bar/pat基因成分、Bt基因成分）。
（3）营养的均衡供应。营养均衡供应是指根据作物对各种营养元素的需要量来供应，在底肥和追肥中要充分考虑全面均衡的营养，营养物质涉及到有机物料、水、矿物质、含固氮菌的有益微生物肥料等。
若在生产中将三个要素贯彻始终，就可以使农作物的初生代谢和次生代谢均衡运转，最终生产出高产、优质和风味足的农产品。这一结论，对于生态农业高产优质栽培技术具有指导性意义[3]。 1.3 发现高产优质栽培的新降模式
中国农科院的刘立新研究员，2008年访问山西新绛的立虎有机蔬菜合作社，根据40多年从事农业研究的经历，他看到了这辈子梦寐以求的农业，那里的蔬菜果实长得漂亮、产量高、口感好，卖到了香港。此后很多学者一趟一趟地跑新绛，总结出生态农业高产优质栽培技术，取名为新绛模式。新绛模式概括起来，即，在生产中不使用转基因材料，巧妙地利用自然资源和源于自然的土壤有益微生物及其代谢产物，大量使用有机肥让碳源充足。具体的方法是用秸秆、牛粪等有机物与富含内生固氮菌的有益微生物组合、土壤调理剂进行有机物土壤耕层发酵，解决土壤碳饥饿等问题，为作物高产打下物质基础。植物氮源主要来自微生物固氮和有机物降解为小分子有机氮，让有益微生物推动土壤养分循环，为作物营造良好土壤环境；并均衡提供作物需要的矿质元素；新绛模式重视传统农业传承，用胁迫加营养的方法，在作物生长全程不断开启作物次生代谢途径，使作物生长早期就有免疫力，进而使作物各个器官都产生抗病虫草害和抗灾害性天气的化感物质，最终生产出产量高、有营养、耐储存、好吃不贵的优质农产品。使用有机物料（碳）与水的调控、有益微生物、全元矿物质、胁迫加营养的新绛模式，很好地诠释了充分利用植物的次生代谢，会给农业带来的巨大效益。2012年，山西新绛在早春果树开花期遇到下雪天，当地的多数果园出现冻害、伤叶落花，而新绛的蔡栋梁他家的苹果树使用上述技术，果园抵抗住了倒春寒没受到冻害，亩产达5 600千克（见图1）。新绛模式的高产优质种植经验值得研究、推广。
图1 新绛蔡栋梁采用良法2012年的苹果树未受倒春寒影响（光立虎）
2. 植物次生代谢的研究与应用
2.1 近百年全球对次生代谢的研究
虽然我国历代农民早就悟到植物次生代谢的重要性并将其用于农业生产，但是全球对于次生代谢理论的研究却始于100多年前，1891年德国科学家科塞尔（H.Kossel）提出，植物的新陈代谢分为，维持生命的初生代谢和适应环境的次生代谢。
这一论断引起全球科学家的关注，得到大致相同的结论，即植物在受到任何一种胁迫，较短时间内，其机体所有细胞会从初生代谢转成多种途径的次生代谢，从而形成新的化感物质、内源激素、渗透物质等防御性物质，同时还有品质物质和风味物质。
近几十年全球对化感作用的研究已形成独立学科[4]。2000年，美国农业部（USDA）估计，由于化感作用新技术的应用，已经给美国农业带来相当于总产值的2%折合20亿美元的效益[5]。
在次生代谢（天然产物）研究中有很多科学家获得诺贝尔奖，据统计，在化学奖和生理学或医学奖中，有近1/3属于研究次生代谢的，可见科学家对此领域的重视。在次生代谢研究中一个重要的代谢途径，即异戊二烯焦磷酸酯代谢途径（萜类代谢）引起科学家的关注，此代谢途径是植物进化到较高层次的表现，在协调植物生长和抵抗各种逆境中发挥作用，也是人类增强免疫力、战胜心血管病的有效成分。此研究已有四批科学家获得诺贝尔奖[6]：
① 1910年德国化学家奥托.沃勒氏（Otto Wallach）获得诺贝尔化学奖，是缘于异戊二烯化合物结构的发现。
② 1939年瑞士藉南斯拉夫人利奥波德.鲁齐卡（Leopold Ruzicka）获得诺贝尔化学奖，是缘于异戊二烯生物发生规则的发现。
③ 1985年美国德克萨斯大学布朗(Michael S.Brown)和戈尔茨坦(Joseph L.Goldstein)获诺贝尔生理学或医学奖，是因为探明了甲羟戊酸到异戊二烯焦磷酸脂的代谢途径。
④ 2015年中国医学科学家屠呦呦获诺贝尔生理学或医学奖，是缘于她从我国自然界中随处可见的黄花蒿中，成功提取异戊二烯焦磷酸脂代谢（萜类代谢途径）单环倍半萜的青蒿素，以治疗疟疾。世界卫生组织（WHO）统计，2000年以来，非洲有约2.4亿人口感染疟疾，最终受益于青蒿素的联合疗法。
2.2 植物次生代谢的产物与功能
研究表明，植物的初生代谢指碳代谢、氮代谢、光合作用、呼吸作用、遗传物质代谢等，主要完成植物形态建成物质的积累。次生代谢是植物应对逆境的响应，产物的主要功能是参与调控对环境的适应性。大自然中植物的次生代谢产物种类繁多，大约有10 万种。植物在逆境中开启至少20条次生代谢途径，其中5条代谢途径很重要，即生物碱代谢途径，酚类衍生物代谢途径，类黄酮类化合物代谢途径，有机酸代谢途径和萜类代谢途径[7]。次生代谢产物中的化感物质、逆境蛋白和渗透物质，具有防控病虫草害和抗击各种异常天气的功能，次生代谢还产生修复受损细胞的物质、品质物质和风味物质（见图2）。弄清了植物次生代谢的产物和功能，就可以利用次生代谢解决农业问题了。
图2 植物初生代谢和次生代谢的产物与功能示意图[3]
2.3 植物次生代谢的开启与运转条件
2.3.1植物次生代谢开启的必要条件
植物遇到胁迫产生应激反应，就是次生代谢的开启过程。开启的必要条件，首先需要在植物体内积累一种含硫的氨基酸即蛋氨酸，是乙烯的前体物质。遇到胁迫植物体内积累的蛋氨酸就能迅速形成逆境乙烯或伤害乙烯，乙烯为不稳定的气态、易消耗，逆境下植物体内的乙烯就会成几倍或几十倍地增加,而当胁迫解除时恢复正常。乙烯将逆境信号传递给第二信使钙离子，被激活的Ca2+将信号从一个细胞传到另外一个细胞，形成受信号转导控制的超细胞网络，Ca2+和钙调素、蛋白激酶和钙调磷酸酶一起，将逆境信号传递给全身每个细胞[8]。镁离子进一步激活转录因子，使各种抗逆基因表达。上述描述仅是植物次生代谢的一种开启过程（见图3）。在开启次生代谢过程中，需要硫钙镁的参与，如果植物体内硫钙镁不足，植物遇到胁迫就不能开启次生代谢。换句话说，开启植物次生代谢的必要条件，即需要有环境胁迫或者人造胁迫条件，同时植物体内含有适量的硫钙镁。这两方面条件具备，植物次生代谢就开启了。
图3 逆境胁迫诱导植物开启次生代谢的示意图[3]
2.3.2植物次生代谢运转的充分条件
植物遇到任何一种逆境都会应答，这种应答不仅发生在正在成长的细胞，而且成熟的细胞也在应答，就是说，每一次胁迫都会使植物的所有细胞，从初生代谢转入到多种途径的次生代谢，并激活新的防御系统。在生态农业中人造胁迫就是在栽培中给作物制造逆境，每一次胁迫同样可以开启作物的次生代谢、激活新的防御系统（见图4）。
图4 植物以整个生物有机体抵抗环境胁迫[9]
植物对逆境的应答过程需要多种酶的参与，酶的化学本质是蛋白质或者RNA，由活细胞产生的，一类极为重要的生物催化剂，使生物体内的化学反应在极为温和的条件下高效进行的。植物体遇到逆境产生的结合酶有很多种，如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、苯丙氨酸解氢酶（PAL）、查尔酮合成酶（CHS）、内质网膜上萜类合成酶（HMGR）、葡聚糖酶、几丁质酶、逆境蛋白酶等。结合酶含有两类辅助因子——金属离子和有机小分子化合物。铜、铁、锰、锌、镍、钼等元素是各种结合酶的金属辅基。如果植物体缺少这些元素，结合酶的生成受阻，植物次生代谢即便打开了也是空转。因此，植物体在碳氢氧氮（碳骨架）充足的基础上，在次生代谢能够开启的前提下，各种必需和有益矿物质的含量适当，是维持植物次生代谢运转的充分条件。
2.4 植物次生代谢的抗逆机制
2.4.1 植物防御系统的形成过程
植物面对逆境胁迫，其体内的物质代谢、能量转换都会参与调控反应，活细胞内的数万个反应能在同一时间互不干扰、互相配合、有条不紊地进行。防御系统首先要启动超敏反应细胞凋亡程序，病源菌侵染时植物相应部位形成枯斑，以阻止病害蔓延，逆境中的植物下位叶提前衰老死亡、疏花疏果、禾谷类作物的小花败育等等，这些都是以牺牲局部来保全身。植物用次生代谢产生的木质化和木栓化产物形成物理屏障[10]，用抗氧化物质和化感物质形成化学屏障。植物每受到一次胁迫，上述各类物质就从头合成一次，多次胁迫累积的物质，渐渐形成植物的防御系统[9]（见图5）。
图5 植物细胞的逆境信号转导与交叉网络应答机制和防御系统的形成[9]
2.4.2 植物抵御逆境的共同机制
用共同的受体、共同的信号传递途径，传递不同的逆境信号，诱导共同的基因，调控共同的酶和功能蛋白，产生共同的代谢物质。在不同时空抵御不同的逆境，这就是植物最经济高效的抗逆防御体系[11]。
可见，植物与生俱来就有抵抗病虫草害、干旱、水涝，高温、低温，盐碱和灾害性天气的能力。人造胁迫的生理意义，即在作物生长早期就进行多种形式的胁迫诱导，在抗逆训练中追加营养，形成作物体内的抗逆防御体系。在病虫草害和灾害性天气到来时，作物体内的抗逆防御物质已经有了很多积累，可以避免或减轻各种逆境带来的损失。
2.5 风味物质与化感物质产生于同一代谢途径
植物次生代谢的化感物质和风味物质是同时产生的，一荣俱荣一损俱损（见表1）。
植物次生代谢产物中有很多种风味物质，产生于不同的代谢途径。各个途径都有风味物质，比如：酚类的芳香剂化合物、类黄酮类化合物（维生素P）、有机酸与糖形成的糖酸比，一萜类化合物都是风味物质，增加口感[7]。
由此可见，胁迫加营养方法是提高农产品风味物质的有效手段。
3. 利用次生代谢功能为生态农业服务
专家估计，从现在起到本世界末，全球由于气候变化所引发的异常气候事件（高温、干旱等）将会频发[12]，对农业来说意味着在未来几十年中，风调雨顺的年景会变得稀缺，而各种异常天气会成为常态。因此，如何应对日趋常态化的异常天气，将成为农业行业各个环节的重要课题。生态农业高产优质栽培技术比较重视提高作物的抗逆能力，从种子胁迫开始，在作物整个生长季不断地胁迫加营养，以此来提高作物各个器官的抗性。此技术或将成为应对异常天气的关键技术。生态农业高产优质栽培技术，是如何充分用植物次生代谢功能的呢？
（1）要有足够的有机物（秸秆、畜禽粪便和农业废弃物）和适当的水分供应是形成产量的基础，也是提高作物抵抗逆境的基本条件。
（2）让有益微生物占领优势生态位，是抵制土传病害的第一大要素，有益菌固氮、解磷、解钾能力、降解有机物为可吸收态，为作物提供健康生长的充分条件。
（3）补足前茬作物携带出的各种矿物质，矿物质是形成土壤团粒结构和维持作物生命的必需元素，也是形成作物抗性、品质和风味不可或缺的物质。
（4）对作物的胁迫从种子开始，在生长的各个时期不断地胁迫并追加营养，这一理念贯彻在整个作物的生长周期，目的是让作物不断地开启次生代谢，积累抗性物质，这是作物形成高效抗逆防御体系的关键措施[13]。应用实例如下：
3.1 种子的微冻胁迫技术
胁迫要从种子开始。近年来一项用微冻液（获美国FDA认证）处理种子的技术，被越来越多的种子企业和农业生产者认可。微冻处理技术是，将种子放入微冻液（零下28℃左右）中，种子体内会产生一种抗冻糖蛋白（AFP)，以保障其快速进入休眠状，短时间浸泡后取出备用。低温胁迫激活了种子的抗逆蛋白，在其以后的生长过程中能够抵抗病虫害和各种异常天气。具体做法，将真空包装的种子（1公斤），放入微冻液浸30分钟取出，存放在种子库中，供播种使用。经过微冻处理的种子，发芽快、耐低温、抗病毒、根系发达、生长旺盛、产量高（见图6）。种子的微冻胁迫是农作物一个生长季中最早的胁迫，也是最简单有效的胁迫措施。
图6 福建晋江微冻技术处理水稻种，
水稻表现抗性高、千粒重也高（王慧娟）
3.2 植物诱导剂的胁迫技术
植物源的中草药制剂与作物的亲和力更强，胁迫效果明显。植物诱导剂（那氏齐齐发）是一种纯中草药制剂。植物诱导剂用在浸种、拌种、移栽蘸根、苗期灌根、生长期作物表面喷施，表现出双向抗逆和高光效功能，显著提高农作物产量和品质，缩短作物的生育期，小麦平均缩短7～15天，水稻平均缩短10～20天，玉米平均缩短30～40天。植物诱导剂对植物病毒的抑制作用强，2002年中国南方马铃薯研究中心研究发现，用植物诱导剂喷雾，对已感染病毒的马铃薯有起死回生的功效。在育种上，植物诱导剂可诱导激活植物的抗逆、早熟、高产、优质多基因表达，几十年的生产实践不断重现。2015年学者从分子水平宏基因组研究证明，经诱导的紫根水葫芦尽管没发现DNA的改变，但在mRNA 的表达上有近万个基因改变，其中有3 235个基因表现出显著的增强趋势。证明通过外源的诱导调控可导致作物性状发生巨大改变,可诱导调控为新的生物种质并能稳定遗传。植物诱导剂诱导育种方法安全、快速、有效，已培育出可自留种的大豆、玉米、小麦、水稻高抗性、高品质、高产量的品种。此技术或将取代转基因育种技术。成功案例如下：1999年,那中元在昆明市官渡做百亩小麦连片做植物诱导剂的对比试验，对照组用农药三次白粉病仍严重，而植物诱导剂基本不见病株。1999年同年,在云南迪庆藏区海拔3 276米，用植物诱导剂解决了一个光氧化的难题，当地玉米全生育期有效积温493℃（一般早熟品种需积温1 000℃）；玉米苗期还经历了最低气温-5.4℃的考验，当年玉米获每亩499公斤产量。2017年，在内蒙古巴彦淖尔市临河播种的那氏超大穗“喜贫厌富”玉米（非转基因），6月18日播种未使用农药、无土壤施肥、无除草剂，从9月到10月3次霜冻、10月8日被中雪洗礼，玉米表现出高产、耐瘠薄、抗冻害、抗病虫害（包括抗繁殖力极强的螨虫-红蜘蛛）（见图7）。
图7 用那氏齐齐发培育的玉米
在内蒙多次冷害后依然有生命力（那中元）
2018年，在山东东营保护地使用植物诱导剂和高活性固氮微生物菌剂，对西红柿进行早期胁迫，在西红柿苗期（2～3厘米）先用低浓度植物诱导剂水溶液灌根，再用高活性固氮菌剂灌根，两次胁迫促进根系向下生长。具体方法，用50克植物诱导剂加150斤水（喷雾器5背壶）灌根1 800～2 000棵蔬菜苗，一两天之后再用高活性固氮菌剂每亩2斤加水稀释成喷雾器5背壶进行灌根。西红柿的根系扎得很深，果实圆润，口感好（见图8）。
图8 植物诱导剂的胁迫蹲苗促根壮苗作用（韩成龙）
3.3 早期胁迫-玉米割苗机技术
胁迫越早效果越好。对玉米进行早期胁迫的机械——玉米割苗机是现代人的发明，河北廊坊苏宝剑是玉米割苗机发明人。20世纪70年代末，有一年春季玉米小苗期在遭受了雹灾，他号召社员拿着剪刀到玉米地里，减掉被雹子砸倒了的小苗，结果当年玉米获得丰收。这使他深受启发，一直琢磨怎样用机械化手段，实现对玉米小苗的有效割叶，以此来刺激玉米小苗的生长，增加玉米的抗逆性。几十年后，他发明了玉米割苗机。在玉米幼苗在长到5～6片叶时进行割苗。每台割苗机每天割苗300亩。割叶方法是把玉米苗在从根部起第一个叶片以上全部割掉。割叶的优势和效益，表现在抗倒伏、抗旱根系发达、减少虫害、增产20%～30%。这一发明就是用机械化手段实现对农作物苗期的胁迫（见图9）。
图9 现代人的发明玉米早期胁迫-玉米割苗机（苏宝剑）
3.4 营养加胁迫贯彻到全生育期
作物栽培中胁迫要贯彻到作物生长的全过程。生态种植冬小麦底肥中施足有机物料、矿物质和有益微生物肥料。冬小麦生长过程的胁迫加营养措施，播种前用高活性固氮微生物菌剂拌种，立冬前碾压、中耕除草。小麦起身后拔节前，若小麦群体茎数大于70万时需进行碾压。对病虫害采取用中草药制剂预防。胁迫加营养管理就是在每次田间操作后追加营养液，营养液包括，氨基酸类、螯合态的矿物质元素肥和高活性固氮微生物菌剂等。2017年，山西新绛对冬小麦进行生态种植和化学种植对比试验，从中看到明显差异，图10右侧为生态种植模式，小麦灌浆期上看不到蚜虫也无需打药，这是因为胁迫开启植物的次生代谢，产生的化感物质—吲哚生物碱，有抑制蚜虫的作用。而图10左侧为化学种植，在此之前已经打过两次治蚜虫的农药，仍没有见效（见图10）。
图10 山西新绛县2017年小麦不同种植模式（光立虎）
4. 结 论
生态农业高产优质栽培技术有传承也有发展，此法可推进化学农业向生态农业的转型。生产中不使用转基因种子、高浓度化肥、农药、激素和除草剂等物资，而是用优良品种、有机质、矿物质、有益微生物（含固氮菌）等农资，生长过程充分利用大自然胁迫或者进行人造胁迫，并追加营养，就可以生产出高产、优质、风味足的农产品。充分利用植物的次生代谢可以让人类少走弯路。
参考文献
[1]王永厚. 农业文明史话[M]．北京:中国农业科学技术出版社,2006.
[2]张孝德. 文明的轮回-生态文明新时代与中国文明的复兴[M].北京：中国社会科学出版社， 2012.
[3]刘立新，梁鸣早. 植物次生代谢作用及其产物概述[J].中国土壤与肥料，2009(5):82-86.
[4]孔垂华，胡飞.植物化感相生相克作用及其应用[M].北京：中国农业出版社，2001.
[5]林文雄，何华勤，郭玉春. 水稻化感作用及其生理生化特性的研究[J].应用生态学报，2001，12（6）：871-875.
[6]吕选忠，于宙，王广仪. 元素生物学[M].北京：中国科学技术大学出版社，2011.
[7]刘立新，梁鸣早. 次生代谢在生态农业中的应用[M].北京：中国农业大学出版社，2018.
[8]张和臣, 尹伟伦, 夏新莉 非生物逆境胁迫下植物钙信号转导的分子机制[J]. 植物学通报 2007, 24 (1): 114−122.
[9]Buchanan.B.B. (部坎南)，翟礼嘉，等译.植物生物化学与分子生物学[M].北京：科学出版社，2004.
[10]武维华. 植物生理学（第二版）[M].北京：科学出版社，2012.
[11]简令成，王红. 逆境植物细胞生理学[M].北京：科学出版社，2009.
[12]Wei Xie , Wei Xiong，Jie Pan Decreases in global beer supply due to extreme drought and heat nature plants[J] 4, pages 964–973(2018).
[13]梁鸣早，路森，王天喜，等. 高产优质有机农业技术体系探索[J].中国土壤与肥料，2016(3)：5-12.
作者介绍
刘立新，研究员（退休）。曾获国家科技进步奖4项，在植物生理和次生代谢领域有建树。
那中元，云南生态农业研究所所长，植物诱导剂发明人，用诱导育种培育出抗逆性强、品质好、产量高的大豆、玉米、小麦、水稻品种。
吴文良，二级研究员，兼任中国生态经济学会常务理事等多项职务，研究生态农业、生态系统碳氮调控、区域发展与乡村振兴等。获省部级科技进步奖6项，发表文章100多篇。
孙成，研究员，世界生产率科学院（WAPS）院士。从事植物营养研究和缓释肥料研发。